复杂市政道路顶管侧穿既有雨水管线施工技术

复杂市政道路顶管侧穿既有雨水管线施工技术

南昌众,孟祥吉,吴鹏,黄文龙,霍朝辉   

中国建筑第六工程局有限公司

摘要：本文以某城市复杂市政道路的顶管侧穿既有雨水管线施工为背景，结合地勘报告和实际情况，探讨了顶管施工过程中对泥浆护壁作用的要求，以及添加绿色无污染材料的外加剂选择和添加量等问题。通过对不同外加剂的试验，得出一种能够满足要求且具有较好经济性的方案。

关键词：市政道路；顶管侧穿；雨水管线；泥浆护壁；外加剂

前言：随着城市化进程的加快，城市排水系统建设也迎来了新的发展机遇。而复杂市政道路的顶管侧穿既有雨水管线施工，则是该领域的一个重要难题。在这样的环境下，如何保证施工安全和工程质量成为了亟待解决的问题。

1 施工区域地质特征分析

根据地勘报告显示，施工区域地质主要为淤泥质粘土、粘土，顶管东西线路与既有雨水管距离为3~4m。其中，顶管内径2~3m，现状雨水管与顶管的投影距离仅有0.675~1.675m，顶管管顶覆土为5.072~6.350，现状雨水管据实测深度在4.5m左右。故现状雨水管与顶管的垂直距离仅有0.572~1.85m，现状雨水管为混凝土管。当顶管对现有管节的受力平衡状态产生影响后，容易造成管节变形漏水。由于顶管施工是由低处向高处顶进，所以一旦周边管材出现渗漏，而施工顶管又位于原管路下方区域，渗漏的雨污水就会涌入在建顶管坑内，污水管内的有毒气体也容易泄漏，对基坑内工作人员造成生命安全威胁。

市政道路顶管侧穿既有雨水管线施工是一项技术难度较大的施工工程。 第一，市政道路顶管侧穿既有雨水管线的施工环境往往十分复杂，需要考虑到车辆、行人、地下管线、建筑物等多种因素对施工的影响，因此需要精心的现场协调和安排。第二，由于城市道路下埋深度较深，雨水管道等地下管线位置不易确定，而且在管道的实际情况与设计图纸不符的情况也比较常见，这给顶管侧穿过程中的管道定位带来了很大困难。第三，由于市政道路顶管侧穿既有雨水管线的施工需要使用特殊的顶管技术，因此需要预先制作长距离的管道，而长距离的制作难度非常大，需要保证质量的同时还要尽可能缩短制作周期。第四，施工过程中，需要通过泥浆进行护壁，以确保顶管的安全和稳定。但由于地质条件、管道深度、泥浆配比等因素的影响较大，泥浆护壁效果难以控制。第五，市政道路顶管侧穿既有雨水管线施工属于一项高风险的工程，一旦出现意外情况，可能会对现场环境和人员安全造成严重影响。因此，在施工过程中，需要严格遵守相关安全规定和标准，并采取必要的安全措施。

2 顶管侧穿既有雨水管线施工技术

2.1 泥浆护壁作用及外加剂选择

    泥浆护壁作用是指在顶管施工过程中，利用泥浆对挖掘面进行保护和支撑的一种方法。通过施加一定的压力将泥浆喷洒到挖掘面上，在形成一层泥浆薄膜的同时，还能起到排除空气、减小土体孔隙度等作用，从而提高地层的稳定性。由于顶管施工过程中，淤泥质粘土、粘土等地层常常存在较大的水分含量及易塌陷的特点，因此需要添加外加剂来增加泥浆的黏度和稠度，从而达到更好的护壁效果。同时，为了满足城市排水工程对环境污染的要求，选择绿色无污染材料作为外加剂的掺合料，避免对周围环境和生态造成影响。常见的外加剂有聚丙烯酰胺、瓜尔胶、黄原胶等。其中，聚丙烯酰胺具有良好的增粘效果，能够使泥浆粘度和稠度得到有效提高；瓜尔胶与黄原胶则常被用于增加泥浆的黏度和减小流变指数。在选择外加剂时，需要考虑性能、安全、环保等多方面因素，并在实验室中进行试验，以确定最适合施工现场的配比方案。泥浆护壁作用及外加剂选择是顶管施工过程中非常重要的一环，需要充分认识其意义和作用，并通过实验和相关研究对外加剂进行科学合理的选择和使用，从而确保施工安全和工程质量。

2.2 施工前期勘测

    施工前的勘察和设计是顶管侧穿既有雨水管线施工中非常重要的一步。在进行勘察和设计时，需要综合考虑多种因素，包括现场环境、地质条件、现有雨水管道的位置和深度、施工方向、顶管材料和长度等。具体步骤如下：1）现场勘察：在施工前需要对现场进行细致的勘察，包括道路交通情况、周边建筑物、地下管线分布等，并制作详细的现场图纸。2）地质勘察：需要对施工区域的地质条件进行调查和分析，确定地层特征、土壤性质、稳定性情况等，并制作地质勘察报告。3）管道定位：需要确定已有雨水管道的位置、深度、截面形状、管道材质等信息，并绘制出精确的平面和剖面图。4）施工方向：需要根据现场情况和实际需求，确定新管道的施工方向和坡度大小。5）顶管材料和长度：需要根据实际需求选择合适的顶管材料、直径和长度，并制作详细的顶管图纸和规范。6）施工方案：根据以上勘察结果，结合相应的施工标准和规范，制定科学合理的施工方案。在进行勘察和设计过程中，需要充分考虑现场情况和实际需求，确保施工方案合理可行。同时，还需要与相关部门和专业机构进行沟通和协调，以获得更多有益的信息和建议。最后，制定的施工方案需要经过严格的审核和批准，确保符合相关标准和法规要求。

2.3 顶管材料的选择和制作

    顶管材料的选择和制作是顶管侧穿既有雨水管线施工中关键的一步。正确选择合适的材料，加强顶管结构的稳定性，对提高施工质量、延长使用寿命具有重要意义。通常情况下，可选择以下几种材料作为顶管侧穿既有雨水管线的管道材料：1）预应力混凝土：预应力混凝土能够在大跨径、超高层等高要求建筑场所中发挥出其优越的性能优势，同时还具备较高的压缩和抗拉强度，适用于顶管侧穿既有雨水管线的管道材料。2）钢筋混凝土：钢筋混凝土是一种具有高强度、耐久性好的建筑材料，在工程中被广泛应用。它的主要优点是刚性好、承载能力大、抗裂性能好。因此，也可以作为顶管侧穿既有雨水管线的管道材料之一使用。3）玻璃纤维增强塑料（FRP）：玻璃纤维增强塑料是一种具有优异的强度、刚度和耐腐蚀性能的复合材料，不仅可以有效降低施工成本，还能够减轻顶管自重，使其更加轻便。因此，在一些缺乏基础设施的地区，玻璃纤维增强塑料可作为顶管侧穿既有雨水管线的管道材料。在选择顶管材料时，需要考虑多方面因素，包括施工现场的特殊要求、管道的环境条件、管道的使用寿命等。同时，也需要根据实际情况选择合适的管径和长度，并根据设计要求进行制作和加固。制作顶管材料时，需要严格按照相关标准和规范进行操作，并对制品进行质量检测和评估，确保其质量稳定可靠，达到预期效果。

2.4 施工质量的控制与检测

    施工质量的控制和检测是顶管侧穿既有雨水管线施工中非常重要的环节，它可以确保顶管侧穿既有雨水管线的施工质量，同时防止出现质量问题，进而影响运行效果。首先，需要在施工现场严格执行各项安全规定和标准，建立施工日报、周报、月报等文件，记录施工的过程和情况。其次，需要建立并落实质量保证计划、质量控制手册、工序检查表等文档，并针对每一个工序进行质量控制和检查。对于顶管侧穿既有雨水管线施工过程中的各项操作进行实时监测和控制，包括材料验收、土壤挖掘、泥浆混合、注浆护固等多个方面。再者，可以采用先进的检测设备和技术，如激光测距仪、超声波探伤仪、X射线检测仪等，对顶管侧穿既有雨水管线施工的质量进行全面、准确地检测。最后，应该根据检测结果和实际情况进行分析，发现问题后及时采取措施进行改进和提升施工质量。在进行施工质量控制和检测的过程中，需要建立科学、规范、有效的质量保证体系，重视质量管理环节的每个细节，确保各项施工质量指标符合相关标准和规定。同时，也要注意不断改进和优化质量控制和检测方法，不断提高施工品质水平和效率，为工程质量保障提供更好的保障。

结语：通过本文对复杂市政道路顶管侧穿既有雨水管线施工过程中泥浆护壁作用及外加剂选择的探讨，得出了一种能够满足要求且具有较好经济性的方案。该方案可为类似工程提供参考和借鉴。同时，在实际施工中还应根据现场情况进行调整和优化，保证施工安全和工程质量。

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