1、刍议曲线顶管施工技术在市政工程中的应用【摘 要】在我国经济高速发展的当今社会，市政工程的建设也在不断进行，其中对污水管道的技术应用也就尤为重要，其中顶管法施工技术是最为常见的，曲线顶管施工是其中的一项，也在不断的趋于完善，本文主要列举实例，介绍了曲线顶管施工，并对其曲线顶管的控制技术进行了简要的分析，希望能为今后的曲线顶管工程施工提供一定的参考和经验总结。 【关键词】顶管施工；曲线顶管；施工技术 中图分类号： TU74 文献标识码： A 在我国市政工程中，顶管施工法时间为常见的管道铺设法，在该种方法中，曲线顶管优势较为先进的顶管工程，在日趋繁华的城市中，它的发展解决了城市为了避让障碍物而不得不
2、增设顶管井或甚至在地下对接的问题，大大优化了施工方案。 一 工程概况 此图为某工程是排水系统改造的遗留工程，所以改造的难度就相对较大，由于该工程人流密集较为繁华，所以污水管道也就格外密集，错综复杂。其中污水管应用的是 F 型接口的 2400 钢筋混凝土管，管道全长 1077.3 米。该工程分成 7 段进行分别顶进其中 3 段为直线顶管，4 段为曲线顶管。如图 1 所示 图 1 工程示意图 二 曲线顶管施工 2.1 曲线顶管设备的选型与设计 在每一项工程中，原材料和设备的选择都是至关重要的，这里也不例外。这里设备的选择的决定因素就是土质，在该项工程中土质一般为淤泥质的粘土，这种土质土体相对较软，
3、含水量丰富，在设备选择上就要选用适合本土层要求的顶管掘进机，这里一般选用易于控制沉降量的全封闭大刀盘顶管掘进机和泥水机械平衡式顶管机。同时针对工程实际情况对曲线顶管的机头纠偏系统另行设计，满足机头处有 3 至 4 套纠偏系统，用机头处的整体弯曲弧度来导向，引导后续管道顺利曲行。 2.2 成品管的选型与设计 在原材料的选择方面就是有固定的型号了，一般在曲线顶管施工中选用企口管、T 型和 F 型钢套接口管。该工程适用 F 型。接缝的几何关系如下： tan=L/R X=Dtan=DL/R 在材料选择完成后，这些材料就需要有规则的连接在一起，如何为确保曲线段接口处的密封性就是接下来要做的工作了，这样是
4、为了有效防止砂和地下水渗入，在设计中连接处的管材要伸出一部分，该工程是18 cm。这时就要格外注意连接处端面的承受力，因为管偏角的存在，管子断面的受力面积减少，局部应力就会出现一个集中的现象。相关资料显示，管偏角（）一般要在 max0.5。在施工中，曲线段管子端面的承载面积应尽可能大些，同时衬垫材料也能够满足强度条件，例如松木等等，这里木衬垫的厚薄应适宜，不能太厚或太薄，否则将起不到压缩变形和补偿端面承载面积的作用，厚度为 30 毫米。 2.3 顶管施工过程 1）出洞前准备阶段 在顶管出洞前，准备工作要提前做好，以防万一，例如起重、顶管等设备，止水装置等其中操纵平台搭建，电气控制线路布置，储水
5、箱及泥水泵安装就位、压浆系统及其管道安装就位、顶管机头下井就位都是尤为关键的，又例如各部分设备调试运行，联机总调试，触变泥浆搅拌储存等等一系列工作都要事先做好。 2）正常顶进阶段 在顶进阶段，洞口打通后，将机头顶入洞口，之后就要建造一个设备段，确保设备能正常进入，之后就可以转接油管、电缆及泥水管在继续按照计划顶进。在油缸到达指定位置后，这时要将泥水管和电缆一同拆除，并同时将第一节管放到井下于设备段相连接，在接通刚刚拆下的泥水管和电缆，重复上述过程，向前顶进。在这过程中当达到预定长度后，下中继环并联机调试一次。 3）曲线段顶进 在顶进的过程中，当进入曲线段的时候，要借用机头纠偏油缸作“伸展” ，
6、但是延伸的度掌握不好就会导致曲线不稳定，进而发生接口张开量不均匀等等问题，甚至会造成接口断裂等更要重的问题。为确保这一问题不会发生，就要用专业的设备来调整接口张开量，就要用到液压千斤顶。当接口张开后，用特制的厚木垫嵌入开口处保持张开量恒定。 4）出洞及后期收尾工作 收尾工作就是对后续工作进行处理，例如接收导轨就位，设备出洞，安装洞口止水装置，机头进洞并吊运，管道清理，机头偏差复测等等，收尾工作也是相当重要的，这样才能保证工程的顺利结束。 三、曲线顶管控制的技术措施分析 1.注浆减摩技术 在顶进施工过程中，注浆减摩的作用主要是润滑和支承，这是为了更好的保证土层的稳定，将变形降到最低程度，而减阻泥
7、浆的运用是减少顶进阻力的主要措施，顶进时通过管节上压浆孔，向管道外壁注入一定量的减阻泥浆，在管道外围形成一个泥浆套，顶管顶进时在泥浆中形成一组剪切面，从而减少顶进时的顶力。 在曲线顶管工程的不断应用中发现，减阻效果的好坏与泥浆套的性能有直接关系，而保证其性能更优的前提就是进、出洞口的密封，所以有效的密封是减阻的重要环节。主要的密封措施有安装止水带，这是一个行之有效的方法，既能减阻又能形成完整的泥浆套还能防止设备出洞时正面的水土涌入工作井内。经工程实践证明，良好的进、出洞口密封措施减小了顶进过程中的阻力，有效控制了周边土体的变形。 2.曲线顶管测量技术 测量技术是整个工程施工的关键部分，他直接影
8、响施工的质量，决定着顶管是否能有效、顺利的贯通，所以，其作用不言而喻，就要求在测量时更要确保精准。一般在曲线顶进时，管内外无法通视，因此必须改变常规的施工测量方法，经纬仪或者全站仪必须进管，但管道在施工过程中是不断向前移动的，在管路系统中找不到一个固定不变的参考点作为测量基准点，在测站坐标不断改变的情况下，随时随地的指出管道顶进的方向，是管道定向测量要解决的中心问题。目前顶管施工大多采用在管道内布置多台全站仪及经纬仪的办法，依靠全站仪的优势，在短时间内通过计算机确定每站经纬仪的方向，指出管道顶进方向。 3.轨迹控制与纠偏技术 在顶管施工过程中，随着管节在不断的顶进，顶管轴线也在变化，会导致与设
9、计轴线发生偏差，因此要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间的偏差值，使之尽量趋于一致。顶进轴线发生偏差时，通过调节纠偏千斤顶的伸缩量， 使偏差值逐渐减少并回至设计轴线位置。为了正确地导入控制，在出现任何偏差的情况下都不允许方向有急剧地改变。在方向改变过急的情况下，由于管端的局部集中荷载和无法控制的强制力，管子便可能发生严重的损坏， 这一点并非仅是针对顶管线路最前面的几节管子而言，对全部管子来说情况同样如此。因此，必须在纠偏时取一种中间状态，即实际轨迹在设计曲线的内侧运动。与预定的线路之间偏差越小，所许的控制运动也越小，每次控制的导入必须及时且适中，否则会降低推顶效率及引起地面沉降。 4.地面
10、沉降控制技术 在顶管推进过程中，引起地层移动的主要因素有：掘进机后面管道外周因注浆填充引起的土体变化； 顶管掘进机开挖面引起的土体变化；管道接缝及中继间接缝中泥水流失而引起的地层变化； 掘进机纠偏引起的土体变化；管道在顶进中与地层摩擦而引起的地层变化。 这些因素引起的地层变化导致土体向开挖面及管道外周移动，从而引起地面沉降。 在对顶进路线设计时，为减小曲线顶管对地面的影响，宜将曲线段设置在顶进方向的末端，其起始直线段应尽可能长，减少曲线段管节对土体产生扰动，同时在实际施工中，应加强顶管注浆控制及地面监测，通过地面监测得到隆沉量与相对应的掘进机主参数进行比较，从而优化掘进机参数，指导以后的顶管推
11、进，就能最大限度地减少土体扰动及地面沉降。 结语 由于城市基础设施日益完善， 在城市建成区直线顶管时往往会产生有障碍物无法避让或为了避让障碍物，而不得不增设顶管井，有的甚至在地下对接的这类问题。 在此基础上，曲线顶管技术得到了不断的发展。【参考文献】 1舒亚明，周永江长距离曲线顶管测量和控制，浙江工业大学学报，2009-12 2 DBJ 08-220-96，上海市政排水管道工程施工及验收规程S. 3丁站武顶管施工技术，建筑工程，2011-5 4刘鸿鸣，徐玉夏，陈永飞 大口径混凝土管曲线顶管施工技术，特种工程 2006-2 5罗金山2400mm 污水管长距离曲线顶管施工技术，建筑施工，2006-10
