污水处理厂顶管施工工艺研究

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【摘要】非开挖地下顶管施工项目的类型多种多样，其中包括南京城东主干管工程。在水稻田和鱼塘中都布置了顶管管线。本文主要对软土环境中顶管施工的技术、模式和有关方案进行分析和研究。

【关键词】顶管参数；施工质量

1工程概述及其工艺流程

（1）工程概述。本工程为南京市城东污水处理厂三期（铁心桥至城东污水处理厂污水主干管）绕城公路至城东污水处理厂污水管道工程，D1800污水顶管约3.7公里。工程内容包括主干管顶管施工、工作井、接收井、顶管段检查井、闸门井土建及安装、支管开挖施工及其附属井室、路面拆除及恢复、障碍物拆除、管道试验等。（2）工艺流程。测量引点→工作井施工→测量放样→井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备安装→地面辅助设施安装→顶管掘进机吊装就位→激光经纬仪安装→掘进机出工作井→正常顶进→顶管机进接收井。

2顶管施工设备及方法选型

其主要因素在于顶管机设备的选用。可以用来施工的顶管机设备种类繁多，但是在选择的时候需要以顶管机实际的特征和工程的实际状况为基础。特别是对多种底层的适应能力，是影响变形控制准确程度和工程质量的关键因素。该工程所在的地理环境主要是以粉土和粉质黏土为主，而且顶管的周围还有池塘、铁路和高速公路等，因为遭受外界环境的影响和铁路部门的限制因素，在施工的时候，使用了长距离顶管施工模式。其中最常顶距达到了576米，所以对顶进设备的要求也随之提升。在对泥水平衡顶管机、土压平衡顶管机、气压式顶管机等多个设备进行综合考量之后，最后选用了泥水平衡顶管机。其优势在于：泥水平衡顶管的使用空间较大，该工程的地质主要以粉土和粉质黏土为主，水压较强，地下水位比较高，所以顶管机的质量必须要过关，而泥水平衡顶管刚好符合该要求。顶管周围有很多的池塘、铁路和高速公路，所以顶进的时候噪音影响不能太大，而泥水平衡顶管能够稳固地面，减少对周围环境的影响，而且所造成的地面下降幅度较小，符合工程标准。和相关的顶管进行对比，泥水顶管在施工的过程中运用的推力比较小，适合运用在黏土层中。所以使用泥水平衡顶管机能够保证工程的顺利施行。

3顶管施工中的控制技术

（1）出洞控制。等到工具管出洞的时候，结合工具管和后部两节管，并且用拉杆进行融合，保证其整体性，并且牢牢的固定在导轨中。这样就能保证工具管在正确的方向顶进。同时还要控制出洞姿态，比如要把握好最初的顶进方向，保证后面顶进姿态的一致性，这样才能保证出洞的顺利进行。出洞顶进控制的主要因素有：保证基坑导轨的准确程度，并且以相关标准为基础，轴线和设计值要吻合；同时要保证瓦面土体的稳固性，开挖面的稳固性是顶管机方向正确运行的关键；出洞时保证持续不断的慢速进行，其中的速度要维持在15mm/min之内，这样才能保证出洞的稳固性。（2）正常顶进控制。为了保证施工速度，而且能够及时发现错误。在工程进行的时候，顶进速度一般维持在30mm/min之内。在顶进的时候，对千斤顶油压、后背墙、顶进管道的位置转变和标高变化进行及时的观测，以防错误的出现。在顶进的时候，对于挖掘机和导轨的融合情况也要进行观察，如果出现不正常情况，就要马上停止顶进。对其原因进行调查之后，改进顶进施工技术，随后才能进行顶进。（3）进洞控制。之后土体稳固之后，才能让顶管机进洞，还要对相关位置和姿态进行检查，从而保证顶管施工能够按照施工方案顺利进行。工程在施工的时候，使用的是双液注浆的方式，在洞口周围3~5m的范围进行土体的稳固，从而保证工具管出洞时姿态的一致性。在顶进到达接收井的时候，需要顶管机进行接收。当顶进到达接受井周围护桩时，要减缓顶进速度，检查其姿态和位置，其速度维持在15mm/min以内，在持续均匀顶进的时候，等到顶管机把搅拌桩桩体进行切割的时候，就会形成相应的止水孔，这时要使用风镐来解决围护桩体问题，等到顶管机完全脱离接收井。（4）井下准备工作及井内布置。在工作井中的设备主要有后背墙、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。在安置好井下设备之后，运用汽车吊把顶管机放入到工作井中，并且安置在导轨中，当然还要对顶管机座上的导轨进行准确的位置把控。再使用油泵伸缩千斤顶，同时要保证千斤顶和后背墙的融合性、顶管机和出口器以及分压环之间的空隙，在保证其准确程度之后才能进行出洞顶进。（5）管节顶进。在后管节的顶进中，需要保证掘进机头进洞后轴线位置和姿态位置的一致性。所以在顶进的时候，机头和前三节管子要连接起来，使用拉杆将其固定。根据控制台中激光点的显示情况，对纠偏油缸进行调整，让其在轴线范围内正常运作，根据实际状况及时的进行纠正。还要预防机头大范围纠偏所造成的顶进问题、管道破碎问题。在河道和鱼塘周围进行顶进时，速度要减缓，还要控制好注浆压力，减少融合河床和冒顶情况的产生。（6）触变泥浆减摩。触变泥浆减摩在顶管施工的过程中发挥了重要的作用。在顶进的时候，在对顶管机尾部进行注浆的时候，还要在管节外壁上注入相应数量的减摩泥浆，使用多点对称压注的方式，保证泥浆的稳定性，减少官节外壁和附近土地之间的空气流入，从而减少管节外壁和土体之间的摩阻力，也可以大大减少顶进时的阻力因素。

作者:王骏 单位:中铁上海工程局集团市政工程有限公司

参考文献

[1]熊鸿斌，张正，谷良平等.城市粪便集中处理对合肥市污水处理厂的影响[J].中国给水排水，2009，25（14）：17-21.