特殊地段人工顶管施工工艺.docx

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特殊地段人工顶管施工工艺地下排污管道安装施工过程中，大都采用沟槽开挖、管道埋设、回填的工序，但在城市交通繁华、人口密集的城区，如果依旧采用此施工工艺，难免会受地质、交通等各种因素限制。以涑河地下排污管道敷设为例，选取顶管施工法予以分析，可防止管道敷设中出现阻断交通、破坏地面植被、破坏环境的问题，利于整个工程的施工和开展。随着居民生活质量的不断提升，城市污水排放量也随之增长，建设和优化地下排污管道线路，合理地处理污水对整个城市的环境和发展有着巨大作用。以涑河河道整治工程为例，如果采取以往的开槽埋管的传统方式，尤其在城区交通繁华地带，道路、植被、护栏、浅层埋设的管道、电缆等都使其成为工程开挖实施的困难因素，也很难完成本工程的施工建设。为了防止以上因素干扰，应选取更为合适的顶管施工工艺，可做到不挖槽就可以敷设地下排污管线，对地表干扰小，有环境破坏力小、干扰交通少、泥尘污染小的特点。1工程概况拟在涑##岸建设一条管径DN1200～DN2000的截污管道，西起临西十三路，东至滨河西路，全长约10km，整体位于城市中心区。污水管道沿涑##街北半幅敷设，管道埋深一般在地面以下6～10m，拟建设管线范围内整体跨度大，地势西高东低，高差约5m，勘察深度范围内，场地揭露的地层为第四系冲洪积砂土，下伏奥陶系石灰岩及石炭系泥岩，共分为7层，管线主要敷设在第4层中粗砂（Q4al+pl）层，敷设管线上部浅地层0～4m范围电缆及城市地下管线众多，且该区域车辆众多、人流密集。政府提倡绿色施工，应全面分析，采用机械与人工顶管相结合的施工法开展管道的敷设。2顶管施工根据工程地质条件，采用机械顶管与人工顶管相结合的施工方法，在地质复杂、地质条件不明确的特殊地段，需选择人工代替机械顶管，可防止顶断未知管线、电缆等问题。本文主要介绍了人工顶管技术，机械顶管不再赘述。2.1人工顶管施工流程人工顶管施工流程为：洞口破除→导轨安装→设备安装→顶进施工（下管、开挖、对接）→压密注浆→管道防腐→流槽（检查井）施工（注：顶进过程中要不断测量校核纠正）。2.2顶力估算根据国家标准，必须开展管道的总顶力的计算，计算公式为：（1）式（1）中：F0为总顶力，kN；D1为管道外径，取1.4m；L为管道设计顶进长度，根据工程得最大长度为94.12m；fk为管道外壁与土的平均摩擦力，查规范取8kN/m2；NF为顶管机迎面阻力，kN。（2）式（2）中：Dg为顶管机外径，取1.45m；t为刃口厚度，0.05m；R为挤压阻力，kN/m2，可取300～500kN/m2，取400kN/m2。根据各个参数取值及式（1）（2），计算得顶管机迎面阻力NF为88kN，顶管总顶力F0为3400kN。2.3减阻措施上述估算顶力为3400kN，是工程中所选最大的人工顶管距离段，顶力数值大于顶管井允许最大顶力3000kN，工程采用管道抹石蜡、废油脂等降阻剂及注浆工艺润滑、减阻，减阻材料为膨胀土和水，通过注浆孔充填于管外壁与土壤之间，以此来减小管材与土壤的摩擦阻力。减阻后顶力减小30%～40%，顶力为2040～2380kN，最大顶力值小于顶管井允许最大顶力3000kN，满足施工要求。2.4顶管油泵选取针对工程地质条件，根据中国工程建设协会标准《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246：20**）规定以及上述顶管总顶力F0为2040～2380kN，约204～238t，因此，选用了2台200t液压千斤顶，附顶管设备包括液压油泵站、帽檐、导轨等，采用16～25t的汽车吊开展设备、管材的吊装运输，以及基坑内土方的吊运。2.5顶管施工关键问题顶管施工进程中可能遇到问题与优化措施有以下4个：①在顶进方向灌注桩开展高程测量，找出顶进位置，开展洞口破除，桩钢筋使用焊接或角磨机切平整。②中心测量采用垂球拉线法，高程测量采用水准仪掌握顶进高程。顶进过程运用激光经纬仪，顶进过程不断观察激光点位置，作好记录，及时调整和纠偏。③向洞内顶管时，有时会遇到油泵压力表读数骤然增加的现象，这大都是因为顶管顶进过程中遇到障碍物或顶进洞口不满足顶进尺寸。此时，应该结束顶进，排查原因，采取移除障碍物或扩张洞口等措施。④顶管过程中，首节管前端掘进帽檐为斜尖状，既减少了管壁与周围土体的摩擦阻力，又可以防止开挖土体跌落砸伤施工人员。2.6泥浆置换顶管施工完成后，由管线线路范围内的管道及其周围土体内开展注浆加固处理，必须由管内通过注浆孔向管与土体空隙内注射水泥浆置换出管内存留的膨胀土和水的混合物，使得可以充填其间的空隙，且可使管外壁土体密实固结，从而可以防止出现顶管施工造成的地面沉降问题。工程所采用的注浆的水泥为42.5号普通硅酸盐水泥，浆液水灰比1∶1，注浆压力控制在0～0.3MPa内，然后根据实际注浆时压力稍微有所调整。需要注浆的设备为注浆泵、搅拌机、注浆管等。注浆完成时，及时采用与注浆孔配套的螺丝堵封堵，防止注浆浆液的外流；冲洗管道内部并且把废水处理好，保持管道内部清洁干净。3结论通过工程实际运用，得出以下几条人工顶管法利于截污管道施工的结论：①人工顶管施工法适用于交通繁华、地标干扰因素比较多的地带，减少了地上因素的干扰及阻断交通的困扰。②建立工作井和接收井，在井内开展顶管的施工，适用于地层深中距离地层顶管，工艺流程简单、操作方便、降低施工成本、经济效益好，是一种比较好的截污管道施工选择的方案。③施工过程中保证了质量和安全，减少了泥尘、杂土等对环境的污染，响应了政府部门的绿色、文明施工。