试析市政道路顶管施工技术(一)

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摘 要：市政基础设施地下给排水管道顶管施工技术，在穿越城市建筑、公路、深埋等重难、复杂施工条件时，有其独到的优势，就某地外环路排水工程污水管的顶管施工技术运用，作简要的介绍。
关键词：市政道路；顶管施工技术；施工方案
1 工程概况
某地外环路是环岛主干道，路段I<3+240～K6+760为工程项目，其中K6+180～+715．5段位于别墅群区，地下污水管道位于右幅车行道与自行车道间的绿化带下。管道埋深5．77～8．44m，管材为DN800的预应力钢筋混凝土管。因别墅群尚未搬迁又属于深埋管道，因此采用顶管技术施工。
2 施工方案
顶管全长535．5m，检查井按30m或40m两种间距设置，管材采用抗渗等级为S6的C50II级加强离心式预应力钢筋混凝土管，F型柔性接口。顶管施工，选择管道的相应检查井位置设置2个工作井和3个接收井进行顶进，工作井作管道顶进用，接收井为顶管出洞回收工具头用。顶管最大单元长度140m。管道顶进完后，再施作污水检查井。
3 工作井设计、施工
工作井上设活动式工作台，台上设起重架，用于起吊管井。
（1）工作井井底长、宽尺寸可按式（1）、式（2）确定。W=D+（2．4～3．2）（1）式中为工作井底宽度，m；D为被顶进管外径，m；L=Ll+L2+L3+L4+L5（2）式中为工作井底长，m；L为管节顶进后，尾端压在导轨上的最小长度，混凝土管一般留0．3m；L2为每节管长度，m；L3为出土工作间隙，一般为1．0～1，5m；L4为千斤顶长度，m；L5为后背墙厚度，m；
本工程工作井长宽为7m×4m，工作井护壁为厚0．4m C30钢筋混凝土，底板为厚0．5m钢筋混凝土
（2）水泥搅拌桩施工。为保证施工时不塌方和减少地下水的流入，在工作坑外侧设置了水泥搅拌桩止水帷幕。桩径D=0．50m，相互搭接0．15m，水泥掺入量19％，水泥用量70kg/m，水灰比为0．45～0．50，用P．032．5普通硅酸盐水泥。采用“四搅四喷”施工工艺。
（3）工作井开挖。采用人工垂直开挖，每开挖1m即护壁1m，井底施打木桩进行加固，及时对井底进行封闭
4 顶管参数及设备安装
4．1顶管工程力学参数确定顶管推力就是顶管过程中管道受到的阻力，包括工具管切土正压力、管壁摩阻力。
（1）工具管切土正压力。
F1=S1×K1=πr2×K1=π×0.482×50=36.2t
式中F1为顶管正阻力，t；S1为顶管正面积，m2；K1为顶管正阻力系数，t/m2。
工具管切土正压力与土层密实度、土层含水量、工具管切土状况有关，根据有关统计资料，软土层一般为20～30t/m2，硬土层一般为30～60t/m2，本工程顶管经过地层为亚粘土和砂质亚粘土，K1。取50t/m2
（2）管壁摩擦阻力。
F2=S2×K2=πDL×K2=π×0.96×140×0.9=380t
式中F2为顶管侧摩擦力，t；S2为顶管侧面积，m2；K2为顶管侧阻力系数，t/m2。
管壁摩擦阻力一般在0．5～1．2t/m2之间，本工程采用触变泥浆减阻，管壁摩擦阻力取0．9t/m2，顶进长度按140m计。
（3）顶管总阻力。
F=F1+F2≈420t