摘要：市政污水管道施工是城市基础设施建设中的重要工作内容之一，其施工技术的应用对市政道路工程的质量具有重要的影响。本文结合某市政道路污水管道施工实例，对顶管技术在市政道路工程污水管道施工中的应用展开了研究，并对其施工工艺进行了详细的介绍，为类似工程提供参考。
关键词：顶管技术；污水管道；施工
随着我国城市建设的不断发展，市政道路工程的施工也日益增加，人们对其施工质量也越来越重视。在市政道路工程施工中，污水管道作为其中重要的组成部分，其施工技术水平的高低直接影响到市政道路工程的整体质量。顶管技术是一种非开挖施工方法，能够在不影响道路、地面建筑以及地下管线的前提下完成污水管道的施工，在市政工程施工中得到广泛的应用。对此，笔者进行了相关介绍。
1 工程概况
某公路污水管道迁改工程，原有雨水系统：东、西两侧以及中央绿化带各有一条DN600雨水管道。以南连接线为界，南连线以南道路东、西两侧雨水管道自南向北排放，最终排入
河道，中央绿化带雨水管道自北向南排入下游雨水管道。南连线以北道路东、西两侧雨水管自北向南排放，最终河道支流，中央绿化带雨水管道自南向北排入下游雨水管道。
新建雨水系统：南连线以南道路东、西两侧雨水管道，自西向东排入河道支流。南连线以北道路东、西两侧雨水管道，自东向西排入河道（改道）支流。雨水管道全部采用明挖，DN1000管材长度424m。DN600长度42m，均为承插式钢筋混凝土管。
原有污水系统：污水自南向北排入河道支流DN1000截污干管。东、西两侧各有一根DN1000污水管道，污水自北向南排入河道支流DN1000截污干管。
新建污水系统：东、西两侧DN600污水管道接入新建DN1200污水管道。其中DN1200污水管采用泥水加压平衡顶管施工。
2 泥水加压平衡顶管施工工艺
2.1 顶管工艺原理
泥水平衡即以含有一定量粘土，且具有一定相对密度的泥水充满顶管掘进机的泥水舱，并对它放加一定的压力，以平衡地下水压力和土压力的一种顶管施工方法。
泥水加压平衡顶管机机头设有可调整顶力的浮动大刀盘，在挖掘面上进行切削和支承土体。顶力设定后，刀盘随顶进土压力大小变化前后浮动，始终保持对土体的稳定支撑力使土体保持稳定。刀盘的顶推力与正面土压力保持平衡。
机头密封舱中接入具有一定含泥量的泥水，并使泥水亦保持一定的压力：一方面对切削面的地下水起平衡作用，另一方面又起运走刀盘切削下来的泥土的作用。进泥泵将泥水通过旁通阀送入密封舱内，排泥泵将密封舱内的泥浆抽排至地面的泥浆池或泥水分离装置内。顶进操控系统通过调整进泥泵和排泥泵的流量来调整密封舱的泥水压力来适应顶进需要。
刀盘上承受的土压力和舱内泥水压力均由压力表反映，机械运转情况、各种压力值、激光测量信息、纠偏油缸动作情况均通过摄像仪反映到地面操纵台的屏幕上，操作人员根据这些信息进行遥控操作。由于顶管机头操作反映正确，可及时调整操作，所以泥水平衡顶管平衡精度较高，顶进速度较快，且地表沉降量小。
（一）工艺流程
泥水加压平衡顶管由主机、纠偏系统、进排泥系统和压浆系统等组成。主机包括切削土体的刀盘以及传动及动力机构；纠偏系统包括纠偏油缸、油泵、操纵阀和油管组成；进排泥系统由进泥泵、排泥泵、旁通阀、管路和沉淀池组成；主顶系统由主顶油缸、油泵、操纵阀及管路组成；操纵系统由操纵台、电器控制箱、液压控制箱、摄像仪和通信电缆组成；压浆系统由拌浆筒、储浆筒压浆和管路组成。泥水加压平衡顶管施工工艺流程见附图。.png)
（二）施工步骤
1、准备工作
2、顶进施工
①拆除洞口封门
②顶进机头；当机头进入土体时，开动大刀盘和进排泥泵；
③机头顶进至能卸管节时停止顶进，拆开动力电缆、进排泥管、进排泥泵、控制电缆和摄像仪连线，缩回顶进油缸；
④将事先安放好密封环的管节吊下，对准插入就位；
⑤接上动力电缆，控制电缆、摄像仪连线、进排泥管路并接通压浆管路；
⑥启动顶管机、进排泥浆泵、压浆泵、主顶油缸，并顶进管节；
⑦随着管节的顶进，不断观察机头轴线位置和各种指示仪表，纠正管道轴线方向并根据土压力大小调整顶进速度；
⑧当一节管节顶进结束后，重复以上第②至第⑦项操作程序，实施继续推进。
3、顶进到位
①顶进即将到位时，放慢顶进速度，准确测量出机头位置，当机头达到接收井洞口封门时，停止顶进；
②在接收井内安放好接引导轨；
③拆除接收井洞口封门；
④将机头送入接收井，此时刀盘的进排泥泵均不运转；
⑤拆除动力电缆、进排泥管、摄像仪及连续和压浆管路等；
⑥分离机头与管节，吊出机头；
⑦将管节顶到预定位置；
⑧拆除主顶油缸、油泵、后座及导轨；
⑨清场。
（三）泥水处理
这里的泥水处理是指泥水式顶管过程中对排放出来的泥水的二次处理，即泥水分离。本工程泥水处理采用沉淀池法，即通过自然沉淀的方式把10μm以上的颗粒处理掉。
（四）泥水管理
沿地层顶进面经过掘进机切削下来的泥砂，须进行有序处理排放，这是泥水式顶管施工中最重要的施工管理环节。如果这个环节管理不到位，泥水式平衡顶进就无法实现。
①泥水的流速流量管理
为了不使较大粒径的砂砾等沉淀下来，泥水管内的流速必须大于某一速度VL。即是说当泥水管内流速小于VL时，就必须产生泥砂沉淀现象。因此，可将VL称作临界流速。临界流速VL可以通过下式计算出来：VL=FL
式中VL——临界流速；
FL——由粒径与泥水浓度决定的系数；
g——重力加速度；
d——排泥管内径；
Gs——固体颗粒的容重；
δ——泥水的相对密度。
3 地面沉降观测
本顶管工程横穿当地度假区，交通流量大，在该段顶管施工的轴线上要求设立沉降观察点。观察点应在中心线及管中心线左右各5m处各设一点，这样三个点组成一组。每隔10m纵向距离间可设一组沉降观察点。当顶管机接近观测点时就应观测，并做好记录，每1h测量一次，观察下沉。发现垂直高差下沉2mm/h，累计达到10mm下沉量时，立即停止施工，并立即与对病害进行处理，减少顶管施工对道路的影响。
4 结语
综上所述，市政污水管道工程是城市建设中的重要组成部分，在市政污水管道施工中应用顶管技术能够避免施工对道路路面、地面建筑以及地下管线造成影响。因此，在市政污水管道施工中，施工人员要合理应用顶管技术，熟练掌握顶管施工技术，充分发挥顶管技术的优势，同时加强对施工质量的控制，从而保证市政污水管道施工的质量，保障市政工程效益的发挥。
参考文献：
[1]田野.关于顶管技术在市政道路污水管道施工中的研究[J].科技与企业.2016（04）
[2]姚勇华.市政道路污水管顶管施工技术分析[J].江西建材.2014（24）
论文作者:曾小舟
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/11/2
标签：泥水论文; 污水论文; 管道论文; 顶管论文; 机头论文; 雨水论文; 系统论文; 《基层建设》2016年14期论文;