泥水平衡法頂管施工技術在市政道路工程中的應用

劉國棟

[摘要]在城市建設發(fā)展的過程中，隨著人們的生活質(zhì)量不斷提高，機動車保有量日益增加，對于市政道路建設的規(guī)模和質(zhì)量也有了更高的要求，而科學技術的快速發(fā)展又為市政道路的施工提供了強大的技術支持。尤其是在市政道路排水系統(tǒng)的施工中，由于地質(zhì)條件的限制或者是特殊情況，明挖的施工方式存在一定的局限性，近年來非開挖技術的應用逐漸應用在市政道路施工過程中，在最大限度上減少了由于施工操作對地表造成的破壞，在施工質(zhì)量方面也有很大的保證。泥水平衡頂管施工技術屬于非開挖施工方式中的一種，本文主要對這項技術在市政道路施工中的應用進行分析，研究加強施工質(zhì)量控制的有效措施，以期為具體的工程施工提供指導。

[關鍵詞]市政道路工程；泥水平衡法；頂管施工 文章編號：2095—4085（2017）04—0070—02

市政道路修建中地下管網(wǎng)的施工占據(jù)著重要地位，它不僅與道路工程的使用性能密切相關，也對周邊居民的生活有著較大的影響。在地下管網(wǎng)的施工過程中，頂管技術是近年來應用較為廣泛的施工技術，它在不開挖表層地面的情況下就能夠?qū)崿F(xiàn)管道的安裝和鋪設，在減少工程量的同時，也將降低了對道路周邊自然環(huán)境的影響，同時這項技術在施工時產(chǎn)生的噪音和粉塵污染都相對較少，因此在市政道路地下管網(wǎng)施工中得到了廣泛應用。其中在頂管施工中通過利用泥水的壓力來實現(xiàn)地下水壓力和土壓力平衡的技術被稱之為泥水平衡法頂管施工，它能夠有效保證挖掘面的穩(wěn)定程度，應用范圍比較廣泛，在地下水壓很高的施工路段也能夠使用，在長距離頂管施工中的優(yōu)勢明顯。在具體施工過程中需要嚴格按照施工工藝的要求，保證地下管網(wǎng)的施工質(zhì)量。

1工程案例

在某市政道路的修建過程中，在路基的右幅部位需鋪筑一條污水管道，根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況和污水排放的實際需求，將管道的長度設計為585m，選取D1200管徑，施工路段的縱向坡度為2.05%。在污水管道上覆蓋土層的深度在5 m～11 m之間，經(jīng)過技術人員對現(xiàn)場勘測之后，如果采用明挖的施工方式，開挖面的寬度達到27 m～30 m，工作量和施工難度都相對較大，因此擬采用泥水平衡法頂管施工方式，來有效降低工程造價，提高施工效率，確保能在要求工期內(nèi)完成市政道路工程的施工。根據(jù)實際情況分設3座工作坑，4座接收坑，接收坑尺寸設計為5.3 m×3.9 m。根據(jù)施工方案的要求進行現(xiàn)場的組織部署，有效保證市政道路工程的施工進度及質(zhì)量。

2泥水平衡法頂管施工技術在市政道路工程中的應用分析

2.1施工場地的清理與測量

在施工開始之前需要將現(xiàn)場的垃圾、碎石等雜物清理干凈，為具體的操作行為創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，同時根據(jù)圖紙方案設計的要求測量工作坑的位置和標高，并進行工作樁的預埋工作，確定工作坑開挖的范圍和深度。為了保證施工的質(zhì)量，一般每隔200 m需要設置一個臨時水準點。在臨時水準點及管道軸線施工樁等參數(shù)測量完成之后，還需要按照規(guī)定的標準進行復核工作，保證各項數(shù)據(jù)的精確程度。如果在施工路段的地下水位比較高，在沉井工作臺填筑方面會存在一定的困難，還需要采取相應的降水措施，一般采用井點降水的方式進行，在沉降井的周圍埋設濾水管道，并在開挖過程中通過真空原理的應用使地下水得以排出。

2.2工作坑施工

根據(jù)施工方案設計的要求進行工作坑的開挖工作，先對施工現(xiàn)場整平，在砂墊層部位的鋪設厚度為50 cm～100 cm，組織施工人員及時夯實。同時在墊層上部砌筑磚模，每隔2 m預留垂直縫，防止在沉井挖設過程中出現(xiàn)大幅的沉降現(xiàn)象。沉井挖設的尺寸偏差控制在10 cm以內(nèi)，井壁的誤差控制在1.5 cm以內(nèi)。在沉井下沉的過程中，避免出現(xiàn)下沉速度過快的情況，實時測量沉井筒的標高，如果在下沉時出現(xiàn)筒身傾斜的現(xiàn)象，則需要及時調(diào)整。待沉井下沉的位置達到指定位置時，檢測其質(zhì)量是否滿足施工要求，避免出現(xiàn)誤差過大的情況，隨后進行沉井封底施工，在井內(nèi)按照規(guī)定的順序填埋封底片石，并澆筑封底混凝土。在封底的過程中需要預留積水坑，以保證能夠及時將井底的積水排除。

2.3頂管施工

（1）設備的安裝。在進行頂管施工時，根據(jù)預先測量的管道軸線走向安裝施工中所需的設備。首先安裝后靠背導軌和后頂，導軌的位置應與井壁保持100 mm～200 mm的距離，并以軸線為依據(jù)適當調(diào)整靠背，保持二者處在同一水平線上。導軌安裝作業(yè)完成后還需要安裝副導軌，副導軌一般位于預留洞口的內(nèi)部，主導軌與副導軌的高程與軸線均應保持一致。同時按照施工方案的要求安裝頂管機、抽水泵等相關設備，在設備安裝完成之后，由專業(yè)的操作人員調(diào)試設備的參數(shù)，保證機械設備在施工時能夠正常運行。（2）頂管出洞。在洞口的外圍部分噴射防滲漿液，避免在施工過程中地下水深入工作井內(nèi)部，并將止水環(huán)安裝在洞口內(nèi)壁的部位，根據(jù)管道的直徑確定止水環(huán)的直徑。待準備工作完成之后調(diào)試頂管機頭的各項參數(shù)，隨后將橡膠密封圈穿進機頭后送至指定的位置。（3）頂進。在頂進的過程中為了提高施工效率，一般采用兩端頂進的方式施工，根據(jù)頂管的直徑確定所需的頂力大小。在管道頂進的過程中必須保證施工的連續(xù)性，盡量避免出現(xiàn)施工中斷的現(xiàn)象，如果中斷時間過長會導致施工范圍內(nèi)的地下水滲出，在繼續(xù)施工時將需要更大頂力，頂進壓力將會增加50%～100%左右。（4）注漿。在管道頂進作業(yè)完成之后，將膨潤土泥漿壓至管道的外壁部分，將管道完全包裹起來，膨潤土泥漿在觸變性和潤滑性方面具有獨特的優(yōu)勢，因此通過這種方式可以降低管道與周圍土體之前的摩擦阻力。在進行壓漿的過程中，應根據(jù)管道鋪設的具體情況合理設置注漿孔，保證管道的全線均能被膨潤土泥漿覆蓋。由于機頭的外徑大于管道的外徑，因此在二者之間存在縫隙，膨潤土泥漿應將這些縫隙完全填充。另外，頂管施工完成之后還需在注漿孔處將觸變泥漿置換為水泥漿，這樣能夠有效避免后期出現(xiàn)沉降現(xiàn)象，同時也能加固周邊的土體。

3泥水平衡法頂管舡的質(zhì)量控制拮施

3.1注重施工質(zhì)量的檢測工作

在泥水平衡法頂管施工過程中，需要將質(zhì)量檢測工作貫穿于各個階段。在每個環(huán)節(jié)的施工工作完成之后都需要組織技術人員進行質(zhì)量檢測工作，在此過程中應嚴格按照泥水平衡法頂管施工技術的要求，對于在檢測中發(fā)現(xiàn)的問題應及時采取相應的處理措施，避免由于施工操作不規(guī)范造成的安全隱患。尤其是對管道頂進是各項數(shù)據(jù)指標的檢測，禁止出現(xiàn)指標偏差過大情況，其具體檢測標準如表1所示。

3.2加強管道頂進施工中的質(zhì)量控制

在管道頂進施工時，需要對施工情況進行實時觀測，一旦出現(xiàn)后背傾斜或者與管道軸線偏差過大的情況需立刻停止作業(yè)，對問題出現(xiàn)的原因進行深入分析，有針對性的提出解決措施。糾偏作業(yè)是管道頂進施工時的重要步驟，若不能及時發(fā)現(xiàn)偏差，將會影響到最終的施工質(zhì)量。管道鋪設的位置和走向是影響施工質(zhì)量的重要因素，在具體施工操作時應嚴格按照施工方案設計的要求，不斷規(guī)范施工操作行為，提高地下管網(wǎng)施工的質(zhì)量。待管道達到指定位置之后，頂管機可運行至接受井，為下一段管道的施工做好準備。

3.3頂管方向與標高的控制

井下測量平臺上的激光經(jīng)緯儀能夠?qū)敼艿姆较蚝蜆烁哌M行實時監(jiān)測。在導人地面高程點時需要根據(jù)工作井的實際情況埋設高程點，為了保證高程點位置的準確性，在工作井內(nèi)應設置2個以上的高程點，方便在施工過程中進行互相校對。其次是在中心基線的測量方面，直線段頂進施工時按照預先埋設中心樁的位置確定中心基線。另外利用激光經(jīng)緯檢測儀對管道走向的誤差進行實時監(jiān)測，若誤差的數(shù)值超過技術標準所允許的范圍，需要立刻采取相應調(diào)整措施，確保管道施工質(zhì)量能夠滿足要求。

4結(jié)語

綜上所述，隨著各項城市基礎設施建設的不斷完善，對于市政道路建設的質(zhì)量也有了更高的要求。非開挖技術在地下管網(wǎng)施工中的應用越來越廣泛，不僅有效提高了地下管網(wǎng)的施工質(zhì)量，也在最大限度上減少了施工操作對于周邊自然環(huán)境的影響。水泥平衡法頂管施工技術的使用范圍相對來說比較廣泛，在施工產(chǎn)生的噪聲和粉塵污染較小，在保證施工質(zhì)量的同時，也有效降低了工程造價。