摘要：泥水平衡式顶管施工技术由于具有土质适用范围广,能维持不同土质挖掘面的平衡,连续作业性好,施工进度快等优点,因而在各种顶管施工技术中应用广泛。本文结合工程实例，对泥水平衡式顶管施工技术进行了探讨，以供同行参考。
关键词：顶管工程；施工技术；质量控制
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
某市政道路排水工程II段位于广东省佛山市，其中新建雨污水管道四道，管径分别为D1O00、D1200、D1350覆土深度为1．6～4．8m。原方案采用全线开槽施工埋设承插式钢筋混凝土管，但施工至K0+030～K1+160部分时发现高水位地下水，且涌水量较大，地下水埋藏深度为地面以下1．4～2．7m不等。根据专家论证会意见，施工采用井点降水及泥水平衡顶管工艺施工。其中D1000顶进长度为3089m，Dl200顶进长度为488m，D135O顶进长度为225m。雨污水管道为双排同坑项进．单向顶进最长距离为190m。
该工程特点如下：因多穿过粉质土层，而粉质土层凝聚力小，且含姜石及碎石，加之地下水位高，管道覆土较浅，形成卸力拱的能力较差，所以顶进过程中容易包裹混凝土管，增加阻力；管道曲线半径小，且顶进距离长达185m；个别工作井既是主顶井又是接收井，接收井巳预制完成后，顶进机头要进入接收井预留的孔洞，对顶进精度要求非常高
2 井点法施工的关键技术
2.1井点降水
根据实际地质情况．在沉井附近采用井点法降低地下水位，以方便施工挖土，使沉井顺利下沉，并保证顶进施工时顶进工作井及接收井无积水，设备能够正常运转。
根据沉井工作井的尺寸及勘查提供的涌水量、抽水影响半径，计算出井点的埋设深度及埋设数量。
(1)井点埋设深度
H=h1-h2+△h+L+b=9m(1)
式中：
H—井点埋设深度(m)；
h1—沉设井点施工的地面高程(m)，据实测为89．857m；
h2—基坑底面高程(m)，据实测为84．357m；
△h—设计地下水降至基坑底面以下深度(m)，取0．5m；
L—滤管长度(m)，据经验值一般为2．51TI；
b—井点到基坑的水力坡降(m)，一般取水平距离(经验值一般为5m)的0．1。
(2)井点埋设数量
N=Q／q=15．6(2)
式中：
N—井点数(眼)，取N=16；
Q—涌水m(m3•h-1)，经现场实测为23．4 m3•h-1；
q—每眼井排水量能力(m3•h-1)，据每眼井配置水泵功率，取工作效率系数O．8，计算为1．5。
每1．5m打井一眼，深度为9m，用φ65钢管做降水井。用射流泵抽排地下水，平均每座工作坑围绕工作井环向布设16眼轻型井点．每座工作坑设射流泵一套．各井点井口用D150钢管连接至射流泵，抽排地下水。将地下水降到管道基础以下0．5m。不影响管道顶进作业。
2.2合理确定顶力
1)泥水平衡顶管最大顶力计算
(1)经现场论证分析，泥水平衡顶管最大顶力FOp顶进阻隔力，为顶管机端阻力与侧壁摩阻力之和，即
（3）
式中：
D—管外径；
P—控制土压力：
K0—静止土压系数，一般取0．55；
H0—地面至掘进机中心的高度，取H0=5m；
r—土的容重．取r=1．8t•m-3；
f—管道外壁与土的单位面积平均摩阻力；
D—管外径(mm)，本工程涉及的管径为D1000(外径为1．2m)，D1200(外径为1．44m)，D1350(外径为1．62m)：
L—顶距(m)。
(2)最大顶力。对于管径分别为D1000、D1200、D1350的顶管，经计算得最大顶力分别为363．555、313．265、353．559t。
2)顶力的设计与调整
顶管最大顶进力不超过40Ot．不须加设中继间接力顶进。但考虑到覆土较浅，管道上方正常的卸力拱不易形成，会造成顶力增加，为工程带来很大的风险．所以施工中只有采取克服顶力增长的措施，才能使顶管施工圆满完成。通过对以往顶力记录的分析并考虑减阻的效果．决定使用触变泥浆减阻及管壁涂抹润滑剂减阻。
2.3施工工艺优化
泥水平衡式顶管设备全封闭式作业，其泥水系统符合泥水加压平衡原理，利用探测仪器并根据顶进速度以及前方土体土压力的变化而自动调整．从而保证一个恒定的土压力平衡值，科学地确定送排泥流量、浓度和流速。泥水平衡控制系统通过气动球阀控制泥水管路在推进中的逆流冲洗、停止、旁路等动作，顶管机系统、泥水平衡及输送的控制，通过计算机进行数据采集及管理．组成一个先进的监控系统，既保证了施工安全，又提高了顶管机小容积泥水舱压力平衡的精度。顶管机出洞封门采用矩形钢箱和密封圆环装置，密封和安全性能良好，适合本场地地层及浅覆土施工，基本上不会造成地面沉降，可以确保工程质量。
泥水平衡顶管的工艺流程为：工作井制作→测量放样→安装井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备→安装地面辅助设施→顶管机头吊装就位→安装激光经纬仪→整套系统调试→顶管机头出工作坑→正常顶进→顶管机头进接收井→清理并砌筑检查井。
3施工质量控制措施
3.1减阻措施
(1)合理布置注浆孔
本工程施工时在管节外壁合理布置注浆孔，孔位按对称或均匀状布置，向孔内注入触变泥浆形成泥浆套，以减小管壁与土体间的摩阻力。触变泥浆在输送和灌注过程中具有流动性并呈胶状液体，可起到润滑减阻作用；静置一定时间后泥浆固结呈胶凝状，土体具有支护作用；管节顶进时，泥浆被扰动再呈胶状液体，该过程反复循环，贯穿于整个顶进过程。为了保证压浆效果，在工具管尾部环向均匀地布置4个注浆孔，顶进时及时进行注浆。工具管后的3节混凝土管节上均有注浆孔，使其与工具管形成一个注浆区间，保证从前端一开始就形成完整的泥浆套，之后每隔2节设一节管节，并在管节上设4个注浆孔，呈90°环向交叉布置，作为补偿使用。
(2)注浆质量及可靠性
触变泥浆的性能须稳定，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结，既要有良好的流动性，又要有一定的稠度。顶进施工前要做泥浆配合比试验，找出合适于施工的最佳泥浆配合比。
