泥水平衡顶管施工工艺在污水管网敷设中的应用◎ 袁运光 李雷 上海交通建设总承包有限公司 摘 要：泥水平衡顶管施工是一种非开挖的地下管道敷设的施工工艺，在当今城市现代化建设过程中以其安全性高、环境破坏小、施工周期短及综合造价低等优势，在市政管网施工中得到广泛的应用。文章结合石门县工业污水处理厂厂外主干管网建设工程顶管施工实例，详细地对泥水平衡顶管施工工艺进行了介绍。 关键词：泥水平衡 顶管 水管网 施工1．工程概况属于新建工程，厂址位于湖南省常德市石门县二都街道办事处南峰社区境内。本工程总体设计规模日处理量为大道、南站路、月三路和新坪路等包该项目建设完成投运后，对改善石门具有重要意义。县工业园区环境及提高居民生活质量长为6.61km。其中夹山路—长沙路—新月路—石门大道（W1-W78）及进厂段（W85-W88）为顶管方式水管线）为开挖埋管方式敷设，长度1.63km。2．工程地质敷设，长度4.98km；九峰路—汪家坪路—金玉观路（新建道路设计污该污水厂厂外主干管网建设总2.0万m3，纳污范围包括夹山路、石门石门县工业污水处理厂建设项目均采用GMD1000岩石二次破碎泥水基于以上地质条件，顶管施工段精度。平衡顶管施工工艺。以W87-W88施工的工艺、设备系统、施工要点及质量控制等方面内容。3.1工艺原理3．泥水平衡顶管施工工艺简介将工作井中的顶管机通过主顶油缸3.3工艺适用范围工段为例，主要介绍泥水平衡顶管施的应用于市政工程管道施工中，特别离顶管施工和地质状况复杂的地区。4．泥水平衡顶管系统介绍泥水平衡顶管施工工艺已被广泛是在重要的建筑物下进行穿越、长距围的地块，总纳污面积为8.08km2。泥水平衡顶管施工工艺原理是衡顶管系统主要由顶进系统、测量系分组成。4.1顶进系统GMD1000岩石二次破碎泥水平向前顶进到止水环后，由电动机提供能量转动机头刀盘来切削土层、粉碎石块，并使之进入泥水舱与清泥浆混合，然后泥浆处理系统将浓泥浆泵送环使用。与此同时，顶管机连同管节在持续顶力作用下，最终穿越土层到达接收井，完成管道敷设。3.2 工艺优点至地面并进行处理，处理后的泥浆循统、泥浆处理系统及操作系统四大部顶进装置由导轨、钢靠被、环形顶铁、油缸组及千斤顶等构成，其主要功能是完成顶管机与管节的顶进工作。4.2测量系统该系统由高精度激光经纬仪，顶管机内的光靶、刻度盘、倾斜仪和电管的轴线进行跟踪测量。技术员通过的激光束在光靶上的光点移动以及电子监控系统观察激光经纬仪发出地层有：第四系全新统（Q4）杂填土①、粉土②、粉砂③、卵石④、下伏基岩为白垩系（K）地层强风化泥卵石层④，该地层含水饱和，颗粒粒径以20～50mm为主，粒径大于质粉砂岩。该工程顶管段主要穿越20mm的颗粒质量约占总数的55%，顶管施工段勘察钻探所揭示的土压平衡，使顶进管道始终处于主动与被动土压之间，有效的保持掌子面的稳定，同时能很好的控制地面隆起和沉降，对管道周围的土体扰动较小； （2）顶管机进行掘进作业，泥浆（1）采用泥水平衡装置来维持子监控系统组成，利用以上仪器对顶刻度盘读数，来测定顶管机掘进时产生的偏差，从而进行方向修正。通过观察倾斜仪的偏转来判断机身的姿态，进而进行姿态调整。4.3泥浆处理系统 管输送弃土，无需人工掏土、吊土及运土等危险作业，施工作业安全；速度快；（3）施工作业具有连续性，施工（4）管道顶进通过激光导向，粒径在2～20mm的颗粒质量约占英砂岩等。12%～22%，颗粒多呈次圆状，级配良好，砾石母岩成分主要为砂岩、石管、泥浆处理装置、泥浆罐、沉淀池组成。在施工前需制作一定浓度的清泥浆储放在泥浆罐内，施工时清泥浆该系统由送浆泵、排浆泵、泥浆计算机指导纠偏，能有效的控制施工经过送浆泵和泥浆管进入顶管机的www.zjsyzz.com / 99ACADEMIC学术泥水舱内，并与刀盘切削下来的土体和被粉碎的卵石搅拌成均匀的浓泥浆，经过泥浆管和排浆泵排入井外的泥浆处理装置中，泥浆处理装置把浓泥浆的砂土颗粒（一般在0.4mm以上）分离出来。被处理的泥浆再经过浆通过不断地循环，将弃土碎石排出井外。4.4操作系统沉淀池，把较细的颗粒沉淀下去，用以上方法把浓泥浆处理成清泥浆。泥图1 顶管机入洞间的摩擦力，KN;的摩擦系数；管设备的控制中心，主控制面板如图该系统主要由主控室构成，是顶的标准贯入击数;μ——管壁与土层间管道的外径，m；H——管道顶部以上覆土厚度，m；总长度，m。道单位长度自重，KN/m；L——管道的由于考虑到在顶管过程中，使用φ——土的内摩擦角，°；w——管γ——土的容重，KN/m3； D1——DS——顶管机外径，m;N——土管道的摩阻力也随之增大。为了提高阻力，本工程采取注触变泥浆措施。触变泥浆系统由拌浆、注浆和管在顶管过程中，随着距离的增长，顶管施工的工作效率，减少顶进时的道三部分组成。拌浆是把膨润土材料兑水后搅拌成所需的浆液，注浆前浆液需充分搅拌，使其充分进行水化反应，同时检查浆液的黏度是否符合要过管道输送至管节外壁，技术员根据力和注浆量，以此来完成注浆工作。6．结语7。主控室可对顶进系统、泥浆处理系统进行控制。在顶进装置部分，对主顶油缸的控制包括加压、稳压和泄压三种状态，为顶管提供持续的顶力。主要包括泥浆泵和泥浆处理装置，通平衡之中，确保该断面土体的稳定。5．施工要点 5.1顶力计算在泥浆处理系统中，对其的控制求。注浆泵对浆液进行加压，浆液通压力表和流量表的读数来控制注浆压过控制泥浆泵的流量来控制泥水舱的压力，从而使掌子面处于泥水动态触变泥浆进行减阻，顶力值需要进行，采用2台6500 KN千斤顶完成顶进。5.2顶管出入洞部分较少，顶管机正面主动土压力远大于机身与土层间的摩擦力和导轨间出现顶管机扭转现象，即机身会随刀盘转动而发生扭转。技术员通过倾斜刀盘有正转和反转的功能，来判断和度扭转。5.3测量纠偏的摩擦力的总和，导致机头入洞期间仪的读数以及自身的经验，利用机头控制机身的姿态，防止机身出现大角顶管入洞期间，因机头进入土体调整，故取调整系数为80%，即顶力 壁与土层之间的摩擦力和顶管机迎面阻力。顶管前应预先对主顶油缸和千斤顶进行选型，顶力计算显得尤为重要。目前顶管的顶力计算公式较多，式，每种都有其特定的适用性。本次采用顶管技术员根据多年操作经验总结出来的公式进行计算，过程如下： （1） 在顶管过程中，顶力用于克服管工程部分标段采用泥水平衡顶管技术施工，工程的顺利竣工得益于该施工安全性高，顶管精度高，对环境破坏工艺的先进性，结合现场实际情况来看，泥水平衡顶管机具有操作方便，小等优势，为非开挖地下管道敷设开辟了一条新路。随着施工技术在逐步到广泛的推广和应用。 的发展和完善，该工艺及设备必将得石门县工业污水处理厂厂外管网既有实际经验公式，又有理论计算公 （2）贯彻“勤测、勤纠、缓纠”的思想，严格控制顶进轴线的偏差，并反复进行在顶进过程中，技术员必须始终测量和校正，使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位置，保证顶管机处于正外界震动干扰，应定时复测和调整仪器，避免管道顶进时发生偏移。5.4触变泥浆减阻确的轨迹线上。由于激光经纬仪设置在工作井的后方，在顶管时仪器会受参考文献：公式（1）（2）（3）中： （3）[1]董建.应用图像识别技术的顶管机机头姿态测量方法[J].市政技术.2009(2):174-176.[2]陈镇松.西江引水工程大直径钢管泥水平衡顶管施工技术[J].给水排水.2011(37):97-100.机迎面阻力，KN;F2——管壁与土层F——总顶进力，KN;F1——顶管100/ 珠江水运·2019·06