微型顶管技术在非开挖污水管线施工中的应用

微型顶管技术是一种占地面积较小，对环境影响较小的先进地下管道铺设施工技术。在交通要道、城镇厂矿和管线如网的城市地下，常规的大开挖铺设地下管道方法已难以实现，而采用拉管技术及常规机械顶管技术针对小管径管线施工又有很多缺点，微型顶管技术就应运而生了。微型顶管技术成熟于德国与日本，目前常用的施工工法有螺旋出土工法和二次顶管工法，其中二次顶管工法的优点是设备较小，缺点是前端出泥浆，需在现场设置泥浆池，不利于文明施工，故在繁华地区较少采用，唐兴装备深耕顶管设备制造近二十载，将在本文为您介绍螺旋出土工法。

1工程概况

潞苑东路雨污合流改造工程为通州·北京城市副中心水环境治理（城北片区）PPP建设项目的子项目工程，工程内容为长1.2km的污水管线工程，管径400~600mm，位于北京通州区永顺镇，采用微型顶管螺旋出土工法施工。

2顶管螺旋出土系统的主要设备

2.1导向系统

（1）将激光靶放进导向头内部。

（2）激光靶发射的激光被设备末端的激光经纬仪持续不间断地接收。

（3）经纬仪中的莱卡相机把接收到的激光信号传输到外部的显示器上以确保管道的安装位置与高程不发生较大偏差。

2.2动力系统

动力系统为扩孔系统与顶进系统提供动力，采用道依茨柴油发动机，功率1000kW，最大液压压力315MPa，控制装置类型为负荷传感，重2560kg，外形尺寸2460mm×1600mm×1500mm。

2.3顶进系统

液压顶进机组最大扭矩27.8kN·m，液压压力315MPa，导向杆光学通道60mm，推进力1265kN，最大钻孔直径1020mm。

2.4扩孔系统

根据不同管径使用相应的配件，钻头与钢护筒与螺旋杆的组合形成了非常紧密的扩孔系统。

3工艺流程

（1）导向孔钻进：利用经纬仪、红外光靶导向头、显示器三位一体进行精确导向钻孔（图1）。

（2）扩孔安装套筒：使用扩孔较刀、螺旋杆+套筒进行扩孔钻进，将先导孔扩至最终孔径并同步安装套筒，直至接收坑。及时将螺旋杆排出土吊出工作坑（图2）。

（3）最终管体顶进：套筒安装完成后顶进钢筋混凝土管，逐节将钢套筒顶至接收坑并吊出接收坑外（图3）。

4螺旋出土工法优缺点

4.1优点

（1）管道铺设精度高，管道成型后误差在士2cm内，适合重力流管线施工；

（2）管道铺设后管壁与土层之间无空隙，不存在沉降隐患；

（3）管道成型后不倒坡、不存水，适用于砂土和粘性土层。

4.2缺点

（1）管径限制：目前仅适用DN600以下管道。

（2）管道材质限制：通常仅用于钢筋混凝土管。

（3）土质限制：卵石层、回填土与岩石层不适用。

5适用条件

（1）适用于砂土、粘土、粉细砂等土层（除回填土与岩石层、鹅卵石层以外的土质），砂性土质需注浆加固大多数土质则无需注浆。

（2）适用管径为400mm，500mm，600mm的管道，最长顶入长度可达50m。

（3）地面工作面面积包括工作坑4m×4m，起重机工作面20m²，动力站工作面4m²，钢护筒、管材堆放10m²，共需40m²左右。

（4）管道勾头可直接接入下游井，接收位置不需设置工作坑。

（5）动力站自带100kW柴油发动机，电焊机需求20kW发电机。

（6）配置机手2名，上料工2名，焊工1名，指挥手1名，顶进速度为6m/台班。

6施工工法对比

几种小口径管道施工工法对比见表1。

7结束语

在非开挖管线施工中，采用微型顶管技术具有占地面积小、环境影响小、成型效果好等优点，将在城市小管径非开挖雨污水管线施工中广泛应用。

 

本文由唐兴装备整理自《建筑技术》中的《微型顶管技术在非开挖污水管线施工中的应用》牛运君，转载请注明出处，如有侵权请联系删除。