浅议顶管技术在污水管网工程施工中应用

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1、浅议顶管技术在污水管网工程施工中应用　　【摘要】顶管技术是一种非开挖的地下管道施工方法，具有施工污染小，交通干扰小和减少工期等优势，在市政管道工程建设中受到广泛应用。本文结合应用实例，分析了顶管推力的计算过程，详细介绍了顶管施工的关键工序和施工工艺流程，总结了顶管技术施工中的质量控制措施，为今后类似工程的应用积累了宝贵的施工经验。【关键词】顶管技术；污水管网工程；工艺流程；质量控制城市污水管网作为城市的重要基础设施，其建设受到了人们的广泛关注。污水管网的施工，一般埋置较深，采用开挖铺管技术，对环境污染严重，干扰大，破坏性大。而顶管技术是一种非开挖的地

2、下管道施工技术，是利用液压油缸从顶管工作井将顶管机和待铺设的管节在地下逐节顶进、直到顶管接收井的非开挖地下管道敷设施工工艺。因此，顶管技术很好解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题，在城市污水管道施工中得到广泛的应用。1.工程概况7某污水处理厂14#路段污水管网建设工程施工（二标段），全长3466m。管道位于南侧非机动车道，道路中线以南15.5m处，其中DN1350污水管773m，DN1500污水管2693m，全部采用顶管施工，该方法不但能保证施工安全，而且可以最大限度地避免对现有建筑物和交通的影响。该场地地基中淤泥质土普遍有孔

3、隙比较大、天然含水率大多高于液限、多呈软流塑状、压缩性高、强度低、透水性低、触变性和流变性等特点。浅层分布的淤泥质土、淤泥自身稳定性差，抗冲刷能力弱。软土在垂直荷载及水平推力作用下易产生不均沉降或许过量沉降、剪切破坏等。2.顶管推力计算在顶管工程之前，为了顺利推动管道在土中前进，千斤顶的顶力需要克服顶进中的各种阻力，同时在顶进过程中还不断受到各种外界因素的影响。顶管推力的理论计算为（以Φ1500mm计算）其中：F为总推力；F1为迎面阻力；F2为顶进阻力；D为管外径1.8m；P为控制土压力；K0为静止土压力系数，一般取0.55；H0为地面至掘进机中心的

4、厚度，取最大值7m；γ为土的湿重量，取1.9t/m3；F为管外表面平均（根据顶进距离平均粉性土）综合摩阻力，取0.82t/m2；L为顶距，取最大值100m。由式（1）～式（4）计算可得P=0.55×1.9×7=7.32t/m2，F1=3.14/4×1.8×2×8=22.6t，（F1=3.14/2×1.8×7.32=20.7t）7F2=3.14×1.8×0.82×100=463t。因此，总推力F=22.6+463=485.6t。根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。工作井（Φ1500mm顶管）设计允许承

5、受最大顶力为500t，管材轴向允许推力460t，主顶油缸选用2台320t级油缸。每只油缸顶力控制在300t以下，这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力640t。因此无需增加额外的顶进系统即可满足要求。3.井点降水根据实际地质情况.在沉井附近采用井点法降低地下水位，以方便施工挖土，使沉井顺利下沉，并保证顶进施工时顶进工作井及接收井无积水，设备能够正常运转。根据沉井工作井的尺寸及勘查提供的涌水量、抽水影响半径，计算出井点的埋设深度及埋设数量。（1）井点埋设深度H=h1-h2+△h+L+b=9m（1）式中：H—井点埋设深度（m）；h1—沉设井点施工的地面高

6、程（m），据实测为89.857m；h2—基坑底面高程（m），据实测为84.357m；△h—设计地下水降至基坑底面以下深度（m），取0.5m；L—滤管长度（m），据经验值一般为2.51TI；7b—井点到基坑的水力坡降（m），一般取水平距离（经验值一般为5m）的0.1。（2）井点埋设数量N=Q/q=15.6（2）式中：N—井点数（眼），取N=16；Q—涌水m（m3·h-1），经现场实测为23.4m3·h-1；q—每眼井排水量能力（m3·h-1），据每眼井配置水泵功率，取工作效率系数O.8，计算为1.5。每1.5m打井一眼，深度为9m，用φ65钢管做降水井

7、。用射流泵抽排地下水，平均每座工作坑围绕工作井环向布设16眼轻型井点.每座工作坑设射流泵一套.各井点井口用D150钢管连接至射流泵，抽排地下水。将地下水降到管道基础以下0.5m。不影响管道顶进作业。4.施工工艺优化7泥水平衡式顶管设备全封闭式作业，其泥水系统符合泥水加压平衡原理，利用探测仪器根据顶进速度以及前方土体土压力的变化而自动调整.从而保证一个恒定的土压力平衡值，科学地确定送排泥流量、浓度和流速。泥水平衡控制系统通过气动球阀控制泥水管路在推进中的逆流冲洗、停止、旁路等动作，顶管机系统、泥水平衡及输送的控制，通过计算机进行数据采集及管理.组成一个

8、先进的监控系统，既保证了施工安全，又提高了顶管机小容积泥水舱压力平衡的精度。项管机出洞封门采用矩形钢箱和密封