顶管技术在市政污水管道工程施工中的应用

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1、顶管技术在市政污水管道工程施工中的应用　　【摘要】顶管技术作为一种非开挖施工技术，凭借着开挖量少、容易审批、对交通干扰小、施工速度快等优势而广泛被应用到市政管道工程中。本文以市政污水管道工程为例，介绍了顶管技术在管道施工中的应用，指出了顶管施工中的技术难点和质量控制措施，工程取得了较好的效果，为顶管技术在类似工程中的应用积累了施工经验。　　【关键词】污水管道；顶管施工；顶进；减阻泥浆　　城市污水管道作为城市的重要基础设施，随着社会经济发展，污水管道的建设受到了人们的广泛关注。污水管道一般埋设较深，如采用开挖铺管技术，对

2、环境污染严重，干扰大，破坏性大。而顶管技术是一种非开挖施工技术，是利用液压油缸从顶管工作井将顶管机和待铺设的管节在地下逐节顶进、直到顶管接收井的非开挖地下管道敷设施工工艺。与传统的施工技术相比，它对地面活动影响较小，施工控制严格可保证交通畅通，日常活动正常，特别是在穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时可减少沿线的拆迁工作量，节约资金和时间，降低工程造价。因此，顶管技术在市政污水管道工程施工中得到广泛的应用。　　工作坑后背施工　　通过顶力计算已得出工作坑后背承受的最大顶力，因该处工作坑埋深较大，所以用履带式柴油打桩机夯

3、打钢板桩来制作工作坑的后背墙。　　工作坑后背采用I56c工字钢，纵横交替排放，共计25根。此25根工字钢经履带式柴油打桩机打入，在其后挖开并浇筑C30钢筋混凝土支墩。后背工字钢底高程比管道内底深5m。在后背工字钢管道顶进方向垂直放置一块厚为400mm、宽为4m、高为的由钢板焊接而成的内部带加强肋的箱状靠背铁，并在靠背铁背后与工字钢的缝隙内浇筑混凝土，以保证后背的整体性和垂直性。顶管工作坑平面图见图1。　　工作坑滑板、导轨施工　　顶进工作坑底板基础尺寸为6m×4m，基础为厚的C40钢筋混凝土，并预埋长的10#槽钢8根，基

4、础下为厚的碎石，工作坑基础深于管外皮5～6cm，因滑板厚为，管外皮到滑板应有3cm间隙，此厚度在砌井前用细石混凝土找平。滑板采用厚的钢板，钢板两侧与预埋基础中的10#槽钢焊接，滑板与管道坡度相同。导轨采用P50重型铁路钢轨，高，比滑板长，与滑板焊接牢固，保证与管道坡度、中线一致。工作坑内设备和顶铁按下列顺序布置：后背钢筋混凝土→后背工字钢→靠背铁→放置在支架上的千斤顶→U型顶铁→前部环形护铁→管道→前部工具管及刃角。　　前部环形护铁做法与靠背铁相同，护铁由20mm铁板卷制、加肋焊接而成，与管道圈口结合良好，能够保护管道

5、在顶进时不破损。前部钢制工具管起到了管道在顶进时超前注浆、触变泥浆减阻润滑以及纠偏的作用，并保护操作者的安全，该工具管由20mm厚的钢板加工焊接而成，外径与管道直径相同，其内部配有8个纠偏顶镐。　　洞口处理　　采用空压机由小导管注入化学浆对洞口处的土体进行固化，形成尺寸为××的洞口导向墙，并在墙内预埋直径大于管外壁4cm的带有橡胶裙边的钢套环，以起到导向和阻浆作用。　　超前小导管　　由于顶管所穿越的土体为砂卵砾石，尽管力学性能较好，强度高，但其结构间粘结不够紧密，自稳时间短、抗剪力差、结构松散、孔隙率大、透水性极强，管

6、道顶进前需在工作面前端顶部布设超前小导管。导管为DN42钢管，管长为，小导管顶端为尖锥形以利导管打入岩土壁内，小导管尾端加焊已接有止回阀的短钢管。在管前部2m长度范围内的管壁上打孔，做成花管，孔径为12mm，孔距为80mm。将小导管沿工具管刃脚顶端向上倾斜5°，打入土体深度为3m。由于该部位土质孔隙率较大，为保证土体能够均匀固化，满足安全施工要求的注浆固化厚度，导管间距为左右，导管布置在管顶、侧面，覆盖范围不小于管顶240°左右的范围，布置小导管间距为左右。随后通过小导管向土体内注入水泥—水玻璃浆液。　　水泥—水玻璃双

7、液注浆液配制及要求　　注浆液采用化学浆液，原料进场后，应在施工现场对原材料进行统一检验，合格后方可使用。使用前在现场进行浆液试配，确定凝结时间、渗透半径、配比等指标。　　水泥液配制　　水和水泥的配比为1∶1。注浆用水应是可饮用的河水、井水及其他清洁水，不宜采用含有油脂、糖类、酸性大的水、海水和生活污水或工业废水。注浆用的水泥应采用标号425的普通硅酸盐水泥，水泥应保持新鲜，一般不超过出厂日期3个月，受潮结块者不得使用。水泥的各项指标应符合国家标准，并附有出厂质保单，矿渣硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥不宜于注浆。　　在满

8、足强度要求的前提下，可用粉煤灰替代一定量的水泥，掺入量应通过试验确定。为改善浆液性能应在浆液拌制好时加入适量外加剂。如掺入表面活性剂KA可提高浆液扩散性和可泵性能。加入约5%的膨润土可提高浆液的均匀性和稳定性，防止固体颗粒分离和沉淀。　　水玻璃液配制　　选购市售的符合国家质量标准的水玻璃，将其稀释至符合要求的浓度备用。水玻璃∶硫酸