市政給排水施工中的長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)分析

熊耀華 安徽省城建設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司

在市政給排水施工作業(yè)中，長(zhǎng)距離頂管技術(shù)的應(yīng)用一方面可以結(jié)合其技術(shù)本身的優(yōu)勢(shì)來(lái)保障管線(xiàn)鋪設(shè)的質(zhì)量；另一方面也便于地下管廊的施工條件，特別是一些需要相關(guān)負(fù)責(zé)人員重點(diǎn)關(guān)注的特殊工程環(huán)節(jié)，無(wú)論是某一段工程還是管線(xiàn)的設(shè)計(jì)，在應(yīng)用該技術(shù)期間不會(huì)對(duì)土體造成任何的不良影響，也不會(huì)影響到土體的上部結(jié)構(gòu)，進(jìn)而保障整個(gè)施工作業(yè)的順利實(shí)施。

一、長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)原理

在長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)應(yīng)用期間，施工動(dòng)力主要由油缸提供，并且在土壓平衡頂管機(jī)的輔助作用下，頂管機(jī)逐漸向前運(yùn)行。在頂進(jìn)管道期間，刀具會(huì)不斷的轉(zhuǎn)變自己的方向，對(duì)土體做全方位切削，隨后一部分土體還會(huì)隨著螺旋輸送機(jī)進(jìn)行傳輸，另一部分會(huì)被送到土倉(cāng)中，這時(shí)的土體會(huì)受到擠壓作用產(chǎn)生土壓。

而在土體被運(yùn)輸期間，需要工程相關(guān)負(fù)責(zé)人和施工人員掌握運(yùn)輸機(jī)的性能，明確運(yùn)輸機(jī)的正規(guī)操作[1]。隨后結(jié)合土質(zhì)特點(diǎn)的分析和施工方法的研究，根據(jù)實(shí)際工程概況在刀盤(pán)和土倉(cāng)中加入黏土漿和清水，減少施工的難度。在此期間還需施工人員著重關(guān)注的是，泥狀土其本身承受能力相對(duì)良好，不僅可以承受地下水壓，同時(shí)也可承受開(kāi)挖面的壓力，因此在刀盤(pán)前可形成泥狀土，并保障整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。并且施工人員也可結(jié)合不同的土層情況來(lái)分層作業(yè)。其施工工藝圖如圖1 所示。

圖1 頂管施工工藝流程圖示

二、工程背景分析

本市政給排水項(xiàng)目地點(diǎn)在繁華市區(qū)內(nèi)，建設(shè)目的是處理城市工業(yè)廢水和生活廢水以及降雨量過(guò)多無(wú)法排出的雨水。由此可明確的是，在該工程的實(shí)施中需要建立兩個(gè)處理體系，分別為污水和雨水處理體系。其中污水管道分為上游和下游兩部分，其中上游與第一標(biāo)段相互連接，下游和排水管網(wǎng)相互連接[2]。同時(shí)在該工程的明挖段包含人行道和自行車(chē)道兩個(gè)部分，這些都屬于非機(jī)動(dòng)車(chē)道。如果在管線(xiàn)埋設(shè)期間其埋設(shè)的深度在5m 以上，或者埋設(shè)的位置在鬧市區(qū)域，那么需要結(jié)合管道安裝的具體方式來(lái)靈活運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)。該工程中頂進(jìn)的軸線(xiàn)上方覆土為粉土層，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，局部夾少量的薄層粉土，粉質(zhì)粘土。

三、長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)在市政給排水工程中的實(shí)際應(yīng)用

（一）制備及澆筑泥漿，完成頂管加固

在頂管技術(shù)工程作業(yè)中，還需用到相應(yīng)的材料來(lái)鞏固頂管。泥漿對(duì)于加固頂管具有著重要的作用。首先在制備泥漿的過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)市政給排水方案中的施工方案泥漿配比，使其配比具有科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，控制好泥漿的原料性能以及注漿含水量，對(duì)泥漿進(jìn)行充分的攪拌，盡量避免泥漿結(jié)塊或者不均勻的情況產(chǎn)生，從而發(fā)揮泥漿在施工過(guò)程中的重要作用；另外在應(yīng)用注漿機(jī)的過(guò)程中，應(yīng)在頂管罐體的靜止土壓力的基礎(chǔ)上進(jìn)行壓力調(diào)整，由于該施工技術(shù)將會(huì)改變地下土層結(jié)構(gòu)，所以在施工中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況調(diào)整并完善注漿方案，同時(shí)為避免管道沉降的情況發(fā)生，對(duì)于施工人員以及施工設(shè)備應(yīng)做好相應(yīng)的防護(hù)措施。

（二）中繼間的應(yīng)用

一般在正常的排放管中，其基于本工程需求需要保障其長(zhǎng)度為2060m，隨后在出洞之后的10-200m 范圍所頂進(jìn)的斷面為砂質(zhì)粉土夾粉砂，然后在淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土中進(jìn)行管道的頂進(jìn)作業(yè)。而在本工程的實(shí)際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，因?yàn)橥翆幼兓鄬?duì)較大，并且管道特殊性和頂進(jìn)阻力的考慮下，需要將14 只中繼間布置在原有的施工組織中，保障管道頂進(jìn)的效果。

可采取二段一鉸可伸縮的套筒承插式結(jié)構(gòu)作為中繼間的整體結(jié)構(gòu)，偏轉(zhuǎn)角，端部合所選擇的管節(jié)形式結(jié)構(gòu)保障相同，外形和管節(jié)的幾何尺寸也保障基本相同。而在可徑向餃接位置的2 道密封間隙中的密封裝置，保障管道在頂進(jìn)期間不存在漏漿的問(wèn)題。同時(shí)在承插位置利用潤(rùn)滑脂油嘴的壓入來(lái)減少密封圈在管道頂進(jìn)期間造成的磨損[4]。在中繼間的鉸接位置設(shè)置4 只注漿孔，在頂進(jìn)過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)注漿作業(yè)，以此來(lái)減少管道頂進(jìn)時(shí)期的阻力。

在頂進(jìn)到194.1m 時(shí)結(jié)合施工獲取的數(shù)據(jù)計(jì)算，管節(jié)外壁和周?chē)馏w的摩阻力在2-3kN/m2之間，數(shù)值還是比較小的，并根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果，可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整中繼間的位置，減少對(duì)中繼間建設(shè)的成本與精力投入，保障施工作業(yè)順利進(jìn)行。在中繼間的位置調(diào)整之后，正常的排放管共設(shè)置了9 只中繼間，具體的布置如表1所示。

表1 中繼間位置布置數(shù)據(jù)

四、結(jié)語(yǔ)

基于上述工程分析和具體長(zhǎng)距離頂管施工技術(shù)應(yīng)用的分析和研究，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)的市政給排水工程施工提供一些思路和建議，因此來(lái)保障施工質(zhì)量提升。