泥水平衡顶管技术在市政污水管道施工中的应用

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1、泥水平衡顶管技术在市政污水管道施工中的应用刘金平广东省化州市建筑工程总公司广东化州525100摘要：顶管技术是一种非开挖的地下管道敷设施工技术，目前在城市污水管道施工中得到广泛的应用。本文结合工程实例，围绕井点降水、顶力的合理确定以及施工工艺优化这几方面对泥水平衡顶管的关键技术进行分析，并提出了施工质量技术保障措施，供同行参考。关键词：泥水平衡顶管；高水位；市政污水管道；施工工艺；动态控制随着我国社会经济建设步伐的不断加快，人们的环境保护意识越来越强。顶管技术作为一种非开挖的地下管道敷设施工技术，

2、能够解决了管道埋设施工中对河流、园林、建筑物等障碍的破坏和道路交通的堵塞等难题，在保护城市牛态环境等方面凸显其优势。泥水平衡式排水顶管工艺属于现代非开挖技术的一种，具有环境干扰小、不污染环境、安全性高、适用土质范围广和施工工期短等优点，广泛应用于道路、铁路和建筑物等地下管道敷设工程当中。木文通过对泥水平衡顶管技术的分析，解决了顶进过程中的技术难题，使其更好地应用于地下管道工程中。1工程概况某污水处理厂配套截污管线总长11.434公里,其中顶管施工2.23公里，采用III级钢筋混凝土排水管，开槽施工

3、8.868公里，大部分采用II级钢筋混凝土水管，过江倒虹管段共335米，管线设计为双管，釆用焊接钢管。2井点法施工的关键技术2.1井点降水根据实际地质情况•在沉井附近采用井点法降低地下水位，以方便施工挖土，使沉井顺利下沉，并保证顶进施工时顶进工作井及接收井无积水，设备能够正常运转。根据沉井工作井的尺寸及勘查提供的涌水量、抽水影响半径，计算出井点的埋设深度及埋设数量。(1)井点埋设深度H=hl-h2+Ah+L+b=9m(1)式中：H—井点埋设深度(m)；hl—沉设井点施工的地面高程(m),据实测为8

4、9.857m；h2—基坑底面高程(m),据实测为84.357m；△h—设计地下水降至基坑底面以下深度(m),取0.5m；L—滤管长度(m),据经验值一般为2.51TI；b—井点到基坑的水力坡降(m),—般取水平距离(经验值一・般为5m)的O.lo(2)井点埋设数量N=Q/q=15.6(2)式中：N—井点数(眼)，取N=16；Q—涌水m(m3•h-l),经现场实测为23.4m3•h-l；q—每眼井排水量能力(m3•h-l),据每眼井配置水泵功率，取工作效率系数0.8,计

5、算为1.5。每1.5m打井一眼，深度为9m,用φ65钢管做降水井。用射流泵抽排地下水，平均每座工作坑围绕工作井环向布设16眼轻型井点.每座工作坑设射流泵一套.各井点井口用D150钢管连接至射流泵，抽排地下水。将地下水降到管道基础以下0.5m。不影响管道顶进作业。2.2合理确定顶力1)泥水平衡顶管最大顶力计算(1)经现场论证分析，泥水平衡顶管最大顶力FOp顶进阻隔力，为顶管机端阻力与侧壁摩阻力之和，即式中：D—管外径;P—控制土压力：KO—静止土压系数，一般取0.55；H0—地面至掘进机中心

6、的高度，取H0=5m；r-土的容重•取r=1.8t•m-3；f—管道外壁与土的单位面积平均摩阻力；D—管外径（mm）,本工程涉及的管径为D1000（外径为1.2m）,D1200（外径为1.44m）,D1350（外径为1.62m）：L一顶距（m）。（2）最大顶力。对于管径分别为D1000、D1200、D1350的顶管，经计算得最大顶力分别为363.555、313.265、353・559t。2）顶力的设计与调整顶管最大顶进力不超过40Ot・不须加设中继间接力顶进。但考虑到覆土较浅，管道上方正

7、常的卸力拱不易形成，会造成顶力增加，为工程带来很大的风险.所以施工中只有采取克服顶力增长的措施，才能使顶管施工圆满完成。通过对以往顶力记录的分析并考虑减阻的效果•决定使用触变泥浆减阻及管壁涂抹润滑剂减阻。2.3施工工艺优化泥水平衡式顶管设备全封闭式作业，其泥水系统符合泥水加压平衡原理,利用探测仪器根据顶进速度以及前方土体土压力的变化而自动调整•从而保证一个恒定的土压力平衡值，科学地确定送排泥流量、浓度和流速。泥水平衡控制系统通过气动球阀控制泥水管路在推进中的逆流冲洗、停止、旁路等动作，顶管机系统、

8、泥水平衡及输送的控制，通过计算机进行数据采集及管理•组成一个先进的监控系统，既保证了施工安全，又提高了顶管机小容积泥水舱压力平衡的精度。项管机出洞封门采用矩形钢箱和密封圆环装置，密封和安全性能良好，适合本场地地层及浅覆土施工，基本上不会造成地面沉降，可以确保工程质量。泥水平衡顶管的工艺流程为：工作井制作→测量放样→安装井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备→安装地面辅助设施→顶管机头吊装就位→安装激光经纬仪→整套系统调试&r