泥水平衡法頂管在市政工程施工中的應用

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級鋼筋混凝土管材，全長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后開挖，雙向工作井先頂進深埋管道，頂進完成后在工作井內砌筑檢查井。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）鋼板樁支護及基坑開挖：工作井、接收井鋼板樁采用挖掘機配液壓振動錘,采用單樁打入法施工，土方開挖采用加長臂挖掘機挖土，大型運輸車運棄土的方式，起拔鋼板樁采用挖掘機和吊車配合。

2）基底處理：鋪設粗砂碎石墊層夯實，厚度應不小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后即可進行鋼筋綁扎，豎筋可一次綁到頂部，在頂部用幾道環向鋼筋進行固定，水平筋可分段綁扎。

4）支模：井壁外側采用磚模，鋼板樁作為支撐；井壁內側采用木模板，用腳手架進行支撐。模板與腳手架連接牢固，拼縫嚴密。

5）混凝土澆筑：基坑采用兩道支撐支護，在井壁混凝土施工時應分兩次澆筑。第一次澆筑部位到下層支撐面以下,待強度達到100%后再拆除下層支撐后再綁扎鋼筋，支撐模板繼續向上第二次澆筑混凝土。澆筑前在井內搭設操作平臺，混凝土澆筑分層進行，每層厚度300～400 mm。

3 頂管工程施工工序及技術措施

1）機械設備及管材檢驗：工程使用泥水平衡掘進機1臺，紅外線對中儀、水準儀各一臺。選用符合設計要求的成套管材，檢驗合格。

2）頂進：①頂進施工工藝流程：安裝導軌→安裝紅外線對中儀→加固后靠背→安裝千斤頂→連接油缸→吊裝掘進機→吊裝管節、頂鐵→管道頂進；②掘進機進洞后，機頭方向受導軌方向控制，要減慢主頂推進速度,不斷調整油缸糾偏和機頭糾偏，嚴格控制前5 m管道的頂進偏差，其左右及高程偏差不能超過50mm。糾偏角度保持在10′～20′，不大于1°；③注漿和頂進同步進行，原則是先注漿，后頂進；隨頂進，隨注漿；在頂進過程中避免長時間的泥漿停注，保證頂進過程中的全部管段充滿良好的泥漿套；④頂進過程中根據頂力變化和偏差情況隨時調整頂進速度，速度控制在50 mm/min左右；⑤管道頂進至離工作井內壁前方50 cm時卸載，收回油缸，安裝頂鐵，然后繼續頂進。

3）安裝管節：①當一個頂程結束，收回千斤頂和環型頂鐵后，即可再下一根管節；②管節確認合格后，在管前端口安放楔型橡膠圈，并在橡膠圈表面涂抹硅油，減小管節相接時的摩擦力；③將管節吊放在軌道上穩好，使管節插口端對正前管的承口中心，緩緩頂入，直至兩個管節端面密貼擠緊襯墊，并檢查接口密封膠圈及襯墊良好，再布置頂鐵進行下一頂程。

4）出土：泥水平衡掘進機在掘進過程中將泥漿水打入泥倉中與機具切削土混合,由排泥管輸出。在工作井周圍安裝兩組集裝箱作為泥漿池，進行泥漿的二級沉淀處理，沉淀后的處理水作為泥漿水打入機具的泥倉中重復使用，沉淀后的剩余土方運至棄土場。

5）膨潤土泥漿的壓注與置換：頂力控制的關鍵是最大限度的降低頂進阻力,采用注入膨潤土泥漿，使之在管外壁與土層之間形成一個完整的環狀泥漿潤滑套,變原來的干摩擦狀態為液體摩擦狀態，減少頂進阻力。

6）頂進監控：①前期測量：開頂前，準確測量掘進機中心的軸線和標高偏差，作好原始記錄。在機具內，安裝傾斜儀傳感器，操作者隨時得到機頭的水平狀態，控制刀盤的旋轉方向和糾偏，采用全站儀來監控頂進方向；②頂進測量：測量儀器固定安放在工作井的后部、千斤頂架子中心，在工作井內建立臨時測量系統。頂管過程中按要求測量和控制管道標高及中心偏差，作好記錄。每頂進50 cm測量一次，糾偏角度應保持在 10′～20′，不大于 1 °；③竣工測量：管道頂完后，在每節管道上選點，測量其中心位置和管底標高。繪制竣工管線，進行管道質量評定。

4 檢查井砌筑及回填

①頂管結束后在頂管井內進行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。壓實度≥93%。

5 閉水試驗

①試驗管段灌滿水后浸泡時間不得少于24 h；②當試驗水頭達規定水頭時開始計時，觀測管道的滲水量，直到觀測結束時，應不斷地向試驗管道內補水，保持試驗水頭恒定，滲水量的觀測時間不得小于30 min；③閉水試驗數據，應符合規范要求。

6 結語

泥水平衡法頂管在項目部的精心組織下，順利完成了中州大道污水管道的埋設，取得了較好的經濟效益。該施工技術不僅有效解決了城市道路地下管道埋設施工中一直以來令人頭痛的影響路面交通的問題，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收規范[S].中國建筑工業出版社.

[2]GB50141-2008,給水排水構筑物工程施工及驗收規范[S].北京：中國建筑工業出版社,2008.

[3]余彬泉,陳傳燦.頂管施工技術[M].北京：人民交通出版社.

[4]李震.用泥水平衡頂管機施工管道的質量控制[J].中國市政工程.