2021年顶管技术在给排水施工中的应用给排水顶管技术规程.docx

顶管技术在给排水施工中的应用给排水顶管技术规程

　　摘要：本文经过对某开发区内计划路沿线顶管施工段的工程实践经验，论述了顶管施工技术在给排水管道工程中的应用，并取得了显著的成效。　　关键词：顶管；平衡；泥水；工作井
　　该市政计划路给排水施工项目在某开发区内，该工程中的W334―W337设计为顶管施工段。管材采取带橡胶圈III级钢筋混凝土承插管，管径为1500mm，总长270m。其中工作井、接收井均采取矩形钢筋混凝土沉井结构。
　　一、顶管施工技术方案选择
　　(1)经调查分析研究及结合本企业在设备和施工及相关的技术能力，采取了密封泥水平衡式顶管工艺进行施工。
　　(2)泥水式平衡顶管机相比于土压式平衡顶管机，能有效平衡地下水、对付流沙和淤泥质地层。同时泥水式平衡顶管施工比土压式平衡顶管施工含有以下优点：a、可连续顶进作业，施工速度快：b、人员不用进入管道作业，安全性高；c、在淤泥质和砂层中顶进，对地质环境影响小，能有效控制施工精度，而且成本低等。
　　(3)顶管施工关键设备
　　该工程选择了GTNS中1500泥水平衡顶管机，50T吊机1台、25T吊机1台，后座泵站2套、整体式顶进构架2套、泥水处理系统2套、激光水准仪1台、全站仪1台、水准仪1台、经纬仪1台，另外还有通用设备电焊机、水泵等。
　　(4)顶管施工工艺步骤
　　施工前期准备→测量放样、复核→工作井施工→搅拌桩施工→工作井上下设备安装准备→工具头吊装下井、全套设备调试→工具头穿墙顶进→后续吊放管道一管道顶进、测量控制及纠偏→管道排泥和废泥浆外运→下→管节吊放就位→下段顶管顶进一管道贯通、回收工具头→闭水试验→完工验收、清场
　　(5)施工次序
　　顶管法施工采取先施工顶管工作井及接收井，后顶进管道，然后施工检验井的施工次序。顶管工作井及接收井施工、管节制作、顶进施工、检验井施工尽可能平行交叉进行，以缩短工期。
　　二、顶管工程力学参数确定
　　1、顶力计算
　　本工程采取顶管总顶力计算的经验公式进行计算：
　　F=F0+F1
　　F0=apeBC2л/4
　　F1=RSL
　　F0―始顶力(kN)
　　F1―管壁摩擦力(kN)
　　a――综合系数，本工程取淤泥质土系数值1
　　pe―土仓的压力(kpa)，pe=150kpa
　　BC=管外径(m)，取
　　R―综合摩擦阻力(kpa)，本工程取淤泥质土值2：
　　S―管外周长(m)，=*=：
　　L――推进长度(m)，本工程考虑L=400m。
　　初始顶力：FO=*150**л/4=885kN
　　管壁摩擦力：F1=2**400=5624kN
　　总推力：F=885+5624=6509kN=651T
　　说明：以上的管壁摩擦力计算没有考虑触变泥浆减摩效果，施工是采取触变泥浆减摩，能够有效折减管壁摩阻力。
　　工具头正面泥水压力：F1=л×D2/4XP
　　其中
　　F1N管泥水阻力(t)
　　D―顶管外径(m)
　　a―顶管泥水最大压力(t/m2)
　　a和土层密实度、土层含水量、地下水位情况相关。依据相关工程统计资料和本工程的分析，估算工具头正面泥水压力为50t/m2左右，F1=×лD2／4×P=π×/4×50＝196T
　　管壁摩擦阻力：F2=S