泥水平衡式大中型口径顶管施工工法

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1、泥水平衡式大中型口径顶管施工工法工法编号：RJGF(闽)—11—2009完成单位：福建省第五建筑工程公司主要完成人：郭锡明、林琛、陈汉良、刘清才1前言随着城市建设的发展，市政管网施工的问题日益突出，传统的开槽施工，因破坏道路、影响交通、污染环境等，越来越不适合于城区施工，小口径拖拉管的施工也逐渐不能满足社会高速发展、城市扩张的需求，而顶管施工则切实解决了存在的问题，在市政管网施工中得到了越来越多的应用。我司在泉州市江南池店组团污水管网主干管工程、泉州市北峰组团污水管网主干管工程、泉州市江南3号泵站污水管网系统工程等大中口径给排

2、水管网工程中采用了泥水平衡式顶管施工技术，经过多年的施工实践，总结出了复杂地质条件下大中型口径泥水平衡式顶管施工工法，取得了明显的社会效益和经济效益。2工法特点2.0.1本工法是一种非开挖施工技术，地下穿越能力强，施工工作面不大，可方便在繁华市区施工，对顶进管道周围地层扰动少，能维持不同土质挖掘面上的稳定平衡；土层损失小，产生的地表面变形小。2.0.2本工法顶进施工时的连续作业性能好，施工进度快。2.0.3采用本工法施工时的总顶力较小，尤其在黏性土层中的长距离顶进，优于其他类型的顶管工法。2.0.4在工作井内的作业环境较好，能

3、够安全地实现顶进作业。2.0.5施工噪音小，不破坏道路、不影响交通，环境污染小，施工精度高，技术先进。3适用范围3.0.1本工法适应于各类大中型地下管道施工（管径大于1200毫米），通常包括混凝土管道、钢管、玻璃纤维加强管、球墨铸铁管道等等。3.0.2本工法适应于各种不同的土质条件，尤其对地下水位很高，地下水压力变化较大的地层更具有优越性。4工艺原理泥水平衡式顶管机是利用泥水压力来平衡顶进工作面上的水压力和土压力，通过调节出泥舱的泥水压力稳定开挖面，弃土以泥水方式排放出顶管机，在不开挖地表的情况下，利用液压顶进工作站从工作坑将

4、铺设的管道顶入，从而在顶管机之后直接铺设管道。工艺原理参见图4。图4工艺原理图5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程当顶管线路选定，各标段的工作井和接收井位置确定后，各标段开始施工的工艺流程可参照图5.1进行。测量放样沉井施工设备进场安装洞口止水装置安装泥浆沉淀池安装导轨安装进泥泵、排泥泵安装后座墙安装进排泥管、旁通阀安装顶进油缸、油泵安装泥浆搅拌筒及泥浆泵机头吊装就位安装激光仪、测量仪、摄像仪操纵台就位接通电源接通电路、油路试车顶进施工顶进到位图5.1工艺流程图5.2操作要点5.2.1施工准备1施工资料准备1)工程施工前应由

5、设计单位进行设计交底及图纸会审，发现问题及时向设计单位提出变更修改。2)工程施工前应掌握管道沿线的地形、地貌、建筑物、各种管线及设施情况，熟悉工程地质勘察报告、水文地质资料、气象资料。3)结合工程实际，编制施工组织设计，制定保证安全质量的措施。2施工测量：根据测量控制点的坐标和高程，布置现场的测量控制点，并设永久性测量控制桩。3工作井与接收井施工：工作井必须满足在顶力和周边水土压力作用下的强度和变形要求，结构形式应根据顶力大小和地下水情况因地制宜地选择。4顶力估算1)施工前，应对总顶力进行估算，以验算设备及材料承受力和确定工艺

6、。2)顶力计算参考《给水排水工程顶管技术规程》CECS246:2008F=πDLfk+NFF——总顶力标准值（KN）；D——管道的外径（m）；L——管道设计顶进长度（m）；Fk——管道外壁与土的平均摩阻力（KN/m²）（参考表5.2.1）NF——顶管机的迎面阻力（KN）NF=（π/4）Dg²rsHsDg——顶管机外径（m）;Rs——土的重度（KN/m³）;Hs——覆盖层厚度（m）;3）当估算总顶力大于管节允许顶力设计值或工作井允许顶力设计值时，应设中继环。表5.2.1管道外壁与土的平均摩阻力（fK）取值（KN/m²）土的种类软

7、粘土粉性土粉细土中粗砂触变泥浆混凝土管3.0～5.05.0～8.08.0～11.011.0～16.0钢管3.0～4.04.0～7.07.0～10.010.0～13.0注：玻璃纤维增强塑料夹砂管可参照钢管乘以0.8系数。5顶管准备工作1)为了顺利完成顶管接收工作，顶管施工之前在进洞口和出洞口位置，应进行洞口土体加固。如果土质不是很软，可采用门式加固法，即对所顶管道两侧和顶部一定宽度和长度范围内的土体进行加固，以提高这部分土的强度，从而使工具管或掘进机在出洞或进洞中不发生坍土现象。如果土质比较软，则必须在管道顶进的一定范围内，对整

8、个断面进行加固。如果土质比较好，比较硬，挖掘面上的土体又能自立，这时也可以不必进行土体加固。土体加固技术一般有高压旋喷技术、搅拌桩技术、注浆技术等。2)为保证工作井和接受井顺利到位和顺利实施进出洞口工序，在工作井和接收井进出洞口应设置封门。洞口可用低强度等级水泥砖砌筑砖封门，