排水管道顶管的设计与施工
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摘要：在市政工程排水管道顶管施工设计过程中必须要明确顶管施工的特点、设计流程，通过对水泥平衡法的解析来透视技术设计问题，在保证技术完美的同时，对技术应用做出施工准备、技术检验的应用指导，以此来保证应用的实效性。作者在施工过程和经验中分析施工特点和施工流程的基础上，探索了顶管施工的特点和排水管道顶管施工设计及应用的要点，对全面实现排水管道的完备施工有重要的实践指导意义。
关键词：排水管道顶管施工设计应用
Abstract: in the municipal engineering drainage pipe jacking construction design process must be clear of pipe jacking construction characteristics, design process, through to the cement balance method to design the analytical perspective technique problems, in order to ensure the perfect technology, meanwhile, technology application make preparation for construction, technical inspection application guidance to ensure the effectiveness of the application. The author in the construction process and experience of the construction characteristics and construction process analysis, on the basis of the exploration of pipe jacking construction characteristics and drainage pipe jacking construction design and application of the main points, to achieve the complete drainage construction has the important practical significance.
Keywords: drainage pipe jacking construction design applications
中图分类号： TU81文献标识码：A文章编号：
顶管施工技术是一种较好保护环境的敷设地下管线的非开挖技术，是排水或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。顶管施工技术的开发使得水利、市政等部门管道施工设计发展迅速，而且使得地下排水管道的施工设计有了更为坚实的技术支撑。
1 顶管施工的特点
该技术的优势就在于能够不破坏外层土结构，并且能够通过多种技术作用原理实现顶进、挤压、充填、施加气压等多种施工技术调控，自控自支护自平衡土压力，使顶进管壁与原地层紧密结合，并改变顶管沿线地下水的渗流方向和渗透作用，使顶管管线形成土体中的加筋体，与地层土体产生相互作用，从而也改善了沿线土体的变形状况，因此可以说顶管施工又是一种现代化的敷设地下管线的施工方法。其施工特点包括：（1）、虽然不会破坏外层土结构，但是还是对软土层有较好的施工保证；（2）、动工时不用大面积地无明挖土方；（3）、工程施工过程简单，所需设备少，会缩短工期，降低造价；（4）、适用于中型管道（l.5～2m)管道施工；（5）、大直径、超长顶进、纠偏困难。可穿越公路、铁路、河流、地面建筑物进行地下管道施工。（6）、可以在很深的地下铺设管道，适应范围广泛。
2 排水管道顶管施工设计
2.1排水管道顶管施工设计流程
排水管道顶管施工设计流程一般来说包括以下程序：开挖工作坑并支撑―安装后背墙―基础与导轨安装―顶管设备安装―顶进施工―砌井―闭水实验―回填―竣工验收顶管。具体来说施工顺序首先要先施工顶管工作井及接收井，后顶进管道，然后施工检查井的施工顺序。顶管工作并及接收井施工、管节制作、顶进施工、检查井施工尽可能平行交叉进行，以缩短工期。在这个过程中需要进行顶管工程力学参数顶力计算，计算公式为：F＝F0 F1
F0= a PeBC2 π／4
F1=RSL
F0――初始顶力（kN）
F0――管壁摩擦力（kN）
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），
a――综合系数，本工程取淤泥质土系数值1
pe――土仓的压力（kpa），
BC=管外径（m）
2.2 泥水平衡法
排水管道指汇集和排放污水、废水和雨水的管渠及其附属设施所组成的系统，包括干管、支管以及通往处理厂的管道，无论修建在街道上或其它任何地方，只要是起排水作用的管道，都应作为排水管道统计。排水管道主要为排除路面雨水到泵站内，如果是埋深较大的采用顶管法施工，管径可以选择为D800mm和D1000mm，管材为钢筋砼管；可以设两个顶管工作井和两个顶管接收井，顶管总长度279m,其中D800mm管道147m、D1000mm管道132m。最大顶进长度121m。在施工过程中往往会采用泥水平衡法施工，施工过程沿顶进方向70m左右挖一地下水观测井，及时测得观测数据，确定泥水压力，使泥水仓压力始终大于水压力。泥水初定参数：
泥水比重 1.15t/m3
泥水仓压力 255KPa
排泥流量 Q1=1.1m3／min
排泥流量 Q2=1.37m3／min
流量计设定 1.37m3／min。
3 排水管道顶管技术施工应用分析
3.1施工前的应用准备
（1）顶进管的选择
顶进管是进行排水管道顶管施工的关键设备，对于排水管道的设计施工而言顶进管多数会选用钢筋砼管，这种管抗腐蚀效果明显，适合在排水管中使用。对于顶进管的材质选择也要考虑到施工地段的情况，如果适合钢管材料也可以选择成本价格较低的钢管构造材质。而对于顶进管的的直径选择首先要确定内径，对于不同的排水管道要求，内径的选择要根据工程要求而进行恰当地选择。一般管内径不小于500mm。而对于顶进管的长度选择则要考虑到施工的线路问题，如果路线设计有偏离情况发生就要选择较长的顶管，反之，则可以选择较短的顶管。另外，一般情况下，管长度须相对于管径来衡量，当L／D外≤1.10时，为短管；当L／D外=1.15时，为标准管；当L／D外≥2..10时为长管。短管适合使用在线路曲折的地段，而长管适合使用于土质较好的施工地段。
（2）施工前的技术准备
顶管法施工前的准备工作很多，恰当有效的准备工作是保证施工质量的前提。首先，要选择好技术措施，顶管法施工是一种不开槽的管道铺设方法，基本上是边挖土，边开动顶镐，所以必须要对施工线路进行反复地核对查实，保证线路施工设计能够完美。其次，对于排水管道而言，多数的排水管道的顶管埋土较深，所以要对施工地段的地质、水文进行调查，保证施工不会破坏当地的水文地质。另外，施工技术要做出周密的规格规范要求，一般来说下管前，要严格检查管材，不合格的管材应剔除，不得使用。总之，对施工的各项技术指标都应该有周密的考虑，以保证施工的顺利进行。
3.2顶管施工的检验
顶管施工的检验要执行《给水排水管道施工及验收规范》（GB50268-97），规范中规定管道渗漏的检验方法采用闭水试验（行业标准CJJ3-90规定相同），这种质量检验方法和标准能够反映一般工程质量情况的评价和要求。对具体的检验方法来说包括这样几方面内容：作好工程质量标准规定，运用常规检查方法和仪器测量方法（经纬仪、水准仪及钢尺丈量）进行测量，结合工程施工经验和工程地质资料，认真观测第一顶段施工情况进行分析考虑，严格施工，不断提高工程质量。对于施工过程中需要注意这样两点问题：（1）管道顶进应连续作业。（2）管道顶进过程中如果出现工具管前有遇到障碍；顶铁发生扭曲现象；管位偏差过大且校正无效；顶力超过管端的允许顶力；接缝中漏泥浆等现象时必须暂停顶进，及时处理。
总之，为了保证排水管道项管施工设计完善及应用过程的实效明显，必须要明确项管施工的特点、设计流程，通过对水泥平衡法的解析来透视技术设计问题。在保证技术完美的同时，对技术应用做出施工准备、技术检验的应用指导，以全面的技术规范来保证排水管道施工的技术质量。
参考文献
[1]周民强.顶管施工技术[J].甘肃水利水电技术, 2005,（01）：87－89.
[2]汪玉泉，朱彩珍.浅论项管技术在市政给排水工程中的应用[J].黑龙江科技信息,2010,（20）:77－79.