袁繼攀

（廣東鑫隆管業(yè)有限公司，廣東 516157）

0 引言

隨著我國社會發(fā)展的不斷加快，當代社會的生活節(jié)奏也在不斷提升，效率已經成為了很多行業(yè)發(fā)展的關鍵詞。而泥水平衡頂管技術在相關工程中的應用，均能夠在保障工程質量的同時，有效提升施工效率。為此，相關工作人員應進一步提升對泥水平衡頂管施工技術的掌握度，確保技術應用效果的充分發(fā)揮。

1 概述頂管施工技術

頂管技術歸根結底就是一種在地下開展的管道施工活動，這一技術的應用并不需要較大的開挖作業(yè)量，同時也不會對路面地面等造成破壞，常被用于市政道路、鐵路或建筑物等特殊區(qū)域中的管道電纜敷設施工中。相較于傳統(tǒng)開挖技術而言，在這些工程中應用頂管技術，有助于減輕施工人員的工作量，能夠幫助施工人員將作業(yè)流程變得更加簡便，具體來說，應用頂管技術后，施工人員不再需要對地下水位進行控制，就能夠有效避免土體出現(xiàn)疏干和固結的現(xiàn)象。這樣一來，就能夠幫助企業(yè)大大提升施工作業(yè)效率，降低施工成本。

2 泥水平衡式頂管技術分析

2.1 應用原理

泥水平衡頂管施工技術作為當前較為先進的一種頂管施工技術，其在實際施工中的應用主要是通過泥水產生的力來實現(xiàn)對壓力與地下水壓間平衡的有效控制。具體來說，施工人員先是使用送水泵來將預先準備好的泥水泵送到挖掘面，隨后再利用井內旁通壓力調整閥來對排泥泵的轉速進行調整，來實現(xiàn)對進水壓力的準確控制，最終達到控制地下水壓與挖掘面壓力的目標，確保掘進設備刀盤能夠在一個穩(wěn)定平衡的壓力環(huán)境下開展施工作業(yè)。只有這樣，才可能保障挖掘面的穩(wěn)定，才能夠避免地面出現(xiàn)沉降或隆起的現(xiàn)象。而泥水平衡頂管設備的運轉是依靠主軸偏心回轉運動實現(xiàn)的，該設備刀盤正面的開口往往較大，即使是一些體積較大的卵石，也能夠放入其中。其中，刀盤正面的上下兩個部分各分布著一個進口，進口面積共占頂管機全斷面的五分之一左右。由于大齒輪與主軸及軋輥等的一體性，再加上刀盤位置在主軸的左端，因此，當?shù)侗P驅動電機運轉時，刀盤與軋輥也會隨之轉動。因而，在應用掘進設備進行作業(yè)時，刀盤就會同時對土砂進行旋轉切削，并對對石塊進行軋碎。當被軋碎的石塊體積小于泥土倉中與泥水倉間的連接間隙時，就可以順利由泥土倉進入到泥水倉中，以便被排泥管排出。需要注意的是，泥土倉與泥水倉的連接縫隙大小并不是固定的，其往往會隨著刀盤運轉而不斷的完成由小到大的循環(huán)。這樣一來，就能夠在完成軋碎小石塊任務的同時，將泥水泵中的泥水順利送至泥土倉中。正因為如此，掘進設備才能夠在砂土與粘土等不同土質環(huán)境下均保持良好的運行狀態(tài)。

2.2 應用優(yōu)勢

泥水平衡頂管施工技術的應用優(yōu)勢包括以下幾點：其一，具有廣泛適用性，其能夠在大部分的土質環(huán)境中穩(wěn)定發(fā)揮自身功效，不易受地下水壓力的影響。其二，具有較強穩(wěn)定性，由于其在應用過程中，并不會過多牽動周邊土體，因此，作業(yè)挖掘面就更加穩(wěn)定，也就不易發(fā)生地面沉降問題，對工程周邊環(huán)境影響較小。其三，具有更小總推力，泥水平衡頂管施工技術相較于其他頂管施工技術而言，其總推力更小，特別是在粘土地質中的應用效果十分顯著，能夠滿足長距離頂管施工需求。其四，具有更優(yōu)作業(yè)環(huán)境，由于泥水平衡頂管技術的應用主要是依靠泥水管道來對多余土體進行運輸?shù)模恍柽M行土方的吊裝與搬運，大大提升了作業(yè)環(huán)境的安全度，且其應用能夠在大氣常壓狀態(tài)下完成，也就不會對施工人員造成安全威脅。其五，具有更快效率，由于泥水平衡頂管技術在應用過程中，對多余土體的運輸具有連續(xù)性，因此作業(yè)效率較高，有助于保障施工進度。

3 影響泥水平衡頂管施工技術的相關問題

3.1 頂力問題

泥水平衡頂管施工技術在應用過程中，頂管所承受的頂力往往會隨著頂進作業(yè)的不斷推進而不斷加大，但是這種增加并不是無限的，頂管所受壓力與受管道強度與后座推力承載限度的限制密切相關。因而，頂管所承受的頂力就直接決定了施工過程中的頂進距離。而這也就是當前應用泥水平衡頂管施工技術應用效果的重要問題之一。

3.2 方向控制問題

而管道頂進的方向能夠保證與設計軸線一致，同樣也是影響泥水平衡頂管施工效果的重要問題之一。一旦在實際施工中，出現(xiàn)頂進方向失誤的問題，就會直接導致管道所承受的頂進壓力變化較大，進而增加了管道損壞的危險，在管道頂進壓力激增的情況下，頂進作業(yè)難度也就相應增加，無法保障施工的有序進行。

3.3 土體及地下水平衡問題

泥水平衡頂管施工過程中，掘進設備極有可能會在作業(yè)過程中遇到土體與地下水平衡問題，進而對地面上的建筑物平衡與穩(wěn)固造成不良威脅，也有可能會導致管道頂進方向失誤的問題，進而為頂管施工作業(yè)增加難度。

4 控制泥水平衡頂管施工質量的技術措施

4.1 洞口止水技術措施

在開展泥水平衡頂管施工活動時，施工人員往往會對那些供管道的進出工作坑的孔洞與管道之間的縫隙進行封堵，以便有效將地下水與泥砂隔絕于工作坑之外，避免對工作坑內的施工作業(yè)造成不良影響，有效保護周邊環(huán)境安全。由此可知，洞口止水技術的應用十分重要。具體來說，施工人員在面對不同構造的工作坑時，必須選用對應的洞口止水技術。比如，針對鋼板樁工作坑，施工人員就可以通過選用較高級配的素砼來澆筑一道前止水墻的，來實現(xiàn)洞口止水的目標，應確保止水墻位于管道頂進方面前面的工作坑內，并依據(jù)管道內徑來對止水墻的寬度進行控制，通常寬度應在2 米到5 米之間，厚度則在0.3 米到0.5 米之間，高度則在1.5 米到4.5 米之間。需要注意的是，當工作坑內土質條件不佳時，鋼板樁間咬口封住泥水的概率較低，此時施工人員就應確保前止水墻的寬度能夠與工作坑內部凈尺寸一致，隨后再將橡膠止水圈安裝在前止水墻上的預留孔洞內。而當施工人員面對鋼筋砼沉井時，就不需要澆筑前止水墻，施工人員可以直接將橡膠止水圈安裝在洞口上。而當施工人員面對覆土較深或需要穿過江水河水的工作坑時，施工人員應先設置一道充氣止水圈，隨后再設置洞口止水圈，確保洞口止水效果能夠滿足施工所需。

4.2 進出洞口技術措施

水泥平衡頂管施工過程中，頂管進出洞口環(huán)節(jié)的操作也是影響整體施工效果的重要部分，為此，施工人員就應合理控制頂管進出洞口環(huán)節(jié)的施工。特別是針對那些需要從工作坑中出來的頂管，只要保障頂管能夠順利安全的出來，在一定程度上就能夠有效保障頂管施工質量。需要施工人員注意的是，針對土質不佳的洞口區(qū)域，必須對其進行必要加固處理。隨后，施工人員還應配合使用鋼封門來滿足出洞需求。當前較為常見的加固處理技術主要包括高壓旋噴技術、攪拌站動技術與注漿技術以及凍結技術。而當洞口區(qū)域土層條件良好時，且挖掘面區(qū)域的土體具有較強的自立性時，施工人員就不再需要對其進行加固，可直接在洞口外設置一扇鋼封門，以便滿足掘進設備安全出洞的要求。

4.3 糾偏與導向技術措施

在水泥平衡頂管施工過程中，管道都是隨著掘進設備的前進而不斷深入的，具體來說也就是先由掘進設備挖掘洞穴，隨后在洞穴內進行管道的敷設。這樣一來，一旦掘進設備行進過程中存在偏差，敷設后的管線與設計好的路線間也就勢必會存在偏差。為此，如何針對掘進設備的行進路線進行合理糾偏就直接影響著頂管施工質量。這就要求施工人員能夠全面掌握糾偏與導向技術措施，具體包括以下幾點：其一，應隨著掘進設備的不斷頂進來開展糾偏工作。其二，糾偏角度應合理科學，避免因糾偏角度過大而導致軸線出現(xiàn)過大彎曲的問題。其三，應盡量選擇質量極佳的管道來進行第一段管線的敷設，以便更好的應對掘進設備頂進過程中因糾偏處理而出現(xiàn)的較大反復應力。其四，應注重對第一段管線敷設長度的合理控制，避免因管線過長而影響糾偏效果。其五，應明確掘進設備糾偏后的滯后性，正確認識掘進設備測點與前端間的距離差。其六，在固定糾偏角的前提下，管道轉變半徑也是固定的，為此，施工人員就應綜合相關數(shù)據(jù)進行分析，以便對掘進設備測點的前進線路進行合理繪制。最后，當遇到軟弱土層或地層不均勻或覆土過薄的情況時，掘進設備糾偏工作效果往往難以保證，為此施工人員應針對上述特殊情況預先制定出有效處理方案，以便保障糾偏工作的順利進行。

4.4 土體平衡技術措施

在水泥平衡頂管施工過程中，施工人員還應針對掘進設備前進方向及上方土層平衡狀態(tài)的合理保持，避免因掘進施工破壞土層平衡而造成地面塌陷問題，甚至影響到地面建筑物的結構穩(wěn)定。這就要求施工人員能夠對頂管層面的土層壓力與地下水壓力等進行準確計算，并以此為依據(jù)來對掘進設備前倉需要承載的土層壓力與進水壓力進行設置。與此同時，施工人員在作業(yè)過程中還應同時對地面情況與進水壓力、出泥流量以及頂進速度等進行嚴格的監(jiān)督與控制，確保頂進施工作業(yè)進度的合理性，避免對地面造成不良影響，最大限度的保證地面不受頂進施工的影響。

4.5 觸變泥漿減阻技術措施

在泥水平衡頂管施工過程中，極易因頂力問題的出現(xiàn)而對頂進施工造成阻礙，在這種情況下，施工人員就可以選擇利用觸變泥漿來減少頂進壓力。具體來說，在通過對管道外壁進行觸變泥漿的壓注后，管道外側就會形成一個較為潤滑的泥漿套，不僅能夠有效降低管道頂進壓力，同時，還能夠充分發(fā)揮支撐作用，降低土體坍塌風險。

4.6 中繼站技術措施

而中繼站技術措施的充分利用，也能夠有效解決泥水平衡頂管施工過程中的頂力問題，特別是針對那些長距離頂管施工作業(yè)，在不斷頂進過程中，管道承載的摩擦力也會不斷增加，這時使用中繼站就能夠有效分擔主站所承受的頂進壓力。通過設置多個中繼站，就能夠幫助管道實現(xiàn)分段頂進，此時僅最后區(qū)段的管道頂進工作由主站承擔，能夠有效保障頂進施工進度。

4.7 地下管線沉降保護措施

在使用泥水平衡頂管施工技術的過程中，挖掘正面土體不易出現(xiàn)沉降問題，這是由于掘進設備性質所決定的。與此同時，當出洞頂管第一節(jié)進入土層后，施工人員還應注重將刀盤推力值與泥漿壓力值控制在合理狀態(tài)。通過對泥水平衡頂管施工技術的合理應用，就能夠有效控制挖掘面的結構穩(wěn)定。通常來說，在軟弱土層中應用這一技術時，施工人員能夠將平均地層損失控制在百分之二以下，也就能夠有效降低地面沉降的幾率。還需注意的是，施工人員應注重對掘進設備頂進偏差趨勢的科學分析，通過對糾偏角度的合理控制，將管道偏差值控制在30mm之內。

5 結語

綜上所述，隨著現(xiàn)代城市建設發(fā)展的不斷完善，泥水平衡頂管技術這一非開挖施工技術的應用越來越普及。為此，企業(yè)就應加大對泥水平衡頂管施工技術的研究，確保全面把握泥水平衡頂管施工質量控制措施，保障企業(yè)經濟效益與社會效益的順利獲取。