沿江北路污水管道搅拌桩加固后泥水平衡顶管施工探讨.doc

一、工程概况 1、工程情况 （1）沿江北路（濠城泵站～疏港大道）污水管道工程濠城泵站～进厂道路管道：主要收集礐石、塔头、磊口、松山、三联工业区、珠浦工业区、茂州次中心和濠城等区域的污水，同时接收马窖泵站转输河浦片、以及中信汕头南滨片区的污水。该段污水管道管径为d1800、d2200，濠城泵站污水压力管道管径为D1220×12。 （2）疏港大道～进厂道路管道：主要收集北山湾、东湖、保税区等区域的污水。该段污水管道管径为d1350。 上述两条干管在南区污水厂进厂道路处汇合成d2400进厂干管，最终进入南区污水处理厂濠江分厂。 该污水管道工程d1350、d2200采用顶管法施工。管道埋深5.4～7.3m，d1350长度641m，最大顶距180m；d2200长度3043m，最大顶距206m。管材采用钢承口、胶圈接口的C型三级钢筋混凝土管。其中d1350及d2200管段大部分位于深层软土位置，深层软土采用水泥搅拌桩进行处理。d2200局部穿过覆土较浅的细砂层，最小覆土深度2.9m左右。顶管需穿越经深层水泥搅拌桩处理的复合地基土层及覆土相对较浅的饱和细砂层。 地基搅拌桩处理如下图 2、地质情况 本污水管道工程位于?濠江南侧，广澳湾北岸陆域。地貌上属滨海近岸低地。沿线田地、积水盐田、养殖池已进行路基填筑至标高1.50m。土层由上到下是：①填土、表土层：层厚0.30－3.50m；② 粉、细砂层：层厚0.50－7.20m。③ 淤泥层：全区分布，层厚0.90～12.60m。灰～灰黑色～灰黄色，饱和，流塑态。④ 砂土层：层厚1.00～6.40m。⑤ 杂色粘性土层：层厚0.40～5.70m，灰黄～浅灰杂色，以可塑为主 。⑥灰色粘土、淤泥质粘土层：全区分布，未钻穿的钻孔大部分集中在zk23～58。钻入及钻穿厚度1.90～17.20m，灰～灰黑色，饱和。地下水位距地面0.3～1米。管道大部分穿越第③ 淤泥层，一部分处于 二、施工技术难点 1、顶管大部分穿越经过深层水泥搅拌桩处理的软土层，搅拌桩无侧限抗压强度达到1.6MPa的复合地基土。 三、施工方法选择 1、顶管机类型的选择顶管机是顶管的关键机具，按顶管机的不同顶管分为几个类型： （1）、开放式顶管；（2）、气压平衡式顶管；（3）、土压平衡式顶管；（4）、泥水平衡式顶管。 以下是几种类型顶管的比较： 特点 适用土质 优点 缺点 对本工程的适用情况 开放式 挖掘面没有支撑，刃口切土，人工掘进。 无地下水的对沉降要求不高的砂层，粘土层。 工具管构造简单，掘进方便。 不适用含水层，挖掘面不能自稳的土体。顶进速度慢。 不适用。本工程穿越饱和淤泥层及细砂层，不适用。 气压平衡式 采用气压平衡挖掘面的压力。 淤泥质土，粘性土，砂性土，碎石层，砾石层。 排除挖掘面障碍物方便。 不适合覆土浅的砂土层，压缩空气易冒顶。顶进速度慢 不适用。本工程部分穿越覆土相对较浅的土层； 土压平衡式 采用搅拌仓的土压平衡挖掘面的压力，弃土是干土。 粘土，粉质粘土，粘质粉土，砂性土。 适用土质广，挖掘面稳定，地面沉降小，弃土处理方便。 在砂性土层中施工，需要添加土体改良剂；不适用渗透系数大的含水土层及有较大石块或障碍物。 水位高，细砂渗透系数高。 不适用。 泥水平衡式 采用泥水压力平衡挖掘面的压力，弃土以泥水方式排除。 粘性土，砂性土，小粒径的砂砾层。 适用土质广，挖掘面稳定，地面沉降小。 弃土处理较难，不适用有较大石块或障碍物。 适用。 ? 根据地层地质情况，大部分管道穿越的地层为经过水泥搅拌桩处理的饱和淤泥层，部分地段穿越覆土较浅的淤泥间细砂层。经过对比土压平衡、泥水平衡顶管施工方法的特点，泥水平衡式顶管对地层地质的适用性较好。 1）本工程选用的是一种具有破碎能力的泥水平衡的顶管机，切削下来的泥土在泥土仓内形成塑性体，以平衡土压力，而在泥水仓内建立高于地下水压力10～20KPa的泥水、泥浆，以平衡地下水压力。通过把进水添加粘土等成份的比重调整到一定范围内，即使挖掘面是砂的土质，也可形成一层结实的不透水泥膜，同时平衡地下水压力和土压力。 2）顶管机的刀盘前面切割面安装有合金固定刮刀，刀座和刀盘焊接采用耐磨焊条。刮刀在刀盘的4把刀杆上的布置是全段面切割布置，刀盘每转动一周，滚刀和刮刀对前面土体是全段面的刮动。顶管机在主顶装置的推动下，使到坚硬的土体破裂；刮刀对破裂的土体进行切割，掏空前方土体，顶管机向前推进。 3）顶管机的刀盘和泥土仓是个多棱体，且刀盘是围绕主轴作偏心转动，经过刀盘对前方土体切割，碎块泥土小于顶管机的隔栅孔就进入泥水仓被泥水循环管输送走。 ??? 泥水平衡式顶管的顶管机示意图：  2、切削刀盘的选择 泥水平衡式顶管的顶管机是一种全断面切削式的掘进机。切削刀盘位于顶管机前方，刀盘后面是搅拌仓，刀盘具有破碎、切