徐健
（东至县住房与城乡建设委员会，安徽 东至 247200）
【摘要】顶管施工作为非开挖施工技术之一，具有施工时不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合成本低、安全性好等优点，其应用前景十分广阔。本文主要结合某市政截污管道工程的施工案例，对顶管技术在砂砾层土体工程中的施工控制措施的应用做了分析和探讨。
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关键词 顶管技术；砂砾层；市政工程
1 工程概况
某城市截污管道工程是该地区环境治理的重点工程项目，污水管线布簧沿原护城河两岸布置，其原始地貌属河流冲洪阶地及山坡地，沿线较平缓。污水将被输送到新建的污水处理厂进行处理。管道敖设直径为DNl500的钢筋混凝土管，现场施工条件复杂，顶管穿越的地质情况复杂，主要为含砾中粗砂层、淤泥质土层。管道覆土约6.5m，且管线敷设在道路上，因此采用顶进设计方案。管道沿线共设2座工作井和2座接收井，工作井和接收井均采用沉井法施工，井底深度为7-9m。顶管管材选用用F型接口钢筋混凝土管。
2 砂砾层土体工程中顶管施工技术控制措施应用
在砾砂层中采用项管法施工，由于管道周围砂土坍塌无法形成卸力拱，导致管周水平土压力和垂直土压力增大，加大了管道顶进的摩擦阻力和工具管头部阻力，该摩阻力是管道顶进的主要阻力，为了充分发挥顶力的作用，在相同顶力条件下，为达到尽可能长的顶进距离。须采用一定的措施尽可能降低顶进中的管壁外周摩擦阻力。本工程采用管壁外周加注触变泥浆，在土层与管道之间注入泥浆，形成一定厚度的泥浆环，使工具管和顶进的管道在泥浆环中向前滑移，来达到减阻的目的。
2.1 泥浆润滑剂选用
泥浆润滑剂又称为触变泥浆，是由膨润上、CMc(粉末化学浆糊)、纯碱和水按一定比例配方组成。膨润土是触变泥浆的主要材料，作为顶管施工用的膨润土应选纳基膨润土，由其拌制成的浆液，触变以后的流动性和静止下来的胶凝性、固化性都比钙基膨润长拌制的浆液要好，对土层的支承和润滑效果好。
2.2 触变泥浆施工控制
注浆减摩是项管施工中非常重要的一个环节。合理使用触变泥浆可以保持土体稳定，减少塌方起到减阻和护壁作用。浆液通过注浆系统由注浆孔注入周围土中。
触变泥浆的工作原理是：管道外环空间充满触变泥浆形成的泥浆环套，不仅减少了土层对管子的垂直压力，而且因泥浆具有浮力作用，减轻了管道对下部土层的正压力，泥浆处于流动湿润状志，从而保持为湿润摩擦——一种摩擦系数较小的摩阻状态。有触变泥浆，其减阻效果可达30-60％。
注浆主要有3个作用，一是起润滑作用，将管土之间的干摩擦变为湿润摩擦，减小摩擦阻力：二是起支撑作用，在注浆压力下使隧洞变的稳定：三是改良土质，通过泥浆向管道周围土体的渗透作用来改良不好的土质。
顶管施工过程中，如果注入的润滑浆能在管子的外周形成一个比较完整的浆套，则其减摩效果将是十分令人满意的。在顶管时，管子随着距离的增长，在经过不同的土质时，推力上升得很快，一旦推力超过混凝土管所能承受的极限时，混凝土管就有可能被破坏。如果是这样，工程就有报废的可能。当然，出现这种情况的原因可能是多种多样的，但是起到润滑减摩的浆套无法形成或无法完全形成则可能是主要的原因之一。
2.3 压浆与补浆施工控制
触变泥浆减摩效果的好坏，与注浆孔的布置、注浆泵的选用和注浆压力与浆液注入量有关。顶管掘进机后部环向均匀设置压浆孔，一般为3或4只。顶进时，及时进行跟踪补浆，确保在掘进机后面及时形成完整的泥浆环套。顶管掘进机后面管子上都布置有压浆孔，其后每三节管道中有一节布置有压浆孔。
地面泥浆站配置好的触变泥浆，经液压注浆泵增压后，进入输浆总管，通过环形分管注入顶管机及管节的压浆孔形成泥浆套。当管节顶进时，利用掘进机尾部环向均匀布置的压浆孔，与顶进同步进行跟踪注浆，以确保当掘进机顶进时所形成的管壁周围空隙被触变泥浆全部填充从而形成完整的泥浆环套。在顶进过程，由于浆液的流失，还应进行补浆。一般在一节管节顶进结束后以及管道阻力过大时，都应进行补压浆。
选用的注浆压力值应不使膨润土悬浮液从注浆孔喷出，在孔口周围形成高压密区，原则上控制在同步跟踪压浆量为管节外理论空隙体积的8倍左右，补压浆量一般为管节外理论空隙体积。
对注浆工艺，应予控制的参数主要是注浆压力和注浆量，二者均应适度。注浆压力的合理确定与由上覆地层产生的水土压力值有关，注浆压力值不宜过高，应根据浆液的粘度和管路输送长度，以及管壁处的土压力值经试验确定。
2.4 压注触变泥浆控制
（1）机尾三节混凝土管同步压浆，以形成原始浆套，填充固有间隙和纠偏间隙。
（2）沿线(及洞口)压浆，以补充管道不直形成的沿线浆套缺损。
（3）定点压浆，根据沉降测量反馈数据，对沉降过大处补偿性压浆，以支撑地表。
（4）触变泥浆的配比选料中，膨润土应选择膨胀倍率大、杂质小，颗粒在250目以上的优质膨润土较好。石膏具有使浆液保持其减摩效果持久的功能，同时又提可高浆液的胶凝强度，是触变泥浆配比中的必选品。
（5）在顶管施工时，要做好压浆量、点的记录，确保压浆工作到点，以降低管外壁摩擦阻力，提高顶管质量。地面沿线有专人巡视，防止压浆打穿地层造成浆套损坏。
（6）注浆前，在与机头相连的三节混凝土管以后的施工管上设置注浆孔，每隔6m设置一圈压浆孔，每个压浆孔上安装一只1.5寸球阀，由橡胶软管与压浆总管相连。压浆总管是一根1.5寸钢管，连接压浆泵。压浆系统上设有流量、压力调节阀。触变泥浆选用标准配方浆料，在拌料筒内按一定比例兑水充分拌制后，储放24h后方可使用。
2.5 施工质量保证措施
（1）制定严格的质量管理制度并进行定期的检查，确保施工质量；
（2）所有管节质量、接口焊接质量必须符合规定质量要求，运到现场应附有产品的合格证明，并逐一进行外观检查；
（3）所有顶管设备，必须经过维修保养，在进入工作井安装时必须进行单机和整机联动调试，在顶进中必须贯彻执行保养制度；
（4）建立完整的施工管理质量检查体系，进行定期和不定期的质量检查，每月二次定期召开质量会议，并做好记录；
（5）在顶进施工过程中，必须合理安排施工人员，确保24h日夜连续施工；
（6）在拆除封门前必须检查洞口止水圈与机头外壳的环形间隙是否密封，无泥浆注入；
（7）测量纠偏是顶进中的控制关键，必须贯彻勤测微纠的原则；
（8）工作井内应设置由地面水准点引入的临时水准点，在交接班时进行仪器高程的校对与调整；
（9）在顶进注浆过程中，认真做好压入量、压浆压力和压浆点位的原始记录。
3 结语
随着城市对环保标准要求的提高，城市市区建设的污水管线铺设量越来越大，顶管技术得到极其广泛的应用。论文结合工程案例，对于在砾砂层土体中进行的顶管施工技术控制措施做了分析，在顶进过程中采用管壁外周加注触变泥浆，给出合理的注浆控制参数，以达到减阻的施工措施，确保了本工程的顺利实施。
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参考文献
［1］颜培育.排水管道顶管施工的常见问题分析[J].建材发展导向（下）,2014(9).
［2］仲佳豪.浅谈管道工程中顶管施工技术应用[J].科技创新与应用,2014(24).
［3］徐锋.浅谈顶管施工过程中存在的问题[J].价值工程,2014(12).
［责任编辑：薛俊歌］