泥水平衡法顶管施工技术在市政道路工程中的应用

刘国栋

[摘要]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。

[关键词]市政道路工程；泥水平衡法；顶管施工 文章编号：2095—4085（2017）04—0070—02

市政道路修建中地下管网的施工占据着重要地位，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影响。在地下管网的施工过程中，顶管技术是近年来应用较为广泛的施工技术，它在不开挖表层地面的情况下就能够实现管道的安装和铺设，在减少工程量的同时，也将降低了对道路周边自然环境的影响，同时这项技术在施工时产生的噪音和粉尘污染都相对较少，因此在市政道路地下管网施工中得到了广泛应用。其中在顶管施工中通过利用泥水的压力来实现地下水压力和土压力平衡的技术被称之为泥水平衡法顶管施工，它能够有效保证挖掘面的稳定程度，应用范围比较广泛，在地下水压很高的施工路段也能够使用，在长距离顶管施工中的优势明显。在具体施工过程中需要严格按照施工工艺的要求，保证地下管网的施工质量。

1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 m～11 m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 m～30 m，工作量和施工难度都相对较大，因此拟采用泥水平衡法頂管施工方式，来有效降低工程造价，提高施工效率，确保能在要求工期内完成市政道路工程的施工。根据实际情况分设3座工作坑，4座接收坑，接收坑尺寸设计为5.3 m×3.9 m。根据施工方案的要求进行现场的组织部署，有效保证市政道路工程的施工进度及质量。

2泥水平衡法顶管施工技术在市政道路工程中的应用分析

2.1施工场地的清理与测量

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200 m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行，在沉降井的周围埋设滤水管道，并在开挖过程中通过真空原理的应用使地下水得以排出。

2.2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 cm～100 cm，组织施工人员及时夯实。同时在垫层上部砌筑砖模，每隔2 m预留垂直缝，防止在沉井挖设过程中出现大幅的沉降现象。沉井挖设的尺寸偏差控制在10 cm以内，井壁的误差控制在1.5 cm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，则需要及时调整。待沉井下沉的位置达到指定位置时，检测其质量是否满足施工要求，避免出现误差过大的情况，随后进行沉井封底施工，在井内按照规定的顺序填埋封底片石，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。

2.3顶管施工

（1）设备的安装。在进行顶管施工时，根据预先测量的管道轴线走向安装施工中所需的设备。首先安装后靠背导轨和后顶，导轨的位置应与井壁保持100 mm～200 mm的距离，并以轴线为依据适当调整靠背，保持二者处在同一水平线上。导轨安装作业完成后还需要安装副导轨，副导轨一般位于预留洞口的内部，主导轨与副导轨的高程与轴线均应保持一致。同时按照施工方案的要求安装顶管机、抽水泵等相关设备，在设备安装完成之后，由专业的操作人员调试设备的参数，保证机械设备在施工时能够正常运行。（2）顶管出洞。在洞口的外围部分喷射防渗浆液，避免在施工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。（3）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施工的连续性，尽量避免出现施工中断的现象，如果中断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。（4）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，这样能够有效避免后期出现沉降现象，同时也能加固周边的土体。

3泥水平衡法顶管舡的质量控制拮施

3.1注重施工质量的检测工作

在泥水平衡法顶管施工过程中，需要将质量检测工作贯穿于各个阶段。在每个环节的施工工作完成之后都需要组织技术人员进行质量检测工作，在此过程中应严格按照泥水平衡法顶管施工技术的要求，对于在检测中发现的问题应及时采取相应的处理措施，避免由于施工操作不规范造成的安全隐患。尤其是对管道顶进是各项数据指标的检测，禁止出现指标偏差过大情况，其具体检测标准如表1所示。

3.2加强管道顶进施工中的质量控制

在管道顶进施工时，需要对施工情况进行实时观测，一旦出现后背倾斜或者与管道轴线偏差过大的情况需立刻停止作业，对问题出现的原因进行深入分析，有针对性的提出解决措施。纠偏作业是管道顶进施工时的重要步骤，若不能及时发现偏差，将会影响到最终的施工质量。管道铺设的位置和走向是影响施工质量的重要因素，在具体施工操作时应严格按照施工方案设计的要求，不断规范施工操作行为，提高地下管网施工的质量。待管道达到指定位置之后，顶管机可运行至接受井，为下一段管道的施工做好准备。

3.3顶管方向与标高的控制

井下测量平台上的激光经纬仪能够对顶管的方向和标高进行实时监测。在导人地面高程点时需要根据工作井的实际情况埋设高程点，为了保证高程点位置的准确性，在工作井内应设置2个以上的高程点，方便在施工过程中进行互相校对。其次是在中心基线的测量方面，直线段顶进施工时按照预先埋设中心桩的位置确定中心基线。另外利用激光经纬检测仪对管道走向的误差进行实时监测，若误差的数值超过技术标准所允许的范围，需要立刻采取相应调整措施，确保管道施工质量能够满足要求。

4结语

综上所述，随着各项城市基础设施建设的不断完善，对于市政道路建设的质量也有了更高的要求。非开挖技术在地下管网施工中的应用越来越广泛，不仅有效提高了地下管网的施工质量，也在最大限度上减少了施工操作对于周边自然环境的影响。水泥平衡法顶管施工技术的使用范围相对来说比较广泛，在施工产生的噪声和粉尘污染较小，在保证施工质量的同时，也有效降低了工程造价。