泥水平衡法顶管施工工艺工法.doc

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1、泥水平衡法顶管施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-GS-0102-2011市政环保公司苟引劳1前言1.1工艺工法概况在人口密集、交通繁忙、地面建筑物众多的城市采用开槽埋管法施工地下管道时，影响交通，临时占地面积大，对环境造成污染。给施工区域的居民生活和工作造成不便。采用地下顶管施工将避免上述弊端。管道顶进施工工艺原理是：利用人工或机械将管道前端土层破碎，再将弃土通过已顶进管道运出地面。用设置在管道后端的千斤顶将管道逐节向前推进，直到管道达到设计位置和长度。当管道直径等于或小于1m时，施工人员无法进入管内直接作业，

2、管道前端开挖土层及管道纠偏、弃土运输等工序将无法进行，顶管施工亦不能实现。我公司早前从日本引进TCC400和TCC800偏压破碎环流系统顶管设备，经改进，采用泥水平衡法稳定管道前端土体，由送水管和排泥管构成流体输送排泥系统，实现了远距离遥控小口径管道的顶进施工。同时，对原设备进行了技术改造，增加了扩管器，扩大了设备的使用范围，取得了显著的社会效益和经济效益。1.2工艺原理1.2.1随着顶管设备前端工具管的推进，前端切土刀盘不断转动，送水管不断供应泥水，排泥管不断将混有弃土的泥水混合物排出泥水仓；为平衡上部土层压力

3、，泥水舱保持着一定压力；泥水在压力作用下向土体内部渗透，在开挖面形成一层泥皮，泥皮可阻止泥水继续向土体内部渗透，同时，泥水压力通过泥皮作用在开挖面上，防止土体坍塌。当刀盘前端土压力低于设定值时，刀盘就往前伸，与此同时，减小或关闭排泥口，刀盘推进速度保持不变，刀盘前的压力就会上升。反之，刀盘前端土压力高于设定值时，刀盘就往后退，同时增加排泥量，若保持推进速度不变，刀盘前压力就会下降。这样，通过刀盘伸缩和控制排泥量达到平衡前端土压力，从而保证管道上部地面不产生超过允许的变形。1.2.2为减少顶管摩擦阻力，防止管道沿线

4、地面沉陷，在管道顶进过程中，通过管道内预留的注浆孔把“触变泥浆”用泥浆泵注入管外壁和土层之间。顶进时起润滑作用，停顿时起支撑作用。顶管施工完毕后，用水泥浆置换。1.2.3管道前端掘土、推进、纠偏、找中、泥水进排等工序都通过设在地面上的控制台进行操作。所有参数都反映在电视显示屏上，从而实现了顶管自动化。2　工法特点2.1该工法施工对周围地屋扰动小，能维持不同土质挖掘面上的稳定平稳；地层损失小，产生的地表变形也小。2.2施工时总顶力较小，尤其在黏性土层中的长距离顶进，可以优于其他类型的顶管施工。2.3在工作井内的作业

5、环境较好，能够较安全地实现顶进作业。因为它是采用管道对泥水进行输送排出进行弃土，不存在吊运土方等易发生危险的作业方式；又因它是在大气常压下作业，则也不存在施工加气压建立平衡危及操作人员健康及生命安全等问题。2.4顶进施工时的连续作业性能好，施工进度较快。3　适用范围3.1本工法适用于直径为400~1000mm管道的直线顶管施工；3.2本工法适用地质为渗透系数小于10—3m/s的砂粘性土或粉砂土层中的顶管施工；3.3本工法可以在穿越河流、公路、房屋等覆土较深的条件下施工；也可在管顶覆土厚度大于管径的浅覆土条件下施工

6、。4　主要技术标准《给排水管道施工及验收规范》（GB50268）、《顶管施工技术及验收规范（试行）》（中国非开挖技术协会行业标准）。5　施工方法在敷设管道前，先建造一个工作井。在井内顶进轴线的后方，布置一组行程较长的千斤顶，一般每组为4只到6只，将敷设的管道放在千斤顶前面的导向轨架上，管道的最前端是一台泥水平衡顶管机，工具管与管段之间需刚性连接。千斤顶顶推时，顶管机刀盘旋转，切削土体，形成带有一定压力的泥水，工具头以此来平衡土体压力及地下水压力，随着工具头的前进，千斤顶把管道压入土中。与此同时，通过连接在顶管机泥

7、水仓的泥浆泵将泥水输送至工作井上部的泥水分离池，将泥水分离，分离后的水再通过水泵输送至顶管工具头，底泥外运。当千斤顶达到最大行程后，全部缩回，断开进水管、出水管管路及动力及信号线，放入顶铁，连接好管路后千斤顶继续前进。如此不断加入顶铁，管段不断向土中延伸，当顶管机和第一节管段几乎全部顶入土中后，吊去全部顶铁，断开顶管机的动力电源及所有管路，将第二节管段吊入，接好管接头，连接动力电源线和所有管路继续顶进，如此循环施工，直至全部顶完。管道外壁注活性膨润土润滑浆，以减少四周的摩阻力。当管道顶进阻力超过主千斤顶的顶进能力

8、时，则采用中继接力技术，将管段分成数段，段间加入中继间，以接力方式分段克服摩阻力。管道的顶进方向与高程采用激光经纬仪进行测量监控。6　工艺流程及操作要点6.1工艺流程施工工艺流程见图1：图1施工工艺流程图6.2操作要点6.2.1施工准备工程施工前，应根据业主提供的地勘报告确定施工工艺，必要时应进行补充勘察；工程施工前，应组织施工人员认真学习施工图纸、相关规范、标准，明确工