浙江宝田环境建设有限公司
摘要：如今随着社会的不断变革，诸多行业获得了发展助力。这其中，市政工程的建设规模越来越大，而该工程中的排污管道施工又是该工程建设的核心环节。该项目中，利用率最高的当属机械顶管技术。本文就将围绕该技术展开详细探讨，以供借鉴。
关键词：市政工程；排污管道施工；机械顶管技术；
为了彻底改善城市环境，提高人们的生活质量，在市政工程建设中，全面优化排污管道的施工极为关键。该工程项目中，经常会利用机械顶管技术来加强工程的排水功能。下文就将对该技术进行重点论述，希望可以为城市化建设作出贡献。
1机械顶管施工技术
在市政工程建设当中，开展顶管施工，就是完全不依靠人工开挖土层，直接利用机械力完成管道的敷设工作，因其对土层的破坏较小，而且对地上的交通及建筑影响不大，所以目前该技术在市政工程中得到了大范围的应用。在市政排水施工中，应用该技术，需要按照相关的机械设计要求，遵循事先规划好的坡度和方向，利用机械推力将管道埋入土中，保证敷设工作的质量。通常施工人员选择分节实施管道的顶进工作，该环节主要依靠主顶油缸、管道间、中继间等推力，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推入到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后，埋设在两坑之间。
2机械顶管技术的主要内容
2.1高效管控高程和轴线位移的最大误差值
（1）在实施工程排污建设中，由于施工中的实际地质对曲线顶管无较多要求，所以通常在该技术施工时，均会存在一定的误差，而这些误差不会损害工程的整体质量。但这里仍需注意的是，对待工程中的高程及轴线位移的误差，必须保证其在合理范围内，一旦其超过该范围，将对工程安全构成威胁。
（2）市政工程的管道顶进期间，通常会选择激光系统当做示位系统，该激光系统主要包括激光经纬仪、激光架和标靶等内容。激光架的几何轴线和顶进轴线垂直便于经纬仪对中。同时在激光架旁做好激光经纬仪的对中点，待激光经纬仪架好后再将其顶进到轴线上。
（3）施工人员参照工程的测量结果，发现管道D1400的轴线最大正误差为73mm，轴线最大负误差75mm，污水管道DB00的轴线最大正误差为77mm，轴线最大负误差为120mm，工程中上述数值全部在相关标准范围内，证明测量结果准确有效，满足既定要求。
2.2完善机械顶管技术的主要策略
（1）选择优质的润滑材料
在顶管技术实施期间，其润滑材料主要是由粘土或膨润土等材料组合而成的泥浆液体。该文中提到的市政工程建设，其润滑材料主要利用膨润土配置而成。其泥浆的浓度保持在5-15%范围内,具体应用量尽量不超过100L/m3。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这里需要注意的是，施工人员必须保证该膨润土形成的泥浆套随着顶管机逐渐向前运动，进而形成不间断的环状浆套。在土体出洞的过程中，施工人员需在保证该土体基本稳定性的基础上，适当的减小润滑材料的整体浓度值，当土体距洞口六米时，施工人员可以利用清水将因泥浆带来的压力值减到最小，该操作的目的是为了减小泥浆对洞口土体的应力，全面维护土体的稳定性。
（2）注重科学设置止水圈
在市政工程中，顺利开展机械顶管作业的前提就是做好止水密封工作。该项工作能够最大限度的减少因为过多的挖土作业，造成的内部土体失衡问题。若在顶管技术实施阶段，没有做好止水密封，洞口土体重心下降，失去相应承载力，最终发生坍塌现象，增大工程施工的危险系数。可以说，止水密封工作就是决定整体建设质量的关键一环。而止水密封工作落实到实际施工中，其主要依靠止水圈完成密封，进而确保施工安全。因此，要求施工人员选择符合工程相关标准规范的止水圈做好密封工作，增大工程安全系数。
2.3顶管技术实施期间，各项参数的设定(以DN1400污水管道为例)
（1）做好刀盘扭矩的计算工作
工程施工中，对于刀盘扭矩的设定数值Tc，需要遵循如下公式予以确定：Tc=αD3（1）
参照该公式，其中的D主要代表顶管机的外径，即1.53；又由于粉质的沙土所含杂质过多，因而这里将α确定为1.35；然后将具体数值带入上述公式，得出刀盘扭矩为4.56kN·m。另外，对于该扭矩的计算，还需考虑到一定的外界干扰因素，比如土体在受到切削时产生的阻力、刀盘同土体间产生的摩擦力、压力影响下机械设备自身产生的阻力，这些作用力均会影响到该数值的准确性，故而在实际计算刀盘扭矩时，需要在上述公式中再乘以系数β，本工程取值该系数为1.1，将该数值再次带入到上述公式中，得出刀盘扭矩即Tc设计的最终值为5.01kN·m。
（2）做好最大顶进长度的计算工作
在开展机械顶管施工时，为了让顶管机顺利顶进，通常要借助布设在工作井当中的千斤顶完成施工。顶管机利用千斤顶的推力防止周围土层的坍塌，且减小机械设备与土体的摩擦力。对于开挖面土体作用于顶管机的正面阻力以及管面产生的阻力值数值，采用如下公式予以计算：
F=πDlc（2）
上述式中，D的取值同式（1）；l代表顶进的长度；c代表地层中土体的内聚力，参照工程提供的相应地质报告，这里将c值确定为11.80kPa。因为管材所能承受的推力极限值F为8000kN,这里再将上式乘以一个安全系数，即K，确定其数值为1.2，然后将具体数值带入到（2）式中，得出顶进的极限长度为120m。本工程将工程井和接收井的实际距离控制在一百米。然而参照施工的实际情况，可以看出，因为一次性的顶进距离偏大，其中间没有设定相应的中继站，故而管道的高程以及轴线的误差值将同管道长度呈正比例相关。基于此，施工中要求顶进的实际长度必须控制在80米范围内。
2.4机械设备的掘进速度和进出洞的合理管控
在挖掘出来的土与水相互混合后形成泥浆，并将这种泥浆排出是泥水平衡法的一个重要特点。对于排放泥水的速度必须重点掌握，这是因为流速过快会对管道造成影响，反之，则会导致管道发生栓塞。这里规定排放泥水的速度应当保持在2分钟到4分钟。再者，在该项目实施时，还需要重点管控排泥管的内径数值，确保利用该管道可以顺利排出具有较大颗粒状杂质的泥水。
在工作井内，顶管机按设计高程及方向推出预留孔洞，进入正常土层的过程称为出洞，反之，顶管机在地层中完成某一区问的隧道的施工后进入接收井的过程称为进洞。另外，掘进期间，做好顶管机推进方向偏差的管控同样关键。也正因为在该环节中施工人员对推进方向的纠偏工作，导致土体的过多流失，最后地层的结构失去平衡性，地上发生沉降现象，阻碍后续的施工。为此，在执行该项目时，要求施工人员事先设定好相应的施工参数，比如正面舱压力、出土t、灌浆压力等。
此外，在利用泥水来平衡顶管技术的进、出洞过程中，通常要求施工人员全面优化工作井与接收井的预留孔中合适范围内的土体，尽量减小土体的透水性，即将k值控制在小于等于10-9m/s范围内。结合该工程的具体情况，可以了解到在工程前期，因为地下水的水位较高，使得顶管机出洞期间，部分地下水集中进入到接收井当中，由于水量的过多侵入，导致地下井中的施工设备遭到不同程度的损坏。为此，在接下来的施工中，选用了高压注浆的手段，即泥浆注入率为15%，水灰比为1，然后再合理优化预留孔前一定范围的土体，该补救措施效果较为理想。
3结束语
综上，在市政工程中，为了高效开展排水施工作业，就必须做好顶管技术的施工。在工程中，需结合实际情况，利用科学合理的施工工艺，解决顶管施工中的各类问题，以此促进市政施工的高质量完工，推动城市化建设的不断向前。
参考文献：
[1]张新军,李洪波.市政工程排污管道施工中机械顶管的技术要点解读[J].南方农机,2017(12)
论文作者:潘闽华,吴添财
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/17
标签：顶管论文; 管道论文; 轴线论文; 工程论文; 技术论文; 工作论文; 泥浆论文; 《防护工程》2019年第5期论文;