泥水平衡法頂管在市政工程施工中的應(yīng)用

王建洲， 王 歡

鄭州拓野筑路有限公司（450000）

1 工程概況

鄭州市中州大道污水頂管工程,管徑DN1000Ⅲ級(jí)鋼筋混凝土管材，全長(zhǎng)1 215 m,管道距路中20 m，施工采用泥水平衡頂管工藝，工作井及接收井采用鋼板樁先支護(hù)后開挖，雙向工作井先頂進(jìn)深埋管道，頂進(jìn)完成后在工作井內(nèi)砌筑檢查井。工作井尺寸為4 m×7 m，接收井尺寸為4 m×5 m。

2 工作井施工

1）鋼板樁支護(hù)及基坑開挖：工作井、接收井鋼板樁采用挖掘機(jī)配液壓振動(dòng)錘,采用單樁打入法施工，土方開挖采用加長(zhǎng)臂挖掘機(jī)挖土，大型運(yùn)輸車運(yùn)棄土的方式，起拔鋼板樁采用挖掘機(jī)和吊車配合。

2）基底處理：鋪設(shè)粗砂碎石墊層夯實(shí)，厚度應(yīng)不小30 cm，地基承載力大于120 KPa。

3）鋼筋綁扎：基坑墊層施工完畢3 h后即可進(jìn)行鋼筋綁扎，豎筋可一次綁到頂部，在頂部用幾道環(huán)向鋼筋進(jìn)行固定，水平筋可分段綁扎。

4）支模：井壁外側(cè)采用磚模，鋼板樁作為支撐；井壁內(nèi)側(cè)采用木模板，用腳手架進(jìn)行支撐。模板與腳手架連接牢固，拼縫嚴(yán)密。

5）混凝土澆筑：基坑采用兩道支撐支護(hù)，在井壁混凝土施工時(shí)應(yīng)分兩次澆筑。第一次澆筑部位到下層支撐面以下,待強(qiáng)度達(dá)到100%后再拆除下層支撐后再綁扎鋼筋，支撐模板繼續(xù)向上第二次澆筑混凝土。澆筑前在井內(nèi)搭設(shè)操作平臺(tái)，混凝土澆筑分層進(jìn)行，每層厚度300～400 mm。

3 頂管工程施工工序及技術(shù)措施

1）機(jī)械設(shè)備及管材檢驗(yàn)：工程使用泥水平衡掘進(jìn)機(jī)1臺(tái)，紅外線對(duì)中儀、水準(zhǔn)儀各一臺(tái)。選用符合設(shè)計(jì)要求的成套管材，檢驗(yàn)合格。

2）頂進(jìn)：①頂進(jìn)施工工藝流程：安裝導(dǎo)軌→安裝紅外線對(duì)中儀→加固后靠背→安裝千斤頂→連接油缸→吊裝掘進(jìn)機(jī)→吊裝管節(jié)、頂鐵→管道頂進(jìn)；②掘進(jìn)機(jī)進(jìn)洞后，機(jī)頭方向受導(dǎo)軌方向控制，要減慢主頂推進(jìn)速度,不斷調(diào)整油缸糾偏和機(jī)頭糾偏，嚴(yán)格控制前5 m管道的頂進(jìn)偏差，其左右及高程偏差不能超過(guò)50mm。糾偏角度保持在10′～20′，不大于1°；③注漿和頂進(jìn)同步進(jìn)行，原則是先注漿，后頂進(jìn)；隨頂進(jìn)，隨注漿；在頂進(jìn)過(guò)程中避免長(zhǎng)時(shí)間的泥漿停注，保證頂進(jìn)過(guò)程中的全部管段充滿良好的泥漿套；④頂進(jìn)過(guò)程中根據(jù)頂力變化和偏差情況隨時(shí)調(diào)整頂進(jìn)速度，速度控制在50 mm/min左右；⑤管道頂進(jìn)至離工作井內(nèi)壁前方50 cm時(shí)卸載，收回油缸，安裝頂鐵，然后繼續(xù)頂進(jìn)。

3）安裝管節(jié)：①當(dāng)一個(gè)頂程結(jié)束，收回千斤頂和環(huán)型頂鐵后，即可再下一根管節(jié)；②管節(jié)確認(rèn)合格后，在管前端口安放楔型橡膠圈，并在橡膠圈表面涂抹硅油，減小管節(jié)相接時(shí)的摩擦力；③將管節(jié)吊放在軌道上穩(wěn)好，使管節(jié)插口端對(duì)正前管的承口中心，緩緩頂入，直至兩個(gè)管節(jié)端面密貼擠緊襯墊，并檢查接口密封膠圈及襯墊良好，再布置頂鐵進(jìn)行下一頂程。

4）出土：泥水平衡掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中將泥漿水打入泥倉(cāng)中與機(jī)具切削土混合,由排泥管輸出。在工作井周圍安裝兩組集裝箱作為泥漿池，進(jìn)行泥漿的二級(jí)沉淀處理，沉淀后的處理水作為泥漿水打入機(jī)具的泥倉(cāng)中重復(fù)使用，沉淀后的剩余土方運(yùn)至棄土場(chǎng)。

5）膨潤(rùn)土泥漿的壓注與置換：頂力控制的關(guān)鍵是最大限度的降低頂進(jìn)阻力,采用注入膨潤(rùn)土泥漿，使之在管外壁與土層之間形成一個(gè)完整的環(huán)狀泥漿潤(rùn)滑套,變?cè)瓉?lái)的干摩擦狀態(tài)為液體摩擦狀態(tài)，減少頂進(jìn)阻力。

6）頂進(jìn)監(jiān)控：①前期測(cè)量：開頂前，準(zhǔn)確測(cè)量掘進(jìn)機(jī)中心的軸線和標(biāo)高偏差，作好原始記錄。在機(jī)具內(nèi)，安裝傾斜儀傳感器，操作者隨時(shí)得到機(jī)頭的水平狀態(tài)，控制刀盤的旋轉(zhuǎn)方向和糾偏，采用全站儀來(lái)監(jiān)控頂進(jìn)方向；②頂進(jìn)測(cè)量：測(cè)量?jī)x器固定安放在工作井的后部、千斤頂架子中心，在工作井內(nèi)建立臨時(shí)測(cè)量系統(tǒng)。頂管過(guò)程中按要求測(cè)量和控制管道標(biāo)高及中心偏差，作好記錄。每頂進(jìn)50 cm測(cè)量一次，糾偏角度應(yīng)保持在 10′～20′，不大于 1 °；③竣工測(cè)量：管道頂完后，在每節(jié)管道上選點(diǎn)，測(cè)量其中心位置和管底標(biāo)高。繪制竣工管線，進(jìn)行管道質(zhì)量評(píng)定。

4 檢查井砌筑及回填

①頂管結(jié)束后在頂管井內(nèi)進(jìn)行DN1000鋼筋混凝土管連接，并砌筑檢查井，井墻采用M7.5水泥砂漿砌MU10磚；②抹面、勾縫、座漿、抹三角灰均用1：2防水水泥砂漿;③井內(nèi)外墻用1：2防水水泥砂漿抹面至井頂部，厚20 mm；④土方回填：檢查井周采用中粗砂回填，分層夯實(shí)。壓實(shí)度≥93%。

5 閉水試驗(yàn)

①試驗(yàn)管段灌滿水后浸泡時(shí)間不得少于24 h；②當(dāng)試驗(yàn)水頭達(dá)規(guī)定水頭時(shí)開始計(jì)時(shí)，觀測(cè)管道的滲水量，直到觀測(cè)結(jié)束時(shí)，應(yīng)不斷地向試驗(yàn)管道內(nèi)補(bǔ)水，保持試驗(yàn)水頭恒定，滲水量的觀測(cè)時(shí)間不得小于30 min；③閉水試驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)符合規(guī)范要求。

6 結(jié)語(yǔ)

泥水平衡法頂管在項(xiàng)目部的精心組織下，順利完成了中州大道污水管道的埋設(shè)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。該施工技術(shù)不僅有效解決了城市道路地下管道埋設(shè)施工中一直以來(lái)令人頭痛的影響路面交通的問(wèn)題，而且有效降低了施工成本和施工工期。

[1]GB 50268-2008,給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[2]GB50141-2008,給水排水構(gòu)筑物工程施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.

[3]余彬泉,陳傳燦.頂管施工技術(shù)[M].北京：人民交通出版社.

[4]李震.用泥水平衡頂管機(jī)施工管道的質(zhì)量控制[J].中國(guó)市政工程.