长距离顶管技术在排水管道工程中的应用p.docVIP

长距离顶管技术在平顶山新城区排水管道工程中的应用 摘要：平顶山新城区排水管道顶管工程一次顶进610m，属长距离顶管，有一定的技术难度，由于合理选择了工具管形式，成功解决了进出洞技术、触变泥浆压注、中继接力技术、轴线控制等技术，只用了44天就完成了全部顶进施工，本文详细介绍了长距离顶管的原理、顶管装备、施工技术要点及施工管理等。 关键词：顶管施工；进出洞；减阻泥浆；轴线控制；中继间 1 工程概况 平顶山新城区起步区湖滨路排水工程位于平顶山市西部新城区南侧，白龟山水库北侧。西起新城区经五路，东到白龟山西干渠。工程沿途为农田、荒山，穿越三条交通干线，自然标高在103.45m～108.5m之间，排水形式设计采用雨、污分流制。设计范围主要转输纬一路的雨水、污水，将服务范围内的雨水排到西干渠，污水收集后经西干渠污水管道排到拟建的污水处理厂。污水管线沿西干渠段，埋深都在10m以上，最大埋深13.5m，管线长610m，排水坡度为1‰，雨水管径为?1200，污?1800，?26、?159水?6～?8，高从工作井中出洞开始顶进是整个施工过程中的关键环节之一，为防止井外泥水涌入井内，在沉井下沉时首先应在洞口处砌挡土墙，同时在井壁外侧预埋钢板桩随同沉井一起下沉，为了方便钢板桩拔出，钢板桩吊钩应露出自然地面（见图2）。当顶管机出洞时，先把砖封门拆除，这时由于钢封门挡柱土体不会涌入，等到顶管机推进到距钢封门50～100mm时，洞口止水圈已经发挥作用了，然后再从出洞口一侧向另一侧依次拔出钢板桩。为减少钢板桩拔除过程中对顶管机正面土体的扰动及可能出现的建筑间隙，钢板桩全部拔除后立即顶进，缩短停顿时间。顶管机进洞施工与出洞相比较为简单，当顶管机靠近洞门时，须控制好土压力，在切口距封门20～50cm时停止顶进，并尽可能降低切口正面土压力，确保拆除封门时的安全。拆除封门后将顶管机迅速、连续顶进，直到进洞洞口止水圈发挥作用为止，这就完成了进洞进程。 图1 顶铁、千斤顶位置布置图 图2 工作井洞口示意图 8.2 轴线控制 在实际顶进中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，因此要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间的偏差值，使之量趋于一致。在正常情况下，每顶进一节混凝土管节测量一次，在出洞、纠偏、到达终点前，适当增加测量次数，施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量的精度。随着测量距离的不断增长，轴线偏差测量需接站观测，从而产生接站误差。因此顶进前按不同的顶进里程，要制定相应的轴线平面偏差测量方法，高程偏差采用水准接站测量，先测得工具管中心标高，再与设计高程相比较就可得高程偏差，指示轴线在顶进工程中，必须利用联系三角形法定期进行复测，以保证整个顶进轴线的一致性。施工过程中，及时了解工具管的趋势对纠偏十分有利，因此顶进时可以通过观察工具管的趋势指导纠偏。 8.3 触变泥浆压注 顶进施工中，减阻泥浆的应用是减少顶进阻力的重要措施。顶进时，通过工具管及混凝土管节上预留的注浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道外围形成一个泥浆套，减少管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。泥浆套的好坏，直接关系到减阻效果。 泥浆润滑减摩剂又称触变泥浆，是由膨润土、CMC（粉末化学糨糊）、纯碱和水按一定比例配方组成。触变泥浆配比，根据不同土质和某些特定的需要通过试验确定。触变泥浆减摩效果的好坏，除了与浆液材料的配比有关外，还与注浆孔的布置、注浆泵的选用、注浆压力及注浆量有关。 为了保证压浆的效果，在工具管尾部环向均匀地布置了4只压浆孔，顶进时及时进行压浆。工具管后面的3节混凝土管节上都有压浆孔，以后每隔2节设置1节有压浆孔的管节。混凝土管节上的压浆孔有4只，呈90°环向交叉布置。压浆总管用φ50mm白铁管，除工具管及随后的3节混凝土管节外，压浆总管上每隔6m装1只三通，再用压浆软管接至压浆孔处。顶进时，工具管尾部的压浆要及时，确保形成完整、有效的泥浆套。混凝土管节上的压浆孔供补压浆用，补压浆的次数及压浆量需根据施工时的具体情况而确定。由于顶进距离长，一次压浆无法到位，需要接力输送，因此在管道内共设置5只压浆接力站，平均每隔300m左右设1站。压浆接力站的作用有两个，一是运输作用；二是承担至前面压浆接力站管道部分的补压浆。 施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结，既要有良好的流动性，又要有一定稠度，顶进过程时要不断地观测泥浆流量，使流量控制在需用量的1.2～1.5倍内，随时检查泥浆是否到位，是否渗漏，并及时处理。 8.4 水力机械出泥 通过高压水主冲枪喷射水束，冲碎进入格栅的土体，使用副水冲枪把土块打碎与水混合成泥浆水，同时一路高压水通过水力吸泥机，高压水喷射形成高速水流，当流速大于30m/s时，形成真空，抽吸冲泥舱内的混水，并完成在管