顶管技术在市政污水管道工程施工中的应用.docVIP

PAGE PAGE 1 顶管技术在市政污水管道工程施工中的应用 　　【摘要】顶管技术作为一种非开挖施工技术，凭借着开挖量少、容易审批、对交通干扰小、施工速度快等优势而广泛被应用到市政管道工程中。本文以市政污水管道工程为例，介绍了顶管技术在管道施工中的应用，指出了顶管施工中的技术难点和质量控制措施，工程取得了较好的效果，为顶管技术在类似工程中的应用积累了施工经验。 　　【关键词】污水管道；顶管施工；顶进；减阻泥浆 　　城市污水管道作为城市的重要基础设施，随着社会经济发展，污水管道的建设受到了人们的广泛关注。污水管道一般埋设较深，如采用开挖铺管技术，对环境污染严重，干扰大，破坏性大。而顶管技术是一种非开挖施工技术，是利用液压油缸从顶管工作井将顶管机和待铺设的管节在地下逐节顶进、直到顶管接收井的非开挖地下管道敷设施工工艺。与传统的施工技术相比，它对地面活动影响较小，施工控制严格可保证交通畅通，日常活动正常，特别是在穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时可减少沿线的拆迁工作量，节约资金和时间，降低工程造价。因此，顶管技术在市政污水管道工程施工中得到广泛的应用。 　　1工程概况 　　某污水管道工程沿线地势变化较大，地面标高为1.51～6.16m，地下水埋深为1.17～2.39m，地下水位标高为0.23～1.19m。工程施工段位于公路主干道，该段设计施工长度为79m，但根据现场实际情况暂定顶进距离为60m。该处混凝土路面标高为6.05m，两侧绿化带及路堤标高为6.50m，路堤下两侧（南侧、北侧）地面标高分别为1.60m和2.00m。穿越该处路面的D1550mm污水顶管管道槽底平均标高为－3.99m。管道槽底最浅埋深为5.59m，最大埋深为10.49m，埋深＞10m的长度为45m。 　　2主要技术措施 　　根据施工实际情况和现有地质报告，结合现有顶管施工方案及经验，确定采用超前小导管注浆固化土体、触变泥浆减阻顶进、水泥粉煤灰浆液置换回灌等技术。 　　①超前小导管注浆固化土体 　　为了保证顶进面在开挖过程中土体不会塌方或产生流沙，开挖前需对前方土体采取超前支护、注浆加固等辅助措施。小导管注浆加固地层技术是通过沿顶管开挖轮廓线外纵向前倾斜安设注浆管，并注入浆液，达到超前加固围岩和止水的目的，同时小导管还可起到超前管棚预支护作用。 　　②触变泥浆减阻顶进 　　在顶管外围，边顶进边灌很稠的膨润土泥浆—触变泥浆，泥浆在管壁和砂砾石间形成一层不透水的胶质防水层，对其施工和使用阶段的防水都十分有利，可以使顶管顺利进行，且无泥沙涌入。 　　③水泥粉煤灰浆液置换回灌 　　为防止管道附近道路、构筑物发生沉降，管道顶进结束后，用水泥与粉煤灰配制成的浆液对触变泥浆进行置换、回灌，填充管道与原土体间的空隙。 　　3主要施工方法 　　3.1工作坑后背施工 　　通过顶力计算已得出工作坑后背承受的最大顶力，因该处工作坑埋深较大，所以用履带式柴油打桩机夯打钢板桩来制作工作坑的后背墙。 　　工作坑后背采用I56c工字钢，纵横交替排放，共计25根。此25根工字钢经履带式柴油打桩机打入，在其后挖开并浇筑C30钢筋混凝土支墩（宽为4m，高为3m，下部厚度为1m，上部厚度为2m）。后背工字钢底高程比管道内底深5m。在后背工字钢管道顶进方向垂直放置一块厚为400mm、宽为4m、高为2.5m的由钢板焊接而成的内部带加强肋的箱状靠背铁，并在靠背铁背后与工字钢的缝隙内浇筑混凝土，以保证后背的整体性和垂直性。顶管工作坑平面图见图1。 　　3.2工作坑滑板、导轨施工 　　顶进工作坑底板基础尺寸为6m×4m，基础为0.30m厚的C40钢筋混凝土，并预埋0.50m长的10#槽钢8根（用来固定滑板），基础下为0.3m厚的碎石，工作坑基础深于管外皮5～6cm，因滑板厚为2.5cm，管外皮到滑板应有3cm间隙，此厚度（5～6cm）在砌井前用细石混凝土找平。滑板采用2.5cm厚的钢板（5.5m×4m），钢板两侧与预埋基础中的10#槽钢焊接，滑板与管道坡度相同。导轨采用P50重型铁路钢轨，高15.5cm，比滑板长0.5m，与滑板焊接牢固，保证与管道坡度、中线一致。工作坑内设备和顶铁按下列顺序布置：后背钢筋混凝土→后背工字钢→靠背铁→放置在支架上的千斤顶→U型顶铁→前部环形护铁→管道→前部工具管及刃角。 　　前部环形护铁做法与靠背铁相同，护铁由20mm铁板卷制、加肋焊接而成，与管道圈口结合良好，能够保护管道在顶进时不破损。前部钢制工具管起到了管道在顶进时超前注浆、触变泥浆减阻润滑以及纠偏的作用，并保护操作者的安全，该工具管由20mm厚的钢板加工焊接而成，外径与管道直径相同，其内部配有8个纠偏顶镐。 　　3.3洞口处理 　　采用空压机由小导管注入化学浆对洞口处的土体进行固化，形成尺寸为3.5m×3.5m×