泥水平衡法頂管施工技術在市政道路工程中的應用

李哪

摘 要： 市政道路修建中地下管網的施工占據著重要的地位，它不僅與道路工程的使用性能密切相關，也對周邊居民的生活有著較大的的影響。泥水平衡法頂管施工的應用，可以有效保證挖掘面的穩定程度，且具有廣泛的應用范圍。為此，本文在充分了解泥水平衡法頂管施工工藝原理的基礎上，結合具體工程案例，對市政道路工程泥水平衡法頂管施工工藝進行了分析與探究。

關鍵詞： 泥水平衡法；頂管施工；市政道路

一、泥水平衡法頂管施工工藝原理

“泥水平衡法”頂管施工工藝原理是：在頂管施工過程中，以含有一定量粘土，且具有一定相對密度的泥水充滿頂管掘進機的泥水艙，并對它施加一定的壓力，以平衡地下水壓力和土壓力的一種頂管施工方法。利用主頂千斤頂及管道中繼千斤頂的推力，將管道從工作坑內穿過土層一直推到接收坑，同時，將緊隨工具管或掘進機后的管道埋設在兩坑之間。

二、工程案例

在某市政道路的修建過程中，在路基的右幅部位需鋪筑一條污水管道，根據施工現場的具體情況和污水排放的實際需求，將管道的長度設計為585m，選取D1200管徑，施工路段的縱向坡度為2.05%。在污水管道上覆蓋土層的深度在5—11m之間，經過技術人員對現場勘測之后，如果采用明挖的施工方式，開挖面的寬度達到27—30m，工作量和施工難度都相對比較大，因此擬采用泥水平衡法頂管施工方式，來有效的降低工程造價，提高施工效率，確保能在要求的工期內完成市政道路工程的施工。

三、市政道路工程泥水平衡法頂管施工工藝

1、施工場地清理與測量

在施工開始之前需要將現場的垃圾、碎石等雜物清理干凈，為具體的操作行為創造良好的施工環境。同時根據圖紙方案設計的要求測量工作坑的位置和標高，并進行工作樁的預埋工作，確定工作坑開挖的范圍和深度。為了保證施工的質量，一般每隔200m需要設置一個臨時水準點。在臨時水準點及管道軸線施工樁等參數測量完成之后，還需要按照規定的標準進行復核工作，保證各項數據的精確程度。如果在施工路段的地下水位比較高，在沉井工作臺填筑方面會存在一定的困難，還需要采取相應的降水措施，一般采用井點降水的方式進，在沉降井的周圍埋設濾水管道，并在開挖的過程中通過真空原理的應用使地下水得以排出。

2、工作坑施工

根據施工方案設計的要求進行工作坑的開挖工作，先對施工現場整平，在砂墊層部位的鋪設厚度為50—100cm，組織施工人員及時夯實。同時在墊層上部砌筑磚模，每隔2m預留垂直縫，防止在沉井挖設的過程中出現大幅的沉降現象。沉井挖設的尺寸偏差控制在10cm以內，井壁的誤差控制在1.5cm以內。在沉井下沉的過程中，避免出現下沉速度過快的情況，實時測量沉井筒的標高，如果在下沉時出現筒身傾斜的現象，則需要及時的調整。待沉井下沉的位置達到指定的位置時，檢測其質量是否滿足施工的要求，避免出現誤差過大的情況，隨后進行沉井封底施工，在井內填按照規定的順序埋封底片石，并澆筑封底混凝土。在封底的過程中需要預留積水坑，以保證能夠及時將井底的積水排除。

3、頂管施工

（1）頂管出洞

在洞口的外圍部分噴射防滲漿液，避免在施工的過程中地下水深入工作井內部，并將止水環安裝在洞口內壁的部位，根據管道的直徑確定止水環的直徑。待準備工作完成之后調試頂管機頭的各項參數，隨后將橡膠密封圈穿進機頭后送至指定的位置。

（2）頂進

在頂進的過程中為了提高施工效率，一般采用兩端頂進的方式施工，根據頂管的直徑確定所需的頂力大小。在管道頂進的過程中必須保證是施工的連續性，盡量避免出現施工中斷的現象，如果在中斷的時間過長會導致施工范圍內的地下水滲出，在繼續施工時將需要更大頂力，頂進壓力將會增加50—100%左右。

（3）注漿

在管道頂進作業完成之后，將膨潤土泥漿壓至管道的外壁部分，將管道完全包裹起來，膨潤土泥漿在觸變性和潤滑性方面具有獨特的優勢，因此通過這種方式可以降低管道與周圍土體之前的摩擦阻力。在進行壓漿的過程中，應根據管道鋪設的具體情況合理設置注漿孔，保證管道的全線均能被膨潤土泥漿覆蓋。由于機頭的外徑大于管道的外徑，因此在二者之間存在縫隙，膨潤土泥漿應將這些縫隙完全填充。另外，頂管施工完成之后還需在注漿孔處將觸變泥漿置換為水泥漿，這樣能夠有效的避免后期出現沉降現象，同時也能加固周邊的土體。

四、市政道路工程泥水平衡法頂管施工注意事項

1、機頭下沉問題。在本次施工中局部粉細砂土地段，經常出現頂管機在頂進過程中偏下走，通過糾偏也難以改善。分析這一問題的成因，主要是由于頂管機自身的重量太大，泥水平衡頂管機在工作時會產生劇烈的振動，使土質發生液化，導致了承載力的下降。或者也可能是因為遇到了兩層不同性質的土，下層土軟，泥水壓力難以控制。針對這一問題，可以在施工中放慢進度，調低泥漿濃度，或將泥水平衡頂管機的機頭略微上調，防止機頭下沉的問題。

2、泥水管堵塞問題。施工中會出現泥水管沉淀或堵塞現象，進而導致泥水管里的泥水流動不暢通，頂管機在推進方面自然也受到阻礙。分析這一問題的成因，主要可能是排泥泵的效率不高，流量不足，導致臨界流速超過了泥水管內的流速，進而形成了泥水管堵塞。也有可能在頂管機停止工作時對管內沖洗不到位。針對這一問題，可以采取以下的應對措施。首先，凈化泥漿，提高泥漿的沖擊力，根據施工的實際情況，適當增大送水量；其次，全面檢查排泥泵的性能，換掉不達標的排泥泵，每次停止推進的間隙，要加大對排泥管道的清洗，以免發生管道沉淀、堵塞。

3、排水管上浮問題。雖然泥水平衡頂管的施工方法對周圍的土地擾動很小，但隨著裹力減弱，會導致泥水平衡頂管機上浮，同時又因為壓注潤滑泥漿方法在一些操作過程中的不當，導致漿液難以形成有效的環箍，全部聚集在管道底部，造成了排水管上浮的問題。在頂進過程中，會造成頂進壓力過高。針對排水管道上浮的問題，必須及時采取有效的管理措施，以保證工程質量。首先，要嚴格控制潤滑泥漿，保證注漿和頂進的同步進行，在頂進過程中的建筑空隙要及時填補；其次，要在施工頂進過程中對補壓漿進行嚴格控制，嚴格按照全線，平均的施工原則來進行，避免在施工過程中出現某個區域注漿超量等問題；最后，要制定一些補救措施，當施工過程中某一部門上浮問題嚴重，可及時采取上注下放等措施進行補救，以緩解排水管上浮的問題。

五、結束語

綜上所述，在城市建設發展的過程中，隨著人們的生活質量不斷提高，機動車保有量日益增加，對于市政道路建設的規模和質量也有了更高的要求，而科學技術的快速發展又為市政道路的施工提供了強大的技術支持。尤其是在市政道路排水系統的施工中，由于地質條件的限制或者是特殊情況，明挖的施工方式存在一定的局限性，近年來非開挖技術的應用逐漸應用在市政道路施工過程中，在最大限度上減少了由于施工操作對地表造成的破壞，在施工質量方面也有很大的保證。泥水平衡頂管施工技術屬于非開挖施工方式中的一種，本文主要對這項技術在市政道路施工中的應用進行分析，研究加強施工質量控制的有效措施，以期為具體的工程施工提供指導。■

參考文獻

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