泥水平衡顶管施工技术的应用

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1、泥水平衡顶管施工技术的应用：使用泥水平衡顶管进行管道施工具有安全、可靠、高效等特点。本文结合湖州水务公司输水管线的施工情况，着重介绍了地下管道泥水平衡顶管的施工原理、方法、关键技术，以及在复杂地质条件下的施工注意事项。　　关键词：实际施工；泥水平衡顶管；施工技术　　　　近年来，随着城市规划与建设的脚步加快，地下管线的铺设方式趋向多样化。但由于在许多情况下不适合使用明挖的埋设方式，因此，顶管便成为了最方便的施工选择。　　本工程为水利工程，施工任务是为水务公司修建连结水库~水厂的输水管线。由于管线途径大面积水域、河道、国道及公路，因此，在施工过程中多次用到顶管这一非明挖型管线施工

2、技术。　　本工程施工地点位于湖州郊区。湖州市属冲击型平原，地质条件较为复杂，以粉砂、流砂居多，顶管施工适合采用泥水平衡型。　　泥水平衡式顶管主要工作原理是：采用刀盘和顶速平衡正面土压力调节循环水压力进行平衡地下水压力，将切削的土体通过循环水变成泥浆，通过仓内管道输送至预设的泥浆池中进行沉淀。该施工方法适合于连续顶进，施工效率高，无需进行地质改良或降水处理，施工过程对四周土体的影响较小。但是施工设备较为复杂，辅助设备较多，施工管理要求较高。　　以下就从本工程中的几个典型的顶管施工段来分析下顶管施工技术。　　一、顶管穿越钱山漾养殖场（长距离）　　顶管穿越钱山漾养殖场段顶管，需要穿

3、越钱山漾养殖场，中间是大面积的鱼塘，无法采用正常的开槽施工进行管道埋设。而且穿越段总长度有764m，属于长距离顶管施工，鉴于土质情况，施工中采用泥水平衡顶进方式。　　本工程段的特点是：地质条件较好、管线上方建筑物较少、顶进长度较大、2端不通视。　　在施工前，为保证长距离顶管的顺利顶进，我方要求进行勘探点的加密，确保地质条件的准确性。经勘探，各点位的情况都是粉砂土。　　经过测量点位复测后，设备进行安装。泥水平衡顶管的配套设施主要由进水管、出浆管、通风管、线路管等组成，因此管道中的管路较多，较为拥挤。施工管理主要在控制台完成。控制台上的液晶显示器能够清楚的看到机头内的各个仪表的工

4、作情况，控制人员可以根据仪表读数的变化，进行机头方向的控制（纠偏）。　　本段顶管中共安装了5个中继间，中继间是长距离顶管总不可或缺的设备。中继间是经过车床加工的内外套的组合，中间均匀的分布着10个小千斤顶。其工作原理犹如蚯蚓，先由中继间的小千斤顶工作，将管道向前推进，再由主油缸在后部推进，使中继间复位，然后重复推进。　　顶进过程中的泥浆减阻是减小顶管与土体摩擦力的最好方式。一般顶管施工中，在使用泥浆减阻，能将摩擦力由12~20KN/㎡减至3~5KN/㎡,这极大的提高了顶管工作效率,又降低了工作井的后背顶力要求。　　顶管施工的安全措施还是比较重要的。除进入施工现场的一般要求外，

5、首先是工作井四周的维护工作，其次是氧气包、手电等应急设备，定期进管检查接口焊缝情况。　　二、顶管穿越湖嘉申航道（碎石层穿越及斜顶）　　在顶管穿越湖嘉申航道施工前就已经有了一个小插曲：沉井在下沉过程中，在距离设计标高1m处遇到了碎石层。经过专家协商讨论，决定在满足管顶覆土要求的前提下，将管中心设计标高抬高1m。由于当时接收井已经下沉到位，这就意味着顶管顶进过程中要通过纠偏处理，使管线能在出口时标高下降1m。　　在正常顶进至80m时，机头的变速齿轮箱突然损毁。经过补勘后，报告显示为碎石层地质。在经过快速的抢修后，3天后继续顶进。由于是穿越通航的航道，遇到碎石层只能以减小千斤顶顶力

6、、机头缓慢的切削的方式进行顶进。在这个工作环节中特别要注意泥浆排放这道工序：细小的碎石在泥浆管中容易产生堵管等现象。　　在顶进过程中，要注意各种数据的记录。不管是左右方向还是上下方向，任何位移都要及时进行纠偏。测量人员及时跟进观测，有偏向等问题迅速报告。　　在穿过碎石层后，根据实际顶进要求，进行高程上的纠偏，使其符合顶管出洞要求。　　顶管施工需要有相对准确的地质报告，尤其是在河堤、山体附近，容易出现特殊地质段，这将直接影响到施工的进度与质量。　　三、顶管穿越长湖申航道（洞口流砂）　　顶管穿越长湖申航道段处在长湖申航道北侧，地质情况相当差。　　在经过密封圈的洞口处理后，机头顶进

7、开始。当机头进洞后，沉井外侧地面发生塌陷，机头开始下沉。补勘后显示，洞口方向10m都是流砂。经各方协商决定，采用高压旋喷灌浆法，对洞口方向进行加固。根据现场实际情况，我方选择了二重管法高压旋喷注浆工艺。在需要注浆处理的9×10m工作区域内，按梅花状进行点位布置，各点位间距1m。（理论影响半径为0.5m）　　二重管法施工原理就是：一个同轴双重喷嘴，在钻孔到指定深度后同时喷出高压水泥浆射流和高速空气射流。两种介质在高速射流冲击外围并形成圆柱状固结体。　　经过注浆施工后，机头趋向稳定，土体不再沉降，使顶管施工