泥水平衡顶管技术在大口径供水管道铺设中的应用

第3期342013年6月非开挖技术ChinaTrenchlessTechnologyNo．3June．，2013泥水平衡顶管技术在大口径供水管道铺设中的应用朱庆根王志刚(1．浙江宝阳市政工程有限公司2．绍兴飞宇基础工程有限公司312000)摘要：泥水平衡顸管掘进技术是一种先进的替代开糟挖埋式铺管的技术，目前广泛应用于排水、引水、给水、电讯、燃气、电力等管道的铺设，本文通过对无锡市自来水总公司敷设贯通锡澄水厂、中桥水厂、雪浪水厂和锡东水厂的清水通道的大口径钢管顶进施工工艺的介绍，证明了泥水平衡顶管技术的在各类管道铺设中适用性。关键词：泥水平衡、大口径、供水管随着我国经济建设迅速发展，城市化水平不断提高，建设资源节约型、环境友好型城市的要求也迫在眉睫。为了避免以往“开槽式”挖掘施工所造成道路交通阻塞，事故频发，人民出行不便，同时为了减少对环境产生污染；非开挖施工技术已作为优先考虑的施工措施；在顶管施工中，我们把用水力切削泥土以及虽然采用机械切削泥土而采用水力输送弃土，同时有的利用泥水压力来平衡地下水压力和土压力的这一类顶管形式都称为泥水式顶管施工。泥水平衡理论就是以含有一定量粘土的且具有一定相对密度的泥浆水充满掘进机的泥水舱，并对它施加一定的压力，以平衡地下水压力和土压力的一种顶管施工理论，按照该理论，泥浆水在挖掘面上能形成泥膜，以防止地下水的渗透，然后再加上一定的压力就可以平衡地下水压力，同时也可以平衡土压力。非开挖技术的应用适应了这种要求，泥水平衡顶管技术就是被广泛使用的一种非开挖技术，泥水平衡顶管可适用于排水、引水、给水、电讯、燃气、电力等管道的铺设。1工程概况为提高无锡市自来水应急状态下南北连网的输水和蓄水能力，确保城市供水安全，无锡市自来水总公司修建安全供水高速通道工程，敷设贯通锡澄水厂、中桥水厂、雪浪水厂和锡东水厂的清水通道。作为安全供水高速通道配套工程，本工程管线沿运河西路延伸段，该段给水管采用泥水平衡顶管法施工，管道沿运河西路，顶管全长286米，管材采用D2448钢管，顶管底标高为一7．0m，地面标高为3．6m，管道埋深8．2m。使用中继问1套。根据该项目大口径、管道焊接刚接口、长距离的特点，我们提出了采用泥水平衡顶管技术，结合该地段地质土层具有复杂多变的实际状况，运用日本伊势机TCC机型施工的方案。本工程使用的主要设备是：日本技术TCC型泥水平衡、偏压型顶管机。该设备有新设计的四大功能：(1)顶管机顶进、破碎处理一体化，无需任何辅助工艺；(2)在机内旁通装置标准化，大大缩短安装时间和防止泥水管道的阻塞；(3)新一代的激光反射型方向诱导装置(RSG)能使操作简单而精确；(4)适合土质范围广、顶管距离300米以上。泥水平衡式顶管施工最大的优点是：(1)适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高，以及变化范围很大的条件下，它都适用。(2)可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小。因此，采用此方法顶管引第3期朱庆根王志刚：泥水平衡顶管技术在大口径供水管道铺设中的应用35起的地面沉降较小。(3)与其他类型的顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其在粘土层这种表现得更为突出，所以特别适用于长距离顶管。(4)工作坑内的作业环境较好，作业比较安全，由于它采用泥水管道，输送弃土，不存在吊土，搬运等危险的作业。(5)泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快。2沉井施工方案及工艺2．1测量设计交桩：测量之前应有设计单位组织设计交桩，一般来说，在工作井和接收井附近应各交二个控制桩并给出所有控制桩的坐标，控制桩之间的距离应保持在150m以上。工作井和接收井之间一般情况下都不能通视，因此两处应各设置二个控制桩，避免设置新点时仪器操作所引起的误差，控制桩距离要求在150m以上是为了保证测量时的精度，减少因仪器操作和人为因素引起的误差。测量放线：(1)顶管工程的测量工作是整个顶管工程的关键，它的实施好坏将直接影响到管线的平顺，甚至影响施工进度。因此需要精心实施，确保无误。(2)顶管工程的测量包括高程测量和轴线(左右)偏差测量两部分。(3)高程测量较简单，在地面上把永久性水准引测到井边，通过垂直吊钢尺引测到井下，设临时水准点，再在管道内架设水准仪测至机头内标靶，即可知道机头高程偏差。此水准还可以从机头测出来，闭合差按二级水准控制。(4)轴线(左右)偏差测量可在后座设一激光经20纬仪，在满足通视的条件下，直接观察到机头光靶就可知道轴线(左右)偏差。2．2基坑制作及下沉顶管工作井沉井套用上海市政设计研究院设计的5×10X13m沉井图纸。(1)施工工艺流程沉井制作一深层搅拌桩施工深井降水一沉井下沉高压旋喷桩加固后背及止水帷幕钢管顶进坑内接点(2)施工方案经监理工程师认可的基坑开挖边线确定后，即可进行挖土工序的施工。井体外侧留置O．5米以