市政排水工程施工中泥水平衡式顶管技术工艺研究

许津

天津天乐国际工程咨询设计有限公司300202

摘要：本文主要介绍了泥水平衡式顶管技术的工作状况及其工作理论，然后结合市政排水工程案例对其应用情况进行了相关概述，充分的展示出了泥水平衡式排水顶管技术工艺的应用优势，发展前景十分的广阔。

关键词：市政排水工程；施工；泥水平衡式顶管技术；工艺研究

0.引言

泥水平衡顶管技术作为当前的主流暗挖排管施工工艺，其技术含量十分的高。虽然在实际的施工过程中存在着泥水管堵塞以及机头下沉等情况，不过依旧不能够将其优势掩盖住，其在市政排水工程中的飞速发展就是最好的证明。现如今，泥水平衡式顶管技术越来越受施工单位的关注，并且应用范围越来越广阔，笔者相信，这项技术必定能够在市政给排水工程质量的提升上起到重大作用。

1.泥水平衡式顶管技术工艺分析

1.1泥水平衡式顶管技术工艺原理

泥水平衡式顶管技术工艺原理具体有以下几种：

（1）泥浆形成机理。在泥水平衡式顶管机械设备中，其刀盘和主轴之间有一个偏心距，不过主轴和刀排、切削刀头以及中心刀是同心的[1]。因此，就算是使用刀头去切削一个大的砂岩颗粒，那这些颗粒也不会直接进入泥水仓中，而是会在破碎腔中粉碎成比隔栅孔还小的颗粒，然后再进入到泥水仓中，这样也就不会造成排泥管的堵塞。

（2）泥水平衡式顶管机械设备的工作原理。其主要使用的是泥水平衡原理，通过对排泥水量、顶进速度以及泥水仓的送的改变来有效的控制排土量，以此来有效的保证泥水仓中的压力值始终保持在一个平衡的状态，进而更好的保证开挖面的稳定性。

（3）中继间接力顶进原理。中继间接力顶进主要就是说在管道中设置中继环，以此来分段消除摩擦阻力，有效的解决顶力不足的问题。此外在高压油路的作用下，中继间的千斤顶组可以充分运用其后管道作为支承点，然后将前段管道逐渐向前推进，这样分段逐次的推进管道能够在很大程度上保障长距离顶管的实现。

（4）触变泥浆减阻原理。这一原理主要就是将触变泥浆压注至管壁外，让其形成一定的泥浆套，然后让顶管在其中推进，这样能够有效的减小阻力。

1.2泥水平衡式顶管技术工艺特点分析

泥水平衡式顶管技术工艺特点主要具备以下几点：首先就是能够很好的保证挖掘面的稳定性，并且对于顶入管道周围的土体影响比较小；然后就是适用范围广，即使在压力较高或者是水压力变化比较大的情况下都是能够很好的使用；施工周期比较短，这主要就是因为泥水平衡式顶管技术会持续的输送废土；相比较于其他施工技术，泥水平衡式顶管机械设备的平衡性更加的好，并且其结构紧凑，技术也是十分的先进。其出土方式主要就是运用水力机械的连续化出土，所以顶进速度十分的快，不论是粘性还是砂性土质，其适用性都比较强，同时效果非常好；最后泥水平衡式顶管技术具备污染小、噪声小以及振动小等环保性特点。除此之外，其安全性比较好，其主要就是通过泥水管道来输送废土，不会出现搬运土方以及吊土等危险操作[2]。同时在大气常压中也是能够很好的进行操作，所以使用气压顶管不会影响到施工人员的身体健康，很多安全方面的问题也是不会发生。

2.市政排水工程施工中泥水平衡式顶管技术运用措施

2.1工程概况分析

该市政排水工程全段长约4.8km，管线设计标高的地质条件比较复杂，并且含水率很大，很有可能出现护体滑坡以及公路沉陷等问题，因此该工程应用泥水平衡式顶管技术来开展施工。据地质勘探数据显示，该工程地质主要是以黏土和粉质黏土层为主，地下水位很高，部分区域还含有一定的淤泥，进而对于排水方面的要求比较高。除此之外，部分管段必须得穿越这一道路，不过很大一部分的管段位置处于绿化带中。

2.2泥水平衡式顶管技术施工工艺分析

2.2.1顶管工作井施工分析

该工程一共使用了四个工作井，并且都是使用钢筋混凝土搭建。在施工现场对其井壁浇筑之后，在通过沉井施工方法来有效的保障施工到位，最后再通过水泥混凝土将井底封堵。工作井中的导轨主要是由型钢以及钢板焊接起来的，之后再将工作井地板预埋钢板上的锚固钢筋焊接好，必须得保证焊接牢固性以及锚固的强度。同时安放导轨，这一过程中必须得保证导轨经过撞击之后依旧不走动、不变形[3]。除此之外，还应该有效的保证主顶油缸架的安装定位精准性，具体可以通过拼装式结构来完成，这样很好的保障油缸受理点的高程误差和平面安装误差都在合适的范围中。同时承力壁的强度和刚度也是得到了足够的保证，由于承力壁承受了后座墙的所有顶力，因此后靠钢板可以使用组合箱形这种结构，不过必须得注意的就是需要在混凝土和钢板平面之间放置4cm的松木板等相关材料。

2.2.2顶管工作井预留洞口止水施工

为了更好的做到工作井预留洞口的止水，施工单位具体采取了一下几种措施：（1）在前座墙上预埋钢法兰，并且在钢法兰上安装橡胶止水法兰工作井洞口止水密封装置；（2）在沉井下沉的过程中，在井的外侧密压一排钢板桩，并且通过砌砖墙的方法来封堵井壁预留洞口，然后使用机头顶进井壁，这时首先就应该进行钢板桩的清除，然后在进洞之前也应该将砖墙清除干净。

2.2.3管道顶进管理系统分析

该市政排水工程的管道顶进管理系统具体是由顶管机主机和泥水输送这两个系统所组成。这一系统能够很好的将施工中切口水压、主顶行程和速度、送排泥的密度和流量等施工参数反映出来[4]。这样也就能够很好的保证在实际的管道顶进施工中，操作人员能够根据实际情况及时并且准确的进行各项施工参数的调整，促进市政排水工程施工的顺利完成。

2.3泥水平衡式顶管技术工艺施工效果分析

该工程施工对于周边的建筑物以及地面等都没有太大的破坏性影响。在管道顶进实际的施工过程中，由于顶管设备的泥水压力能够随时的进行调控，进而能够很好的保证管道前端土压力和地层压力基本一致，有效的防范在顶管施工过程中因为土层扰动而出现地面变形的情况。在这一市政排水工程竣工之后，附近的建筑物等并没有受到太大的影响，并且深埋管道的地面也是没有出现明显的沉降。然后就是施工过程中的误差比较少。这主要就是因为在管道顶进施工中通过管道顶进管理系统对整个工程进行实时监控，这样也就能够在管道顶进施工中技术的进行误差分析和调整，进而完全符合顶管技术标准。之后就是该市政排水工程的设计标准和工程质量相差不大，并且在工程竣工验收的过程依据严格的标准要求对顶进管道进行了相应的闭水实验，实验结果表明管道的渗水量和施工标准相符合。最后就是实现了绿色施工。使用泥水平衡式顶管技术进行施工，能够很好的避免对路面进行大开挖，进而不会对周边的环境造成太大的影响，很好的保护了施工现场的生态环境。除此之外，也不会对道路通行造成太大的影响。

3.结语

综上所述，泥水平衡式顶管技术大都被应用在市政管道建设中，这种方法的应用能够减少工程占地面积，不影响交通，并且在施工控制上也是十分的严格，同时安全性高，所以加强泥水平衡式顶管技术的研究十分的有必要。在市政排水工程中合理的应用泥水平衡式顶管技术效果也是十分的显著，其不仅仅能够有效地保证工程顺利的开展，同时还有着极大的环保效用。因此，在市政排水工程中尝试使用泥水平衡式顶管技术十分的有意义。

参考文献：

[1]祝建强.泥水平衡式顶管施工技术在市政排水工程中的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2012（12）.

[2]宋鹏.市政排水工程施工中泥水平衡式顶管技术工艺探微[J].工程技术：引文版，2016（2）：00165-00165.

[3]范琦.浅析市政排水工程中泥水平衡式顶管技术[J].中国厨卫，2015（9）：00069-00069.

[4]陈晨.论市政排水工程中泥水平衡式顶管技术[J].工业b，2015（41）：184-184.