给排水管道工程中顶管施工技术的探讨.pdf

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1、给排水管道工程中顶管施工技术的探讨论文导读：某给排水施工项目位于开发区内，顶管工程全长215.5m，工作井处左侧为某建筑工地，右侧为居民楼，接收井处左侧为医院，右侧为空地，地下有污水、雨水、电话、上水四道管线。关键词：排水管，顶管技术，施工某给排水施工项目位于开发区内，顶管工程全长215.5m，工作井处左侧为某建筑工地，右侧为居民楼，接收井处左侧为医院，右侧为空地，地下有污水、雨水、电话、上水四道管线。1. 施工准备1.1 顶管机头选择根据土质和施工环境条件，同时考虑到顶管距离、顶管施工排土、施工时地面沉降控制难易程度等，顶管机头选型为：1000管和 1350 管, 采用泥水平衡顶管机， 16

2、50管采用土压平衡顶管机。1.2 顶管总推力计算掘进机头迎面阻力F0经计算机头切削面泥水压上限值和下限值分别为:机头土舱实际控制值应介于理论计算值的上下限之间。如设定值为：1000管机头： 110KPa 上限值 130KPa1350管机头： 115KPa 上限值 135KPa1650管机头： 125KPa 上限值 145KPa此时机头迎面阻力按式F0=1/4D2Pmax 计算，则有：F0（1000 管机头，外经 1.24m）157KNF0（1350 管机头，外经 1.65m）289KNF0（1650 管机头，外经 2.07m）488KN管道的综合阻力 F1F1DL考虑施工时实测管壁外周摩阻力值

3、，在管壁外侧同步注入触变泥浆情况下，平均值均为4KNm2 ，故 取此值。1.3 洞口地基加固在洞口围护桩外圈增加一排水泥土搅拌桩，与围护结构同时施工，该排桩宽度比洞口宽度大3m ，深度比洞口下沿深4m ，施工方法与洞口水泥土搅拌桩类同。2. 施工技术2.1 顶进施工2.1.1 注浆减摩在顶管顶进过程中为使管壁外周形成的泥浆环始终起到支承土体和减阻作用，在中继环和管道的适当点位还必须进行跟踪补浆，以补充在顶进过程中的触变泥浆损失量。一般压浆量为管道外周环形空隙的1.5 2.0 倍。要达到以上的效果，压浆不仅要及时和适量，还必须在适当的压力下由适当的点位和正确的方法向管外压注。压浆压力应根据管道深

4、度H和土的天然重度 而定，一般为 23H 。2.1.2 注浆孔布置注浆砼管的安排：在掘进机头后连续放4 节有注浆孔的砼管子，然后隔2 节管子放 1 节有注浆孔的管子，这样放设4 节带注浆孔的管子后，每隔6 节管子安放一节有注浆孔的管子，在中继环前后各连续放3 节管子。每节带注浆孔的管子设1 个补浆断面共 4 个注浆孔，均匀布置。带孔管1 个补浆断面上的 4孔为对称布置，但安装时不能将注浆孔按水平轴、竖垂轴这样的状态布置，左扭转22.540，前后相邻带孔管上的注浆孔扭转至孔位相差45左右。2.1.3 泥浆施工由于顶管机头外周空隙是压浆的主要部位，施工中采取同步注浆方式，即在机头被顶进过程中所有补

5、浆管路关闭，只开通注浆管路，注浆量要根据机头型式具体情况具体确定，主要以压力控制，约为 0.2 0.3MPa （太高的压力会产生触变泥浆向机头前端泥土仓（泥水仓）内串聚，使机头段周围泥土在泥浆液压的作用下形成一定的空隙容纳触变泥浆。在后续管道的四周泥浆套，由于可能产生的局部漏失，泥浆微粒渗入土体空隙内，管壁的拖动作用等原因，使局部泥浆套厚度变薄，甚至消失，难以始终起到支承土体和减阻的作用，就需要进行跟踪补浆。补浆按顺序进行，定量压注每班不少于2次。洞口注浆压力和注浆量根据洞口止水装置情况实际确定。总之，施工中应坚持“先压后顶、随顶随压，及时补浆”的原则。2.1.4 泥浆置换在顶管结束后，立即用

6、纯水泥浆置换膨润土泥浆，水泥浆水灰比为0.4 ，置换量约为：1000管：0.12m3/m1650管：0.20m3/m2.1.5 排泥系统与弃土泥水式盾构排泥管与机头输泥泵出泥口口径相同，管节接头采用卡箍式活络接头，在中继间处用高压橡胶波纹管过渡，以适应中继间的伸缩。泥水输送距离较远的顶管区段（150m ）在工作井底增设一台管道泵串联在管道线路中接力输送泥水提升至地面沉淀箱内。论文参考网。直径较大（ 1650 管）的顶管，由于采用泥土平衡式机头，顶管距离全长为71m ，故本工程中间采用手推车将土从管道内运至工作井内，再由起重机将手推车吊运出井。输泥泵输出的泥水被泵送到地面上的5 只储泥箱（每只容

7、积8m3 ）内，经沉淀后（除泥浆被调配改良后返回到泥水仓继续使用）的稠泥浆通过密封车外运、小车运出的土方，在工作井附近设土方临时堆场，晚上用土方车外运。2.2 管道接口施工接口是顶管工程的关键部分，保证做好接口部分是顶管工程成败的关键，因此对组成接口的每一部分都必须严格遵照有关规程的要求逐一分别严格制作。2.3 顶管机头出洞与防旋措施顶管机头出洞的步骤是：机头被主顶顶入洞口止水钢橡护套内，穿过内衬砼墙，旋转切刀切削洞前搅拌水泥土加固土体，主顶回缩，加装砼管，主顶顶进送机头出洞进入自然土层。顶管机头穿过加固土体后，正面即受到约0.12MPa以上的水土压力，使顶进机头后退力约140KN ，因此当千

8、斤顶缩回安装管子之前必须作临时支撑。机头正面承受的140KN的退缩力需要顶入 4 节管子后产生的摩阻力才能被平衡掉，因此在出洞施工中必须按防退要求周密考虑安排施工。4 节管子顶入后不再安装临时支撑，但洞口附近管子由于管接缝受到地下水的压力仍有被推出的可能。因此必须在靠洞口的管缝间安装临时连接钢板，防止收回千斤顶后管子后退而使管缝脱开。为了防止顶管机出洞时产生磕头现象，应在洞口下部制作一块素砼托板。当顶管机头开始切削搅拌水泥土体时，推进速度应较慢。因为机头在一定的坡度上且土体面不平整等原因，开始切削的土体只是断面的一部分，而且顶管机只靠机壳与导轨之间的摩擦力来承受切削的反力矩，如推进速度过快，有

9、可能刀盘不转而机身转，因此，设置防旋转措施很有必要。防旋措施之一就是在机身和洞口上各焊一环，之间用5t 手拉葫芦连接起来，用以承受顶管机切削的反力矩。顶管机出洞的推进过程是一个泥水平衡建立的过程（对泥水压平衡机头而言）。泥水机头施工前，必须有一定粘度的、足够量的泥水供应，在泥浆槽里第一次准备的泥浆量应有5m3 。机头在出洞段施工中，开始时由于处于水泥土加固区域，在不影响泥水系统正常输送平衡条件下，切口水压较低。论文参考网。当机头穿越加固区后，随着顶进距离增长，必须提高切口水压达到正常控制状态。2.4 机头纠偏操作顶进纠偏普遍采用调整纠偏千斤顶的编组操作，若管道偏左侧千斤顶采用左伸缩方法，反之亦

10、然。如同时有高程和方向偏差，先应纠正偏差大的一面。顶进中发生顶管机头旋转时应采取措施防止偏转扩大，常用措施为改变切削刀盘的转动方向和在管内的相反方面增加压重块直至正常。2.5 顶管机头进洞段施工2.5.1 接收井准备接收井施工完成后，必须对洞内的方位测量确认，根据实际标高安装机头接收基座，并配备拔提接收井洞口 H型钢的机械设备。论文参考网。2.5.2 机头姿态的复测顶管贯通前的测量是复合机头所处的方位，确认机头状态、评估机头进洞时的姿态和拟订机头进洞的施工轴线及施工方案等的重要依据，必须使顶管机在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态进洞，正确无误地座落到接收井的基座上。2.5.3

11、接收井洞口临时支护为了顶管机头快速进洞，又不致于出现施工风险，拟将洞口H型钢在机头靠近接收井前便进行拔提，让出洞口位置，封内衬洞口的砖砌体不拆，在洞口处砼内侧连同砖砌体采用16厚钢板临时封挡，并用钢管水平支撑杆撑住，以抵抗机头进洞前洞口截面土体的水平推力。2.5.4 机头进洞当机头接近洞内时，保持好顶进时的泥土压力在0.1MPa左右，在距洞口砖墙前0.5m左右时，停止前进，拆除内侧临时封挡。当封挡拆除后应迅速、连续顶进管节，尽可能缩短机头进洞时间，让机头破开封洞砖砌墙，在充水水囊的止水状态下完成安全进洞。3. 结束语本工程采用顶管施工方法，大大加快了施工进度，对施工沿线房屋和公用管线起到了很好的保护作用，基本没有影响施工沿线居民的出行交通，也无噪音、粉尘污染，取得了良好的社会效益和经济效益。【参考文献】1 褚若升 . 大口径供水钢管顶管出洞施工技术J.安徽建筑 ,2009,(01).2 黎雄锋 . 浅谈给排水管道的顶管施工技术应用J.中小企业管理与科技 (下旬刊),2009,(11).-全文完 -