论文部分内容阅读
摘要：伴随着城市规模的不断扩大，城市地下管线相应地越来越多，交通也日益繁忙。在交通繁忙的城市道路下进行排水管道施工时，由于既不能切断交通，又不能破坏道路下的各种管线，从而带来施工上的难题。顶管施工技术具备不开挖路面、交通不断行、管道埋深范围大、对周边环境影响小等独特优点，可以有效地解决该难题。本文介绍了顶管施工技术的施工组织设计以及技术重点，最后对顶管进程中遭遇障碍物的处理方法进行总结。
关键词：市政排水、顶管技术、工作井
中图分类号：C35文献标识码： A
一、引言
市政给排水管线施工涉及的因素比较复杂，要处理好施工和各种城市生活的和谐进行，管道工程施工要做到尽量程度的减少施工对居民生活、交通、工作的影响。当市政管道在跨路施工开挖存在影响交通等各方面困难时，顶管施工是一种可行的方案选择。
二、顶管技术施工的设计
2.1工具头选型
根据地质情况及周边的地理位置，主要采用全密封式机械工具管，全断面泥水平衡机械顶迸。顶管长度根据管径和顶进的距离划分。
2.2管道材料
采用圆形“T”接头Ⅱ级重型承插式钢筋混凝土管。
2.3工作井、接收井结构类型
人工挖士、钢筋混凝土护壁成井，后座墙加钢筋混凝土结构衬墙以及混凝土底板。
2.4洞口止水处理形式
地下水量较大时，出洞口搅拌桩固结止水和橡胶圈止水；迸洞采用搅拌桩固结止水。
2.5测量方法
激光导航定位系统，摄像机全过程监控。
2.6纠偏方法：工具管纠偏油缸电动液压控制纠偏。
2.7减阻方法：高压注浆触变泥浆减阻。
三、顶管施工技术的重点
3.1通常采取触变泥浆，往管道的外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道外围形成泥浆套，使得减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。所以泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。利用泥浆套的支承作用，减少粉质粘土坍塌，形成的地层流失，以控制地面沉降。对顶管机头尾端的压浆要紧随管道顶进同步压浆，在中继间和中部管节处须跟踪补浆，泥浆的实际用量要比理论用量大得多，一般可达到理论值的4～5倍。
3.2在施工过程中必须严格按设计线路顶进，可利用削土刀盘上可伸缩的超提刀，结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量，检查顶進轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进l节混凝土管节测量1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。通过及时纠偏，相邻管问错口<15％壁厚，且≯20，竖向偏差控制在+30—40mm以内，水平偏差控制在±50mm以内。
3.3洞口止水，顶管工程中，为使管子能顺利从工作井内出洞，一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些(一般为lOOmm)的方式，顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭，我们采用的洞口止水方法是在沉井制作时，预先在洞口预埋一个10mm厚钢法兰，在钢法兰上焊接螺栓，安装16mm厚橡胶法兰，用lOmm厚钢压板压紧，在我们完成的顶管中，未发现地下水和泥砂流人工作井内，同时橡胶法兰和压板可以回收。
3.4顶管施工中的一道重要工序就是进出洞。因为穿墙后掘进机方向的准确与否将会给以后管道的方向控制和井内管节的拼装工作带来影响。穿墙时，首先要防止井外的泥水大量涌入井内，严防塌方和流沙，本工程管道位于粉质粘土层较松散，在水位下星流塑状，则必须在管子顶进方向距离工作井边一定范围，对整个土体进行改良或加固，采用了井点降水措施，以提高这部分土体的强度，防止掘进机出洞时塌方。其次要使管道不偏离轴线，顶进方向要准确。
3.5顶进中遇障碍物后的顶进处理，成为困扰施工的难题，如突遇大量埋木、石块及老河道驳坎等等，都需现场研究给出解决的技术措施。
3.6在建筑物密集处和路面上须作监测布置，观测地表变形和土体位移，有效避免房屋开裂和路面沉降。
四、技术质量保证措施
4.1施工中对现场坐标、水准点应做好复测工作，并做好坐标、水准点的保护工作。
4.2严格控制管材的质量，对于强度及裂缝不符合要求的严禁进入施工现场。
4.3做好第一节管道的水平测量、高程测量，并做好测量记录，如发现重大偏差应及时上报,并采取纠偏措施。
4.4及时将管道内前方的挖土运出，防止因堆土过多而造成管道的沉降，并做好出土的数量记录。
4.5千斤顶安装时，应保证千斤顶的顶力位置和顶进抗力位置在同一轴线上，并确保四个千斤顶用力均衡，避免产生顶进力偶。
4.6在顶进时做好顶进设备的记录，如发现顶力异常增大时则应停止施工，分析原因并采取措施方可进行下一步的施工。
4.7在顶进过程中应随时注意地质的变化情况．如出现流砂现象时．应根据现场实际采用改造顶管的机头、泥砂固结、降低土体的地下水位等不同方法确保顶管的施工。
五、顶管进程中遭遇障碍物的处理方法
5.1对长距离中风化或微风化地质的处理
顶管施工并不是在什么情况下都能顺利顶进的，当顶管施工遇到中风化和微风化的地质结构时，不管是人工顶管或是机械顶管都很难顶进，故在顶管设计时应仔细分析地质钻探资料，对出现中风化及微风化的地质结构进行特殊处理。对长距离、深度较大的中风化和微风化地质可采用暗挖隧洞施工；位于规划建设区内的中风化及微风化地质，根据情况采用大开挖施工或支护开挖施工。
5.2采用破岩井处理孤石
由于钻探是隔一定距离钻一个钻孔，很难完全准确反映地下的地质情况，故在顶管设计时即使地质钻探资料中没有中风化和微风化地层，但在实际顶进过程中也有可能遇到中风化或微风化的石头。当遇到石头时应对此处重新加密钻探，探清地下地质情况，如果有长距离的中风化或微风化地质，可采用大开挖施工或支护开挖施工方法；若遇到孤石，应根据孤石大小设置破岩井，从地面设竖井取石后继续顶进。
六、结束语
顶管施工在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤显重要。所以说顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的。
参考文献：
【1】余彬泉.顶管施工技术.北京：人民交通出版社，2000
【2】孙慧修.等排水工程（上册）.北京：中国建筑工业出版社，1996,6
关键词：市政排水、顶管技术、工作井
中图分类号：C35文献标识码： A
一、引言
市政给排水管线施工涉及的因素比较复杂，要处理好施工和各种城市生活的和谐进行，管道工程施工要做到尽量程度的减少施工对居民生活、交通、工作的影响。当市政管道在跨路施工开挖存在影响交通等各方面困难时，顶管施工是一种可行的方案选择。
二、顶管技术施工的设计
2.1工具头选型
根据地质情况及周边的地理位置，主要采用全密封式机械工具管，全断面泥水平衡机械顶迸。顶管长度根据管径和顶进的距离划分。
2.2管道材料
采用圆形“T”接头Ⅱ级重型承插式钢筋混凝土管。
2.3工作井、接收井结构类型
人工挖士、钢筋混凝土护壁成井，后座墙加钢筋混凝土结构衬墙以及混凝土底板。
2.4洞口止水处理形式
地下水量较大时，出洞口搅拌桩固结止水和橡胶圈止水；迸洞采用搅拌桩固结止水。
2.5测量方法
激光导航定位系统，摄像机全过程监控。
2.6纠偏方法：工具管纠偏油缸电动液压控制纠偏。
2.7减阻方法：高压注浆触变泥浆减阻。
三、顶管施工技术的重点
3.1通常采取触变泥浆，往管道的外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道外围形成泥浆套，使得减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。所以泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。利用泥浆套的支承作用，减少粉质粘土坍塌，形成的地层流失，以控制地面沉降。对顶管机头尾端的压浆要紧随管道顶进同步压浆，在中继间和中部管节处须跟踪补浆，泥浆的实际用量要比理论用量大得多，一般可达到理论值的4～5倍。
3.2在施工过程中必须严格按设计线路顶进，可利用削土刀盘上可伸缩的超提刀，结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量，检查顶進轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下，每顶进l节混凝土管节测量1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。通过及时纠偏，相邻管问错口<15％壁厚，且≯20，竖向偏差控制在+30—40mm以内，水平偏差控制在±50mm以内。
3.3洞口止水，顶管工程中，为使管子能顺利从工作井内出洞，一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些(一般为lOOmm)的方式，顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭，我们采用的洞口止水方法是在沉井制作时，预先在洞口预埋一个10mm厚钢法兰，在钢法兰上焊接螺栓，安装16mm厚橡胶法兰，用lOmm厚钢压板压紧，在我们完成的顶管中，未发现地下水和泥砂流人工作井内，同时橡胶法兰和压板可以回收。
3.4顶管施工中的一道重要工序就是进出洞。因为穿墙后掘进机方向的准确与否将会给以后管道的方向控制和井内管节的拼装工作带来影响。穿墙时，首先要防止井外的泥水大量涌入井内，严防塌方和流沙，本工程管道位于粉质粘土层较松散，在水位下星流塑状，则必须在管子顶进方向距离工作井边一定范围，对整个土体进行改良或加固，采用了井点降水措施，以提高这部分土体的强度，防止掘进机出洞时塌方。其次要使管道不偏离轴线，顶进方向要准确。
3.5顶进中遇障碍物后的顶进处理，成为困扰施工的难题，如突遇大量埋木、石块及老河道驳坎等等，都需现场研究给出解决的技术措施。
3.6在建筑物密集处和路面上须作监测布置，观测地表变形和土体位移，有效避免房屋开裂和路面沉降。
四、技术质量保证措施
4.1施工中对现场坐标、水准点应做好复测工作，并做好坐标、水准点的保护工作。
4.2严格控制管材的质量，对于强度及裂缝不符合要求的严禁进入施工现场。
4.3做好第一节管道的水平测量、高程测量，并做好测量记录，如发现重大偏差应及时上报,并采取纠偏措施。
4.4及时将管道内前方的挖土运出，防止因堆土过多而造成管道的沉降，并做好出土的数量记录。
4.5千斤顶安装时，应保证千斤顶的顶力位置和顶进抗力位置在同一轴线上，并确保四个千斤顶用力均衡，避免产生顶进力偶。
4.6在顶进时做好顶进设备的记录，如发现顶力异常增大时则应停止施工，分析原因并采取措施方可进行下一步的施工。
4.7在顶进过程中应随时注意地质的变化情况．如出现流砂现象时．应根据现场实际采用改造顶管的机头、泥砂固结、降低土体的地下水位等不同方法确保顶管的施工。
五、顶管进程中遭遇障碍物的处理方法
5.1对长距离中风化或微风化地质的处理
顶管施工并不是在什么情况下都能顺利顶进的，当顶管施工遇到中风化和微风化的地质结构时，不管是人工顶管或是机械顶管都很难顶进，故在顶管设计时应仔细分析地质钻探资料，对出现中风化及微风化的地质结构进行特殊处理。对长距离、深度较大的中风化和微风化地质可采用暗挖隧洞施工；位于规划建设区内的中风化及微风化地质，根据情况采用大开挖施工或支护开挖施工。
5.2采用破岩井处理孤石
由于钻探是隔一定距离钻一个钻孔，很难完全准确反映地下的地质情况，故在顶管设计时即使地质钻探资料中没有中风化和微风化地层，但在实际顶进过程中也有可能遇到中风化或微风化的石头。当遇到石头时应对此处重新加密钻探，探清地下地质情况，如果有长距离的中风化或微风化地质，可采用大开挖施工或支护开挖施工方法；若遇到孤石，应根据孤石大小设置破岩井，从地面设竖井取石后继续顶进。
六、结束语
顶管施工在市政工程中，特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤显重要。所以说顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的。
参考文献：
【1】余彬泉.顶管施工技术.北京：人民交通出版社，2000
【2】孙慧修.等排水工程（上册）.北京：中国建筑工业出版社，1996,6