关于顶管技术在市政排水工程中应用的探讨

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1、关于顶管技术在市政排水工程中应用的探讨：市政排水工程中采用顶管施工可以将作业面移入地下，从而避免了对地面交通的影响。本文从分析顶管技术的作用原理出发，结合顶管技术的特点，探讨了顶管技术在市政排水工程中的施工应用。关键词：顶管技术市政排水前言顶管施工技术具备不开挖路面、交通不断行、管道埋深范围大、对周边环境影响小等独特优点，在一定程度上解决了管道埋设施工中对道路交通的堵塞和城市建筑物的破坏等难题，在稳定土层和环境保护方面凸显优势。对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市创造一个洁净、舒适的环境是非常重要的，市政工程建设中有着非常广泛的应用前景。一、顶管技

2、术的作用原理顶管技术也被称为液压顶管技术，是指在不开挖地表的情况下，利用液压顶进工作站中的工具管、掘进机和千斤顶将所要顶进的管道从顶进工作井顶入目标井，并将管道埋设在两坑之间起到排水作用的施工技术。二、顶管技术的施工工序顶管施工又称为顶进法施工，其施工原理是利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。主要包括下列施工工序：1、顶管工作井设计及设

3、备安装①确定工作井尺寸工作井应有足够的空间和工作面，保证下管、安装顶进设备和操作间距，井底长、宽尺寸可按如下公式计算：井底长度：L=L1+L2+L3+L4+L5。式中：L工作井底长，m；L1管子顶进管尾端留置长度，混凝土管一般留0•3m；L2每节管长度，m；L3出土工作间隙，一般为1•0m~1•5m；L4千斤顶长度，m；L5靠背厚度，m。坑底宽度：dash;工作坑底宽度,m，D顶进管子外径,m。②工作井设备安装工作井设备安装包括：导轨的安装、后座垫铁的安装、油缸支架及油缸的安装、穿墙止水设备的安装、激光导航系统安装和泥浆循环系统安装。地面

4、设备安装工作井地面设备安装包括：监测设备安装、主控制室及主顶装置安装、泥浆棚搭设及泥浆系统设备安装。安装千斤顶时，应保证千斤顶的顶力位置和顶进抗力位置在同一轴线上，并确保四个千斤顶用力均衡，避免产生顶进力偶。同时工作井的起重采用龙门吊。2、顶管设计顶力是顶管工作中的重要因素，在实施顶管作业之前，必须要对选择的顶管顶力做一个预算。后背主顶千斤的顶力要克服各种阻力方能前进，预先需要计算的顶力主要包括工具管迎面阻力和管道摩阻力两部分组成。①顶管选择顶进管一般选用钢筋砼管，如没有腐蚀要求可选用钢管。顶进管的直径选择是首先根据工程需要、工程性质确定内径，根据顶进管所受荷载确定砼

5、管的壁厚及配筋，进而确定外径。顶进管的长度对顶管过程的经济性和可控性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，达到良好的效果，但随着管长度的增长，容易偏离原定顶进的路线，比使用短管恢复正确路线更加困难。同时建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之，短管比较容易向周围土层中挤入，致使整个管列呈蛇形弯曲，这便降低了管路顶进的可控性，因此很短的管利用直线上推顶也较困难。一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L/D外≤1.10时，为短管；当L/D外=1.15时，为标准管；当L/D外≥2.10时为长管。②顶

6、管迎面阻力计算对于采用土压平衡和泥水平衡的顶管，通常迎面土压力都控制在主动土压力和被动土压力之间，一般泥水平衡泥仓压力和土压平衡掘进机土压力应为前静止土压力的1.0一1，1倍。因此迎面阻力的预算可以近似采用管中心所受的静止土压力，即：PF=r(H+Dl/2)K0лDl2/4式中：K0静止土压力系数，与土性质有关，粘性土中，K0的取值范围为0.33～O.7；也可按K0=1-sinφ计算。r土体重度，kN/m3；D1工具管的半径，m；H顶管覆土厚度，m。③管外壁摩阻力计算管外壁摩阻力的预算可以根据GB50268-97《给排水管道工程施工及验收规范》中第6.4.8条

7、规定，顶管的管外壁摩阻力可按下式计算：F=frD1[2H+(2H+D1)tan2(450-φ/2)+dash;计算的管外壁摩阻力，kN；r管道处土层的重度，kN/m3；D1管道外径，m；H顶管覆土厚度，m；φ管道处土层内摩擦角，(0)；dash;管道单位长度的自重，kN/mL管道的计算顶进长度，m；f顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数。3、顶管施工①穿墙前注浆止水处理顶管工作井穿墙洞口前方应采用压浆止水处理，注浆材料用水泥、石灰、粘土搅拌成浆液，并与自然土混合。为保证工具头顺利成功出洞，洞口搅拌范围应保证在44m处。浆液配合比