浅谈给排水管道的顶管施工技术应用

该市政规划路给排水施工项目位于广东某开发区内，该工程中的W334～W337设计为顶管施工段。管材采用带橡胶圈III级钢筋混凝土承插管，管径为1500mm，总长270m。其中工作井、接收井均采用矩形钢筋混凝土沉井结构。

1顶管施工技术方案选择

1.1经调查分析研究及结合本公司在设备和施工及相关的技术能力，采用了密封泥水平衡式顶管工艺进行施工。

1.2泥水式平衡顶管机相比于土压式平衡顶管机，能有效平衡地下水、对付流沙和淤泥质地层。同时泥水式平衡顶管施工比土压式平衡顶管施工具有以下优点：①可连续顶进作业，施工速度快；②人员不用进入管道作业，安全性高；③在淤泥质和砂层中顶进，对地质环境影响小，能有效控制施工精度，而且成本低等。

1.3顶管施工主要设备该工程选取了GTNSΦ1500泥水平衡顶管机，50T吊机1台、25T吊机1台，后座泵站2套、整体式顶进构架2套、泥水处理系统2套、激光水准仪1台、全站仪1台、水准仪1台、经纬仪1台，另外还有通用设备电焊机、水泵等。

1.4顶管施工工艺流程施工前期准备→测量放样、复核→工作井施工→搅拌桩施工→工作井上下设备安装准备→工具头吊装下井、全套设备调试→工具头穿墙顶进→后续吊放管道→管道顶进、测量控制及纠偏→管道排泥和废泥浆外运→下一管节吊放就位→下段顶管顶进→管道贯通、回收工具头→闭水试验→竣工验收、清场。

1.5施工顺序顶管法施工采取先施工顶管工作井及接收井，后顶进管道，然后施工检查井的施工顺序。顶管工作井及接收井施工、管节制作、顶进施工、检查井施工尽可能平行交叉进行，以缩短工期。

2顶管工程力学参数确定

2.1顶力计算

本工程采用顶管总顶力计算的经验公式进行计算：

F=F0+F1

F0=αpeBC2π/4

F1=RSL

F0——初始顶力（kN）

F1——管壁摩擦力（kN）

α——综合系数，本工程取淤泥质土系数值1

pe——土仓的压力（kpa），pe=150kpa

BC=管外径（m），取2.238m

R——综合摩擦阻力（kpa），本工程取淤泥质土值2；

S——管外周长（m），=3.1415*2.238＝7.03m；

L——推进长度（m），本工程考虑L=400m。

初始顶力：F0=1.5*150*2.2382*π/4=885kN

管壁摩擦力：F1=2*7.03*400=5624kN

总推力：F=885+5624=6509kN=651T

说明：以上的管壁摩擦力计算没有考虑触变泥浆减摩效果，施工是采用触变泥浆减摩，可以有效折减管壁摩阻力。