泥水平衡機械頂管施工技術在市政截污工程中的應用初探

李丹

摘? ? 要：目前隨著我國經濟的快速發展，而城市在基礎設施方面的建設要求越來越高，城市地下管網因為其發展規模、鋪設、維護和更換等會很大程度上影響到城市人們的工作和生活，逐漸被人們用作衡量城市整體管理水平的一項重要指標。以往的挖槽埋管地下管線施工技術會很大程度上影響到城市交通和人們正常生活，增大城市交通壓力。泥水平衡機械頂管施工技術屬于一種新的地下管線施工技術，在不允許和不能開挖區域管道鋪設、更換和維修方面有著非常廣泛應用，比如，環境保護區、古跡保護區、建筑物、河流、鐵路等。隨著我國城市化進程的發展進步，泥水平衡機械頂管施工技術具有十分廣闊的發展前景，能夠產生巨大的社會效益和經濟效益，本文就此展開了研究分析。

關鍵詞：泥水平衡機械頂管施工技術;市政截污工程;應用

1? 引言

在市政管道鋪設過程中，泥水平衡機械頂管施工是一種常用的施工機械，在施工過程中不需要進行全線降水施工，對地面構筑物的穩定性不會造成較大影響，地面沉降也較小，頂進施工效率高。

2? 機械頂管基本原理和技術特點

機械頂管指利用主頂油缸和中繼間頂進力，把工具管或者掘進機從工作坑直穿土層頂進到接收坑后吊起，然后將管道埋設于兩個工作坑之間的施工技術，主要包括氣壓、土壓和泥水平衡三種工法。泥水平衡頂管指利用水力、機械力等外力切削泥土后輸送棄土，并利用泥水壓力抵消地下水壓力、土壓力的機械頂管技術，其基本原理是：儲存一定壓力的泥水于泥水倉中，使挖掘面表層形成一層不透水的泥膜，以阻止泥水向挖掘面滲透并保證挖掘面整體穩定;同時，依靠泥水本身壓力以平衡地下水壓力和土壓力。由此，結合本工程實例，將機械頂管施工技術的主要特點表述如下：一是施工區域狹窄，機頭調運空間小、次數多;二是頂管區域覆土淺、車流大，因動何載持續、變化不斷易造成各種工程事故;三是施工深度淺、工期緊、難度大以及地下土質差，須確保文明施工、安全施工和交通安全;四是機械設備重量大且用電量多，須注意支護安全及電器設備的運行安全等。

3? 泥水平衡機械頂管施工技術在市政截污工程中的應用

3.1? 施工現場技術

第一，在完成交接樁的測量后，校測控制點、水準點、坐標點等，同時展開補樁和拴樁操作。第二，結合地質勘測部門提供的勘察資料，做好人員的組織，在施工現場展開實地勘察，根據管線的走向，做好施工現場材料堆放、交通、電源、排水等方面布置，保證其滿足工程項目建設需要。

3.2? 施工準備

鋼板以及型鋼組成了該工程的井內導軌。其應有足夠的剛度同時強度符合要求。鋼板應提前埋在井底板，將鋼板提前埋在與基坑位置符合的地方，這樣焊接導軌和鋼板就方便多了。對于預埋的鋼板，其上面的錨固鋼筋要足夠結實，在安放好導軌后，要用型鋼在導軌的兩邊做好支撐，為了保證導致在受到撞擊時依舊穩定不發生形變和搖動，在必要的情況下應澆筑混凝土。為了保證正確安放油缸受力點，必須準確安裝主頂油缸架，主頂油缸架的高度與平面安裝時的高度差范圍要控制在4mm以內。后座墻即由承擔全部頂力的后靠背組成，其硬度和穩定性更應有較高的要求，以保證安全可靠性。

3.3? 頂管測量控制

（1）測量控制網及井下測量平臺的建立整個工程的控制網是由測量點安排的，控制網被布置在井的四周，其作用是對井下的測量點以及井的周圍進行查看，對井下的后視點和其他諸如軸線的地方進行監測。頂管測量精度要求最高也是最重要的一點就是對于起始點的選擇，所以井下測量平臺的設置不能與后背、管道等挨著，而要對其進行單獨設置，目的是保持其穩定性，使其不受其他因素的影響。（2）頂管軸線與標高控制按照馬來西亞政府的有關要求，對于頂管測量的距離控制在100m，根據直線頂管測量的措施，由激光經緯儀發射的激光束與頂管的方向相反，也就是其偏離標靶中心的長度就是其偏差值。為了減少甚至徹底消除各種因素造成的誤差，特別是由頂管機旋轉而引起的偏差值，要讓激光標靶至始至終都垂直于頂管機，其方法就是將其設計為可調式。

3.4? 觸變泥漿減阻

計算出頂力后，控制管體自重和頂進程度，最大限度減少頂進阻力，阻力的大小很大程度上受到土質因素影響，利用注漿方式能夠實現對阻力的有效控制，在管壁形成一層潤滑套，避免發生干摩擦，以此減少頂進阻力，為了更好地滿足這一目標，施工過程中可采取以下方式：（1）選擇性能優良的觸變泥漿材料，對膨潤土進行必要測試包含造漿率和失水率等指標，保證這些指標滿足施工要求;（2）管壁壓漿孔等位置的選擇需要幫助漿液形成環狀;（3）嚴格按照規范要求進行漿液的配置和攪拌;（4）壓漿過程中，主要選擇頂進同步注漿方式，同時還需要輔助補漿，注意各推進段漿液形成情況的檢查;（5）選擇可靠的管路和注漿設備，同時保證管道有良好的密封性和壓力;（6）注漿過程中必須要配備有專門的操作人員，同時質檢人員定期展開質量檢查。頂進過程中需要結合地下水、地面變形等因素對壓力和注漿量適當調整，做好注漿量的記錄，實現對底層損失的準確分析。

4? 頂管施工常見病害及防治措施

（1）管道軸線偏差過大。預防措施：①頂管施工前對管道通過地帶的地質情況認真調查，以指導糾偏。糾偏按照“勤測量、勤糾偏、小量糾”的操作方法進行。②采用同種規格的千斤頂，使其頂力、行程、頂速相一致，保持頂力合力線與管道中心線相重合。③加強頂管后背施工質量的控制，確保后背不發生位移，并使后背平整，以保證頂進設備的安裝精度。④頂進過程中隨時繪制頂進曲線，以利指導頂進糾偏工作。（2）地面沉降與隆起。防治措施：①嚴格控制頂管軸線偏差，執行勤測量、勤糾偏、小量糾的操作方法。②在頂進過程中及時足量地注入符合技術標準的潤滑支承介質填充管道外圍環形空隙。施工結束及時用水泥或粉煤灰等置換潤滑泥漿。③嚴格控制管道接口的密封質量，防止滲漏。

5? 結束語

市政截污工程施工中，泥水平衡機械頂管施工技術的應用，與傳統開挖法、人工頂管等技術相比，存在明顯施工優勢，不會對周圍環境、建筑、交通、商業等產生過多影響，在工程項目施工中能夠發揮出更大的價值和作用，施工質量和施工進度可得到有效保證，施工成本低，具有非常廣闊應用和發展前景，未來泥水平衡機械頂管施工技術的應用范圍將會越來越廣泛。

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