針對泥水平衡法頂管在市政工程施工中的運用研究

李麗

摘 要：近年來市政工程施工運用最多的一種方法就是泥水平衡法頂管技術(shù)，本文研究了泥水平衡法頂管施工技術(shù)運用在城市管道施工中的優(yōu)點和存在問題，提出了一些思路。

關(guān)鍵詞：泥水平衡法；頂管；市政工程施工；運用

泥水平衡法頂管在城市管道施工中廣泛運用，因為它安全、快速、節(jié)約、環(huán)保。不需要大面積重挖路面，對周圍土體很少破壞，對周邊的地面和建筑物影響不大。對僅需少數(shù)工作和接收井，避免對道路的全封閉占用從而影響交通秩序。該方法對環(huán)境的要求不高，適用地質(zhì)廣。因為泥水平衡法頂管具有很多其他機種無法比擬的優(yōu)勢，所以才會在市政工程中大量的推廣。

一、泥水平衡法頂管施工工藝

1、施工原理。

泥水平衡法頂管機，利用加壓泥水和刀盤推動切削刀挖掘施工。壓力泥水在挖掘面泥土的表面形成一層泥膜，同時通過壓力的作用與挖掘面的土壓和地下水壓力保持動態(tài)平衡，有效地穩(wěn)定挖掘面，將施工后地面沉降降低至最小。當掘進機正常工作時，進排泥閥均打開，機內(nèi)旁通閥關(guān)閉。泥水從進泥管經(jīng)過進泥閥進入頂管機挖掘面的泥水倉里，挖掘的泥砂經(jīng)同泥水攪拌后，通過排泥管和排泥泵送到地面的泥水分離裝置。泥水分離裝置將泥砂和水分離以后，泥水再次送入刀盤循環(huán)使用。這些工序完全由中央操作盤進行遙控。

2、工藝流程。

頂管工作順序主要是：（1）、工作井和接收井的測量定位放線（2）、基坑施工（3）、安裝和調(diào)試設(shè)備（4）、安置機頭工具管（5）、開洞（6）、關(guān)節(jié)吊裝完畢，安裝接頭后開項（7）、測量和糾正偏差（8）、頂管頂進（9）、頂進接收井后機頭分離回收（10）、檢查井施工實驗（11）、驗收。

二、泥水平衡法頂管施工中注意做好以下事項

1、頂管測量和放線。

頂管測量包括工作井和接收井的控制和穩(wěn)定性、頂管過程控制、對周圍環(huán)境影響的測量等一系列測量。頂管放線是在工作井內(nèi)引入正確地工作井出洞和接收井的進洞口坐標，指導(dǎo)頂管的方向和高度，從而保證頂管軸線的精準。如果頂管軸線不準，會使工程的整體進度和質(zhì)量大打折扣。實踐中經(jīng)常是按設(shè)計要求并結(jié)合實際位置通過測量放出管線位置。如果想使管道按設(shè)計要求方向頂進，必須在頂進過程中對工具管進行測量和糾正。

2、頂管進出洞口的控制。這是非常重要的工序，目的是防治工具管偏離軸線。制作工作井和接收井的工程中，機頭進洞出其入土不多，工具管自重支撐僅由導(dǎo)軌和入土較淺的土體完成，承受力自然不高，從而可能使機頭下沉。所以機頭穿墻時就要注意技術(shù)，推進工具管時應(yīng)該快速準確，土體不能長時間暴露，最好在穿墻管下輔助設(shè)置支架，此外，也可采用延伸導(dǎo)軌和在洞口下添加粘土等方式，以保證避免機頭下沉，保證工程安全。頂管能否順利進出口還依賴洞口密封性，因此要注意洞口止水裝置的質(zhì)量，做好防水。如采用沉井制作，可選取橡膠法蘭的結(jié)構(gòu)密封。在洞圈上安裝阻漿密封裝置，防治泥漿外流。

3、觸變泥漿和注入泥漿。當頂進阻力增大壓力時有可能發(fā)生塌方事故，觸變泥漿主要有膨潤土構(gòu)成，頂進時將觸變泥漿注入土壁和管壁之間的縫隙里，能形成保護膜減少摩擦力，從而減少壓力。為了增加觸變泥漿的固結(jié)性，可在其中加入石灰膏，如果為了施工時增加其流動性，還要把塑化劑和緩凝劑加入其中。具體加入什么和比例要按工程實際的情況具體分析。注漿前必須檢查好設(shè)備，注漿的過程要遵循技術(shù)規(guī)律。首先，頂管頂進時，及時注漿，從而使機頭后面形成泥漿保護套。主要工具是機頭尾部的壓漿孔，頂進時機頭后面的每節(jié)管上的注漿孔補注漿。其次有注漿孔的管材下井時，必須使一個注漿孔豎直向天，注漿孔管不應(yīng)過長的彎曲，以免影響注漿效果。在注漿支管上安裝單向或球形閥，預(yù)防不注漿時反流。當發(fā)生故障和堵塞、滲漏時，須及時排除障礙。

4、保證現(xiàn)場管材的供應(yīng)。頂進時機頭重量較大，不利于長時間滯留，如機頭下沉?xí)＜拜S線，前面已經(jīng)提及。已經(jīng)頂管完畢的管子和周圍土體長時間不動已發(fā)生固結(jié)。所以必須及時提供所需管材，確保現(xiàn)場施工的快速順利進行。工作人員前期的計劃和采購必須周全。

5、沉降和位移檢測。施工技術(shù)盡量采取減少地層移動的技術(shù)措施，在開始頂進的階段對其進行監(jiān)測，根據(jù)測量結(jié)果來調(diào)整和確定密封土壓倉中的土壓力值。

6、清理泥水管。在砂土層中泥水管容易出現(xiàn)沉淀和堵塞，由于排泥泵效率不高，當泥水管內(nèi)的流速小于臨界流速時，造成泥沙沉淀才，使泥水管內(nèi)泥水流動不暢通，頂管機不能推進。

可以對排泥泵定期檢查，及時更換失效機器，使用排泥管道前要進行徹底清洗。施工時應(yīng)凈化泥漿，在含水量小的粘土中推進時，加大送水量，在排泥管道旁添加沉淀箱，讓雜物沉淀到其中，定期排放。

7、對控制管道及時糾偏。這是頂管施工的關(guān)鍵程序。工具管在施工中容易發(fā)生偏移，掘進的偏差會影響鋪設(shè)后的管道效果。管道糾偏基本的方法有兩種：（1）挖土糾偏法：通過在不同部位增減挖土量達到糾偏的目的。該方法適用于管道偏差較小的情況，一般偏差為10mm～20mm時采用。（2）強制糾偏法：通過在管道外部施加壓力進行糾偏。一般適用于偏差大于20mm，使用圓木或方木頂在管子偏離中心的一側(cè)壁上，另一端裝在墊有鋼板或木板的管前土壤中，待支架穩(wěn)定后，利用千斤頂給管子加力，使管子得到校正。糾偏時要注意：①勤頂勤測勤糾。在頂進過程中要經(jīng)常對軸線進行量測，發(fā)現(xiàn)偏差及時糾正。在軟弱土層中要適當提高量測次數(shù)。②盡量采用小角度糾偏。鋼筋混凝土管的糾偏角度不宜過大，不然會造成軸線彎曲和地面沉降。③重視第一節(jié)管材的質(zhì)量（它要承受工具管的反復(fù)應(yīng)力），并且確定它的合理長度（它將影響糾偏的靈敏度），以保證管道糾偏的效果。

社會的發(fā)展和人類的環(huán)保意識的增強，使人們對環(huán)境的要求越來越高，城市的規(guī)劃會越來越人性化。城市管道的鋪設(shè)、污水處理等工程越來越多，泥水平衡法頂管在市政工程施工中運用將越來越完善。

參考文獻：

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