泥水平衡法顶管施工在城市污水管施工中的应用

1、泥水平衡法顶管施工在城市污水管施工中的应用 泥水平衡法顶管施工在城市污水管施工中的应用 摘要：通过新洲河76#排污口截排工程实例介绍，总结了泥水平衡法顶管施工相对于开挖置管施工的优缺点。 关键词：顶管；污水管；施工；应用 中图分类号：TU71文献标识码： A 文章编号： 1概述 近年来，随着我国城镇化速度逐年加快，城市建设速度日新月异，对于根底设施要求越来越高。由于城市地下管线及地上建筑物越来越多，对于污水管施工，传统开挖置管难以实施，本文结合深圳市新洲河76#排污口截排工程中所采用的泥水平衡法顶管施工实例，总结了泥水平衡法顶管在污水管施工应用的优、缺点及施工问题的处理。 2工程实例 2.1

2、工程概况 新洲河76#排污口截排工程系2021年水环境质量提升工程，为了减少新洲河污染，将排水明渠的漏排污水进行截排进入现状污水泵站，并提升至市政污水干管；全线DN1000污水管道长约460m，沿福荣路南侧绿化带布置，终点在新洲路与福荣路交汇处接入现状新洲泵站，截污管道采用泥水平衡法顶管施工。 2.2 工程地质及水文地质情况 根据地勘报告，工程地质条件分布从上至下依次为：第四系填土层、冲洪积层、残积土和燕山四期云母花岗岩。 第四系素填土层主要由砾质粘性土回填，局部为建筑垃圾和少量生活垃圾。土质密实度不均一，以松散状为主，局部稍密，层厚0.3-1.9m。 冲洪积层主要由淤泥质土、粉质粘土、砾砂构

3、成。层厚2.1-4.5m。 残积层：由花岗岩风化残积而成，多呈可塑硬塑状。层厚2.2-8.3m。 燕山四期云母花岗岩：褐黄色、棕红色，湿，硬塑坚硬，原岩多己风化成土状，主要为砾质粘性土，原岩结构清晰，风化不均一，局部夹强风化岩块，强度不高，手瓣易碎。 本工程区域地下水类型以空隙潜水类型为主，地下水位埋深一般在1.7-3.3m，主要存储在填土和冲洪积砂层内，接受降雨补给，水量一般较贫乏。 2.3 施工方案 2.3.1 施工平面部署 该顶管全线460m，最大井距为200m，中间共设置3个顶管工作段；2个工作井直径为6.5m，壁厚为0.7米，1个接收井直径为3.5m，壁厚为0.4m，均为钢筋混凝土结

4、构。 2.3.2机头选型 根据地质条件及工作距离分析，本工程采用破碎泥水平衡式顶管掘进机。 破碎泥水平衡式顶管掘进机主机采用2台油泵，通过3台油马达、3台减速器，经小齿轮、大齿轮带动中心刀盘转切，浮动加压装置用设定的压力始终紧压着开挖面，以控制地面沉降；主顶装置使混凝土管机头循序顶进；纠偏油缸使前机壳可作相对摆动，用以控制顶进轴线。 该顶管机主要有动力、主壳体、液压、电气控制、泥水等系统组成。 2.3.3主顶进系统 顶管机采用泥水平衡，兼容土压、二次粉碎功能之混合机型。该机型适应能力强，实用性好，特别对地下含有障碍物有较好的清障功能。纠偏油缸最大推力800KN*8，主顶额定顶力3000KN*4

5、，遥控操作，传感收集数据，调正误差，激光跟踪测量等设施配套实施。 主千斤顶采用6只3000KN千斤顶，单冲程、极限冲程2.5M，4只配置井内，2只备用。根据顶管需求合理配置12V照明，轴流通风，坑内余水抽吸，探视观测等。 2.3.4 洞口止水装置 根据设计，在工作井洞口安装法兰止水装置。该装置必须与导轨上的管道轴线中心点垂直，误差小于2mm。工作井洞口止水装置密封为橡胶止水法兰。在橡胶止水法兰之前应预埋注浆孔，以便压注膨润土泥浆。 在机头将要到达接收井时，要精确测出机头姿态位置，尽量满足预留孔与机头同心的要求。 2.3.5顶管轨迹控制措施 初期顶进 顶管掘进机先行入土，然后在其尾部拼接特殊纠偏

6、段。初期顶进应均匀出土，控制好初始偏差，并及时调整后座千斤顶合力中心来控制初始偏差。确保顶管机头初始状态稳定和轴线顺直。 顶进时管道防扭转措施 在安装设备及管材的另一侧配以相同重量的配重，使管道顶进时左右重量保持平衡。消除人为造成管道扭转的因素。 2.3.6顶管接收井进洞措施： 在顶管掘进机接近接收井洞口3m时，作一次全面的轴线及高程复核，在确认无误后，在接收井内做好接收的一切准备工作，机头进洞口前，应对洞口外侧周围土体进行地表注浆固化，机头进入加固土体并到达洞口外侧时，撤除接收井的封门，将机头顶入接收井。按设计要求封堵首节砼管与接收井洞口之间的间隙。 2.3.7 沿线构筑物及穿路段路面沉降监

7、测 对处于顶管施工影响范围的构筑物及穿路段路面埋设监测点进行监测，监测基准网进行首次测量后，施工期间再复测一次。变形观测点的监测频率应根据监测对象的特点以及施工进度的安排进行。具体来讲，在施工前进行初次测量，在施工期间根据现场施工进度确定监测频率，当变形值加大时应加密观测次数，当变形趋于稳定时，可适当减少观测次数，施工结束后进行一次终期测量。 3 比拟分析： 优点：传统开挖置管施工需对管线施工区域进行大范围开挖，占地面积较大，对周边环境影响较大；而泥水平衡法顶管施工占地面积小，而且顶管工作井可以根据周边环境的敏感度灵活进行调整；泥水平衡法顶管施工自动化程度高，减少劳动力使用数量，施工速度较快，

8、正常情况下施工进度为2530m/d；在过路段污水管线施工中，泥水平衡法顶管施工可以在不影响交通的情况下进行施工，同时可以有效控制路面的沉降量。 缺点：泥水平衡法顶管施工工程造价比拟高；当管道区域有难以逾越障碍物时，泥水平衡法顶管施工处理措施较为麻烦；泥水平衡法顶管施工所产生的泥浆需进行处理前方能外运。 4解决措施 4.1 顶管过程中遇到流砂层 处理措施：根据现场实际情况采用超前注浆处理，注浆采用水泥液，注浆体积比为1:1，注浆压力1.0-1.5Mpa。 4.2 在软弱淤泥基地段，机头有下沉迹象 处理措施：常规处理方法是将机头及机头后两节管连接在一起作为整体，通过调整千斤顶进行微纠偏。 4.3 在200m最大井距施工时，顶管进程在110m时，主千斤顶顶力值大于顶力设计值的70%，顶进速度较慢，泥浆池中出泥含砾砂较多。 处理措施：根据该段的地质情况，参考相近地段、同种工艺顶管的实测