泥水式平衡頂管施工技術(shù)研究

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快以及人民物質(zhì)生活的不斷提高，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的總體要求也逐漸提高。地下管道敷工程設(shè)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施中的重要部分，起著輸送能力和傳送信息的重要任務(wù)。因此，本文結(jié)合工程實(shí)例，通過對(duì)頂管機(jī)選型的介紹，重點(diǎn)針對(duì)頂管施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析研究，并提出相應(yīng)的監(jiān)控措施。為類似工程提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：泥水式平衡頂管；施工技術(shù)；控制測(cè)量；監(jiān)控措施

Abstract: with the construction of our country economy and speed up the pace of the continuous improvement of people’s material life, urban infrastructure construction of overall requirement also gradually improve. Underground pipeline apply engineering project design as an important part of urban infrastructure, plays a transmission capacity and transmit information an important task. Thus, in this paper, combined with the engineering practice, through to the selection of jacking introduces, focusing on the pipe jacking technology points are analysis, and put forward the corresponding control measures. Provide reference for similar project and reference.

Key words: the balance of pipe jacking; Construction technology; Control measurement; Monitoring measures

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快和舊城改造力度的加大，地下管道敷設(shè)工程數(shù)量日益增加。頂管技術(shù)作為一種地下管道敷設(shè)施工手段，具有土質(zhì)使用范圍廣、連續(xù)作業(yè)性好、施工進(jìn)度快以及節(jié)約成本等優(yōu)點(diǎn)，目前在我國道路、鐵路和建筑物的地下管道敷設(shè)工程中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，通過對(duì)頂管施工技術(shù)的分析研究，使其更好地應(yīng)用于地下管道工程中，希望能夠有效地避免工程對(duì)地面交通的影響，減少施工對(duì)周邊環(huán)境的影響，從而實(shí)現(xiàn)工程帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 工程概況

該工程在建好的道路下敷設(shè)地下排水管道，管道穿越已經(jīng)通水的箱涵，內(nèi)底標(biāo)高為-5.40m。管節(jié)采用DN1000鋼管，內(nèi)襯HDPE塑料管，管內(nèi)底標(biāo)高相對(duì)于路面為-8.580m，總長(zhǎng)度約168m。分兩段頂進(jìn)，中間設(shè)置頂管工作井，兩端各設(shè)置了1個(gè)接收工作井。

2 水文地質(zhì)情況

①層為松散的圍海填土，層底標(biāo)高為-5.95m～-4.23m不等；

②層為灰色砂質(zhì)粉土；層底標(biāo)高為-2.56m～-8.33m不等；

③層為灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土；層底標(biāo)高為-7.37m～-11.73m不等；

④層為灰色淤泥質(zhì)黏土，層底標(biāo)高為-16.66m～-20.17m不等。

2 頂管機(jī)選型

2.1 注漿設(shè)備系統(tǒng)

本工程共設(shè)置2根總管，2套管路系統(tǒng)。1根專門用于掘進(jìn)機(jī)尾部的同步注漿，另1根用于補(bǔ)漿。

本工程觸變泥漿采用膨潤(rùn)土，并將配置好的泥漿，通過2臺(tái)液壓注漿泵分別壓入同步注漿系統(tǒng)和補(bǔ)漿系統(tǒng)總管。

地面儲(chǔ)漿箱外形尺寸L×B×H＝2m×1.5m×1m=3m3，機(jī)內(nèi)儲(chǔ)漿箱外形尺寸L×B×H＝2m×0.8m×1m=1.6m3。膨潤(rùn)土泥漿攪拌時(shí)間必須大于30min，經(jīng)過充分?jǐn)嚢璧哪酀{先抽入儲(chǔ)漿箱進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間大于6h，再通過液壓注漿泵壓入管內(nèi)。為減少壓漿管道內(nèi)的摩阻力，在膨潤(rùn)土泥漿壓漿開始之前，應(yīng)對(duì)儲(chǔ)漿箱內(nèi)徑發(fā)酵的泥漿再一次攪拌。注漿泵站由單缸液壓注漿泵和液壓動(dòng)力站組成，輸漿總管由φ20mm鍍鋅鋼管和球閥、水暖管件等組成，與管節(jié)上各壓漿孔接通的環(huán)形管，采用φ10mm高壓軟管。

2.2 泥水設(shè)備選用

泥水系統(tǒng)利用Telemole管路系統(tǒng)，選用2臺(tái)4/3C-AH型渣漿泵作為動(dòng)力，1臺(tái)放在地面上為送泥泵，另1臺(tái)放在基坑下為排泥泵。地面安放8只沉泥箱，管路采用φ40mm無縫鋼管，管節(jié)接頭為卡箍式活絡(luò)接頭�；�坑內(nèi)設(shè)有旁通裝置等。

2.3 頂管工作井設(shè)施

工作井底板為鋼筋混凝土基礎(chǔ)，澆筑之前先設(shè)置預(yù)埋鋼板，預(yù)埋鋼板的定位應(yīng)與基坑導(dǎo)軌的位置相匹配，便于預(yù)埋鋼板和導(dǎo)軌焊接。預(yù)埋鋼板必須保證足夠的錨固強(qiáng)度，在以后的使用中不能出現(xiàn)位移，必要時(shí)可采取加固措施。導(dǎo)軌安放好之后也應(yīng)再做加固措施，防止使用過程因碰撞而導(dǎo)致移位。主頂油缸架采用拼裝式結(jié)構(gòu)，拼裝時(shí)要保證受力可靠、定位準(zhǔn)確，油缸架高程和平面安裝誤差均不得大于5mm。承壓壁是工作井的后背墻，承受頂管頂進(jìn)的全部反力，其必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，并保證足夠的安全度（圖1）。

圖1 頂管工作井剖面示意

3 頂管施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 止水裝置安裝

因頂管施工過程中對(duì)洞口止水裝置的密封性能要求較高，所以在施工中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行止水裝置安裝（圖2）。

圖2 洞口止水裝置示意

3.2 導(dǎo)軌安裝

頂管導(dǎo)軌的定位準(zhǔn)確與否，將直接關(guān)系到今后頂管的頂進(jìn)軸線，故頂管導(dǎo)軌位置需按設(shè)計(jì)軸線進(jìn)行準(zhǔn)確放樣，避免頂管出洞出現(xiàn)的“磕頭”現(xiàn)象。

3.3 頂鐵的選擇、安裝和使用

本工程在頂管施工時(shí)，將采用U形頂鐵及環(huán)形頂鐵。其在安裝和使用時(shí)要注意：

（1）頂鐵軸線應(yīng)與管道軸線平行、對(duì)稱，頂鐵、導(dǎo)軌表面不得沾染泥土、油污；頂鐵拼裝后應(yīng)鎖定。

（2）頂鐵截面為20cm×30cm，因此單行順向頂鐵長(zhǎng)度不大于1.5m；雙行使用的長(zhǎng)度不得大于2.5m，且應(yīng)在中間加橫向頂鐵相聯(lián)。

（3）當(dāng)頂管頂力逐漸接近管節(jié)材料的允許抗壓強(qiáng)度時(shí)，頂鐵與管端連接部位應(yīng)增加U形或環(huán)形緩沖材料襯墊，并應(yīng)時(shí)刻注意頂鐵工作狀態(tài)。

3.4 最大頂力及其限制

以最長(zhǎng)距離段頂管，長(zhǎng)度80m，管徑為1000mm。據(jù)計(jì)算可知，總推力需1100kN，工作井所能承受的最大頂力為3500kN，因頂管的總推力小于設(shè)計(jì)工作井所能承受的最大頂力，故無須設(shè)置中繼間。

3.5 出洞、進(jìn)洞技術(shù)方案

1）出洞技術(shù)方案

（1）在工作井進(jìn)洞口處安裝橡膠止水法蘭，工作井壁外20cm處砌筑1道30cm～50cm的磚墻，并在磚墻距井外壁20cm范圍內(nèi)采用黏土水泥漿“抹面”，

磚墻內(nèi)側(cè)采用鋼板封堵，型鋼支撐；

（2）先將洞口處型鋼切割掉，然后破除洞口磚墻，并抓緊處理洞口泥漿和洞口封門止水，以確保頂管順利出洞。在機(jī)頭推進(jìn)至距鋼板樁10cm處時(shí)，暫停推進(jìn)，從一側(cè)向另一側(cè)順序拔除洞口鋼封門；

（3）為防止機(jī)頭出洞以后發(fā)生“磕頭”現(xiàn)象，可以采用延伸導(dǎo)軌，并將前6節(jié)鋼管與機(jī)頭做成可調(diào)節(jié)鋼性聯(lián)接；