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摘要：在综合管廊的建设过程中，诸如穿越重要河道、铁路等特殊条件带来的施工问题亟待解决。本文介绍了泥水平衡顶管法施工技术在综合管廊施工中的应用，详细叙述了施工技术要点，结果表明在综合管廊穿越河道、铁路时，顶管法是高效、安全的施工工法。
关键词：综合管廊；顶管法；施工；技术
1 综合管廊顶管法施工背景
综合管廊，又称共同沟，主要是在地下建设集约化管道，将电力、燃气、通信等集于一体，并且设置专门的吊装口、检修口和检测控制系统[1]。近年来综合管廊在国内发展迅速，通用施工工艺已初步形成规模，但仍缺乏相应特殊条件下的施工工艺。当综合管廊穿越重要河道、铁路等设施时，由于不具备绕行及全断流条的条件，且为了保证铁路以及河道的正常运转，因此需要采用顶管法施工工艺，解决此类问题。
2 顶管法施工准备
顶管施工拟划分为三大施工阶段，各阶段划分、控制重点和部署如下：
（1）第一施工阶段：管材预备阶段。管材预制满足龄期要求，在顶管施工前一个月开始预制管材，按施工进度计划安排制作。同时规划好储管区域、运输车辆、以及吊装的人员配备。确保管材供应及时、连续、龄期满足要求。
（2）第二施工阶段：顶管工具头制安。在基坑底板及衬墙施工完成后开始后靠背浇注、顶铁制安、导轨制安、线路敷设及工具头调试。
（3）第三施工阶段：管道顶进施工。主要有管材的吊装、进出浆的调运、管道监测与纠偏。本工程施工由项目部统一指挥安排施工，公司各专业部门配合，各专业施工队服从项目部的统一指挥和协调。各施工阶段和分项工程视实际情况安排穿插施工。
3 顶管法施工工艺
3.1 泥水平衡顶管施工的基本原理
顶管施工是从地面开挖两个基坑井，然后管节从工作井安放，通过主顶千斤顶或中继间的顶推机械的顶进，推动管节从工作井预留口穿出，穿越土层到达接收井的预留口边，然后通过接收井的预留口穿出，形成管道的施工。顶管施工时，通过后座主顶油泵和主顶千斤顶产生推力，推动管道向前推进。在管节推进的同时，顶管掘进机大刀盘切削前方土体，切削下来的土体进入顶管掘进机的泥土仓内，经刀盘的搅拌与进浆管送入的泥浆搅拌成浓的泥浆，再通过排浆管道将浓泥浆排出机头。通过管节一节一节向前推进，顶管掘进机不断推进最后到达接收井，形成整段管道。通过调整进排泥水量，或调整顶进速度，调整顶管掘进机泥水仓的泥水压力，从而保持了挖掘面的稳定。
3.2 泥水平衡顶管施工主要施工法
（1）穿墙顶进。顶管进出洞是整个施工过程中的关键环节之一，进出洞成功等于整个顶管工程成功了一半。本工程是采用地下预埋钢盒作为预留进出洞口，在井出洞口安装可拆式止水钢圈，再在钢圈上安装止水胶圈，达到止水效果。并在洞口前方挨着顶进方向的支护桩的外边线做旋喷桩止水幕墙并加固。
（2）正常顶进。管道出洞成功后，管道开始正常顶进。通过后座主顶油泵和主顶千斤顶产生推力，推动管道向前推进。在管节推进的同时，顶管机大刀盘切削前方土体，切削下来的土体进入顶管机的泥土仓内，经刀盘的搅拌与进浆管送入的清泥浆搅拌成浓的泥浆，再通过排浆管道将浓泥浆排出机头。通过管节一节一节向前推进，顶管机不断推进最后到达接收井，形成整段管道。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆初始顶进时顶进速度一般控制在20～50mm/min，正常顶进时顶进速度控制在50～150mm/min，如遇正面障碍物，应控制在10mm/min以内。初始顶进时出土量一般控制在理论出土量的95%左右，正常情况下出土量控制在理论出土量的98%～100%。
排泥过程是通过后座主顶千斤顶推进，顶管掘进机大刀盘切削前方土体，切削下来的土体进入顶管掘进机的泥土仓。块石、混凝土或坚硬的土块等大块状物体在内外锥体的偏心碾压破碎作用下粉碎成为直径小于30mm的颗粒；粘性土在外壳斜锥段4个高压水孔喷射水流的作用下变成碎块和泥浆，在刀盘和内锥体的搅拌下成为可流动的泥土并被挤入泥水仓。同时，泥水循环泥浆经进浆管进入泥水仓，在泥水仓与泥土充分混合成为浓度更大的泥浆，经排浆管排出机头，再经泥水分离器处理泥沙等固体颗粒被分离外运，泥浆循环使用，实现了连续掘进作业。
（3）测量、纠偏。顶管顶进中的测量工作激光经纬仪安置在观测台上，它发出的激光束为管道中心线，又符合设计坡度要求，实为顶管导向的基准线。施工开始时将顶管机的测量靶的中心与激光斑点中心重合。当顶管机头出现偏差，相应激光斑点将偏离靶中心，测量靶图像通过视频传送到操作台的监示器上，从而观察出激光斑点将偏离靶中心偏离图像，通过控制纠偏千斤顶的伸缩量，进行顶进方向的纠正，使顶管机始终沿激光束方向前进。
（4）高程控制。根据设计坡度要求，沿线路布设四等水准路线，并在各井口处埋
设临时水准点以供顶管高程放样。根据顶管线路所布设的导线点及水准点，标定出井的平面位置及测定其深度，以指导工作井的开挖施工；定出始发井与接收井的管道中心点，并将其投设于地面，作好标记，由于投点处于井的边缘，事先作好投点的支架搭设与焊接标志工作。
（5）纠偏。顶管机的测量靶网格为10mm，根据顶管机测量靶激光点的偏移量计算顶管机的斜率，伸出相应的纠偏千斤顶组，使顶管机推进改变方向，从而实现顶进方向的控制。纠正偏量应缓慢进行，使管节逐渐复位，不得猛纠硬调。由于顶管机头附有测量靶见，激光经纬仪安置在观测台上，在工作中，已使它发出的激光束既为管道中心线，又符合设计坡度要求，实为顶管导向的基准线。施工开始时使测量靶中心与激光光斑中心重合，当掘进机头出现偏差，相应测量靶中心将偏离光斑中心，从而给出偏离信号，通过通过视频传送到操作台的监示器，进行顶进方向的纠正，使工具头始终沿激光束方向前进。
（6）顶管机顶入接收井。顶管机顶入接收井是一项关键的施工环节。在顶进接近接收井前，先将接收井施工好等待顶管机的接收。当顶进到接收井边旋喷桩时，须放慢顶进速度，等顶管机慢慢切削旋喷桩体，形成一个较完整的止水孔，否则会因推进过快使预留孔前的旋喷桩体破坏不能形成止水孔，严重时损坏顶管机或顶力剧增使管节破裂而无法完成接收顶管机。
4 结 语
目前综合管廊的施工技术日益趋于完善，当综合管廊因建设需要穿过河道、铁路时，宜采用泥水平衡式顶管法施工工艺，可以确保铁路安全运行、河道正常通行。本文详细总结了顶管法在综合管廊施工中的工艺要点，为类似条件的工程提供了参考节借鉴。
参考文献：
[1]苗现国，苗雷强，陈叶，付华萌. 顶管法综合管廊结构设计与计算研究[J]. 安徽建筑，2016，23（04）：125-126.
[2]曹永芳，赵建波. 顶管法施工技术在市政工程建设中的应用[J]. 四川水力发电，2015，34（01）：68-70.
[3]郑大福. 市政工程中顶管法施工的应用[J]. 企业技术开发，2014，33（12）：170-171.
[4]于聪. 顶管法施工的特点和设计方法[J]. 内蒙古水利，2011，（02）：24-26.
论文作者:代金鑫,陈浩,宋作友
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/31
标签：顶管论文; 泥水论文; 管道论文; 泥浆论文; 千斤顶论文; 测量论文; 机头论文; 《建筑学研究前沿》2017年第26期论文;