泥水平衡工法在地下管網(wǎng)工程中的應(yīng)用

韓 濤 史 濱 肖 明

(青島市水利工程建設(shè)開發(fā)總公司，山東 青島 266000)

泥水平衡工法在地下管網(wǎng)工程中的應(yīng)用

韓 濤 史 濱 肖 明

(青島市水利工程建設(shè)開發(fā)總公司，山東 青島 266000)

本文結(jié)合青鋼專用供水管線工程泥水平衡工法實例,對項目概況、方案比選、施工工法進行闡述，結(jié)合施工過程遇到的問題提出相應(yīng)的建議，闡述泥水平衡頂管施工在埋深較大、地下水豐富、流砂地質(zhì)情況復(fù)雜條件下的優(yōu)越性，以期促進該工法的推廣和應(yīng)用。

泥水平衡工法；地下管網(wǎng)；應(yīng)用

1 項目概況

青鋼專用供水管線工程位于董家口循環(huán)經(jīng)濟區(qū)，管線全長2425m，采用K9級DN1200、DN800球墨鑄鐵管，穿路部分采用鋼管，項目概算投資1100萬元。工程實施過程中，穿子信路段采用泥水平衡頂管法施工135m，先頂進DN1200鋼筋混凝土Ⅲ管后，再穿DN8003PE防腐鋼管。

2 方案比選

青鋼專用供水管線工程頂管覆土厚度7.5m，施工區(qū)域與已有雨水管道、污水管道、市政燃氣管道、電力箱涵構(gòu)筑物交叉。工程地處蝦池地段，地下水位豐富，地下管線、構(gòu)筑物、地質(zhì)情況、現(xiàn)狀條件復(fù)雜，頂管施工主要在淤泥質(zhì)土、流砂層中進行，需采取安全措施，重點預(yù)防安全事故發(fā)生。

2015年5月21日，建設(shè)單位組織專家進行方案論證，根據(jù)現(xiàn)狀地質(zhì)勘察報告結(jié)果，采用具有雙重平衡功能的泥水平衡頂管機，再配D1500掘進機，能將地表隆沉的精度控制在5mm以下，在地面控制室內(nèi)，采用激光導(dǎo)向和閉路電視監(jiān)控等方法進行操作，自動化程度很高，且質(zhì)量較容易掌控。

設(shè)計頂管管徑1200mm，管壁厚12mm,每節(jié)管長2.5m,混凝土強度等級C50,采用企口(平口)連接形式,管端頭采用12 mm厚鋼箍作為襯墊,接口采用橡膠條止水,管壁預(yù)埋壓漿管。始發(fā)井、接收井采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，始發(fā)井尺寸7.8m×4.5m×8.5m,接收井尺寸4.2m×4.5m×6 m。工作坑采用預(yù)制排水下沉施工方法配合18m長臂反鏟挖掘機開挖,做底板后進行泥水平衡施工。

3 泥水平衡工法

3.1 泥水平衡工法流程

泥水平衡工法流程如圖1所示。

圖1 泥水平衡工法流程

3.2 泥水平衡頂進系統(tǒng)組成

土體經(jīng)過切削系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)(見圖2)再由進、排水裝置拌和后，由輸泥管輸送到地面。

泥水平衡頂進系統(tǒng)主要由10部分組成(見圖3)：①NPD泥水平衡頂管機；②機內(nèi)控制柜；③洞口止水圈；④環(huán)形護口鐵；⑤馬蹄形頂鐵；⑥主頂油缸；⑦主頂油泵；⑧激光經(jīng)緯儀；⑨后背板；⑩基坑導(dǎo)軌。

4 施工中遇到的問題及建議

4.1 頂進與注漿

注漿時采用活塞泵，注漿壓力按(0.25±0.05)MPa，為防止出現(xiàn)工具管頭工作面不穩(wěn)定的情況，注漿壓力不能過大。注漿時間控制在1min之內(nèi)，頂進距離增大時，注漿時間適當(dāng)延長。注漿過程中，根據(jù)現(xiàn)場記錄，頂力大小和注漿效果呈現(xiàn)出上下波動趨勢，反映出注漿對降低頂進摩擦力效果明顯。

4.2 問題及建議

在頂管頂進10m時，難以建立泥水平衡壓力，經(jīng)參建單位技術(shù)分析后調(diào)整施工方案，將頂進的混凝土管全部拔出，重新調(diào)整頂進參數(shù)，由此耽誤工期10天。

頂進初始階段，綜合泥漿性能、泥水壓、排泥量、注漿量、注漿壓力、膨潤土的稠度、泌水、強度、配比、凝結(jié)時間等技術(shù)參數(shù)設(shè)置，建立起泥水平衡壓力，為后續(xù)頂進創(chuàng)造條件。

在頂管施工過程中，必須保持工作面穩(wěn)定及排泥管的暢通。泥漿濃度和相對密度、進排泥泵流量和壓力及地下水壓力變化等指標(biāo)，必須隨時進行檢查，一旦出現(xiàn)不利情況隨時進行調(diào)整。施工中，往往遇到泥水溢到地面或滲透到地下水中情況，致使無法形成泥水壓力，施工受阻。這說明遇到了覆土層厚度較小或滲透系數(shù)特別大的砂礫或卵石層，此時，需及時調(diào)整施工工藝參數(shù)，保證施工順利進行。

5 結(jié) 語

泥水平衡頂管施工,在淤泥質(zhì)土、流砂地段效果明顯，適合地下管道長距離穿越工程的施工。采用泥水平衡作業(yè)，泥水通過泥水管輸送，不會對作業(yè)周邊環(huán)境造成破壞。通過該工程的實施，泥水平衡工法得到了很好推廣，確保了供水項目全線順利通水。

[1] 吳建軍.頂管法在污水管網(wǎng)中的應(yīng)用技術(shù)研究[D].重慶交通大學(xué),2013.

[2] 劉泉維.透水砂層泥水平衡盾構(gòu)開挖面失穩(wěn)破壞機理研究[D].北京交通大學(xué),2014.

[3] 吳建軍.頂管法在污水管網(wǎng)中的應(yīng)用技術(shù)研究[D].重慶交通大學(xué),2013.

Application of Slurry Balance Method in Underground Pipe Network Engineering

HAN Tao, SHI Bin, XIAO Ming

(QingdaoWaterConservancyProjectConstructionandDevelopmentCorporation,Qingdao266000,China)

In the paper, the slurry balance construction method of Qinggang special water supply pipeline project is adopted as an example for describing project general situation, plan comparison and construction methods. Problems in the construction process are combined for proposing corresponding suggestions. The advantages of slurry balance pipe-jacking construction under the following complex conditions are described: the buried depth is large, groundwater is abundant, and shifting sand geology is available, thereby promoting promotion and application of the construction method.

sturry balance construction method; underground pipe network; application

10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2017.07.004

TV52

A

1673-8241(2017)07- 0010- 02

建設(shè)管理