浅析市政排水工程减少摩阻力的顶管施工技术

摘要：本文就排水顶管工程施工过程中，利用注浆方法使土体固化，在工具管帽处注固砂剂将其上方土质固定，形成固砂剂自拱。在空隙内填注膨润土，减小管壁接触摩擦系数，达到减小摩阻力的要求。

关键字：顶管施工、注浆、少摩阻力

中图分类号：TU85 文献标识码： A

1.引言

近年来随着我国经济的发展，城市建设的脚步越来越快，城区的排水管线新建及改造工程也越来越多。顶管分为传统的人工顶管和机械顶管。传统的人工顶管有易塌方、推进力大、顶进距离短（一般在30m左右）、工作坑布置较多对地面破坏大、影响交通等缺点；机械顶管具有占用施工场地大、费用高、地下障碍不可见等缺点。在传统人工顶管方法的基础上，自制工具管，采用注浆固砂减少摩阻力的方法。

2．施工技术原理

2.1固砂注浆工艺原理

在传统的人工顶管基础上通过自行设计的带有注浆孔的特殊的工具管帽，利用注浆方法使松散的土体固化，避免土体洒落下来包裹顶进的工具管，产生摩阻力。工具管帽处上侧和左右两侧留有2cm大小圆孔，是注固砂剂预留孔，这样在工具管帽处注固砂剂将其上方土质固定住，形成固砂剂自拱。在管道向前顶进固砂剂自拱与工作管间将形成一定的空隙。在空隙内填注膨润土，膨润土具有一定的作用，与管壁接触摩擦系数小，因此达到减小摩阻力的要求。

2.2顶进调偏工艺原理

在工具管帽处设一定数量的小千斤顶，当量测到管道中心有偏移时，利用这些小千斤顶来校正。

3 操作要点

3.1与传统的人工顶管相同，首先做好施工准备工作，测量放样，预顶进管线范围内管网调查，工作坑制作，滑道及顶进设备的安装。

3.2自制工具管帽

为保证管帽的调偏，采用设置小千斤（顶稿）变其为可调式工具管帽。其作用类似于顶管机，针对老城区，地下管网复杂，因管帽前方由于人工取土具有可见性，避免了顶管机前方不可见的缺点。为防止顶进过程中塌方，施工前，在管帽前端上部钻一定数量的2CM圆孔，利用空压机注入固砂剂，提高顶管前端砂土的内聚力，在顶进过程中利用固砂剂在砂层中形成自拱以减少砂层塌落所增加的摩阻力。

3.3管道顶进减阻施工要点

1．管壁处理，其作用减少管壁粗糙度进而减小管壁与土接触的摩擦力。采用管壁外注入膨润土做为介质减小摩擦。介质必须保持一定的厚度方能有效。自制工具管帽的外径必须比工作管外径大2cm，固在工作管和土层间留出了一定空隙，在压入介质后形成所需厚度的一个液体层。

2．管道内注入剂减小阻力，利用注浆泵将按比例配制好的剂（配合比要经现场实验进行确定）注入至工具管的预留口内，并保证所注浆液饱满。

3剂

.剂采用膨润土制备，通过实验确定配合比。膨润土采用钻井泥浆膨润土，其造浆率高、滤失量低、防渗能力强，具有优良的性能，在钻进（或顶进）过程中由泥浆形成的泥皮薄而致密，堵漏和护壁作用效果显著。

4质量控制

开启千斤顶使工具管的刃角切入土中，此时，工人可进入工作面挖刃角切入土层的泥土，并随时将弃土通门式吊车等运土设备从顶进坑吊运至地面。顶进过程中刃角前不得超挖。开始顶进时观察首节管前端与滑道的间隙，如首管前端离开滑道，及时调整管或钢其高程。

管子和土层之间充满介质的空隙，在整个推顶过程中必须保持不变。要做到这一点，介质必须能够阻止土层落到管壁上，必须承受着各种具体条件下起作用的上压力来托住土层。因此，在介质中必须经常保持相当于土应力的液压。交承压力的反作用力则由顶进管来承受。

由于顶管长距离顶进，顶力的持续增大，通过对支撑顶进的工作坑的支撑壁进行土体固化，对长距离顶进起到了保证。

5.安全措施

根据工程的特殊性质，要注意当顶进一定的距离时及时向管道内注入新鲜空气，为防止注浆时浆液溅到工作人员身体上对身体有腐蚀，给注浆人员配戴好眼罩和衣服等保证作业人员人身安全。

对参加施工的人员要进行经常性的安全教育，要熟知本工种的安全技术操作规程，操作中应坚守本岗，严禁酒后操作。对于技术工种，如电工、焊工、机械操作工、起重机司机及车辆司机，必须经过专门训练，考试合格发证后，方可单独操作。

6效益分析

1与开槽埋管施工法相比，施工作业面小，占地少，地面破坏程度小，适应在市区街道建筑密集的情况下施工，无噪音、无污染，不需封闭道路、交通，对周围环境、交通影响小，具有一定的环保效益。

2与传统人工顶管施工相比，由于减阻措施有效使得顶进力小，顶进距离长，避免更多的工作坑制作，节省了材料设备的投入，降低了成本；与利用顶管机顶进相比，施工具有可见性，能发现顶进前端的地下障碍状况，安全性高；并投资小，收益高。具有一定的经济效益。

参考文献：《地基与基础施工及验收规范》

《钢筋混凝土工程施工及验收规范》

《市政工程质量检验评定标准》、