长距离顶管技术在排水管道工程中的应用

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1、长距离顶管技术在平顶山新城区排水管道工程中的应用摘要：平顶山新城区排水管道顶管工程一次顶进610m，属长距离顶管，有一定的技术难度，由于合理选择了工具管形式，成功解决了进出洞技术、触变泥浆压注、中继接力技术、轴线控制等技术，只用了44天就完成了全部顶进施工，本文详细介绍了长距离顶管的原理、顶管装备、施工技术要点及施工管理等。关键词：顶管施工；进出洞；减阻泥浆；轴线控制；中继间1工程概况平顶山新城区起步区湖滨路排水工程位于平顶山市西部新城区南侧，白龟山水库北侧。西起新城区经五路，东到白龟山西干渠。工程沿途为农田、荒山，穿越三条交通干线，自然标高在103.45m～108.5m之

2、间，排水形式设计采用雨、污分流制。设计范围主要转输纬一路的雨水、污水，将服务范围内的雨水排到西干渠，污水收集后经西干渠污水管道排到拟建的污水处理厂。污水管线沿西干渠段，埋深都在10m以上，最大埋深13.5m，管线长610m，排水坡度为1‰，雨水管径为ø1200，污水管径ø1800，原方案采用大开挖方式，土方量较大，沟槽还要支护，造价较高，并且还要影响地面交通，最后决定采用顶管施工方法完成。2地质条件根据地质报告，场地土层自上而下分布为：第①层耕土：褐黄色，松散，主要由粉质粘土组成，含有较多碎石、钙核及大量植物根系，层厚2.1m～3.7m。第②层素填土：褐黄、棕黄色、浅褐红色

3、，松散—稍密状态，含少量黑色铁锰质及其钙核，钙核分布不均，粒径一般为5～20mm，大者可达30mm以上。该层分布较普遍，层底埋深7.90～8.60m，层厚7.40～8.10m。第③层粉质粘土：浅棕红色，褐红色，可塑状态，干强度及韧性中等，切面光滑。含少量黑色铁锰质及钙核。该层在本场地内分布普遍。［作者简介］朱惠伟（1968—），男，河南平顶山人，河南平顶山煤业集团建安公司土建处工程师，河南省平顶山市程平路中段47号院邮编：467000，电话：13183335117（0375）2787151-7-地下水类型为潜水，水位一般在3.0m左右，地下水变化幅度在1.5m左右。3顶管工

4、程特点新城区排污管线沿西干渠段顶管属长距离顶管，管径大，埋置深，地下水位偏高，施工中主要解决的是顶力问题，方向控制，控制正面塌方，不确定因素较多，施工较难。4顶管施工方法选择管道顶进方法目前国内一般采人工掘进顶管法和机械挖掘顶管法。前者依靠人工进行挖土和排土，有结构简单、操作方便、成本较低等优点，但工人劳动强度比较大，施工速度较慢，无法满足工期要求。机械挖掘顶管法采用机械进行挖土和排土，有技术先进、施工质量好，施工速度较快的优点，根据本工程特点及工期要求，采用机械挖掘顶管法施工工艺。综合考虑顶管长度、地质条件、成本和准备时间，顶管机械采用了三段双铰型工具头作顶进的前导装置及

5、水力出泥，油压千斤顶顶进系统等机具，三段双铰型工具管是一种新颖的机具，具有测力灵敏、纠偏灵活、导向可靠、操作方便、密封性好和能控制流砂、稳定土体及安全施工等优点。5顶管施工原理在管道的沿线按设计的方案设置工作井和接收井，工作井内设置坚固的后座，安装工具管，油压千斤顶、顶铁、导轨等顶进设备。接好照明、泥浆管、油管等管线，然后用油压千斤顶将管道顶入土层中，在顶进过程中，通过经纬仪测量顶管的方向，利用水枪冲泥，采用水力吸泥机通过管道将泥排到井外，顶进一定距离后，千斤顶回缩，装入新的管道再顶进，如此重复，直至将管道顶至接收井内。6施工准备6.1施工前的测量①对已知点的平面坐标和高程

6、分别采用全站仪和S3自动安平水准仪进行复测，确保误差在规定的范围内。②根据施工图上标定的工作井中心坐标，采用全站仪导线法实地测出工作井及接收井。5.2开挖工作井工作井选在干渠西侧，要求地面场地比较大，可以存放土方、管材，布置安装设备。工作井采用沉井工艺施工，内径5.3m×8m，深度为10.5m，在工作井四周设置300mm×300mm的排水沟，在对角设置400mm×400mm×800mm的集水井。工作井基础采用枕木修筑，以固定导轨和承重管子的重量。工作井里设有导向轨道以放置管道等，并布置有放置顶铁，管道位置，便于吊放，还有排泥、供水机械、配电盘、油压设备等，工作井上布置5t桁

7、吊。5.3顶进混凝土管选择-7-混凝土管采用国标二级“F-B”型钢承口式钢筋混凝土管，楔形像胶圈接口多层胶合板衬垫。要求管壁光洁，无坑陷及鼓包。7顶管装备7.1工具管工具管是长距离顶管中的关键设备，它安装在管道首端，外形与管道相似，其作用有定向、纠偏，防止塌方、出泥等。工具管从前向后由冲泥舱、操作室和控制室组成。最前部是切土用的刃脚和起挤土和加强刚度作用的格栅。工人在操作室内操纵水枪冲泥，并通过观察窗和各种仪表了解并掌握冲泥和排泥情况。工具管的后部是控制室，是顶管施工的指挥和控制中心，在后部还设有清理阴井、水力吸泥