大口径泥水平衡顶管的施工技术

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1、大口径泥水平衡顶管的施工技术茂名市水务投资集团有限公司广东茂名525000【】泥水平衡顶管施工技术是城市建设中的一项重要的施工技术，普遍应用于市政管网施工中。木文结合工程实例，对大口径泥水平衡顶管施工技术进行了详细的介绍，并提出了应对高地下水位的技术措施，旨在为类似工程施工提供参考。【关键词】泥水平衡；顶管施工；施工技术引言随着我国社会经济的快速发展以及城市建设的不断进步，顶管施工技术以其综合造价低、施工推进快、施工安全、对环境影响小等优点，在城市建设工程施工中得到广泛的应用。而泥水平衡顶管施工技术作

2、为较为常用的一种非开挖施工方法，在地下水位较高的工程施工中具有良好的应用前景。鉴于此，笔者结合工程实例，进行了相关介绍。1泥水平衡顶管施工1.1工程概况某供水管道顶进总长1319m（米），单段顶进长度最长230m。管道穿越地质地层从地面以下20m以内为素填土、粉质粘土、淤泥、中砂层。3个顶进管段地下水位为地面以下2.3m。管道埋深（地面至管中心线）约7m。管道穿越地层土质主要为粉质粘土，部分是淤泥。此种地质适合选用泥水平衡式顶管施工。管道全部采用直线顶进。1.2工艺原理泥水平衡顶管机施工以泥水平衡为基

3、础，由泥水平衡顶管机掘进头向前顶压掘进，刀盘切削前方泥水、砂石、磨碎大颗粒砾石，和输送至泥水仓的水混和成泥浆，由泥水输送系统输送至泥水处理站，即弃土以泥水方式排放出顶管机，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，在不开挖地表的情况下，利用液压顶进工作站从工作坑将铺设的管道顶入，从而在顶管机之后直接铺设管道。1.3工艺流程见图1。1.4施工关键技术1.4.1顶力估算顶力计算参考《给水排水工程顶管技术规程》(CECS246:2008)F=πDLfk+NFF

4、—总顶力(KN)D—管道的外径(m)取2.16mL一管道设计顶进长度(m＞取230mfk一管道外壁与土的平均阻力(KN/m2)取7kN/m2NF—顶管机的迎面阻力(KN)NF=π/4D2rHD—顶管机外径(m)取2.16mr一土的重度(KN/m3)取18KN/m3H—覆盖层厚度(m)取7mF=3.14×2.16m×230m×7kN/m2+3.14/4×2.162m2×l8kN/m3×7m=10919kN+416kN=1133

5、5kN总顶力估算为11335kN。无需设置中继环。1.4.2泥水平衡管理在不同土质条件下控制好泥水平衡，方能建立起挖掘面上的压力平衡。根据所在土层(粉质粘土、淤泥)实际控制泥浆密度在1.078—1.109(kg/cm3)之间，可以保证压力控制。在施工时，输入的泥水在泥水仓建立一定的泥水压力，此压力应需比顶管机掘进头处土层的地下水压高AP,—般为20kpa,这样才能保证施工吋开挖面的稳定。在掘进过程中，除关注压力仪表外，应经常注意排泥处水头变化，观察水头可以看出地下水压力的变化。如果出现排水泥水压力水头

6、大增，应及吋采取调整顶进压力，增减泥水泵压力，或控制阀门大小等措施，保持挖掘面稳定。要经常检査排出泥水浓度和密度，还冇所含物质，对照检查排泥泵的流量及压力是否正常，防止排泥量过小造成排泥管淤积和堵塞，过大造成挖掘的失衡。当掘进停止或者排泥管清淤时，应关闭排泥阀门，防止泥水流出，也应防止泥水从洞U或其他地方流失，防止挖掘面失稳。泥水分离；对顶进过程中排放出来的泥水进行泥水分离，最常采用的是沉淀池法，就是把排出的泥水排入沉淀池，一定吋间后，颗粒较人的自然沉淀于底层，抽去上层清水，下层既是分离出来的泥浆，上

7、层清水可重复使用，泥浆可以处理，这是一种简单而又经济的处理方法。1.4.3纠偏随着管节的顶进，不断观察机头轴线位置和各种指示仪表，纠正管道轴线方向并根据土压力大小调整顶进速度。纠偏原理是:全站仪发出不可见光，到机头中心光靶，光靶把偏移反应到控制台，控制台控制纠偏千斤顶工作。本工程采用激光经纬仪进行顶管位置测量，这样可以保证在管道内黑暗环境中，比较准确地测量位置偏移。激光经纬仪进行顶管测量时，在工作井内安装激光发射器，并按设计要求，调整好坡度和方向，在机头位置安装接收靶标，靶标上冇刻度线，当顶进管位置和

8、设计数量一致吋，激光点和靶标中心重合，若不重合即可通过刻度线知道偏移方向和程度。在操作室内通过摄像机可以清楚地观察到激光靶标的情况，通过激光点偏移中心点的刻度和方向，判断顶管偏离设计要求的位移量,操作顶管机头内置的四只纠偏汕缸动作，及吋调整至激光点和标靶中心重合。1.4.4泥浆减阻本工程泥浆润滑减阻是采用膨润土、CMC（羧甲基纤维素钠＞粉末化学浆糊、纯碱和水按比例配方组成。（应根据不同地质，调整配方，满足不同需要）通过顶进管道上注浆孔，注入管道外壁，使之