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摘要：在大型管道施工过程中,本文作者根据应用泥水平衡顶管技术,并结合自己对泥水平衡顶管施工技术的设计理论的研究,详细介绍了泥水平衡顶管技术在非开挖施工过程中的施工组织与应用.

关键词：泥水平衡顶管施工纠偏

1泥水平衡施工工法简介

在机械化顶管施工过程中,泥水平衡顶管施工工法作为主要的施工方式,通常情况下属于机械化、长距离顶进施工技术.该施工技术在施工技术管理方面要求比较高,主要表现为：严格操作顶管设备,科学合理地选择和计算施工工艺参数等.在长距离、地质条件复杂的环境中,泥水平衡顶管施工方法是最为优越的施工方式之一.

1.1泥水平衡施工工法特点

通常情况下,泥水平衡顶管施工工法主要采用机械掘进技术,其特征主要表现为：被切削的土壤被刀盘送入到泥水仓,具有一定浓度的泥水,在送水泵的作用下,被输送到挖掘面,经过刀盘的充分搅拌后,泥水通过排泥管道被排泥泵送到地面的泥浆池,泥水经过一系列的沉淀或分离,进而在一定程度上可以重复使用,剩余的残渣被运走：在掘进过程中,通过刀盘以及顶速平衡正面土压力,进而对循环水的压力进行调节,在一定程度上对地下水压力进行平衡；切削入泥仓的土体通过采用流体进行输送,不能中断顶进过程,施工速度一定要快；不需要对土质进行改良或者是进行降水处理,施工后地表出现较小的沉降.通常泥水平衡顶管的主要设备有：挖掘机、主顶设备、测量设备、井内旁通、控制系统等；辅助设备包括：泥水处理设备、注浆设备、中继间等.

1.2泥水平衡施工工法工艺原理

作为一种顶管施工工法,泥水平衡顶管施工技术通常情况下是充分利用泥水压力,进而在一定程度上对土压力和地下水压力进行平衡处理.其基本原理是：具有一定浓度的泥水经送水泵到达挖掘面,然后通过井内旁通压力调整阀,或者是通过调整排泥泵转速的方式,进一步对水压力的大小进行调整,进而在一定程度上对地下水压和挖掘面土压力进行平衡,确保掘进机刀盘工作在平衡压力下,在一定程度上避免挖掘面失稳,进而导致地面出现沉降和隆起.

2施工组织及任务划分

2.1施工组织原则

在劳动组织方面,结合顶管穿越施工的实际情况,同时结合本标段的实际工程量和工期,进而对各项资源进行合理配置,进一步成立相应的施工作业机组.通过动态的方式对施工作业机组的人员、机具配置等进行管理,一方面确保任务按期完成,另一方面确保施工的连续性.进而在一定程度上减少现场高峰的人数,避免出现窝工现象.同时对其它队种进行合理的配置,在一定程度上确保工程施工全面、有序地进行,满足施工要求.

2.2施工阶段划分

穿越工程施工分为三个阶段：前期准备阶段、施工阶段、验交阶段.

①前期准备阶段：各项工作按照“施工准备工作计划”来进行,进一步为施工创造条件.②施工阶段：总体分为二个阶段进行控制.第一阶段组织管道焊接、工作井制作.第二阶段顶混凝土套管、工作管试压、穿越工作管.③验交阶段：地貌恢复、水工保护,达到中间验收条件.

3工程施工方案

3.1施工准备

①穿越施工前施工单位协助业主办理穿越施工土地手续.②筹备穿越前的材料、设备、人员的筹备和到场计划.③做好施工图纸会审、技术交底工作,同时完成穿越施工方案等文件的编制和审批工作.④修筑临时施工便道.

3.2测量放线

①借助仪器开展测量放线工作,在使用仪器前,需要经过法定检验部门的检定,经过检定合格,同时在有效期内才能进行使用.②对于设计图纸,需要经过放线,同时作出明显的标记.并且,应根据施工方案确定的工作井及组焊场地的位置、几何尺寸和施工场地平面布置,一并放线标记.③测量控制桩,经过放线验收合格后,对测量控制桩通过采取必要措施进行相应的保护.④与沿线地方部门进行协调和变更：在放线过程中,需要与有关部门加强联系,进而在一定程度上取得管线穿越地下障碍物、经济作物区等的通过权.⑤移桩：完成划线后,对施工作业带进行清扫,同时将控制桩保留在原位,如果难以保留桩位,需要平行移动管线桩.

3.3作业带清理、施工便道修筑

穿越段作业带清理时,利用挖掘机、推土机和人工配合完成.作业带宽度根据穿越段管沟开挖深度及施工放坡确定.北侧顶管作业带宽度按40m考虑,另外设置一个40m×40m的混凝土管堆放场地和一个20m×30m的泥浆坑.

3.4工作井修筑

①工作井位置的选择应根据管道设计,地形、地层结构、施工环境条件等因素选定,本次顶管选择在北侧作业带内制作工作井.②工作井的开挖深度应顶进设备轨道高程及基础厚度的要求,本次顶管混凝土套管管底设计埋深4米,加上导轨及工作井基础,工作井深度为4.8m.③工作井边缘20m范围内围挡,工作井直径7.5m.④根据设计单位提供的地质报告及定力计算决定采用钢筋混凝土工作井,并在工作井内设集水坑,方便排水.⑤在工作井的前壁上,需要预留相应的顶管入土洞口,并且洞口中心与管道中心保持重合,与顶管机刀盘直径相比,洞口直径要超过其2-5cm.⑥根据施工设计用于吊运和防护的工作平台,工作井上的平台孔口的尺寸满足管子及弃土吊运空间所需.⑦工作井应设防雨棚,有良好的施工照明条件.

3.5设备安装

①主顶设备底盘的安装应支撑牢固,防止产生受力变形或位移.底盘的调整的定位宜在将顶管机吊运至底盘导轨上后进行.②为了便于操作,需要在主顶设备附近设置主顶设备液压系统,同时需要保持液压软管接头连接的整洁性.③完成吊运后,需要对底盘、顶管机机头的位置、高程、中线、仰俯角、旋转

顶管施工类有关论文范文集角等进行相应的调整.④长距离顶管时须考虑电缆的电压降,顶管机头内应设有应急照明电源,顶管机机头、工作井及地面设备之间应设置通讯联络设备.⑤工作井内测量仪器的基座不能固定在主顶装置底盘、工作井后背墙或其他在顶进受力时产生变形或位移的基础上,应该安装在独立的基础上,以减少重复移动和调试次数.⑥泥水分离系统及注浆系统应安装在地面上适当的位置,符合方便投料和排放所需落差的工艺要求.⑦顶进时应根据所顶管道的管径确定安装通风设备的位置的长度,通风设备结合管内的工作环境条件选定,保证管内有足够的氧气.3.6机头孔制作

在破孔之前,采取措施对洞口进行处理,进而在一定程度上防止土体或沙层塌方.如果顶进发生在土质均匀的粘土上,通常情况下,对洞孔采用砖砌封门；但是依据本工程的地质条件来看,封口选用高压旋喷的方法施工,高压旋喷桩机体积小,加固土体效果理想,加固口洞外土体采用纯水泥浆,正常气温养护周期7-10天,此做法固砂防渗的效果都非常好.

3.7初始顶进

①破洞,调整好顶管机机头的位置、高程、中线、仰俯角、旋转角等参数后就可以进行破洞.②顶管机入土,在洞后,启动顶管机刀盘,将顶管机通过主顶油缸缓缓推入土中.③连接机头后方的两根砼管和机头管,进而在一定程度上构成一个整体,进一步对顶进段的高程和中线进行控制.④至此,完成初始顶进工作,这是需要进行全面的测量,同时将测量数据绘成曲线,进而为分析提供方便.

3.8泥水控制

①流速与流量.对于泥沙来说,如果流速太小,那么在管内就会造成沉积,进而在一定程度上造成管道堵塞,如果有较大的颗粒出现在排水泥沙中,当粒径超过排泥管内径的1/3时,就会增加排除的难度,为了确保管道的通畅性,需要将流速大于某一定值,该值为流速的临界值,当排泥管公称直径为100MM时,其临界流速为2.2-2.4M/S,而流量Q为：

Q等于V*S

等于（105.3/2*10-2）2*π*（2.2～2.4）

≈0.019～0.021m3/S

等于1.15～1.25m3/min

（105.3为公称直径100mm管的实际内径）

为了保险,而实际流速大于临界流速,取Q≥1.4m3/min

②泥水压计算.泥水压由排泥管总长度和挖掘面地下水压力决定

L等于L1+L2+△L+H1+H2

L：排泥管最大长度

L1：推进最大距离

L2：工作井到沉淀池距离

L：由阀,弯头引起损失折算成的长度,一般取10～