泥水平衡機(jī)械頂管施工技術(shù)在市政截污工程中的應(yīng)用初探

李丹

摘? ? 要：目前隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，而城市在基礎(chǔ)設(shè)施方面的建設(shè)要求越來越高，城市地下管網(wǎng)因?yàn)槠浒l(fā)展規(guī)模、鋪設(shè)、維護(hù)和更換等會(huì)很大程度上影響到城市人們的工作和生活，逐漸被人們用作衡量城市整體管理水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。以往的挖槽埋管地下管線施工技術(shù)會(huì)很大程度上影響到城市交通和人們正常生活，增大城市交通壓力。泥水平衡機(jī)械頂管施工技術(shù)屬于一種新的地下管線施工技術(shù)，在不允許和不能開挖區(qū)域管道鋪設(shè)、更換和維修方面有著非常廣泛應(yīng)用，比如，環(huán)境保護(hù)區(qū)、古跡保護(hù)區(qū)、建筑物、河流、鐵路等。隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的發(fā)展進(jìn)步，泥水平衡機(jī)械頂管施工技術(shù)具有十分廣闊的發(fā)展前景，能夠產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，本文就此展開了研究分析。

關(guān)鍵詞：泥水平衡機(jī)械頂管施工技術(shù);市政截污工程;應(yīng)用

1? 引言

在市政管道鋪設(shè)過程中，泥水平衡機(jī)械頂管施工是一種常用的施工機(jī)械，在施工過程中不需要進(jìn)行全線降水施工，對(duì)地面構(gòu)筑物的穩(wěn)定性不會(huì)造成較大影響，地面沉降也較小，頂進(jìn)施工效率高。

2? 機(jī)械頂管基本原理和技術(shù)特點(diǎn)

機(jī)械頂管指利用主頂油缸和中繼間頂進(jìn)力，把工具管或者掘進(jìn)機(jī)從工作坑直穿土層頂進(jìn)到接收坑后吊起，然后將管道埋設(shè)于兩個(gè)工作坑之間的施工技術(shù)，主要包括氣壓、土壓和泥水平衡三種工法。泥水平衡頂管指利用水力、機(jī)械力等外力切削泥土后輸送棄土，并利用泥水壓力抵消地下水壓力、土壓力的機(jī)械頂管技術(shù)，其基本原理是：儲(chǔ)存一定壓力的泥水于泥水倉中，使挖掘面表層形成一層不透水的泥膜，以阻止泥水向挖掘面滲透并保證挖掘面整體穩(wěn)定;同時(shí)，依靠泥水本身壓力以平衡地下水壓力和土壓力。由此，結(jié)合本工程實(shí)例，將機(jī)械頂管施工技術(shù)的主要特點(diǎn)表述如下：一是施工區(qū)域狹窄，機(jī)頭調(diào)運(yùn)空間小、次數(shù)多;二是頂管區(qū)域覆土淺、車流大，因動(dòng)何載持續(xù)、變化不斷易造成各種工程事故;三是施工深度淺、工期緊、難度大以及地下土質(zhì)差，須確保文明施工、安全施工和交通安全;四是機(jī)械設(shè)備重量大且用電量多，須注意支護(hù)安全及電器設(shè)備的運(yùn)行安全等。

3? 泥水平衡機(jī)械頂管施工技術(shù)在市政截污工程中的應(yīng)用

3.1? 施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)

第一，在完成交接樁的測(cè)量后，校測(cè)控制點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、坐標(biāo)點(diǎn)等，同時(shí)展開補(bǔ)樁和拴樁操作。第二，結(jié)合地質(zhì)勘測(cè)部門提供的勘察資料，做好人員的組織，在施工現(xiàn)場(chǎng)展開實(shí)地勘察，根據(jù)管線的走向，做好施工現(xiàn)場(chǎng)材料堆放、交通、電源、排水等方面布置，保證其滿足工程項(xiàng)目建設(shè)需要。

3.2? 施工準(zhǔn)備

鋼板以及型鋼組成了該工程的井內(nèi)導(dǎo)軌。其應(yīng)有足夠的剛度同時(shí)強(qiáng)度符合要求。鋼板應(yīng)提前埋在井底板，將鋼板提前埋在與基坑位置符合的地方，這樣焊接導(dǎo)軌和鋼板就方便多了。對(duì)于預(yù)埋的鋼板，其上面的錨固鋼筋要足夠結(jié)實(shí)，在安放好導(dǎo)軌后，要用型鋼在導(dǎo)軌的兩邊做好支撐，為了保證導(dǎo)致在受到撞擊時(shí)依舊穩(wěn)定不發(fā)生形變和搖動(dòng)，在必要的情況下應(yīng)澆筑混凝土。為了保證正確安放油缸受力點(diǎn)，必須準(zhǔn)確安裝主頂油缸架，主頂油缸架的高度與平面安裝時(shí)的高度差范圍要控制在4mm以內(nèi)。后座墻即由承擔(dān)全部頂力的后靠背組成，其硬度和穩(wěn)定性更應(yīng)有較高的要求，以保證安全可靠性。

3.3? 頂管測(cè)量控制

（1）測(cè)量控制網(wǎng)及井下測(cè)量平臺(tái)的建立整個(gè)工程的控制網(wǎng)是由測(cè)量點(diǎn)安排的，控制網(wǎng)被布置在井的四周，其作用是對(duì)井下的測(cè)量點(diǎn)以及井的周圍進(jìn)行查看，對(duì)井下的后視點(diǎn)和其他諸如軸線的地方進(jìn)行監(jiān)測(cè)。頂管測(cè)量精度要求最高也是最重要的一點(diǎn)就是對(duì)于起始點(diǎn)的選擇，所以井下測(cè)量平臺(tái)的設(shè)置不能與后背、管道等挨著，而要對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置，目的是保持其穩(wěn)定性，使其不受其他因素的影響。（2）頂管軸線與標(biāo)高控制按照馬來西亞政府的有關(guān)要求，對(duì)于頂管測(cè)量的距離控制在100m，根據(jù)直線頂管測(cè)量的措施，由激光經(jīng)緯儀發(fā)射的激光束與頂管的方向相反，也就是其偏離標(biāo)靶中心的長(zhǎng)度就是其偏差值。為了減少甚至徹底消除各種因素造成的誤差，特別是由頂管機(jī)旋轉(zhuǎn)而引起的偏差值，要讓激光標(biāo)靶至始至終都垂直于頂管機(jī)，其方法就是將其設(shè)計(jì)為可調(diào)式。

3.4? 觸變泥漿減阻

計(jì)算出頂力后，控制管體自重和頂進(jìn)程度，最大限度減少頂進(jìn)阻力，阻力的大小很大程度上受到土質(zhì)因素影響，利用注漿方式能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)阻力的有效控制，在管壁形成一層潤(rùn)滑套，避免發(fā)生干摩擦，以此減少頂進(jìn)阻力，為了更好地滿足這一目標(biāo)，施工過程中可采取以下方式：（1）選擇性能優(yōu)良的觸變泥漿材料，對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行必要測(cè)試包含造漿率和失水率等指標(biāo)，保證這些指標(biāo)滿足施工要求;（2）管壁壓漿孔等位置的選擇需要幫助漿液形成環(huán)狀;（3）嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行漿液的配置和攪拌;（4）壓漿過程中，主要選擇頂進(jìn)同步注漿方式，同時(shí)還需要輔助補(bǔ)漿，注意各推進(jìn)段漿液形成情況的檢查;（5）選擇可靠的管路和注漿設(shè)備，同時(shí)保證管道有良好的密封性和壓力;（6）注漿過程中必須要配備有專門的操作人員，同時(shí)質(zhì)檢人員定期展開質(zhì)量檢查。頂進(jìn)過程中需要結(jié)合地下水、地面變形等因素對(duì)壓力和注漿量適當(dāng)調(diào)整，做好注漿量的記錄，實(shí)現(xiàn)對(duì)底層損失的準(zhǔn)確分析。

4? 頂管施工常見病害及防治措施

（1）管道軸線偏差過大。預(yù)防措施：①頂管施工前對(duì)管道通過地帶的地質(zhì)情況認(rèn)真調(diào)查，以指導(dǎo)糾偏。糾偏按照“勤測(cè)量、勤糾偏、小量糾”的操作方法進(jìn)行。②采用同種規(guī)格的千斤頂，使其頂力、行程、頂速相一致，保持頂力合力線與管道中心線相重合。③加強(qiáng)頂管后背施工質(zhì)量的控制，確保后背不發(fā)生位移，并使后背平整，以保證頂進(jìn)設(shè)備的安裝精度。④頂進(jìn)過程中隨時(shí)繪制頂進(jìn)曲線，以利指導(dǎo)頂進(jìn)糾偏工作。（2）地面沉降與隆起。防治措施：①嚴(yán)格控制頂管軸線偏差，執(zhí)行勤測(cè)量、勤糾偏、小量糾的操作方法。②在頂進(jìn)過程中及時(shí)足量地注入符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的潤(rùn)滑支承介質(zhì)填充管道外圍環(huán)形空隙。施工結(jié)束及時(shí)用水泥或粉煤灰等置換潤(rùn)滑泥漿。③嚴(yán)格控制管道接口的密封質(zhì)量，防止?jié)B漏。

5? 結(jié)束語

市政截污工程施工中，泥水平衡機(jī)械頂管施工技術(shù)的應(yīng)用，與傳統(tǒng)開挖法、人工頂管等技術(shù)相比，存在明顯施工優(yōu)勢(shì)，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境、建筑、交通、商業(yè)等產(chǎn)生過多影響，在工程項(xiàng)目施工中能夠發(fā)揮出更大的價(jià)值和作用，施工質(zhì)量和施工進(jìn)度可得到有效保證，施工成本低，具有非常廣闊應(yīng)用和發(fā)展前景，未來泥水平衡機(jī)械頂管施工技術(shù)的應(yīng)用范圍將會(huì)越來越廣泛。

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