综述市政给排水工程中的顶管施工技术(2)

②顶管迎面阻力计算

对于采用土压平衡和泥水平衡的顶管，通常迎面土压力都控制在主动土压力和被动土压力之间，一般泥水平衡泥仓压力和土压平衡掘进机土压力应为前静止土压力的1.0一1，1倍。因此迎面阻力的预算可以近似采用管中心所受的静止土压力，即：

PF=r(H+Dl/2)K0лDl2/4

式中：K0—静止土压力系数，与土性质有关，粘性土中，K0的取值范围为0.33～O.7;也可按K0=1-sinφ计算。

r—土体重度，kN/m3;

D1—工具管的半径，m;

H—顶管覆土厚度，m。

③管外壁摩阻力计算

管外壁摩阻力的预算可以根据GB50268-97《给排水管道工程施工及验收规范》中第6.4.8条规定，顶管的管外壁摩阻力可按下式计算：

F=frD1[2H+(2H+D1)tan2(450-φ/2)+w/rD1]L

式中：F—计算的管外壁摩阻力，kN;

r—管道处土层的重度，kN/m3;

D1—管道外径，m;

H—顶管覆土厚度，m;

φ—管道处土层内摩擦角，(0);

w—管道单位长度的自重，kN/m

L—管道的计算顶进长度，m;

f—顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数。

(3)顶管施工技术

①穿墙前注浆止水处理

顶管工作井穿墙洞口前方应采用压浆止水处理，注浆材料用水泥、石灰、粘土搅拌成浆液，并与自然土混合。为保证工具头顺利成功出洞，洞口搅拌范围应保证在4×4m处。浆液配合比为石灰:水泥:粘土=2:1:3，使注入的浆液与自然土固结后能让工具头顺利穿墙同时能起挡土和止水的作用(注入浆液量不得超过自然土的17%)。

②顶管顶进

完成灌浆并达到止水强度后，可进行人工凿除穿墙位置的混凝土，并将工具管吊下工作坑，然后安装好工具管。准备工作就绪后，吹除最前端的挡土钢板，清除硬块，顶进工具头到穿墙管内，使工具头与第一节钢管采用刚性联结。在此过程中，应在工具头最前端压满泥浆，避免工具头的\"磕头\"现象。特别要注意防止路面塌方，因此应根据出土情况确定顶进速度。顶进中要求边压触变泥浆边顶进，要坚持不压浆不顶进的原则顶进。同时须严格按设计线路顶进，可利用削土刀盘上可伸缩的超提刀，结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在顶进一节砼管后，应回缩千斤顶，并拆开水、电、气、泥浆管路，再吊入下一节管段。调直对中，安装好管材的接头止水材料，然后依次进行接通各管线，开动油泵顶进管节行程，回缩千斤顶，测量、加顶铁等操作。最后重复顶进至一节砼管后，再重复上述流程.

③顶管出洞

顶管出洞即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。顶管机进、出洞处以及后靠土体加固，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固，从而确保顶管机出洞的绝对安全。同时须在工作井安装洞口止水装置，

防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并保证在顶进过程中压注的触变泥浆不流失。

④顶管纠偏

纠偏是指机头偏离设计轴线后，利用设置在后部的纠偏千斤顶组，改变机头端面的方向，使管道沿设计轴线顶进，减少偏差。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组的方法，进行纠偏操作，若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩，反之亦然。如果同时有高程和方向偏差，则应先纠正偏差大的一边。纠偏应做到在顶进中采用小角度分级逐步进行，勤调微纠。当顶管机头发生旋转时，可采取在管内的相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩等方法纠正。

4结语

顶管施工在市政工程中, 特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤显重要。顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的,相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。从根本上改变了城市管网乱挖现象;另外一方面从切实做到保护环境入手,加大推广顶管施工技术力度势在必行。可以预见未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑。

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