论文部分内容阅读
摘 要： 顶管技术因其周围环境影响小、施工效果良好等优势在市政工程施工中得到了广泛应用。土压平衡机械顶管技术作为污水管道工程施工的重要技术，将其应用到污水管道工程施工中，可降低对交通、居民生活的影响，并能改善市容、保护环境。为此，施工企业必须在充分了解土压平衡机械顶管技术的基础上，进一步规范了施工流程，以此提升工程整体质量。
关键词： 土压平衡机械；顶管施工；施工流程
随着现代城市的发展，建筑物密集、地下管线众多、场地狭小、明挖施工困难，非开挖施工技术正越来越广泛地应用于建设工程当中。顶管技术由于不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道，在我国得到了迅速发展。顶管机是一种非开挖施工地下管道（外径可达3.8m）的专用掘进机械设备，它的形式由手掘式、挤压式发展到半机械式。由于城市建设的发展，对施工周围的环境保护提出了较高的要求，随着施工经验的积累、科学技术的进步与机电制造水平的提高，使顶管机的形式向着机械旋转切削式、泥水平衡式、土压平衡式以及能适应软硬土层的先进机型发展。本文通过土压平衡式顶管掘进技术工程实践，克服了软土地基下埋深大、顶进长等种种困难，成功实现了土压平衡顶管掘进施工，该工法在工程实践中取得了良好的经济和技术效果。
一、工程案例
某污水管道为市区污水北排的主干管，管径为1650毫米，3.46千米为工程总长度，粘土、粉质粘土层为官位部分土质，部分官位处于粘土、粉土、粉砂交接位置。选取钢筋混凝土管道（1650x2000），该管道标高为0.22米到2.7米之间。为更好地提升工程质量，结合本工程具体情况，可选取顶管技术进行污水管道施工。泥水平衡与土压平衡机械顶管都能对大口径钢筋混凝土管施工要求进行最大限度满足，本文以土压平衡机械顶管技术作为污水管道施工方式，以期为提升工程质量提供可靠的保障。
二、污水管道工程土压平衡机械顶管技术的施工流程
伴随改革开放的不断深入，市政工程对国民经济的推动作用也得到了人们的广泛关注。市政工程建设和城市经济发展、人们生活息息相关。土压平衡机械顶管技术作为污水管道工程施工的重要技术之一，其施工技术水平的高低将直接影响到工程的整体质量，为此，施工单位必须重视设备选型，规范施工工艺，只有这样才能推动交通工程的快速发展，才能为国民经济增长提供可靠保障。
1、设备选型
选取Telemale加泥式土压平衡顶管机进行施工，2500毫米为其外径，2000毫米为成孔管内径。顶管掘进机土压控制土压仓土压随意在0到20Kpa之间设定。土压仓土压通过螺旋输送机转速进行土仓压力螺旋输送机地调整，可选用手动、自动两种方式。自动设置时由土仓土压计对螺旋输送机转速进行有效控制，利用PLC系统土仓压力土压传感器对螺旋输送机减速进行有效控制。该机械通过土压仓加泥作用对土质流塑性进行改变，更好地全断面实现土压平衡，加泥能力为每分钟0.13立方米。也可掺加泡沫对砂砾石层内设备正常顶进安全性进行有效提升。
2、施工测量
测量器具与设备是市政污水管道工程施工测量的主要机械设备，根据设计规定在实地进行管道具体标定，为市政工程施工作业提供便利。恢复中线测量、测设施工控制桩等都是污水管道施工测量的主要任务，完成测量放线工作后，应对管道施工人员进行技术交底。
3、顶管进洞止浆方式
顶管施工工作坑进洞与出洞、管子與洞口之间应进行间隙预留，并做好封闭工作。如封闭效果差，从间隙内将有泥浆流出，将对坑内作业产生极大的影响，甚至导致洞口坍落情况，为此必须将止浆设施设置在洞口。
4、顶进施工
该机械机头包含可控流量加泥系统，顶进施工中，在每方出土加泥量10%有效控制土压仓加泥粘土层与粘土砂层加泥量，30%到35%之间控制砂、砂砾石层每方出土加泥量，顶进时根据出土流塑性进行加泥量地增加或减少。根据顶进施工工具管中心、高程情况，要求进入土层后工具管每顶进300毫米进行1次以上测量，完成全段顶进工作后，可测量各个管节接口位置的轴线位置、高程，存在错口时应对其相对高差进行测量。
5、触变泥浆减阻
为降低顶进阻力、加大顶进长度、避免塌方管道，顶进施工中可在管壁、土壁缝隙内将触变泥浆注入，以此形成泥浆套，降低管壁、土壁之间的摩擦阻力。按照由前到后的顺序添加触变泥浆，顶进相应距离，可实施补浆作业。为达到充分分散膨润土的作用，必须合理配置触变泥浆。
6、回填注浆
回填注浆是施工过程中控制地面下沉的主要方式。回填注浆位置应在初衬支护拱顶上部，因喷浆质量不佳，无法密切接触土壤，或因拱顶沉降导致各种缝隙的产生，通过注浆方式对缝隙填实，可保证施工后期沉降量大大减少。
7、土体加固
根据工程实际情况，少量污水管线必须进行电力管线、建筑物等方面地穿越，为提升施工安全性，应做好土体加固作业。土体密实注浆是土体承载力提升、土体渗透系数降低地重要方式，该方式可对地面沉浆影响进行有效消除。本工程压密注浆600毫米为其影响半径，500毫米为其有效半径，布孔排距可确定为1米。其中结构物土体加固范围为5米，分层压密注浆可在工作坑、接受井车距井壁外侧附近1.5米以外位置进行。选取由外到内的施工方式注浆，避免浆液流失。通过注浆喷头改进，将常规直喷式进行滤网式喷头转换，以此达到注浆压力的提升机有效半径地扩大，以此达到水泥浆渗透力地提升。注浆作业可分层由下向上进行，每次拔管长度为0.5米，0.3到0.4Mpa为注浆压力。
选取高速拌浆桶作为注浆设备，5分钟为每桶拌浆最高时间，以此满足浆液供需要求，选取直径32毫米高压软管作为压浆管。选取直径20塑料管为出气孔，选取直径20毫米白铁管为注浆孔，并进行球阀安装。
8、地面沉降控制
地层支撑、摩阻力降低都可选取触变泥浆进行有效控制。首先，实时压浆对顶进过程内出现的间隙进行施工，达到地层支撑的作用，并对地面沉降进行有效控制，其次，减阻提升顶进间距，以此对中间井应用量大大降低。最后，根据施工现场具体情况，观测点顺着管道中心线与其垂直方向进行设置，在顶管前对原始地面高程进行准确测量，伴随顶管作业对其地面高程变化值、沉降值进行定期测量。选用注浆加固技术对顶管工作井、接收井出入洞口进行补强，以此避免洞口坍塌情况的发生。
三、结束语
综上所述，作为城市的重要基础设施，地下管线包含供水、供热、燃气、电力、通信、排水等多个方面，对一个城市能否正常运行尤为重要。换言之，完善地下管线已经成为城市现代化程度的重要标志。“开槽埋管法”为传统地下管线施工方式，该技术一般用于管路附近无障碍区域，但并不适应于交通繁忙、人口密度高级地下构建物、管线繁杂的区域。特别是在供排水、燃气、热力等大口径管线铺设中，开槽埋管方式难度较大。随着科学技术水平的提升，土压平衡机械顶管技术应运而生，并在市政工程建设中得到了广泛地应用。该技术不仅能够降低对交通、居民生活的影响，更能降低建筑拆迁、改善市容、保护环境，由此可见，城市地下管线施工中土压平衡机械顶管技术的应用至关重要。■
参考文献
[1] 刘敏.大直径泥水平衡顶管机在沿海地区施工的主要技术措施初探[J]. 科技创新导报. 2015（14）.
[2] 丁翊明. 大直徑顶管施工中后背力的确定及注浆减阻工艺的应用[J]. 天津建设科技. 2012（01）.
[3] 李笑，刘春虎. 土压平衡盾构土压平衡比控制的模拟试验研究[J]. 现代隧道技术. 2011（04）.
[4] 李辉. 土压平衡式顶管掘进技术在软土地基中的应用[D]. 天津大学 2009.
关键词： 土压平衡机械；顶管施工；施工流程
随着现代城市的发展，建筑物密集、地下管线众多、场地狭小、明挖施工困难，非开挖施工技术正越来越广泛地应用于建设工程当中。顶管技术由于不需要开挖面层，就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道，在我国得到了迅速发展。顶管机是一种非开挖施工地下管道（外径可达3.8m）的专用掘进机械设备，它的形式由手掘式、挤压式发展到半机械式。由于城市建设的发展，对施工周围的环境保护提出了较高的要求，随着施工经验的积累、科学技术的进步与机电制造水平的提高，使顶管机的形式向着机械旋转切削式、泥水平衡式、土压平衡式以及能适应软硬土层的先进机型发展。本文通过土压平衡式顶管掘进技术工程实践，克服了软土地基下埋深大、顶进长等种种困难，成功实现了土压平衡顶管掘进施工，该工法在工程实践中取得了良好的经济和技术效果。
一、工程案例
某污水管道为市区污水北排的主干管，管径为1650毫米，3.46千米为工程总长度，粘土、粉质粘土层为官位部分土质，部分官位处于粘土、粉土、粉砂交接位置。选取钢筋混凝土管道（1650x2000），该管道标高为0.22米到2.7米之间。为更好地提升工程质量，结合本工程具体情况，可选取顶管技术进行污水管道施工。泥水平衡与土压平衡机械顶管都能对大口径钢筋混凝土管施工要求进行最大限度满足，本文以土压平衡机械顶管技术作为污水管道施工方式，以期为提升工程质量提供可靠的保障。
二、污水管道工程土压平衡机械顶管技术的施工流程
伴随改革开放的不断深入，市政工程对国民经济的推动作用也得到了人们的广泛关注。市政工程建设和城市经济发展、人们生活息息相关。土压平衡机械顶管技术作为污水管道工程施工的重要技术之一，其施工技术水平的高低将直接影响到工程的整体质量，为此，施工单位必须重视设备选型，规范施工工艺，只有这样才能推动交通工程的快速发展，才能为国民经济增长提供可靠保障。
1、设备选型
选取Telemale加泥式土压平衡顶管机进行施工，2500毫米为其外径，2000毫米为成孔管内径。顶管掘进机土压控制土压仓土压随意在0到20Kpa之间设定。土压仓土压通过螺旋输送机转速进行土仓压力螺旋输送机地调整，可选用手动、自动两种方式。自动设置时由土仓土压计对螺旋输送机转速进行有效控制，利用PLC系统土仓压力土压传感器对螺旋输送机减速进行有效控制。该机械通过土压仓加泥作用对土质流塑性进行改变，更好地全断面实现土压平衡，加泥能力为每分钟0.13立方米。也可掺加泡沫对砂砾石层内设备正常顶进安全性进行有效提升。
2、施工测量
测量器具与设备是市政污水管道工程施工测量的主要机械设备，根据设计规定在实地进行管道具体标定，为市政工程施工作业提供便利。恢复中线测量、测设施工控制桩等都是污水管道施工测量的主要任务，完成测量放线工作后，应对管道施工人员进行技术交底。
3、顶管进洞止浆方式
顶管施工工作坑进洞与出洞、管子與洞口之间应进行间隙预留，并做好封闭工作。如封闭效果差，从间隙内将有泥浆流出，将对坑内作业产生极大的影响，甚至导致洞口坍落情况，为此必须将止浆设施设置在洞口。
4、顶进施工
该机械机头包含可控流量加泥系统，顶进施工中，在每方出土加泥量10%有效控制土压仓加泥粘土层与粘土砂层加泥量，30%到35%之间控制砂、砂砾石层每方出土加泥量，顶进时根据出土流塑性进行加泥量地增加或减少。根据顶进施工工具管中心、高程情况，要求进入土层后工具管每顶进300毫米进行1次以上测量，完成全段顶进工作后，可测量各个管节接口位置的轴线位置、高程，存在错口时应对其相对高差进行测量。
5、触变泥浆减阻
为降低顶进阻力、加大顶进长度、避免塌方管道，顶进施工中可在管壁、土壁缝隙内将触变泥浆注入，以此形成泥浆套，降低管壁、土壁之间的摩擦阻力。按照由前到后的顺序添加触变泥浆，顶进相应距离，可实施补浆作业。为达到充分分散膨润土的作用，必须合理配置触变泥浆。
6、回填注浆
回填注浆是施工过程中控制地面下沉的主要方式。回填注浆位置应在初衬支护拱顶上部，因喷浆质量不佳，无法密切接触土壤，或因拱顶沉降导致各种缝隙的产生，通过注浆方式对缝隙填实，可保证施工后期沉降量大大减少。
7、土体加固
根据工程实际情况，少量污水管线必须进行电力管线、建筑物等方面地穿越，为提升施工安全性，应做好土体加固作业。土体密实注浆是土体承载力提升、土体渗透系数降低地重要方式，该方式可对地面沉浆影响进行有效消除。本工程压密注浆600毫米为其影响半径，500毫米为其有效半径，布孔排距可确定为1米。其中结构物土体加固范围为5米，分层压密注浆可在工作坑、接受井车距井壁外侧附近1.5米以外位置进行。选取由外到内的施工方式注浆，避免浆液流失。通过注浆喷头改进，将常规直喷式进行滤网式喷头转换，以此达到注浆压力的提升机有效半径地扩大，以此达到水泥浆渗透力地提升。注浆作业可分层由下向上进行，每次拔管长度为0.5米，0.3到0.4Mpa为注浆压力。
选取高速拌浆桶作为注浆设备，5分钟为每桶拌浆最高时间，以此满足浆液供需要求，选取直径32毫米高压软管作为压浆管。选取直径20塑料管为出气孔，选取直径20毫米白铁管为注浆孔，并进行球阀安装。
8、地面沉降控制
地层支撑、摩阻力降低都可选取触变泥浆进行有效控制。首先，实时压浆对顶进过程内出现的间隙进行施工，达到地层支撑的作用，并对地面沉降进行有效控制，其次，减阻提升顶进间距，以此对中间井应用量大大降低。最后，根据施工现场具体情况，观测点顺着管道中心线与其垂直方向进行设置，在顶管前对原始地面高程进行准确测量，伴随顶管作业对其地面高程变化值、沉降值进行定期测量。选用注浆加固技术对顶管工作井、接收井出入洞口进行补强，以此避免洞口坍塌情况的发生。
三、结束语
综上所述，作为城市的重要基础设施，地下管线包含供水、供热、燃气、电力、通信、排水等多个方面，对一个城市能否正常运行尤为重要。换言之，完善地下管线已经成为城市现代化程度的重要标志。“开槽埋管法”为传统地下管线施工方式，该技术一般用于管路附近无障碍区域，但并不适应于交通繁忙、人口密度高级地下构建物、管线繁杂的区域。特别是在供排水、燃气、热力等大口径管线铺设中，开槽埋管方式难度较大。随着科学技术水平的提升，土压平衡机械顶管技术应运而生，并在市政工程建设中得到了广泛地应用。该技术不仅能够降低对交通、居民生活的影响，更能降低建筑拆迁、改善市容、保护环境，由此可见，城市地下管线施工中土压平衡机械顶管技术的应用至关重要。■
参考文献
[1] 刘敏.大直径泥水平衡顶管机在沿海地区施工的主要技术措施初探[J]. 科技创新导报. 2015（14）.
[2] 丁翊明. 大直徑顶管施工中后背力的确定及注浆减阻工艺的应用[J]. 天津建设科技. 2012（01）.
[3] 李笑，刘春虎. 土压平衡盾构土压平衡比控制的模拟试验研究[J]. 现代隧道技术. 2011（04）.
[4] 李辉. 土压平衡式顶管掘进技术在软土地基中的应用[D]. 天津大学 2009.