泥水式平衡頂管施工技術研究
泥水式平衡頂管施工技術研究
摘要：隨著我國經(jīng)濟建設步伐的加快以及人民物質(zhì)生活的不斷提高，城市基礎設施建設的總體要求也逐漸提高。地下管道敷工程設作為城市基礎設施中的重要部分，起著輸送能力和傳送信息的重要任務。因此，本文結(jié)合工程實例，通過對頂管機選型的介紹，重點針對頂管施工技術要點進行分析研究，并提出相應的監(jiān)控措施。為類似工程提供參考與借鑒。
關鍵詞：泥水式平衡頂管；施工技術；控制測量；監(jiān)控措施
Abstract: with the construction of our country economy and speed up the pace of the continuous improvement of people’s material life, urban infrastructure construction of overall requirement also gradually improve. Underground pipeline apply engineering project design as an important part of urban infrastructure, plays a transmission capacity and transmit information an important task. Thus, in this paper, combined with the engineering practice, through to the selection of jacking introduces, focusing on the pipe jacking technology points are analysis, and put forward the corresponding control measures. Provide reference for similar project and reference.
Key words: the balance of pipe jacking; Construction technology; Control measurement; Monitoring measures
隨著城市化進程的不斷加快和舊城改造力度的加大，地下管道敷設工程數(shù)量日益增加。頂管技術作為一種地下管道敷設施工手段，具有土質(zhì)使用范圍廣、連續(xù)作業(yè)性好、施工進度快以及節(jié)約成本等優(yōu)點，目前在我國道路、鐵路和建筑物的地下管道敷設工程中得到了廣泛的應用。因此，通過對頂管施工技術的分析研究，使其更好地應用于地下管道工程中，希望能夠有效地避免工程對地面交通的影響，減少施工對周邊環(huán)境的影響，從而實現(xiàn)工程帶來的經(jīng)濟效益和社會效益。
1 工程概況
該工程在建好的道路下敷設地下排水管道，管道穿越已經(jīng)通水的箱涵，內(nèi)底標高為-5.40m。管節(jié)采用DN1000鋼管，內(nèi)襯HDPE塑料管，管內(nèi)底標高相對于路面為-8.580m，總長度約168m。分兩段頂進，中間設置頂管工作井，兩端各設置了1個接收工作井。
2 水文地質(zhì)情況
①層為松散的圍海填土，層底標高為-5.95m～-4.23m不等；
②層為灰色砂質(zhì)粉土；層底標高為-2.56m～-8.33m不等；
③層為灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土；層底標高為-7.37m～-11.73m不等；
④層為灰色淤泥質(zhì)黏土，層底標高為-16.66m～-20.17m不等。
2 頂管機選型
2.1 注漿設備系統(tǒng)
本工程共設置2根總管，2套管路系統(tǒng)。1根專門用于掘進機尾部的同步注漿，另1根用于補漿。
本工程觸變泥漿采用膨潤土，并將配置好的泥漿，通過2臺液壓注漿泵分別壓入同步注漿系統(tǒng)和補漿系統(tǒng)總管。
地面儲漿箱外形尺寸L×B×H＝2m×1.5m×1m=3m3，機內(nèi)儲漿箱外形尺寸L×B×H＝2m×0.8m×1m=1.6m3。膨潤土泥漿攪拌時間必須大于30min，經(jīng)過充分攪拌的泥漿先抽入儲漿箱進行發(fā)酵，發(fā)酵時間大于6h，再通過液壓注漿泵壓入管內(nèi)。為減少壓漿管道內(nèi)的摩阻力，在膨潤土泥漿壓漿開始之前，應對儲漿箱內(nèi)徑發(fā)酵的泥漿再一次攪拌。注漿泵站由單缸液壓注漿泵和液壓動力站組成，輸漿總管由φ20mm鍍鋅鋼管和球閥、水暖管件等組成，與管節(jié)上各壓漿孔接通的環(huán)形管，采用φ10mm高壓軟管。
2.2 泥水設備選用
泥水系統(tǒng)利用Telemole管路系統(tǒng)，選用2臺4/3C-AH型渣漿泵作為動力，1臺放在地面上為送泥泵，另1臺放在基坑下為排泥泵。地面安放8只沉泥箱，管路采用φ40mm無縫鋼管，管節(jié)接頭為卡箍式活絡接頭�；觾�(nèi)設有旁通裝置等。
2.3 頂管工作井設施
工作井底板為鋼筋混凝土基礎，澆筑之前先設置預埋鋼板，預埋鋼板的定位應與基坑導軌的位置相匹配，便于預埋鋼板和導軌焊接。預埋鋼板必須保證足夠的錨固強度，在以后的使用中不能出現(xiàn)位移，必要時可采取加固措施。導軌安放好之后也應再做加固措施，防止使用過程因碰撞而導致移位。主頂油缸架采用拼裝式結(jié)構(gòu)，拼裝時要保證受力可靠、定位準確，油缸架高程和平面安裝誤差均不得大于5mm。承壓壁是工作井的后背墻，承受頂管頂進的全部反力，其必須具有足夠的強度和剛度，并保證足夠的安全度（圖1）。
圖1 頂管工作井剖面示意
3 頂管施工技術要點
3.1 止水裝置安裝
因頂管施工過程中對洞口止水裝置的密封性能要求較高，所以在施工中應嚴格按照設計要求進行止水裝置安裝（圖2）。
圖2 洞口止水裝置示意
3.2 導軌安裝
頂管導軌的定位準確與否，將直接關系到今后頂管的頂進軸線，故頂管導軌位置需按設計軸線進行準確放樣，避免頂管出洞出現(xiàn)的“磕頭”現(xiàn)象。
3.3 頂鐵的選擇、安裝和使用
本工程在頂管施工時，將采用U形頂鐵及環(huán)形頂鐵。其在安裝和使用時要注意：
（1）頂鐵軸線應與管道軸線平行、對稱，頂鐵、導軌表面不得沾染泥土、油污；頂鐵拼裝后應鎖定。
（2）頂鐵截面為20cm×30cm，因此單行順向頂鐵長度不大于1.5m；雙行使用的長度不得大于2.5m，且應在中間加橫向頂鐵相聯(lián)。
（3）當頂管頂力逐漸接近管節(jié)材料的允許抗壓強度時，頂鐵與管端連接部位應增加U形或環(huán)形緩沖材料襯墊，并應時刻注意頂鐵工作狀態(tài)。
3.4 最大頂力及其限制
以最長距離段頂管，長度80m，管徑為1000mm。據(jù)計算可知，總推力需1100kN，工作井所能承受的最大頂力為3500kN，因頂管的總推力小于設計工作井所能承受的最大頂力，故無須設置中繼間。
3.5 出洞、進洞技術方案
1）出洞技術方案
（1）在工作井進洞口處安裝橡膠止水法蘭，工作井壁外20cm處砌筑1道30cm～50cm的磚墻，并在磚墻距井外壁20cm范圍內(nèi)采用黏土水泥漿“抹面”，
磚墻內(nèi)側(cè)采用鋼板封堵，型鋼支撐；
（2）先將洞口處型鋼切割掉，然后破除洞口磚墻，并抓緊處理洞口泥漿和洞口封門止水，以確保頂管順利出洞。在機頭推進至距鋼板樁10cm處時，暫停推進，從一側(cè)向另一側(cè)順序拔除洞口鋼封門；
（3）為防止機頭出洞以后發(fā)生“磕頭”現(xiàn)象，可以采用延伸導軌，并將前6節(jié)鋼管與機頭做成可調(diào)節(jié)鋼性聯(lián)接；
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