浅谈软土层中顶管施工技术

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1、浅谈软土层中顶管施工技术摘要：顶管施工技术是一种非开挖掘进式顶管施工方式，具有诸多的优点，目前广泛应用于城市污水管道工程当中。本文结合庄污水处理厂,围绕顶管机选用、顶力计算、工作井和接收井的施工等方面分析软土层的顶管施工过程，并介绍了相关的施工技术措施。关键词：软土层；顶管技术；顶力计算；施工措施中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：随着城市化进程的不断加快，城市基础设施建设建设得到进一步的发展，污水处理厂作为基础设施建设的一部分，其地下管道工程建设愈加复杂，对施工技术的要求有所提高。顶管施工技术作为一种非开挖掘进式顶管施工方式，具有施工

2、场地小、噪音和震动低、对周围环境污染小等优点,在城市基础设施地下管道工程中得到广泛的应用，特别是在穿过地上永久建筑物、沟渠以及卞干道路的情况下最能突出顶管施工技术的优越性。但是，顶管施工技术由于受到工程地质条件、水文条件和设计等因素的影响,不利于城市地下管道的建设。因此，工程技术人员有必要加强对顶管施工技术的研究。本文通过分析软土层中顶管施工的一些情况，提出相应的施工技术措施，为往后类似研究工作提供依据。1工程概况收集系统工程佛山市南庄污水处理厂首期配套污水收集系统工程一一隆庆路及进厂污水管(榕树大道至污水厂段)的管线全长共1.3km,施工方式

3、分为开槽施工、顶管施工，其中人部分釆用顶管法施工(顶管段长1.2km)o顶管管径分为d800、dlOOO、dl200o2水文、地质条件(1)上部上层滞水、潜水。赋存于第①层杂填土中，水位随地势起伏。该层地下水的补给來源主要为大气降水和沟渠、河道渗流，与地表水联系较密切。地下水位受季节和降雨影响变化较大。(2)下部为微承压水，分布于②2层粉质黏土夹粉土中。地下水主要是接受横向补给，与地表水联系相对较少，排泄主要是侧向径流排出区外，英地下水位一般变化较小。该工程管道大多位于第②2层粉质黏土夹粉土或第④层粉土层，且本地区地下水位较高，因此顶管施工所在

4、土层大多为不稳定土层。3顶管机选用与顶力计算3.1顶管机的选用顶管施工最突出的特点就是适应性问题，应根据管道所处位置的不同地质状况与不同施工条件，选择与之适应的顶管施工方式，才能达到事半功倍的效果。该T程管道大多位于饱和的第②2层粉质黏土夹粉土层或第④层粉土层，属不稳定土层，此时应选用泥水平衡式顶管机；对于处于第②1层、第②3层或第③层粉质黏土层的管段，可采用土压平衡式顶管机。3.2顶力计算顶管工程施工前准确计算顶力的大小，不仅有利于合理确定千斤顶的数量和吨位，而且对后背墙体的设计与后背土是否需要加固处理也至关重耍。现以泥水平衡式顶管机在顶管顶

5、进过程中的顶力为例，总顶力包括管道外壁摩擦阻力与工具头迎面阻力，估算计算公式［1］为：F0二DDlLfK+NF式中：D1为管道外径；L为管道设计顶进长度；fK为管道外壁与土的平均摩阻力，当采用触变泥浆减阻时，粉性土取6.OkPa；NF为顶管机的迎面阻力,NF=(nD12ySHS)/4o顶管顶力计算如表1。表1顶管顶力计算由表1可以看出按公式估算出的总顶力往往比实际施工所需总顶力要大，并且随着顶距增大，两者差距快速增加，这主要是因为理论公式仅考虑了触变泥浆减阻措施，且顶力随顶管长度增大而增大。但实际顶力还与土层的地质条件、施工环节、顶进长度有关。

6、从实测结果表明，顶力并不随顶距呈线性增加，初期顶力随着顶距增加而增加，随后因注浆减阻等因素的影响，顶力值随顶距呈缓慢增长的趋势。4工作井、接收井设计与施工4.1结构形式一般情况下，工作井与接收井结构形式可釆用钢板桩、钢筋混凝土沉井、地下连续墙、灌注桩或SMW工法等。当顶管埋置较深，处于土层地质条件较差、顶管顶力较大的软土地区，尤其是处于流砂土层中应采用钢筋混凝土沉井，同时结合该工程竣工后工作井与接收井作为永久性检查井使用，工作井与接收井采用钢筋混凝土沉井。4.2平面形式与尺寸根据场地内其它市政管线的相对位置，沉井平面形状可采用矩形与圆形。同时，

7、根据工作井的最小内净长度，应按顶管机长度确定和按下井管节长度确定两种方法计算，结果取大值。工作井的最小内净宽度应满足顶管顶进、放置设备和施工操作的空间要求。经过经济与施工操作可行性综合比较，得出不同管径相对应的工作井与接收井平面尺寸，如表2。表2顶管井平面尺寸（单位：mm）4.3竖向设计为了充分考虑市政地下空间的利用，作为永久结构检查井使用的沉井顶板标高按管道顶面上2.Om控制，同时顶板上覆土厚度按大于1.Om而不超过4.5m进行设计，底板顶标高按管底下0.5m施工空间考虑。同时为了考虑顶管施工时的安全，对于井顶上覆土厚度大于l・0m的，井壁顶

8、作接高处理，接高到地面下0.5m,作为临时支护措施考虑。如图1所示。图1顶管工作井剖面示意图（单位:mm）4.4沉井下沉施工技术措施沉井施丁关键是沉井