泥水平衡法顶管施工技术在市政道路工程中的应用

李哪

摘 要： 市政道路修建中地下管网的施工占据着重要的地位，它不仅与道路工程的使用性能密切相关，也对周边居民的生活有着较大的的影响。泥水平衡法顶管施工的应用，可以有效保证挖掘面的稳定程度，且具有广泛的应用范围。为此，本文在充分了解泥水平衡法顶管施工工艺原理的基础上，结合具体工程案例，对市政道路工程泥水平衡法顶管施工工艺进行了分析与探究。

关键词： 泥水平衡法；顶管施工；市政道路

一、泥水平衡法顶管施工工艺原理

“泥水平衡法”顶管施工工艺原理是：在顶管施工过程中，以含有一定量粘土，且具有一定相对密度的泥水充满顶管掘进机的泥水舱，并对它施加一定的压力，以平衡地下水压力和土压力的一种顶管施工方法。利用主顶千斤顶及管道中继千斤顶的推力，将管道从工作坑内穿过土层一直推到接收坑，同时，将紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间。

二、工程案例

在某市政道路的修建过程中，在路基的右幅部位需铺筑一条污水管道，根据施工现场的具体情况和污水排放的实际需求，将管道的长度设计为585m，选取D1200管径，施工路段的纵向坡度为2.05%。在污水管道上覆盖土层的深度在5—11m之间，经过技术人员对现场勘测之后，如果采用明挖的施工方式，开挖面的宽度达到27—30m，工作量和施工难度都相对比较大，因此拟采用泥水平衡法顶管施工方式，来有效的降低工程造价，提高施工效率，确保能在要求的工期内完成市政道路工程的施工。

三、市政道路工程泥水平衡法顶管施工工艺

1、施工场地清理与测量

在施工开始之前需要将现场的垃圾、碎石等杂物清理干净，为具体的操作行为创造良好的施工环境。同时根据图纸方案设计的要求测量工作坑的位置和标高，并进行工作桩的预埋工作，确定工作坑开挖的范围和深度。为了保证施工的质量，一般每隔200m需要设置一个临时水准点。在临时水准点及管道轴线施工桩等参数测量完成之后，还需要按照规定的标准进行复核工作，保证各项数据的精确程度。如果在施工路段的地下水位比较高，在沉井工作台填筑方面会存在一定的困难，还需要采取相应的降水措施，一般采用井点降水的方式进，在沉降井的周围埋设滤水管道，并在开挖的过程中通过真空原理的应用使地下水得以排出。

2、工作坑施工

根据施工方案设计的要求进行工作坑的开挖工作，先对施工现场整平，在砂垫层部位的铺设厚度为50—100cm，组织施工人员及时夯实。同时在垫层上部砌筑砖模，每隔2m预留垂直缝，防止在沉井挖设的过程中出现大幅的沉降现象。沉井挖设的尺寸偏差控制在10cm以内，井壁的误差控制在1.5cm以内。在沉井下沉的过程中，避免出现下沉速度过快的情况，实时测量沉井筒的标高，如果在下沉时出现筒身倾斜的现象，则需要及时的调整。待沉井下沉的位置达到指定的位置时，检测其质量是否满足施工的要求，避免出现误差过大的情况，随后进行沉井封底施工，在井内填按照规定的顺序埋封底片石，并浇筑封底混凝土。在封底的过程中需要预留积水坑，以保证能够及时将井底的积水排除。

3、顶管施工

（1）顶管出洞

在洞口的外围部分喷射防渗浆液，避免在施工的过程中地下水深入工作井内部，并将止水环安装在洞口内壁的部位，根据管道的直径确定止水环的直径。待准备工作完成之后调试顶管机头的各项参数，随后将橡胶密封圈穿进机头后送至指定的位置。

（2）顶进

在顶进的过程中为了提高施工效率，一般采用两端顶进的方式施工，根据顶管的直径确定所需的顶力大小。在管道顶进的过程中必须保证是施工的连续性，尽量避免出现施工中断的现象，如果在中断的时间过长会导致施工范围内的地下水渗出，在继续施工时将需要更大顶力，顶进压力将会增加50—100%左右。

（3）注浆

在管道顶进作业完成之后，将膨润土泥浆压至管道的外壁部分，将管道完全包裹起来，膨润土泥浆在触变性和润滑性方面具有独特的优势，因此通过这种方式可以降低管道与周围土体之前的摩擦阻力。在进行压浆的过程中，应根据管道铺设的具体情况合理设置注浆孔，保证管道的全线均能被膨润土泥浆覆盖。由于机头的外径大于管道的外径，因此在二者之间存在缝隙，膨润土泥浆应将这些缝隙完全填充。另外，顶管施工完成之后还需在注浆孔处将触变泥浆置换为水泥浆，这样能够有效的避免后期出现沉降现象，同时也能加固周边的土体。

四、市政道路工程泥水平衡法顶管施工注意事项

1、机头下沉问题。在本次施工中局部粉细砂土地段，经常出现顶管机在顶进过程中偏下走，通过纠偏也难以改善。分析这一问题的成因，主要是由于顶管机自身的重量太大，泥水平衡顶管机在工作时会产生剧烈的振动，使土质发生液化，导致了承载力的下降。或者也可能是因为遇到了两层不同性质的土，下层土软，泥水压力难以控制。针对这一问题，可以在施工中放慢进度，调低泥浆浓度，或将泥水平衡顶管机的机头略微上调，防止机头下沉的问题。

2、泥水管堵塞问题。施工中会出现泥水管沉淀或堵塞现象，进而导致泥水管里的泥水流动不畅通，顶管机在推进方面自然也受到阻碍。分析这一问题的成因，主要可能是排泥泵的效率不高，流量不足，导致临界流速超过了泥水管内的流速，进而形成了泥水管堵塞。也有可能在顶管机停止工作时对管内冲洗不到位。针对这一问题，可以采取以下的应对措施。首先，净化泥浆，提高泥浆的冲击力，根据施工的实际情况，适当增大送水量；其次，全面检查排泥泵的性能，换掉不达标的排泥泵，每次停止推进的间隙，要加大对排泥管道的清洗，以免发生管道沉淀、堵塞。

3、排水管上浮问题。虽然泥水平衡顶管的施工方法对周围的土地扰动很小，但随着裹力减弱，会导致泥水平衡顶管机上浮，同时又因为压注润滑泥浆方法在一些操作过程中的不当，导致浆液难以形成有效的环箍，全部聚集在管道底部，造成了排水管上浮的问题。在顶进过程中，会造成顶进压力过高。针对排水管道上浮的问题，必须及时采取有效的管理措施，以保证工程质量。首先，要严格控制润滑泥浆，保证注浆和顶进的同步进行，在顶进过程中的建筑空隙要及时填补；其次，要在施工顶进过程中对补压浆进行严格控制，严格按照全线，平均的施工原则来进行，避免在施工过程中出现某个区域注浆超量等问题；最后，要制定一些补救措施，当施工过程中某一部门上浮问题严重，可及时采取上注下放等措施进行补救，以缓解排水管上浮的问题。

五、结束语

综上所述，在城市建设发展的过程中，随着人们的生活质量不断提高，机动车保有量日益增加，对于市政道路建设的规模和质量也有了更高的要求，而科学技术的快速发展又为市政道路的施工提供了强大的技术支持。尤其是在市政道路排水系统的施工中，由于地质条件的限制或者是特殊情况，明挖的施工方式存在一定的局限性，近年来非开挖技术的应用逐渐应用在市政道路施工过程中，在最大限度上减少了由于施工操作对地表造成的破坏，在施工质量方面也有很大的保证。泥水平衡顶管施工技术属于非开挖施工方式中的一种，本文主要对这项技术在市政道路施工中的应用进行分析，研究加强施工质量控制的有效措施，以期为具体的工程施工提供指导。■

参考文献

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