提高企业工作质量，降低施工成本风险

谢楠 严浩 许瑜

摘 要：本文针对江汉平原地质条件的特殊性，对泥水平衡施工的施工内容进行了分析介绍，针对施工程序以及操作流程进行讲解。

关键词：泥水平衡；长输管线；顶管施工；施工方法；技术要求

一、工程概况

长输管道距离长，所经地区地貌种类多，地质条件复杂，中国石油天然气管道局第三工程分公司承建的东北管道工程包含铁大线安全改造工程第一、二标段共计137.6km，管径D711mm；铁锦输油管道复线工程一、二标段共计161.76km，管径D508mm；哈尔滨-沈阳输气管道工程第九、十标段共计89.69km，管径711mm，庆铁四线改造工程第十标段9.85km管径711mm。该段管线处于东北地区的铁岭市和新民市区间，水稻田交错分布，由于所处为辽河冲击平原，地下水位较高，地质条件复杂，管线道路穿越位置正处于流砂层，由于三条线路并行敷设的原因，并行穿越间距较小，常规的人工顶管易造成大面积塌方。

根据现场实际勘察地质情况，以及设计要求，综合泥水平衡顶置管适应土层范围广。对于地面的沉降小，可以保证沿线穿越的公路设施的安全。从结构上能够安全，优质，高效的进行施工等特点。采用泥水平衡顶管施工方法进行穿越施工。

二、施工方法及技术要求

（一）地质勘察

沉井的施工方案编制依靠水文地质资料及工程地质资料，对沉井的施工地点勘察要在施工之前进行，将施工范围內的地面及地下的障碍物进行排查，清理。再根据此项工程的结构特点、水文地质资料、施工设备情况、技术的成熟度，进行编制切实的施工方案。

（二）测量放线

基准点依据甲方所给的水准点，在工作区内经水准仪测量后建立水准控制点，与甲方、监理协商后，对控制点进行监管。主管与套管的起点处以及操作坑地点在放线之前需要确定位置。

（三）沉井方法选择

程采用排水下沉法施工，排水下沉常用是明沟集水井排水：在沉井周围距离刃脚2～3m处挖一圈排水明沟，设置3～4个集水井，深度比地下水深1～1.5m，沟和井底深度随沉井挖土而不断加深，一般采取在井壁上预埋铁件，水泵抽吸高度控制在不大于5m，如果井内渗水量很小，则可直接在井内设扬程小潜水泵将地下水抽出井外。

（四）沉井封底

按照设计标高的范围内进行沉井下沉，对沉井下沉进行监测，8小时之内下沉距离不超过10mm，说明沉井下沉稳定，这时可将沉井封底，运用排水封底法对沉井进行封底。

（五）顶管施工

1、泥水加压平衡顶管机工作原理

工具管在正常作业前，刀盘与壳体外圈接触，刀排与刀盘盘体接触，泥水仓处于密闭状态，以延缓泥水压力泄漏。同时在泥水旁路切换大循环时，使泥水压力的波动对开挖面的扰动降到最小，待泥水仓中压力稳定后，启动中心轴动力泵站带动中心轴及刀架向前运动，使刀架与刀盘分离，在两者之间形成四条70mm的进土间隙，并由中心轴及刀架的继续伸出带动刀盘盘体的运动，使之与壳体保持一定距离，此时机头即处于待工作状态，启动刀盘驱动电机，转动切削土体。

2、泥水处理

泥水处理系统主要由粘土溶解槽、调整槽、剩余槽、清水槽、泥水分离旋流器和沉砂池等组成，起处理泥水（由盾构开挖面排出）和制造新鲜泥水的作用。

3、顶进速度

顶进速度的控制过程中，应注意以下几点：

a在主顶启动之前对千斤顶进行检查，避免顶进的速度过快，速度按照每一次顶进启动时进行市场提速，不可快速启动。

b为了确保切口水压的稳定以及排泥管道的通畅，需要控制每一节顶进的速度一致，避免速度过快或者不均衡产生的波动。

c为了确保润滑泥浆系统的正常工作，顶进的速度根据每一节润滑泥浆注浆的需求设定。

（六）泥水平衡顶管施工引起的地面沉降

泥水平衡顶管在顶进过程中引起的地面沉降变化分为两个阶段：

开挖面达到测点之前的沉降或隆起是在顶进过程中引起的地面沉降变化分为两个阶段的第一阶段。

从顶管机切口达到测点至顶管机尾离开测点时间范围内引起的沉降或隆起，是在顶进过程中引起的地面沉降变化分为两个阶段的第二阶段。

（七）顶进设备安装

1、在工作井内设置测量控制网与地面进行连接，在地面建立控制点，对顶进施工反复检测。

2、安装主顶装置和导轨：大致固定好工件，通过精准的监测，然后将其工件位置进行精确调整，直至渡河条件为止，在需要时将其固定。

3、工作井内的平面布置：搭建井内工作台、安装配电箱、主顶动箱、控制台等。敷设各种电缆、管线、油路等。为了确保施工安全，有利于施工进度，需要保证井内平面布置合理。

4、吊放顶管机，接通电气、液压等系统，在地面辅助工作及井内安装完成后，采取出洞前的总调度。

（八）管节接口处理措施

作为顶管工程的重要部分，对管节接口进行处理至关重要，这直接影响顶管工程的质量，一定严格按照相关规定分步骤做好顶管组成接口处理。顶进前砼成口管、钢套环、橡胶密封圈和衬垫板必须符合标准设计图的要求。找好正确的砼管接头的槽口尺寸，观察是否表面整洁，没有气泡。钢套环必须按设计要求进行防腐处理，无疵点的刃口，平整的焊接，脚部和钢板平面垂直，整齐的堆放。

（九）顶进管进洞技术措施

在接收井内设一条防止水土涌入的橡胶止水带。并在接收井内按照顶进轴线运行方向，安装一部防止顶管机进洞掉落底板的接收机架，这样可以保证后续管路接口的质量。及时矫正顶管机位置偏差，使顶进轴沿设计轴线，平衡、平稳的进入接收井的预留洞。当顶管机进洞后，立即分离顶管机和砼管，并把工作井和接收井的管节接头进行技术处理，达到设计要求。

（十）保护地面构筑物的措施

1、为了方便有效的调整顶进参数来控制沉降量，应每天两次将沿线的沉降观测点、断面观察点所得到的地表沉降量反馈给施工人员。

2、顶进至地面构筑物时，用控制在尽可能小的范围内的压力来保证出土量相匹配的顶进量。同时尽量少做幅度不大的纠偏动作。

3、顶管机穿过后到顶进结束前，必须及时补充失水的泥浆来支撑土体，可以根据沉降量来确定补压浆的地点和和数量。

4、顶进结束后，为了减少最终沉降量，需立即用水泥浆置换彭润土泥浆的方法來固定构筑物下方的土体。

（十一）顶进测量及控制

通过除在正常的每顶进一节管节对顶进轴线测量一次的基础上对出洞、纠偏、进洞时候的测量次数进行增加，确保顶进轴线和设计轴线吻合。为了保证精度要时常复测测量点。

在顶管完工之后需要做好环境保护工作，将顶管的安装设备进行拆除，并且对施工留下的操作坑进行回填。使用1：2的水泥砂浆对套管接头处进行灌缝，然后用沥青麻丝进行封堵。

三、结语

管线的穿越施工是长输管线施工的关键，穿越点地质情况不一，地质情况多变，穿越施工是保证在各种地质条件下有效开展的关键，针对复杂的地质条件泥水平衡的顶管施工方法适应度最高，解决了复杂地质条件下的施工问题，充分提高工作质量，降低了施工风险。

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