給排水工程師關于泥水平衡頂管在市政排水工程中的應用
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泥水平衡頂管在市政排水工程中的應用
(一)工程概況
本人結合近幾年的工作經驗，以運河西路污水管道工程(金�橋―蘆村廠)為例對泥水平衡頂管法在市政排水工程中的應用做個簡要分析。該排水工程全段長4.1km，管徑從D800―D2000不等;全線70%為d1800以上鋼承口F管。地質條件以黏土、粉質黏土層為主，局部有淤泥質粉質黏土，地下水水位較高、管線東側數十米為京杭運河，排水降水要求高;大部分管段位于運河西路兩側綠化帶內、局部管段需穿越九龍倉和朗詩地塊。
(二)施工工藝
1.工作井的施工
工作井的位置選擇我方根據施工現場情況對設計要求的位置進行過調整，主要原則還是不影響工作井周邊的建筑物和管線同時有利于施工的展開、便于設備運作、材料運輸以及下管、排水的位置。在工作井離建筑物、道路、地下管線等位置較近處，對工作井周邊采用了增加鋼板樁維護、高壓旋噴樁加密加固土體等措施。完成一系列保護措施后，方進行工作井主體的施工，主體施工前，需要先驗證工作井的長度是否能滿足頂管機具和f管長度的要求：一般井底的長度必須大于頂進機頭的長度、液壓油缸長度以及工作井后靠背設計厚度之和與單節管段長度、頂鐵厚度、液壓油缸長度以及工作井后靠背設計厚度之和兩者中的較大值; 如計算出工作井有效設計長度不符合要求，必須及早聯系設計單位進行相關變更手續，以免影響工期、造成損失。由于本工程的工作井非以往本人接觸到臨時性構筑物，而是以后和污水管段同時使用的永久性構筑物，因此工作井的澆筑質量與下沉時的控制是工作井施工的重點，這里就不展開談了。
2.降排水措施
沉井封底前，要完成沉井周邊的排水降水工作，由于本工程位于京杭運河附近，地下水補充很快，特殊部位的井點數量需要經過計算確定、常規部位的井點降水以16眼輕型井為主，地下水的抽排設備以射流泵為主。
3.工作井的封底
根據設計管底標高的要求，計算好工作井的下沉標高，該高度是管內底標高管道外緣厚度、管道外緣底部到導軌(或枕木)底面高度以及混凝土底板與墊層高度的總和。下沉開挖至設計高度后，8小時內累計下沉量不大于5mm時，方可進行封底。由于本工程地下水補充速度快，所以封底前對坑內集水坑設置了較大口徑的鋼板管，埋入坑底土地深度約為80cm，總高度為1.4m，待底板混凝土達到設計要求強度后，再對集水坑進行封堵完成整個底板的封底工作。
4.導軌、設備安裝
在完成混凝土的底板的養護，其抗壓強度達到設計要求75%時開始進行導軌和設備的安裝工作，導軌使用的枕木的長度不小于2m，枕木的埋設間距宜在0.5m―0.6m左右，枕木的規格尺寸必須一致，損壞嚴重的要堅決更換。導軌鋼軌必須焊接在型鋼上，型鋼需固定在枕木上，采用道釘進行固定。導軌安裝必須與管道垂直、等高，導軌的軸線受各種因素的影響容易出現偏差，偏差的距離必須控制在3mm以內;頂面的高度差與兩軌之間的間距也需要進行嚴格的控制。在導軌安裝前要完成后靠背混凝土的澆筑工作，并在其達到齡期后方可進行頂進施工。
5.頂管測量與控制
頂管頂進時的測量工作主要是軸線與高程測量。根據施工需要，工作坑內需要設立臨時基準點，架設激光經緯儀，初始頂進時，測量頻率不低于規范要求，之后每節管子頂進時均需打激光點確定偏移程度，，頂完后校正測量臺，再測量機頭內前尺與后尺數據，以確定機頭偏差趨勢。同時，每3天復測工作井坐標，頂力達3500kN后一天一測，以防工作坑基準點發生位移。進洞后30m、頂進一半、出洞前20m時各復測兩井坐標一次，如有位移及時進行相應的糾偏，以確保機頭順利出洞。
6.頂進工藝
管道頂進時應該先開動切刀完成挖泥工作，再來實施頂進工藝。頂進施工應該堅持連貫性的原則，盡量避免中途停止施工。如遇到機頭前有異物、刀盤扭矩突然增大、頂力突然上升等情況，必須立刻通知相關負責人，以確定是否要停機。及時確需停機進行檢查或者維修，也要盡量減少停機時間以防機頭下沉過多。
7.頂管注漿工藝
頂管注漿工藝需要注意以下幾點要求：第一，頂管的注漿材料必須堅持優質的原則，觸變泥漿材料是最佳的選擇，膨潤土必須有較高的造漿率，其膨脹時間還應該按照使用說明進行嚴格的控制，漿液的攪拌時間以8-10分鐘為宜，攪拌完成后注入儲漿桶靜置2-3小時后再灌注以確保膨潤土顆粒充分吸水膨脹;第二，注漿時候控制好壓力和注漿量，實際注漿量一般為理論注漿量的3-4倍，同時機尾止水帶處也要經常補漿，盡量使頂管懸浮于完整的泥漿套中，以便降低頂力，同時也能減少對管道周圍土地的影響。
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