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摘要：顶管技术在城市排水管道施工工程中具有举足轻重的地位，特别是对于一些深覆土大管径的管道工程的施工，在一些比较恶劣的施工环境中，顶管技术具有较高的优越性。本文总结了小管径顶管施工技术的应用，希望为今后市政排水工程施工提供技术支撑。
关键词：市政排水；工程施工；顶管
前言
随着我国城市规模日益增大，大中型城市为了缓解城市内涝情况必须建设好市政排水工程，传统的开挖施工技术已经无法满足城市排水工程的施工需求，顶管技术是一项综合性技术，在具体的操作过程中，不需要进行路面开挖施工，只需要在地下操作就可以进行，对城市居民生活和交通的正常运作不会造成影响，使非开挖地下管道铺设施工更加快捷，施工周期更短，成本更低，具有较多的优势。使用顶管施工技术在礼乐片区污水管网建设项目中取得了良好的效果。
1.顶管设备及施工工艺
该工程顶管采用泥水机械平衡式顶管掘进机，具有顶进速度快、沉降易控制、便于操作，施工可靠性好等特点。
1.1 顶管掘进机的选择
选择好顶管掘进机对顶管施工是至关重要的。根据业主提供的工程地质勘察说明书显示：本工程总长度1814米，管径DN800、DN1000。顶管穿越地层为灰色淤泥质土和粉质粘土、渗透系数大，物理力学性质差。因此选用目前国内较先进且适合于本地区土质，较易于控制沉降量的全封闭大刀盘顶管掘进机-泥水机械平衡式顶管机。我公司曾用此设备参与了大量的顶管工程施工，并取得了较好的效果。设备主要组成部分：1.机壳；2.大刀盘及刀架；3.动力系统；4.纠偏油缸；5.主顶进系统设置；6.泥水系统；7.电气控制系统；8.机内液压；9.中继环设计；10.注浆设备系统。
1.2 顶管工作坑设施布置
基坑导轨应具有足够的强度和刚度。本工程基坑导轨由型钢和钢板焊接而成。在工作井底板基础上应事先预埋钢板，预埋钢板的位置与基坑导轨相吻合，以便导轨与之焊接。预埋钢板上的锚固钢筋要焊牢并有足够的锚固强度，导轨安放后，还应在二侧用型钢支撑好，必要时再浇筑混凝土，确保导轨在受撞击的条件下，不走动，不变形。导轨安装的允许偏差为：轴线位置：3mm，顶面高程：0±3mm，两轨内距：±2mm。在顶进过程中经常进行检查和复核。
顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨之间的接触面不得有泥土、油污；顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬。在顶进过程中，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。
承压壁是承受和传递全部顶力的后座墙，更应具有足够的强度和刚度，并有足够安全度。本工程的承压壁设计在内衬混凝土上先用钢筋混凝土浇平，后靠采用顶管专用的组合后靠。
1.3顶管基本工艺
整个顶管过程大致可分为三个阶段：出洞前准备阶段，正常顶进阶段，进洞及后期收尾阶段。
1.出洞前准备阶段
本阶段工作包括：管道沿线的地基采用D550的水泥搅拌桩加固，履带吊就位，顶管设备进场，洞口切割，洞口止水装置安装，轴线放样，立后靠，机坑导轨、主顶油缸组测量安装就位，泥水系统机坑旁通阀组及管道系统安装就位、操纵平台搭建。电气控制线路布置、储水箱及泥水泵安装就位、压浆系统及其管道安装就位、顶管机头下井就位、各部分设备调试运行、联机总调试、触变泥浆搅拌储存。
2.出洞及正常顶进阶段
打开洞门、机头顶入洞口后下设备段。转接油管、电缆及泥水管后继续顶进。油缸顶到位后，拆除泥水管和电缆，第一节管子下井，设备段与第一节砼管合拢，接通泥水管和电缆继续顶进。重复上述过程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在顶进过程中每顶一节管子对顶进轴线作一到二次测量，确定纠偏的方向和时机；并对机头前后的地面沉降监测点作一测量，以便当班施工人员能及时采取相应措施，控制沉降幅度。
整个顶进过程中须在压浆孔向管壁外注入触变泥浆，以便顶进的定量定点压浆，减小顶进时管外壁阻力，填充扰动土中空隙，减小地面沉降。
3.进洞及后期收尾工作
本部分工程包括：接收导轨就位，机头偏差复测，井位复测，接收井洞口切割，机头进洞，管道内清理，洞口井壁与砼管节间连接处理，机坑内设备拆除和吊运。管道清洗，管节偏差测量记录。
1.4中继间的布置
顶进时，为确保安全，当顶力达到中继间设计推力的60%时，即需设置中继间，中继间设计推力F’=500t。（由10只50t千斤顶组成，需要时可增加）。
根据我们的经验，在实际施工中，中继环安装时机相当重要，主要视顶力的上升速度而定。由于顶管顶进时，会发生一些不可预见的因素，如遇不可遇见因素，造成顶力的急剧上升，就必须启动待用的中继环。因此，顶进过程中的不间断监测非常重要，以免贻误中继间安放时机，造成顶管失败，本施工设计中继环布置按经验数据考虑，如施工时遇不利因素影响，将同驻地监理、业主共同协商，采取调整中继环等措施，保证顺利进行。
1.5 管材与接口
1.根据设计，本标段顶管工程所用管节为Ⅲ级混凝土面管，受力性能好，接头稳固性高，接口处止水密封性能强。
2.管节与井壁的连结。机头顶通吊运后，管节与井壁间的空隙须立即砖砌筑封堵，并按设计要求做好处理，防止渗水等现象发生。
1.6 顶管触变泥浆
1.长距离顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注触变泥浆。触变泥浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力。
2.本工程触变泥浆选用标准配方的浆料，在搅拌筒内按一定比例兑水充分拌制后，储放24小时后使用。浆液配合比为：
膨润土CMC纯碱水
1.41.053.05800Kg
3.压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅，并在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆液形成情况。
4.由于顶管线路长，为使全程注浆压力不致相差过大，在中间还将每隔100m增设压浆泵以增大压力。
1.7测量与方向控制
1.测量的方法
（1）顶进的测量与方向的控制，主要是采用全站仪，辅以激光经纬仪和水准仪测量。
（2）通过油缸进行纠编，遵循先纠上下、后纠左右的原则。
（3）在工作井后靠前设置牢固的测量平台。平台高度与轴线标高相匹配，激光经纬仪设置在平台上，调整红外线激光方向，高度与设计轴线一致，在机头后壳体圆心处有一激光靶，光靶上的光点位置读数就是机头尾部的实际偏差。同时，机头最前部也有一把“前尺”，它和机尾的水平差值就指明了机头向横向趋势和绝对偏差。顶进施工时结合机头的前后壳体间折角、机头滚动角，倾斜仪读数，即可算出机头的现存偏差及发展趋势，从而确定纠偏动作的方向大小及时调整机头。
2.测量与方向控制要点
（1）有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员→项目管理部→监理工程师，确保测量万无一失。
（2）顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10'～20'不得大于10。并设置偏差警戒线。
论文作者:梁浩峰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第7期
论文发表时间:2018/8/31
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