浅谈顶管施工技术在污水管道施工中的应用

浅谈顶管施工技术在污水管道施工中的应用

摘要：顶管施工技术具有不妨害交通畅通、占地面积少、大大降低沿线拆迁的工作量、施工的过程控制相对严格以及经济性较高等优点。

关键词：顶管施工技术；污水管道；施工应用

一、工程概况

佛山市南海区大沥镇盐步污水收集系统(二期)工程A包污水管道工程分为8个子项：罗村西街-罗村大道-水头大道污水管线工程子项、佛山新干线A段污水管线工程子项、龙蛇存污水管线工程子项、水头村-陈村-水头大道污水管线工程子项、永安路及梁边村污水管线工程子项、龙溪三村铁路涌污水管线工程子项、桂和路污水管线工程子项、水头里村污水管线工程子项。主要收集九龙涌以西、广佛新干线以南的铁北商贸区内的污水、包括桂和路两侧及水头村工业内的生活污水、最后汇入广佛新干线污水管。本工程污水管道施工采用顶管施工技术。这是因为顶管施工技术具有不妨害交通畅通、占地面积少、大大降低沿线拆迁的工作量、施工的过程控制相对严格以及经济性较高等优点。

二、污水管道施工中的顶管施工技术

1、设备安装

顶管施工技术的设备包括了后背、导轨、主顶油缸、油缸支架、穿墙止水、主顶泵站、泥浆搅拌和压注系统等组成。其中后背是通过混凝土、工字钢和钢板等加工制作而成，并安装于主顶油缸的背面；导轨是通过槽钢加工制作而成，用于两排导轨支架的连接；主顶油缸是工艺中顶进的关键环节，也是顶进管节的原动力，其装载在油缸的支架上面，并且后端紧靠着后背，当其安装好之后，通过输油管来与控制台和主顶泵站相连接；油缸支架是通过槽钢加工制作而成，用于固定并支撑主顶油缸；穿墙止水安装于井壁与管节外壁之间，主要是用于防止工作井外面的水和泥等在顶进的过程中沿着管壁流到井里；主顶泵站是用于供油给主顶油缸并且使主顶油缸进行回油，其通常安装于工作井的旁边；泥浆搅拌和压注系统是用于把膨润土搅拌成为泥浆，再对其进行充分膨化，然后输送到土壤与管壁之间，其通常安放于主顶油缸旁边。

2、管道顶进及接口

当一切准备就绪且设备全部调试完毕之后，就可以开始管道的顶进施工，通

过吊车把管道安放于导轨上面，在顶进时首先把管机头顶到土里，从而让土体进到管里以形成土塞。而当土塞达到了一定长度的时候，则停止顶进管道，同时进行管内的取土施工。其管内的取土施工通过人工挖取和人工运土。其管前取土的原则是保持和机头的前端齐平。而当土塞清除完毕之后，再继续顶进管道，当一节管道的顶进施工完毕之后，则立即开始下一节管道的顶进施工，这样循环往复直至管道的顶进施工全部结束。其两相邻两节管道之间通过“T”字形的钢套环接口来进行连接，这是因为采用“T”字形的钢套环接口可以大大增强管道与管道之间的整体性，以此来降低相邻管节之间产生错口的可能性。另外在管壁与钢套环之间应当塞入木楔，并且在顶进施工全部完成之后，再将木楔挖除，同时进行石棉水泥的填充，并应注意在施工过程中保证相邻管道之间的接口平顺。3、顶进措施

在顶管出洞之前，应当做好各种设备的调试工作，并在其出洞时每0.5m进行一次测量，同时应注意出洞时的顶头标高应比设计标高抬高0.1m；管道的前面几节应当用拉杆来进行连接，以免管节发生漂移；在顶进时，应当严格按照勤次数、少进量的顶进原则来进行操作；建议采用F型号的钢套环橡胶圈来进行防水，且其楔形橡胶圈的断面组织和外观均应均匀、致密、无凹痕、孔隙或裂缝等缺陷，而钢套环的接口也应无疵点，并保证焊缝的平整；木垫环通常采用0.2m 厚的松木来进行加工制作，在加工时应注意其凹凸口进行对中，并保证环向间隙的均匀；在橡胶圈安装之前应进行黄油的涂抹，一旦发现有扭转、位移或着露出管外的现象，则必须将其拔出并重插；在顶管施工全部结束之后，应当立即采用水泥浆把原膨润土浆进行置换出来，以此来保证管道外围的土体有足够的强度和防水性能；在顶管施工结束之后，相邻管道的接口内侧缝隙应当通过水泥砂浆来进行密封，并进行防腐施工；另外应注意在顶进的过程中进行纠偏时应当通过小角度来逐渐进行纠偏。

4、管道测量复核

当管道的顶进施工中产正了误差之后，应当由安装在机头前面的纠编油缸和导向油缸来进行管道的纠偏。因为在顶进的过程中管道之间已经有了连接，因此其误差都是逐渐累积起来的，所以也应当进行逐渐的校正，可以在纠正时通过趋势图来进行偏差趋势的辅助判断。即在顶进过程当中每0.5m进行一次测量，再通

过数据整理之后，就可以绘制成偏差趋势的曲线图，从而按照其曲线的斜率来进行机头偏差的发展趋势分析以及管道的纠编。在纠偏过程中应当先按照实际的偏差情况来逐渐调整角度，而当该曲线到达了峰值后，就表示管道的偏差已经开始减小，从而可以判断出其最前部的管道机头已经开始逐渐往中心进行靠拢。通过这样的方法就那个将管道的偏差角度逐渐地减小，最终在适当的时候将机头摆正。而如果机头纠偏的操作幅度过大时，则可能还需要进行反向的纠偏。总之最终保证管道的高程到达正常到达范围使，其纠编的角度也趋进于零。顶管施工的纠偏操作一定要在其管道的顶进时进行，并尽量降低纠偏所引起的折角，以避免管道接口处产生连接应力的误差。

三、顶管施工技术在污水管道施工中存在的问题及处理措施

1、管道偏差

如果管道在顶进过程中发生偏差，可以采用挖土法来进行校正。而如果挖土法的纠偏效果不太明显时，还可以通过横木支撑来对挖土纠偏进行配合。在纠偏时还应注意，由于管道出现的偏差往往带有一定程度的惯性，而纠偏的效果一般也要在管道顶进了一段距离之后才能有所反映，因此在纠偏时要有预见性地不断调整好纠偏角度，保证在管道轴线回到了中线的时候，其前进方向的纠偏角度也应当和中线一致，不然的话就会导致纠偏过量。

2、管道爆裂

由于管道的混凝土质量有问题或者在顶进过程中进行偏心加载，都有可能导致管道爆裂。其中由偏心加载所引起的破坏一般只会发生在还没有进洞的管道和顶铁所接触的管道接口位置。只要采取了调整好顶铁的受力点、并适当增加边圈的承压面积以及在管壁和顶铁之间加设缓冲垫等处理措施之后，通常都不会再发生这种情况。而如果管道的破坏没有规律，经常而且到处都会发生时，就可能是管道的混凝土质量不稳定或不合格，这时就必须进行管道的更换。

3、卡管

由于洞穴挖掘的尺寸不规则或者偏小，并且顶进较盲目，就可能造成卡管。因此一旦在顶进过程中发现千斤顶油泵压力表读数突然猛然剧增，则应马上停止顶进，并进行检查。通常只要对洞口开挖面的尺寸进行适当的修整就可以解决这种问题。