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摘要：社会发展，人们环保意识不断加强，城市的规划越来越严格，随着顶管法的日渐成熟，以上问题可迎刃而解，污水管道的布置可以越来越灵活，可极大满足人们对污水处理的要求。
关键词：顶管；顶力；施工；技术
1.工程概况
本工程位于浙江省杭州市余杭区临平第二污水系统4#泵站至5#泵站，污水管线位于09省道东侧、西侧，设计起点W15位于五洲路与09省道交叉口，途中穿越现状河道、两次穿越09省道，设计终点接入位于320国道与09省道交叉口东北侧的现状井W1。顶管工程所涉及的管道均为重力流形式，顶管总施工长度为1429m，途中穿越现状河道、两次穿越09省道，其中W10-W11顶管施工段以倒虹形式穿越现状河道，W10-W9、W4-W5顶管施工段穿越09省道，顶管采用泥水平衡法施工直线顶进。
2.顶管施工准备及顶力计算
⑴、D1800玻璃钢夹砂管道顶力计算
①D1800玻璃钢夹砂管道加触变泥浆减阻顶力计算；②顶管材料采用F型玻璃钢夹砂管，锲型橡胶密封圈接口，管道长度3米，采用泥水平衡加触变泥浆减阻施工；③在施工中，由于地质条件，荷载条件及其它各种因素的影响，很难单纯的从理论上预测工程中可能遇到的问题，因此我们顶力计算时，充分考虑不利因素，按最长段计算；④基本条件：已知W6-W7为最长管距顶管，长度为130米。管道内径为D1800mm，泥水平衡掘进机头=1800+50*2=1900mm；管道壁厚45mm。⑤土质条件：土层名称为粉土层，容量rt=19.1KN/m?，地面到掘进机深度取7.758米。⑥管道总顶力计算：F=3.14*D1*L*f+N；F—总顶力；D1—管道外径（1.9m）；L—设计顶进长度（130m）；f—管道外壁平均摩阻力（触变泥浆减阻管外壁与土的平均摩阻力取4.0KN/m2）；N—顶管机迎面阻力计算；顶管机迎面顶力：N=3.14/4*D2*rt*H；D2—顶管机外径（1.9m）；rt—土的重度（19.1KN/m?）；H—覆土厚度（取深度3.591m）；顶管机迎面顶力为：N=3.14/4*1.9*1.9*19.1*3.591=194.368KN；顶管每米顶进阻力为：3.14*1.9*4=23.864KN；该段顶管顶力为：F=23.864*130+194.368=3296.688KN；
经过计算顶力为：3296.688KN<设计允许顶力5000KN，无需增加中继间即可保证顶管施工要求，采用2台320T的千斤顶作为主顶油缸可满足施工需求。
⑵、D2200玻璃钢夹砂管道顶力计算方法
①基本条件：已知W4-W5为最长管距顶管，长度为81米；管道内径为D2200mm，泥水平衡掘进机头=2200+60*2=2320mm；管道壁厚55mm.②土质条件；土层名称为粉土层，容量rt=19.1KN/m?，地面到掘进机深度取7.758米。③管道总顶力计算：F=3.14*D1*L*f+N；F—总顶力；D1—管道外径（2.31m）；L—设计顶进长度（81m）；f—管道外壁平均摩阻力（触变泥浆减阻管外壁与土的平均摩阻力取4.0KN/m2）；N—顶管机迎面阻力计算；顶管机迎面顶力：N=3.14/4*D2*rt*H；D2—顶管机外径（2.32m）；rt—土的重度（19.1KN/m?）；H—覆土厚度（取深度5.335m）；顶管机迎面顶力为：N=3.14/4*2.32*2.32*19.1*5.335=430.540KN；顶管每米顶进阻力为：3.14*2.31*4=29.014KN；该段顶管顶力为：F=29.014*81+430.540=2780.674KN；经过计算顶力为：2780.674KN<设计允许顶力5000KN，无需增加中继间即可保证顶管施工要求，采用2台320T的千斤顶作为主顶油缸可满足施工需求。
3.顶管施工
①联动检查：在顶管开始顶进前对机械设备进行全面的检查，液压、电器、压浆、照明、通信、各种阀门、压力表、测量工具等是否都运作正常，在经过调试后正常无故障后方可准备开顶。②检查洞口外围土层状态：砖砌筑的封门中心位置凿一小口，观测是否有漏水漏泥现象，若有此类现象则需要重新封堵且在外围对土体进行处理。待处理完毕后方可打开封门进行顶管施工。③检查洞口止水装置是否能够有效的防止井外泥水流进井内。④检测顶管初始位置土层沉降。⑤在掘进机头接出土体前接通机头电源，打开机头电机，正常未定运作后方可进入土体。⑥等掘进机头接触土体后打开进出水阀门，待压力系数稳定后方可正常顶进。⑦操作平台设备控制：由一人专业负责操作平台的控制，通过操作平台可以实现掘进机头工具刀盘的转动、纠偏控制、压力监测、千斤顶顶进速度控制、同时可以在观测工作仓内的土压力，调节进出浆管的流量，以控制工作仓内的压力，以实现泥水平衡。⑧泥浆系统：采用泥水平衡式掘进机头，需要在掘进头中参入一定泥量的泥浆，通过工具刀对前方原土层的切削，与注入的泥浆搅拌，泥浆水通过吸泥泵排到地表泥浆处理箱内，箱内的泥浆可以仿佛利用，从而组成一个完整的泥浆系统。处理完毕后的泥浆用泥浆车外运处理。⑨实时测量掘进机头的偏位，记录偏位及纠偏情况。管线顶进方向由地表引至井内，由激光经纬仪沿着管道顶进方向发射激光，打在掘进机头的光靶上，并实时测量顶进路线。
4、顶管施工流程
施工准备→放样复核→工作平台及及起吊设别安装→轨道安装及后靠背安装→安装工具管（地面安装设备）→顶进运土（注浆材料准备）→顶进（注浆）→排运废土→全线测量→依此循环、顶进结束。
5、顶管承压后靠背土体稳定性验算
P≤（Fp—Fa）/S
式中：P—顶管最大计算顶力，KN；S—沉井稳定系数，一般取S=1.0～1.2；Fp—沉井后靠井壁总被动土压力，KN；Fp=A[1/2ΓH?tan?（45°+?/2）+2cHtan（45°+?/2）+1-ΓhHtan（45°+?/2）]；Fa—沉井定向井壁总被动土压力，KN；Fa=A[1/2ΓH?tan?（45°-?/2）-2cHtan（45°-?/2）+ΓhHtan（45°-?/2）]；—混凝土与土体的摩擦系数；A—沉井后靠背井壁总面积，6m?；H—沉井深度，7.7m；Γ—土壤重度，19.6KN/m?；?—内摩擦角，（30°）；c—粘聚力11.5；
以上述为例代入得：Fp=9[1/2*19.6*7.7?tan?（45°+30°/2）+2*30*7.7*tan（45°+30°/2）+1-19.6*0.5*7.7*tan（45°+30°/2）]=7836.62KN；Fa=9[1/2*19.6*7.7?tan?（45°-30°/2）-2*30*7.7*tan（45°-30°/2）+19.6*0.5*7.7*tan（45°-30°/2）]=1885.63KN；即（Fp-Fa）/S=（7836.62-1885.63）/1.2=4959.16KN≥P经验算比较后该沉井后靠背受力符合施工要求。
6.结束语
社会发展，人们环保意识不断加强，城市的规划越来越严格，随着顶管法的日渐成熟，以上问题可迎刃而解，污水管道的布置可以越来越灵活，可极大满足人们对污水处理的要求。通过对本工程的施工总结，着重阐述了顶管法在污水施工中的施工技术及控制措施，为同类工程的施工提供参考依据。
关键词：顶管；顶力；施工；技术
1.工程概况
本工程位于浙江省杭州市余杭区临平第二污水系统4#泵站至5#泵站，污水管线位于09省道东侧、西侧，设计起点W15位于五洲路与09省道交叉口，途中穿越现状河道、两次穿越09省道，设计终点接入位于320国道与09省道交叉口东北侧的现状井W1。顶管工程所涉及的管道均为重力流形式，顶管总施工长度为1429m，途中穿越现状河道、两次穿越09省道，其中W10-W11顶管施工段以倒虹形式穿越现状河道，W10-W9、W4-W5顶管施工段穿越09省道，顶管采用泥水平衡法施工直线顶进。
2.顶管施工准备及顶力计算
⑴、D1800玻璃钢夹砂管道顶力计算
①D1800玻璃钢夹砂管道加触变泥浆减阻顶力计算；②顶管材料采用F型玻璃钢夹砂管，锲型橡胶密封圈接口，管道长度3米，采用泥水平衡加触变泥浆减阻施工；③在施工中，由于地质条件，荷载条件及其它各种因素的影响，很难单纯的从理论上预测工程中可能遇到的问题，因此我们顶力计算时，充分考虑不利因素，按最长段计算；④基本条件：已知W6-W7为最长管距顶管，长度为130米。管道内径为D1800mm，泥水平衡掘进机头=1800+50*2=1900mm；管道壁厚45mm。⑤土质条件：土层名称为粉土层，容量rt=19.1KN/m?，地面到掘进机深度取7.758米。⑥管道总顶力计算：F=3.14*D1*L*f+N；F—总顶力；D1—管道外径（1.9m）；L—设计顶进长度（130m）；f—管道外壁平均摩阻力（触变泥浆减阻管外壁与土的平均摩阻力取4.0KN/m2）；N—顶管机迎面阻力计算；顶管机迎面顶力：N=3.14/4*D2*rt*H；D2—顶管机外径（1.9m）；rt—土的重度（19.1KN/m?）；H—覆土厚度（取深度3.591m）；顶管机迎面顶力为：N=3.14/4*1.9*1.9*19.1*3.591=194.368KN；顶管每米顶进阻力为：3.14*1.9*4=23.864KN；该段顶管顶力为：F=23.864*130+194.368=3296.688KN；
经过计算顶力为：3296.688KN<设计允许顶力5000KN，无需增加中继间即可保证顶管施工要求，采用2台320T的千斤顶作为主顶油缸可满足施工需求。
⑵、D2200玻璃钢夹砂管道顶力计算方法
①基本条件：已知W4-W5为最长管距顶管，长度为81米；管道内径为D2200mm，泥水平衡掘进机头=2200+60*2=2320mm；管道壁厚55mm.②土质条件；土层名称为粉土层，容量rt=19.1KN/m?，地面到掘进机深度取7.758米。③管道总顶力计算：F=3.14*D1*L*f+N；F—总顶力；D1—管道外径（2.31m）；L—设计顶进长度（81m）；f—管道外壁平均摩阻力（触变泥浆减阻管外壁与土的平均摩阻力取4.0KN/m2）；N—顶管机迎面阻力计算；顶管机迎面顶力：N=3.14/4*D2*rt*H；D2—顶管机外径（2.32m）；rt—土的重度（19.1KN/m?）；H—覆土厚度（取深度5.335m）；顶管机迎面顶力为：N=3.14/4*2.32*2.32*19.1*5.335=430.540KN；顶管每米顶进阻力为：3.14*2.31*4=29.014KN；该段顶管顶力为：F=29.014*81+430.540=2780.674KN；经过计算顶力为：2780.674KN<设计允许顶力5000KN，无需增加中继间即可保证顶管施工要求，采用2台320T的千斤顶作为主顶油缸可满足施工需求。
3.顶管施工
①联动检查：在顶管开始顶进前对机械设备进行全面的检查，液压、电器、压浆、照明、通信、各种阀门、压力表、测量工具等是否都运作正常，在经过调试后正常无故障后方可准备开顶。②检查洞口外围土层状态：砖砌筑的封门中心位置凿一小口，观测是否有漏水漏泥现象，若有此类现象则需要重新封堵且在外围对土体进行处理。待处理完毕后方可打开封门进行顶管施工。③检查洞口止水装置是否能够有效的防止井外泥水流进井内。④检测顶管初始位置土层沉降。⑤在掘进机头接出土体前接通机头电源，打开机头电机，正常未定运作后方可进入土体。⑥等掘进机头接触土体后打开进出水阀门，待压力系数稳定后方可正常顶进。⑦操作平台设备控制：由一人专业负责操作平台的控制，通过操作平台可以实现掘进机头工具刀盘的转动、纠偏控制、压力监测、千斤顶顶进速度控制、同时可以在观测工作仓内的土压力，调节进出浆管的流量，以控制工作仓内的压力，以实现泥水平衡。⑧泥浆系统：采用泥水平衡式掘进机头，需要在掘进头中参入一定泥量的泥浆，通过工具刀对前方原土层的切削，与注入的泥浆搅拌，泥浆水通过吸泥泵排到地表泥浆处理箱内，箱内的泥浆可以仿佛利用，从而组成一个完整的泥浆系统。处理完毕后的泥浆用泥浆车外运处理。⑨实时测量掘进机头的偏位，记录偏位及纠偏情况。管线顶进方向由地表引至井内，由激光经纬仪沿着管道顶进方向发射激光，打在掘进机头的光靶上，并实时测量顶进路线。
4、顶管施工流程
施工准备→放样复核→工作平台及及起吊设别安装→轨道安装及后靠背安装→安装工具管（地面安装设备）→顶进运土（注浆材料准备）→顶进（注浆）→排运废土→全线测量→依此循环、顶进结束。
5、顶管承压后靠背土体稳定性验算
P≤（Fp—Fa）/S
式中：P—顶管最大计算顶力，KN；S—沉井稳定系数，一般取S=1.0～1.2；Fp—沉井后靠井壁总被动土压力，KN；Fp=A[1/2ΓH?tan?（45°+?/2）+2cHtan（45°+?/2）+1-ΓhHtan（45°+?/2）]；Fa—沉井定向井壁总被动土压力，KN；Fa=A[1/2ΓH?tan?（45°-?/2）-2cHtan（45°-?/2）+ΓhHtan（45°-?/2）]；—混凝土与土体的摩擦系数；A—沉井后靠背井壁总面积，6m?；H—沉井深度，7.7m；Γ—土壤重度，19.6KN/m?；?—内摩擦角，（30°）；c—粘聚力11.5；
以上述为例代入得：Fp=9[1/2*19.6*7.7?tan?（45°+30°/2）+2*30*7.7*tan（45°+30°/2）+1-19.6*0.5*7.7*tan（45°+30°/2）]=7836.62KN；Fa=9[1/2*19.6*7.7?tan?（45°-30°/2）-2*30*7.7*tan（45°-30°/2）+19.6*0.5*7.7*tan（45°-30°/2）]=1885.63KN；即（Fp-Fa）/S=（7836.62-1885.63）/1.2=4959.16KN≥P经验算比较后该沉井后靠背受力符合施工要求。
6.结束语
社会发展，人们环保意识不断加强，城市的规划越来越严格，随着顶管法的日渐成熟，以上问题可迎刃而解，污水管道的布置可以越来越灵活，可极大满足人们对污水处理的要求。通过对本工程的施工总结，着重阐述了顶管法在污水施工中的施工技术及控制措施，为同类工程的施工提供参考依据。