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摘要：目前，我国的综合国力在不断的加强，社会在不断的进步，科学技术需要不断的创新。本文结合已建工程的实例，分析顶管施工方法及工艺，并提出了施工过程中应注意问题及突发事件防护措施。
关键词：注浆固化；顶管施工；排水管道
引言：简要介绍江苏省启东市吕四港镇如意大道延伸段污水管过老海堤段施工的经过，施工条件的分析，施工中应注意的问题，孤石处理的方法，纠偏方法的应用，以及经验及教训，为类似工程施工提供了一定的参考价值。
1、工程概况
顶管工程位于启东市吕四港镇如意大道延伸段与临海公路之间，管道材料采用钢筋混凝土管，顶管管径为DN800，管底埋深标高-2.0m左右。工程内容为污水顶管始发井、接收井及顶管工程。工作井为一个8200×5200×8431矩形沉井，接收井为普通污水检查井，顶管采用机械顶管施工。
该顶管为穿越吕四老海堤段，为如意大道新建段污水管连接吕四污水处理厂的管道。本次顶管施工长度为120m，采用压力注浆顶进，泥水平衡，机械削土施工工艺，顶管管底距离自然地面6.0m。地质情况：表面0-3.5米为砂土，3.5-6.0米为淤泥质粉质粘土。再望下为粉土。根据现场调查，由于老海堤为块石堆砌而成，地面下泥层中可能有孤石存在，影响到顶管顶进。通过现场开挖工作坑发现，地面以下2米地下水丰富，开挖时塌方严重，因此接收井施工时需要采取打止水拉伸钢板桩做围堰并采取深井降水措施至工程结束。工作井采用地面预制，射水下沉沉井，深水井降水至沉井封底施工结束。顶进机械采用泥水平衡的顶管掘进机。
2、市政排水管注浆法顶管施工的应用
2.1注浆施工
1）注浆孔布置在工具头及其后3节管，其后每2节加设一节带有注浆孔的管节，浆液主要采用纳基膨润土，比重1.05-1.08g/cm3，粘度30-40s，泥皮厚3-5mm。
浆液主要作用为润滑管壁，减少顶管摩阻力作用。国内有关工程经验对比：通过膨润土制备的润滑浆的顶进摩擦力与无润滑浆顶进的摩擦力可由12-30KN/m2减至3-8 KN/m2。本工程采用顶管工具头尾部同步注浆进行减阻。注浆效果的好坏，除了与选用的注浆材料有关外，还与注浆孔的布置、注浆泵的选用和注浆压力大小有关。顶管掘进机顶进时，泥浆由压力泵压至掘进机及管壁四周，填充润滑机身、管身与四周土体间隙。考虑到顶管入口处流砂情况，机头顶入时注入水泥浆，保证入口处粘土固化，防止机头入口顶偏。由于顶管需经过河道段，位于过河段底部软土层，采用顶进时预注浆，防止土体松散，顶管发生偏位。
2.2顶管施工方法及工艺
1）顶管施工方法：顶管顶进施工设备主要包括千斤顶、顶铁，顶具、后背铁、发电机组、焊机及泥浆泵等。施工前开挖工作坑，浇筑沉井，待沉井强度达到设计要求强度后，射水下沉至设计标高，进行封底混凝土浇筑。封底混凝土达到强度后，抽除井底积水，安装后背钢板。将顶进设备安装就位，吊装工具头、安装顶环，利用液压千斤顶顶推工具头，每顶进一定行程，退回顶缸，安装管道，继续顶进。出土采用水力切削泥土以及虽然采用机械切削泥土而采用水力输送弃土，循环作业，直至套管顶至对面接收井；拆除设备，清理工具头及管道内泥土。
2）顶管施工工艺测量引点→放样→复核→工作井施工→井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备安装→地面辅助设施安装→套管吊装就位→激光经纬仪安装→注浆固化→出土→正常顶进→注浆固化→出土→顶进→套管进接收井→泥浆置换→管道清理→砌筑检查井→交工。
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2.3首管顶进
由于现场地质为淤泥质粉土，且含水丰富，顶进阻力大且流砂不易成孔，因此顶进前必须对顶管前方土壤进行注浆固化处理。固化完成后启动主顶油缸开始顶进工具头及第一节管，第一节管是整个顶管工程的关键环节，速度要慢，方向性要好。当套管进入土层80％以后，停止顶进，开始机头注水切割土体，土随压力水经排泥孔出土，边切削土体边顶进。第一节顶进完成后收缩油缸吊装第二节管，顶进～切削土体～排出泥水混合物～顶进～切削土体-排出泥水混合物，如此循环顶进4米时开始第二次注浆，固化后进行顶管继续顶进，如此往复直到顶管工程结束。
2.4孤石清除方案选择
顶管施工时，工具管前方土体中如果遇到小型石块，通过调整工具头的刀盘压力，速度，方向将孤石挤出管道前进方向的土体内，注浆固化；若孤石较大，可通过工具管隔栅掏出；当顶管过程中遇到较大孤石而无法通过工具头隔栅时，通过管内与地面的互通测量，确定孤石在地面的具体位置，然后在地面放样开挖后取出。
2.5顶进管道轴线控制
顶进施工过程中，每顶进100cm，至少进行一次轴线测量，在出洞阶段和纠偏时，增加测量的次数。对测量控制点要经常进行复测，保证测量的精度。
顶进距离到了一定的长度后，轴线测量采用接站测量，在接站测量的过程中，经常采用坐标法对顶进轴线进行复测，保证测量数据的准确性。流水面标高控制采用红外线电子经纬仪竖直角方向控制。
轴线纠偏主要是通过纠偏系统来进行的，顶进轴线发生偏差后，先计算出纠偏的量，然后调节纠偏千斤顶的伸缩量至纠偏需要的位置，再锁定纠偏系统。纠偏一定要按照“勤测、勤纠、缓纠”的原则进行。
出洞阶段纠偏既可以用纠偏系统也可以利用主顶装置。利用主顶装置纠偏是通过对主顶的油缸进行合理的编组，利用主顶作用合力的作用点的变化来对工具管进行纠偏。
3、顶管施工过程中应注意的问题
（1）管道、工具头节口保证水平，管段受顶力在管子轴线上，每顶进40cm检测一次，并在控制标准范围内。（2）顶管时采用测量仪器控制中心线和高程，以放线时布置的中心桩为基准进行导向监控。（3）顶进作业开工后，中途不得停止，工序尽量衔接，减少停顶时间，避免推进阻力的増大。
4、顶管施工中突发事件防护措施
（1）管道轴线偏差过大。纠偏按照“勤测量、勤纠偏、小量纠”的操作方法进行，采用同种规格的千斤顶，使其顶力、行程、顶速相一致，保持顶力合力线与管道中心线相重合。（2）管道接口渗漏。严格控制管道轴线，必须按“勤纠”、“小纠”的原则进行，以避免接口不匀而使胶圈减低止水作用。下管时，要在钢丝绳与管口之间加橡胶垫，保护管口。
结语：
本工程原设计方案为穿越管采用钢承口钢筋混凝土管DN800，机械挖土，泥水平衡，无注浆顶管工艺，顶进6m深后，后背反力较大，无法继续顶进施工。将施工设计方案更改为现方案后，机械挖土，压力注浆顶管施工工艺，能够做到定向、定量、定压注浆，并具有渗透力强的特点，使土层的空隙间充满浆液并固化，注浆效果良好，有利于加快施工进度。通过对该工程的施工，实践证明注浆技术能够在砂土层水平顶管施工中起到很好的固化土体作用，为河底顶管施工，防止海堤沉降的排水管施工积累了一定的经验和数据，可为同类工程项目施工起到借鉴的作用。
参考文献
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［2］JCT640—2010顶进施工法用钢筋混凝土排水管［S］.
［3］郑崇芳.顶管施工中压密注浆法加固土体的应用［J］.山西建材，2016（22）：91.
［4］秦聪.关于城市污水管道顶管施工工艺及问题分析［J］.建筑工程技术与设计，2015（16）：81.
论文作者:于卫均
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/22
标签：顶管论文; 注浆论文; 管道论文; 轴线论文; 测量论文; 工具论文; 工程论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;