朱新河整治工程泥水平衡顶管施工技术探讨

帅宏进

【摘要】顶管施工工艺不需降水并连续顶进，能很好控制地面隆沉，施工安全。泰州市2017年水生态河道治理工程朱新河整治工程因地面建筑较多，无法开挖敷设进行管道施工，因此采用了顶管施工，取得良好效果。本文对其施工技术等方面进行了探讨，为同类工程施工提供参考。

【关键词】泥水平衡;顶管;注浆;技术措施

泰州市2017年水生态河道治理工程朱新河整治工程七里河与朱新河新开段之间为顶管施工，顶管长度约为535米，埋深约6米，采用d2000 C50钢筋混凝土Ⅲ级管，F型接口，允许顶力参考值7900KN。

根据地质勘探，沉井位于第3层灰黄色重粉质壤土、粉质粘土层，顶管位于第2层粉土，粉质壤土层，结合机械设备及配备人员技术条件等情况，对顶管段采用泥水平衡机械进行顶管，该顶管施工工艺不需降水、连续顶进、能很好控制地面隆沉、施工安全，适用本工程地基条件。泥水平衡顶管施工工艺流程：测量放样→井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备安装→正常顶进→顶管机进接收坑顶管施工。

1、泥水平衡顶管施工

1.1管道顶进施工

本工程顶管单元长度根据设计图纸的井室位置、地面运输和开挖工作坑的条件、顶管需要的顶力、后背与管口可能承受的顶力等因素确定单元长度。工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。

泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速排土。

1.2注浆减摩

为了减小顶压进阻力，增大顶进力，并且为了防止出现塌方，顶管过程中，应采用在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆护套，减少管壁与土壁之间的摩擦力。触变泥浆的主要成份是膨润土、掺入碱和水配制而成。为了在顶进完毕后使触变泥浆固结增强，可掺入石灰膏。但为了施工使用时保持流动性，还必须掺入缓凝剂和塑化剂。

触变泥浆应注意的事项：（1）注浆孔的布置宜按管道直径大小确定，一般每个断面可设置3～4个，并具备排气功能。（2）搅拌均匀的泥浆应放置一定时间方可灌注。（3）灌浆前，应通过注水检查灌浆设备，确认设备正常后方可灌注。（4）灌浆时，按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行。（5）灌浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进。

长距离顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。

1.3管道顶进

第一节管子下到导轨上后，应测量管子中线及前端后端的管底高程，确认合格后，方可顶进。在第一节管子顶进时，应及时较正纠偏，复顶进20～30cm，应测量一次，在正常顶进时，每50～100cm测量一次。顶进全过程采用激光经纬仪定位监控。纠偏校正应缓慢进行，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调，以防产生相反结果。掘进机头进洞后的轴线方向与姿态的正确与否，对以后管节的顶进将起关键的作用。实现管节按顶进设计轴线顶进，做好顶进轴线偏差的控制和纠偏量的控制是关键。根据控制台显示屏激光点及时调节纠偏油缸，使其能持续控制在轴线范围内。要严格按实际情况和操作规程进行，勤出报表、勤纠偏，每项纠偏角度应保持10-20，不得大于30。严格控制机头大幅度纠编造成顶进困难、管节偏位。

本工程顶管为D2000钢筋混凝土管，单节管重量约7T，现场拟采用25t汽车吊进行管节吊装，专人现场指挥。

2、顶管施工过程中难点

顶管施工过程中难点：（1）当掘进机停止工作时，一定要防止泥水从土层或洞口其它地方流失。不然，挖掘面就会失稳，尤其是在进洞这一段时间内更应防止洞口止水圈漏水。（2）在掘进过程中，应注意观察地下水压力的变化，并及时采取相应的措施和以策，只有这样才能保持挖掘面的稳定。（3）在顶时过程中，随时要注意挖掘面是否稳定，要不时检查泥水的浓度和相对密度是否正常，还要注意进排泥泵的流量及压力是否正常。应防止排泥泵的排量过小而造成排泥管的淤积和堵塞现象。

3、顶管施工过程中的技术措施

3.1技术措施

针对本工程的施工特点，施工中采取如下措施：（1）进前要求对自身结构并不牢固的管线、窨井进行摸排，主要对象是管线分节处及管线与窨井连接处的渗漏情况，如果开顶之前及存在渗漏情况，建议顶进期间采取临吊或者临时封堵的办法，保证顶进期间管线的安全，同时防止顶进期间向机头内涌水;待顶管涵顶过后可适时恢复管线的畅通，不影响其正常使用。（2）施工过程中对工程全过程监测，以准确、及时地了解路面、管线的沉降情况，并在顶进施工中根据反馈数据及时调整各类施工参数，保证道路和管线的安全。对于以上管线，认真听取管线单位的要求，根据需要布设直接监测点，严密监控施工过程中的管线沉降。（3）根据本工程实际情况制定合理的顶进参数并严格控制，防止超量出土或拱土。（4）严格控制顶进的纠偏量，尽量减少对正面土体的扰动，尤其是在穿越道路下方顶进时，尽量做到少纠偏，以减小对正上方土体的影响。（5）施工顶进速度不宜過快，一般控制在20mm/min左右，尽量做到均衡施工，同时避免在途中有较长时间的耽搁。（6）在穿越过程中，必须保持持续、均匀压浆，使出现的建筑空隙被迅速充填，根据实测的沉降情况进行补浆，保证通道上部土体的稳定。（7）克服“背土”现象，利用在机头壳体顶部安装的压浆管和开设的压浆压注减摩泥浆，使土体和壳体上平面之间形成一泥浆膜，以减少土体与壳体的摩擦力，防止背土现象的发生。（8）注意克服顶管机机头旋转现象。除压浆纠转技术措施外，可利用该顶管涵机中间的大刀盘正转和反转的切换来平衡顶管机的扭矩作用。

3.2补救措施

本工程对于道路、管线的沉降量应严格控制在规范要求内，一旦超标，必须采取补救措施控制沉降量。（1）调整顶进参数控制沉降：.减少正面出土量，提高正面土压力;.在顶管内超量压注润滑泥浆，提高管节周围土体的应力。（2）跟踪注浆采用两种不同配比的双液浆：地质发生很大的变化，突然间变硬或变软，这可以通过刀盘的转矩来判断，如果突然变硬了，则向土仓内加入水或泥浆，掘进机上设有加泥孔，其目的就是用来加泥的;如果太软，可把第一至第三节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。

在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效，必须在允许偏差标准以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进，切不可盲目行动。操作人员必须严格遵守这样一条规定：无论何种情况，超过允许偏差一律停下来，并且如实汇报情况，以便分析原因，找准对策。

参考文献：

[1]顶进施工法用钢筋砼排水管（JC/T640-2010）.

[2]给排水工程顶管技术工程（CECS246-2008）.

[3]给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）.