王琴 杨永
潍坊市水利建筑安装工程处 山东潍坊 261000
摘要：本文主要针对顶管技术在泵站出水管道施工中的应用展开分析，思考了顶管技术在泵站出水管道施工中的应用方法和应用的措施，提出了一些比较可行的应用方案和对策，可供今后参考。
关键词：顶管技术，泵站，出水管道，施工
前言
在泵站出水管道施工中，我们要更加明确其使用的技术是否符合要求，只有采取更加有效的施工方法和技术，才能提高施工的质量，为此，顶管技术在泵站出水管道施工中的应用十分关键。
1、顶管技术概述
随着城市化进程加快，城市供水管网是城市的重要基础设施之一,其建设越来越来收到人们的关注。地下城市供水管网施工，一般埋置较深，采用开挖铺管技术，对环境污染严重，干扰大，破坏性大。顶管技术是一种非开挖的地下管道施工技术，是利用液压油缸从顶管工作井将顶管机和待铺设的管节在地下逐节顶进、直到顶管接收井的非开挖地下管道敷设施工工艺。因此，顶管技术很好解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在城市供水管道施工中得到广泛的应用。
2、工程概况
某排涝泵站排涝总流量为13.0m3/s，装机总容量为1120KW，潜水轴流泵共计四台。泵站构成部分主要包括出主泵房、副厂房、出水管道以及进水池。出水管道土层分布情况如下（自下而上）：全风化花岗岩层以及卵石层均低于16.5高程，淤泥质土约在-16.5m～5.0m高程范围内，粉土则在5.0m～8.1m范围内，杂填土则超出8.1m高程。施工方在对施工现场进行勘测和调研分析后发现，该区域低下密布各类管网和电缆，搬迁耗费极大；且处于交通要地，车流量较大，中断道路并修建临时通路耗费较高；工期较为紧迫，各类手续申办和协调过于困难；出水管道明挖与应用顶管技术进行施工所需费用也较为接近，因而施工方采取顶管技术施工方案。
3、工程设计方案和施工要领
运用顶管设计方案来处理出水管道施工不仅有利于工程如期完成，更节省了人力、物力以及财力资源，满足了时间、空间以及经济性三者的需求。经分析发现，在施工过程中选择顶管与沉井相结合的方案具有较大可行性，这满足了施工覆土厚度、地形以及地质要求，安全性与经济性均较高。参照设计要求与规范，取两根混凝土管作为出水管道用于穿路和破堤，水泥管道强度为C25、壁厚0.3m，直径为2.0m，管底高程为5.0m。
4、顶管施工流程
工作井管径为2.0m，设置在防堤迎水坡，为混凝土沉井，以此来保证足够强度。工作井底高程为2.0m，内径为7m*10m，顶高程则为11.3m。沉井施工流程如下：①放样和定位；②基坑开挖；③素混凝土垫层、砂垫层；④立模和扎筋；⑤刃脚混凝土浇捣；⑥井壁混凝土第一次浇捣；⑦井壁混凝土第二次浇捣；⑧井壁混凝土第三次浇捣；⑨养护与拆模；⑩沉井下沉与封底。
4.1在沉井施工环节中，由于沉井设置在防洪堤迎水面，为保证防洪堤以及边坡的稳定性和安全性，首先应采取放样和定位，并在堤坝坡和外缘部位楔入钢板桩用于支护，经过井壁混凝土三次浇捣，强度不低于70%后则可实施下沉操作。
4.2在沉井下沉环节中，该工程采用排水下沉法，在下沉过程中一旦发生偏向中心位移或沉井偏斜则应立刻采取相应处理措施给予纠正。沉井刃脚外壁则设置台阶，沉井下沉过程中同井壁外围土层以及井壁之间构成空隙，在此空隙内填充以膨润土泥浆，可有效控制下沉时产生的摩擦阻力，由此提高下沉速度。
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4.3在底板施工环节中，选取厚度为20cm的块石铺设在井底，然后浇筑混凝土底板，底板厚50cm，强度为C25，布筋间隔为200mm，同时以顶管轴线为依据来设置埋件。
4.4在注浆环节中，为保持稳定性与整体性，该泵站施工采取单管高压旋喷注浆法，注浆深度为9m。
4.5在进行顶管施工时应重视顶管出洞环节。在顶管技术中，正常顶管前的作业是关键工序，极易导致作业事故。施工人员应将工具管调零，针对工具管位置对应的井壁作加固支撑处理，依次来避免管线走偏，一旦发生下跌则应采取主顶油缸及时纠偏，出洞前应预先就工具管设定出一定数值的初始角，以此来控制下跌。
4.6工程所用顶管为泥水平衡式，在顶管施工中掘进机工具管是施工机具中最为关键的一种，主要用于掘进、出土、导向以及防塌，出土方式为机械切土与人共出土相结合。掘进机工具管为挖掘面提供了稳定性保障，地层损失相对较小，地面沉降也大幅降低；施工过程中运输并处理弃土也较为便利。
5、施工中存在的问题与应对策略
顶管法在进行实际操作时，并不需要像传统施工方法一样对地表土地进行挖掘，而是通过穿越地面的方法将工程管道与地底下的各种设备以及河道、公路、铁路进行连接，这一特点不但能够大量节省市政工程所需要的成本，还能够将施工期限大规模缩减，对于政府经济有着很大的好处。也能够保证城市居民的居住环境，不影响水、电、气在日常生活中的使用，真正的达到了高效率，无污染的工程要求。
顶管技术的主要应用范围是城市街道以及城市河流，这种技术用管道将两端的设备进行连接，然后再进行进一步的工程施工。如果在安装管道的时候，遇到了文物古迹所在地或者说无法进行迁移的地段，没有办法实施开槽埋管的工序时，可以利用顶管施工的方法完成施工任务。在施工现场没有办法进行明沟开挖而周围又没有另外的建筑物体时，也可以利用这种方法对问题进行解决。
5.1沉井下沉作业时应尽量控制倾斜、突沉过大。若因土质发生变化而导致发生严重倾斜与突沉，则应采取如下处理方案：（1）在沉井较高一侧挖出刃脚下土体并保留相对一侧的土体；（2）将取钢锭压在井顶上，钢锭重量以实际情况为依据计算得出；（3）取数根垂直管插入相对较高一侧的井外壁，压入压缩空气以及膨润土泥浆，减小井外壁产生的摩擦阻力。
5.2.顶管纠偏。纠偏方法常用的有：
在采用装备先进的土压平衡或泥沙平衡掘进机工时，可以将设备置于“自动”或手动”位置，系统则根据测量系统显示的测量结果和偏差情况，进行自动纠偏，或采用人工控制的方法进行纠偏。
挖土校正法。即采用在不同部位增减挖土量，以达到校正目的的方法。例如管头误差为正值时，应在管底超挖土方（但不能过量），在管节继续顶进后借助管节本身重量而沉降。开始时管节后部已被土挤紧，而前节管的自重又不足以克服它，故管子可能先出现继续爬坡现象，经过一段距离，在管自重的作用下才趣于下降。这种方法校正误差的效果较慢，适用于误差值不大于10mm的情况下。挖土校正法多用于土质较好的粘性土内，或用于地下水位以上的砂土层中。
强制校正法是采用强制措施造成局部阻力，迫使管子向校正方向转移的方法。方法又可分为衬垫法、支顶法、支托法和主顶千斤顶校正法。
校正工具管纠偏，校正工具管是顶管施工的一项专用设备。根据不同管径采用不同直径的校正工具管。校正工具管主要由工具管、刃脚、校正千斤顶、后管等部分组成。校正千斤顶按周向均匀布设，一端与工具管连接，另一端与后管连接。工具管与后管之间留有0～15mm的间隙。后管与工具管连接应牢固。
结束语
综上所述，在顶管技术的应用过程中，要进一步提高其在泵站出水管道施工中的应用质量，就要确保其应用的效果，本文总结了技术的应用方法和应用的措施，可供今后参考。
参考文献：
[1]禹锦健.城市水利建设工程中顶管技术的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2017(03):254-255.
[2]邱于益.石狮市污水处理厂尾水回用于补充内沟河的实践[J].中国给水排水,2017,33(08):104-107.
论文作者:王琴,杨永
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/2
标签：沉井论文; 顶管论文; 管道论文; 泵站论文; 技术论文; 井壁论文; 工具论文; 《建筑学研究前沿》2018年第34期论文;