汙水處理工程中機械頂管的應用

    理論廣角

    作者：郭彥平

    [摘 要]汙水處理工程就是為了使汙水達到排水某一水體或再次使用的水質要求，並對其進行淨化的過程。汙水處理被廣泛應用於建築、農業，交通、能源、石化、環保、城市景觀、醫療、餐飲等各個領域，也越來越多地走進尋常百姓的日常生活。汙水處理工程都是運用機械頂管進行處理，具有距離短、工期緊、難度大等特點。本文首先分析機械頂管基本原理和技術特點進行分析，其次對頂管掘進機的選型進行有效分析，為保證機械頂管施工安全和進度以及質量做貢獻。

    [關鍵詞]汙水處理工程；頂管

    中圖分類號：TU992.05 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）30-0329-01

    一、機械頂管基本原理和技術特點

    機械頂管指利用主頂油缸和中繼間頂進力，把工具管或者掘進機從工作坑直穿土層頂進到接收坑後吊起，然後將管道埋設於兩個工作坑之間的施工技術，主要包括氣壓、土壓和泥水平衡三種工法。泥水平衡頂管指利用水力、機械力等外力切削泥土後輸送棄土，並利用泥水壓力抵消地下水壓力、土壓力的機械頂管技術，其基本原理是：儲存一定壓力的泥水於泥水倉中，使挖掘麵表層形成一層不透水的泥膜，以阻止泥水向挖掘麵滲透並保證挖掘麵整體穩定；同時，依靠泥水本身壓力以平衡地下水壓力和土壓力。由此，結合本工程實例，將機械頂管施工技術的主要特點表述如下：一是施工區域狹窄，機頭調運空間小、次數多；二是頂管區域覆土淺、車流大，因動何載持續、變化不斷易造成各種工程事故；三是施工深度淺、工期緊、難度大以及地下土質差，須確保文明施工、安全施工和交通安全；四是機械設備重量大且用電量多，須注意支護安全及電器設備的運行安全等。

    二、頂管掘進機選型

    本工程因施工安全、質量、工期等方麵要求高，結合既往施工經驗和成功技術，決策采用NPD-B1000、NPD-B800、NPD-B500型偏心破碎泥水平衡頂管掘進機，其主要特點如下：（1）適用砂土、卵石土、粘質土、軟岩等多種土質條件，滿足本工程機械頂管的施工需求；（2）頂管機、泥水循環係統、泥水分離係統與主千斤頂成套配置，不僅可以組成操作靈活、密封性好的分離係統，而且能節省安裝空間；（3）采用地麵遙控操作係統，可在控製台上進行方向控製與施工監測。

    2.1 注漿減磨技術

    機械頂管過程中的摩阻力主要由工具管切土正壓力、管壁摩擦阻力及工具管氣水壓力等組成，本工程使用注漿減磨技術進行頂力控製和阻力降低，其基本原理是：於管壁與土壁的縫隙間注入觸變泥漿，不僅減少管壁與土壁之間的摩擦力使頂進力增大，而且形成泥漿潤滑套以防止崩塌事故。觸變泥漿由膨潤土、堿、水等成分配製，特殊要求下可適當摻入石灰膏、緩凝劑和塑化劑等外加劑，使觸變泥漿固結增強並在輸送和灌注過程中具有良好的流動性和可泵性。觸變泥漿使用注意事項如下：其一是注漿孔的布置根據管道直徑大小確定，每個斷麵宜設置3個左右注漿孔；其二是灌漿壓力必須按實際情況調整，並按灌漿孔前後順序依次進行灌漿；其三是當灌漿過程中出現接頭滲漏、管路堵塞、機械故障等問題時，處理後方可繼續頂進。

    2.2 管口對接技術