市政排水管道工程中泥水平衡式顶管施工技术的应用思考

市政排水管道工程中泥水平衡式顶管施工技术的应用思考

张博然 韩艳

中国水利水电第十四工程局有限公司 昆明  650000

摘要：市政排水管道工程在施工过程中应用泥水平衡式顶管施工技术，有利于控制施工成本，提高社会效益。在施工过程中泥水平衡式顶管施工技术可以在适合的土质中广泛应用，具有较强的持续工作能力，便于保持不同开挖面的平衡，施工速度比较快。另外，在顶管施工过程中，必须熟练掌握关键技术，才能保证施工安全，促进市政排水管道工程顺利开展。

关键词：市政排水管道工程；泥水平衡式；顶管施工技术

市政排水管道工程的质量水平会直接反映在城市居民的日常生活中，若发生质量问题，会影响居民用水状况[1]。在建设施工过程中，必须保证合理的管线铺设，保证系统可以稳定持续、高效的运行。另外，在施工过程中，还有利于保证施工人员的安全，优化施工整体质量，保证设计的合理性，不会严重破坏施工场地。相对施工范围比较小，大大降低对周围环境的影响，保证市政排水管道工程的质量。

1  泥水平衡式顶管施工技术的概述

在市政给排水管道施工过程中广泛应用泥水平衡式顶管施工技术。合理利用泥水平衡式顶管施工技术，能够更好的满足建设施工中的需要[2]。在敷设管道过程中应用顶管技术，不需要大面积的开挖地面，能够通过地下管线以及地面的建筑结构，在地下深处进行施工操作。与传统的施工技术相比，泥水平衡式顶管施工技术在施工中涉及范围更小，在施工过程中不会产生较高的噪音，可以降低对周围环境的影响。在施工过程中对环境德尔适应性比较强，在不同的地质、施工条件中都能够应用，并且施工效率较快，安全性较高。

2  泥水平衡式顶管施工技术的应用

2.1施工流程

如下图所示。

图1 泥水平衡式顶管施工技术施工流程图

2.2工作井的施工应用

（1）在施工前必须做好前期的准备工作。施工人员需要达到施工现场进行地质的勘察，还需要对周围的建筑进行详细的了解[3]。另外，还需要清理场地，保证将场地中地下的障碍物以及地表的物品进行清除，保持场地的平整，还需要进行测量放线操作。施工人员需要应用钢筋混凝土的钢制挡板作为现场围护，主要应用0.5米高的条形结构，在浇筑完成后，还需要将围护挡板安装好。（2）在施工中需做好基坑的施工。在制定方案时，必须充分考虑现场的施工环境，顶部圈梁的标高，机械设备等。在基坑挖掘时需使用逐层开挖的方式，预防基坑发生坍塌的风险。另外，还需要浇筑钢筋混凝土结构的墙体，避免基坑的坑壁发生脱落。（3）在工作井施工过程中，一般应用沉井技术，主要流程为场地平整，放线，2米到3米的挖土，将基底夯实，故线抄平，铺砼垫层，将钢筋绑扎好，将井身的基板，应用混凝土浇筑，最后进行养护、拆模操作[4]。（4）在操作过程中需要充分考虑现场的实际状况，在开挖中应用增量开挖，使用从中心向四周的方式进行挖掘。每个阶段的挖掘深度达到40厘米到50厘米。在完成土阶的挖掘后，需要将土层削薄，之后在重力的作用下，促进土脊解体。（5）为了预防沉降的不均匀可能会影响沉井，因此，需控制好沉井的深度。当挖掘达到设计的深度后，需及时停工。经过2天到3天的等待后，如果没有出现异常，可以进行封底操作。其中等待时间主要为了保证沉井是否具有稳定性。不均匀沉降主要由于土壤应力导致的变化。通过停工等待的方式，能够更好的确定土壤特性。在封底操作中需将重物添加在封底材料中，有利于提高支撑结构的稳定性。（6）在封底操作前，需先将井底的松散土壤、杂物进行清理，保证底部的稳定以及平整。之后将卵石根据设计进行铺设，应用50厘米的厚度。在铺设完成后，需压实卵石，保证卵石层的承载能力以及稳定性。最后需浇筑混凝土，完成封底操作。

2.3进洞施工应用

在市政排水管道工程的顶管进洞操作前，需要安装止水圈，避免井中水量较多，影响施工。其中止水圈的构成包括具有坚固的支撑结构的压环，具有较强密封作用的橡胶圈，与橡胶圈形成紧密结合，提供阻挡水流作用的前止水墙，具有固定以及连接止水圈不同位置作用的预埋螺栓[5]。（2）首先，将导轨的位置与预留洞的位置对齐，将顶管机启动，之后将其沿着导轨顶进。在顶进过程中，应逐渐将顶管机的头部推向止水带。当顶管机顶进至止水带后，继续推动顶管机前进，直到达到主冲程的伸足点。（3）在顶管施工中，需通过增加出土量，减少顶进速度，对整体压力进行调整等方式降低对机头前方土体的扰动，预防正面冲击。在顶进中，还需要预防地面沉降，稳定土压力。（4）在顶管施工中，确定顶管机进入洞内后，需停止施工，尽快检查止水圈的状况，主要检查止水圈是否存在明显的损伤、裂缝、破损的状况。如果止水圈存在问题，需要尽快更换或者修复。另外，还需要明确止水圈是否发挥应用作用，泥浆是否被阻拦在洞外，是否存在渗漏的状况。（5）在施工中，还需要对沉降数据进行观测，预防水土流失。根据沉降数据，可调节顶进机的速度，出土量，土压力等情况，保证施工安全。

2.4液压系统

在施工过程中顶进机的液压系统能够提供强大、稳定的动力，通过对液压油的调节，可以更好的控制顶进机的速度。在施工过程中，在管道外壁中涂抹一些润滑油，能够降低管道中的摩擦力，进而加快顶进的速度，降低阻力。另外，在管道中涂抹泥浆套的方式，也可以降低摩擦力[6]。触变泥浆的可塑性较强，能够更好的支撑周围的土体，进而避免沉降中对管道的损坏。

2.5管道的顶进

在施工操作过程中，顶管操作中，顶管机能够发挥出重要的作用。顶管机在施工中，利用中继站油缸或者主顶油缸提供的顶力，将管道从工作井的预留的洞口推动到接收井的预留洞口中。根据设计好的路线，机头会不断顶进，直到到达预定的位置。在电动机的作用下，切削盘表面上安装的刀具，能够快速旋转，将前方的土块切削掉，还可以破坏土体，其中水分、石块、土壤等物质进行混合，形成泥浆。通过排送泥浆的管道排出到地面的指定位置。在实际操作过程中，需应用低压平衡状况，保持土体的压力，进而形成土体稳定性，对土体压力进行合理控制，形成水土平衡状态。

3  结语

在市政排水管道工程施工过程中，泥水平衡式顶管施工技术逐渐得到广泛的应用，主要由于泥水平衡式顶管施工过程中，不需要 挖掘深沟槽，能够降低工程量，对气候要求较小，对现场地质的影响比较小，施工速度比较快，可以加快顶进的速度，将土体压力控制好，避免出现土体的位移，可以应用在各种地下水以及土质条件中，具有较强的适应性。在实际操作中，必须充分结合现场施工的实际情况，比如进洞过程中，必须控制顶进速度，避免对机头产生较大的冲击力。通过添加止水圈，降低泥浆的流失，加强对沉降数据的观察，进而及时调节出土量，顶进速度，保证施工的安全性。

参考文献：

[1] 韩莉. 泥水平衡掘进式顶管技术在市政排水管铺设中的运用[J]. 江西建材,2022(11):339-341.

[2] 王再斌,李彪. 市政顶管工程常见施工技术问题研究[J]. 云南水力发电,2022,38(7):11-15.

[3] 刘洪. 基坑支护及顶管技术在市政排水管道工程中的实践[J]. 百科论坛电子杂志,2019(14):167.

[4] 胡锋妹. 市政给排水施工中长距离顶管施工技术的研究与应用[D]. 浙江:浙江工业大学,2019.

[5] 洪均. 市政排水工程施工中泥水平衡式顶管技术工艺[J]. 建筑工程技术与设计,2016(36):2602.

[6] 张鹏飞. 城市排水管网建设中泥水平衡机械顶管施工的理论计算[J]. 廊坊师范学院学报（自然科学版）,2019,19(4):78-81.