西安市第二市政工程公司 陕西西安 710054
摘要：随着市政工程建设的飞速发展， 泥水平衡顶管施工应用越来越广泛。 除此之外，泥水平衡顶管施工可以说也是一个复杂的过程，为保证施工质量，需对每个施工环节进行严格控制。
关键词：泥水平衡顶管；施工质量；控制要点
1泥水平衡顶管工艺原理及特点
1.1工艺原理
泥水平衡顶管施工技术是利用泥水压力平衡掘进面土压力和地下水压力的一种顶管施工方法。其基本原理是由送水泵将具有一定浓度的泥水送至挖掘面，再经井内旁通压力调整阀及调整排泥泵转速来调整进水压力大小，使其平衡地下水压及挖掘面土压力，尽量使掘进机刀盘在平衡压力下工作，从而可防止由于挖掘面的失稳，造成地面沉降和隆起。
1.2工艺特点
泥水平衡顶管施工工法采用机械掘进技术，其特征为：刀盘将切削的土壤送入泥水仓，然后由送水泵将具有一定浓度的泥水送至挖掘面，通过刀盘充分搅拌后由排泥泵经排泥管道将泥水送至地面泥浆池，经沉淀或分离后泥水可重复利用，残渣外运；掘进过程通过刀盘以及顶速平衡正面土压力，调节循环水压力用以平衡地下水压力；采用流体输送切削入泥仓的土体，顶进过程中不间断，施工速度快；无需土质改良或降水处理，施工后地表沉降小。
2泥水平衡顶管施工质量控制要点
2.1管材
⑴必须对现场管子进行严格质量检验，不合格的管子严禁用于顶管施工。
⑵管材资料验收：检验报告、产品合格证齐全；厂商提供与产品有关的技术文件；每根管材的产品合格标志。
⑶管节表面光洁、平整、无砂眼和气泡；接口尺寸符合规定；密封椽胶圈安装前保持清洁，无油污。
2.2测量
⑴高程及中线误差监测
①泥水平衡顶管施工测量应建立地面及地下测量控制系统，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。
②为了实现对前端顶管机偏离轴线的动态监测、提高施工测量效率并与机械化顶管技术相适应，泥水平衡顶管应采用激光导向进行监控。
③宜以激光测量数据作为顶进过程中判断前端顶管机高程及中线误差的主要依据。在施工经验不足的情况下，应使用水准仪和经纬仪进行高程和中线误差的校验测量；这种测量方法还用于对顶进管段高程及中线误差的测量。
④使用水准仪和经纬仪对顶管机进行测量应安排在工作间隙进行，在纠偏过程中应增加测量次数，反之在顶进正常情况下可减少测量次数。
⑤每完成一节管子的顶进，应测量一次管中心线和高程；每个接口应测一点，有错口时测两点，并形成文件。
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⑵地面隆沉情况监控
对顶管施工中地面隆起情况进行监控，监控应符合下列要求：
①监控基准点应设在施工影响区域外，并具有良好通视与防干扰条件。
②隆沉观测点应沿顶管机前进轴线方向对称安排布置，具体布设尺寸应结合初始顶进试验，由施工设计确定。
③对需要保护的建筑物、构筑物等应设监控点。
④对已完成的管段继续进行隆沉观测，观测间隔时间按控制测量方案确定。
⑶数据记录与反馈
准确填写顶管施工过程中每次及最终测量数据，形成完整的测量记录。每次测量、监控的轴线误差与地面隆沉数据，并及时进行纠偏。
2.3纠偏控制
⑴顶进过程中的纠偏是顶管作业质量好坏的关键，若操作不当，可能造成顶力骤升、管接口破损，严重时可能造成管道无法顶进，引发严重的安全、质量事故和重大经济损失，尤其是在砂层中顶进，管道极易因为泥水过度冲刷造成顶管机机头下沉，因此，对于顶进过程的纠偏显得尤为重要。
⑵当监视器中光点发生显著变化时，应停止顶进，测量人员须下坑对全站仪进行重新校正复核，查找是否属仪器被触碰或震动所致；若不是，须进行原因分析，并会商处理办法。
⑶顶进工程中，操作人员应随时监测监视器各项数据的变化，并及时记录，在分析记录数据的基础上进行纠偏。
2.4中继间顶进
中继间应符合下列要求：
⑴具有足够刚度、卸装方便，在使用中具有良好的连接性和密封性；
⑵中继间的设计最大顶力不宜超过管子承压面抗压能力的70%；
⑶中继间应在主顶设备顶力达到中继间设计顶力的3/4前使用。
⑷中继间的液压设备与工作井顶进设备宜集中控制。顶进时，距离顶管机最近的中继间先顶，其他的中继间保持不动，在所有中继间依次完成顶伸后，工作井内主顶千斤完成最后的顶进作业。
2.5注浆减摩
⑴注浆减摩是长距离顶管施工中的一个重要环节，由于随着管子的不断推进，推力会随之增加，而降低顶进阻力最有效的方法是注入膨润土泥浆，使之在管外壁与土层之间形成一个完整的环状泥浆润滑套，变原来的干摩擦状态为液体摩擦状态，这样就可以大大地减少顶进阻力，减小地面沉降。
注浆时做到以下几点：
①选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。主要指标为造浆率、失水量和动塑比。
②膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供应商的建议，但都必须按照规范进行。
③压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查浆液形成情况。注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。
⑵顶进中应绘制顶力曲线图，根据顶力增加情况分析注浆效果，当发现顶力不正常变化，立即逐个注浆孔进行检查。
2.6进、出洞质量控制
顶管进出洞是顶管施工至关重要的两个阶段，它的成败将取决于整个顶管过程的成败。
⑴出洞质量控制：
①在破洞之前，洞口必须要有防止土体或砂层塌方的措施。在土质均匀的黄土中顶进时，一般洞口采用砖砌封门；但是在砂土中，比较有效的是采取深层搅拌桩和高压旋喷两种方法，但是笔者推荐采用高压旋喷来对顶管井洞口外土体进行加固。因为一般顶管施工都在比较狭小的场地，深层搅拌桩的施工设备庞大，占地大，桩机高度很高，在市区很容易受高压线等的制约，另外相比于高压旋喷造价高，所以不推荐使用。
②当封门破除后，可把顶管机刀盘开动，用主顶油缸徐徐把顶管机推入土中。这一过程中应注意防止刀盘嵌入砂土中不转而顶管机壳体旋转，我们采取控制顶进速度和在顶管机左右两侧加设角撑的办法来防止其旋转。
③将机头后方的两根砼管与机头管连接，形成一个整体，用来控制顶进段的高程和中线。至此，初始推进工作完成，此时应停下来进行一次全面的测量，并把测量数据绘成曲线，便于分析。
⑵进洞质量控制
①在顶管机到达接收井前30m左右时，作一次定向测量，以防止中线、高程出现较大偏差。
②为防止顶管机进洞时，由于正面压力的突降而造成前几节管节间的松脱，宜将顶管机直到第五节管节的相邻接口全部连接牢固，以防叩头。
3.结束语
随着非开挖技术的快速发展，泥水平衡顶管应用越来越广泛，泥水平衡顶管施工质量的高低，对城市的健康发展有着非常大的影响。因此在市政排水管道顶管施工中，需要抓住质量控制要点，严格控制顶管施工质量，推动城市健康、快速发展。
参考文献：
[1]张延斌.浅谈市政排水管道施工中管线交叉处理措施[J].科技资讯，2010，11（25）：91.
论文作者:刘兵
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第15期
论文发表时间:2018/1/9
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