关于泥水平衡式顶管施工工艺的探讨

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1、关于泥水平衡式顶管施工工艺的探讨　　摘要：该文简介顶管工艺的分类及适用环境，以泥水平衡顶管工艺为主题，通过对成功案例的描述，并对本工艺常见问题做出分析及预防，为设计人员在今后的设计中提供一些参考和借鉴。　　关键词：顶管施工施工方法常见问题　　中图分类号：TU992文献标识码：A文章编号：1674-098X02-0105-04　　顶管施工是继盾构施工之后发展起来的一种土层地下工程施工方法，主要用于地下输油气管道、输水管道、电讯电缆管等的施工。它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁路、河川、地面建筑物以及地下构筑物等，是一种非开挖的敷设地下管道的施工方法

2、。　　随着时间的推移，顶管技术也与时俱进地得到迅速发展。主要体现在以下方面：　　一次连续顶进的距离：越来越长；　　挖掘技术：机械化程度越来越高；　　顶管线路的曲直度：曲线形状越来越复杂，曲率半径越来越小；　　按顶管机的类型分：手掘式人工顶管、挤压顶管、水射流顶管和机械顶管。　　该文以泥水平衡式顶管工艺在石空―兰州输油管道工程中的应用为例，对施工过程进行描述。　　石空―兰州输油管道工程在宁夏中卫市穿越北干渠时正值春季，由于受黄河地下水位的影响，管道沿线各灌溉渠水位增长迅速，且本工程一标段毗邻腾格里沙漠，地质多为粉砂，北干渠尤为典型。北干渠系中卫市美利工

3、业园区主要渠道，四季不允许停水，经协调该园区管理所要求顶管施工，但此穿越处地质为粉砂，地下水位约为m，若采用普通的掘进式顶管方案无法保障施工作业人员的安全，且施工质量也难以保证。为确保本工程的总体目标，建设方、监理方、设计方及施工方到现场实地勘察讨论，最终决定采用国内先进的泥水平衡顶管法。　　施工准备　　组织准备　　根据本工程特点及技术要求施工方选派了施工经验丰富、责任心强、曾多次承接泥水平衡机械式顶管施工的人员出任项目经理，并配备技术过硬、具有丰富施工经验的技术、测量、施工、质控人员；集中选拔操作水平高的施工队伍，组建竖井、机械顶管、降水等专业施工

4、队伍，确保工程保质、保量、按期完成。　　技术准备　　完成施工组织设计方案的编制及审批，并完成现场调查，特别是顶管工作坑范围及可能与管线矛盾的现况管线的调查。　　生产准备　　应包括临时设施、用水、用电设施、通讯设施、临时道路及临时场地等。　　材料及机械设备准备　　应根据工程实际需要做好材料的购买及机械设备进场的准备。　　降水施工　　机械顶管过程中不需降水，但是在顶管工作坑开挖时需进行降水处理。本工程采取以大口径井点降水为主、辅以工作坑内集水井明排的降、排水措施。　　大口井点设在工作坑周围，沿两个侧边布置，距离坑边的边线m，降水井深度10m。顶进坑设大口

5、井六口，接收坑设大口井四口，其平面位置如图2。使用反循环钻机成孔，钻孔孔径φ600，井管使用外径DN400、内径DN300的无砂混凝土管，滤料使用3mm的豆石或石屑。　　降水施工工艺流程：场地平整―井点放样―钻机对位―成孔―下放井管―填充滤料―洗井―下放水泵―抽水。　　降水施工在工作坑开挖前7天进行，降水工作持续整个工作的全过程，包括工作坑开挖、顶管、直到工程结束。　　降水期间要对抽水设备和运行状况进行维护检查，每天检查不少于3次，并要观测记录水泵的工作压力、电动机、水泵温度，电流、电压、出水等情况，发现问题及时处理，使抽水设备始终处在正常运行状态。

6、抽水设备要进行定期保养，降水期间不得随意停抽。注意保护井口，防止杂物掉入井内，经常检查排水管、沟，防止渗漏。　　施工方法及技术措施　　顶力计算　　顶管施工完成后，在顶管工作坑处需施做检查井，为了检查井的施做方便，顶管工作坑的尺寸也需参照检查井的具体尺寸确定。　　后背安装　　工作坑验收合格后，安装顶管设备，首先安装后背。　　机械顶管后背结构为：锚喷墙+混凝土+后背铁。　　在锚喷墙壁前垂直地面放置后背铁，后背铁与锚喷墙面之间的空隙以C10素混凝土浇灌填充。　　顶进坑后背要有足够的强度，在顶进过程中能承受千斤顶的最大作用力。　　后背墙表面要平顺，并且垂直于

7、顶进管道的轴线，避免产生偏心受压。　　正常顶进　　使用吊车将掘进机就位，开动顶管机刀盘，按如下步骤正常顶进：　　土仓压力的设定：根据掘进机所处土层压力而定，估算土仓压力约为MPa，施工时设备自控可保证10%的土仓压力：遇有砂层、砂砾石层、离构筑物较近时，土仓压力设定适当加大到30%左右，以提高安全系数。　　触变泥浆减阻：顶管过程中，须同步注入减阻泥浆，它是减少顶进阻力、提高顶进速度的重要一环。　　顶进测量：顶管测量主要使用激光经纬仪，安装于顶管坑后背处的顶管掘进中心线上，激光经纬仪的安装必须保证顶进过程中的稳定。在掘进机内安装有激光靶，激光束的照射角

8、度与管道的设计坡度相一致，激光照射到光靶上形成一个激光点，机手根据激光点的位置变化确定掘进机的方向变化。