本工程位于四市區東片，是四市區污水管網的重要組成部分，旨在通過長距離頂管施工技術，優化城市排水系統，改善市區水環境市政工程 。頂管施工段全長4092m，蓋多個不同地質條件的區域，包括黏性土、淤泥質粉粘土、粉砂層和碎石層等復雜地質。工程主要采用D1000、D1200和D2000共3種管徑，共設有30座沉井，包括15座工作井和15座接收井，全部為鋼筋混凝土結構。工程所在區域地質條件復雜，主要包括黏性土、淤泥質粉粘土、粉砂層和碎石層等。地質條件復雜，整體施工難度較大。

一、關鍵技術創新應用

1.土壓平衡控制與管理

施工中，通過實時監測土壓力傳感器的數據調整頂管機的推進速度和排土量市政工程 。軟土層中需適當提高土壓力并降低頂進速度，以增強支撐效果；硬質土層需降低土壓力并適當增加頂進速度。

為了進一步提高土壓平衡控制的效果，本工程在頂進過程中采用了注漿減摩技術市政工程 。注漿材料采用高性能膨潤土漿液，其配比為膨潤土與水的質量比為1:10，對于礫石層則為1:8，泥漿比重控制在1.05~1.06。注漿過程中，根據地層的滲透性調整注漿壓力和注漿量，確保泥漿能夠充分填充開挖面與土體之間的空隙，形成有效的支撐屏障。在技術流程控制方面，采用了先進的自動化控制系統，通過PIC控制器對頂管機的推進速度、土壓力和排土量進行實時調節。根據采集的數據，自動化控制系統能夠快速響應地質變化，進行實時調整，確保土壓平衡的動態穩定。

2.頂管工程注漿減摩控制

注漿減摩所使用的觸變泥漿的配比需根據地質條件進行調整市政工程 。本項目中，采用的觸變泥漿配比為膨潤土:水=1:10(質量比)，在礫石層中則采用膨潤土:水=1:8(質量比)。觸變泥漿的制作工藝流程如下：

(1)稱取一定量的膨潤土和水，按比例混合市政工程 。

(2)使用高速攪拌機將膨潤土和水混合均勻，攪拌時間一般為15~ 20min,直至泥漿呈均勻流動狀態市政工程 。

(3)將混合后的泥漿靜置熟化24h，使其內部結構穩定，增強其觸變性和潤滑性市政工程 。

(4)采用PuzmeisterSPllTMR 型注漿泵，該設備具備高效的輸送能力和穩定的壓力控制，確保注漿作業的連續性和均勻性市政工程 。

觸變泥漿制作工藝流程圖

注漿工藝流程如下：

(1)在管道外每隔3節管設置一個注漿孔，確保泥漿能均勻分布在管道周圍市政工程 。

(2)啟動注漿泵，通過注漿管道將觸變泥漿注入管道外壁與周圍土體之間的空隙，注漿壓力需根據地層的滲透性進行調整，一般控制在0.2~0.5MPa市政工程 。

(3)利用壓力傳感器和流量實時監測注漿壓力和注漿量，確保泥漿能夠均勻填充空隙并形成潤滑膜市政工程 。

注漿孔的布設

3.頂管工程中繼間設置

由于本工程涉及多種復雜地質條件，包括黏性土、淤泥質粉粘土、粉砂層和碎石層，這對中繼間的設置提出了更高的要求市政工程 。針對這些地質條件，項目選擇了高效的中繼泵站和中繼油缸配置。具體設備包括德國 Herrenknecht 公司生產的 AVN1200和 AVN1600型泥水平衡頂管機，以及Putzmeister SP11 TMR 型注漿泵和 ZB520-高壓油泵。這些設備具備高效的輸送能力、穩定的壓力控制和強大的頂進力，能夠滿足長距離頂管施工的需求。具體施工流程為：

(1)在選定的中繼間位置開挖工作井，確保工作井的尺寸和深度符合設計要求市政工程 。工作井的開挖需采用機械挖掘和人工清理相結合的方法，確保并壁的平整和并底的穩定。

(2)將中繼泵站和中繼油缸安裝在工作井內，確保設備安裝穩固，連接管道和控制系統市政工程 。安裝過程中需使用高精度儀器校正設備的水平度和垂直度，確保設備在工作時的穩定性。

(3)將中繼泵站與中繼油缸通過高壓油管連接，并進行設備調試，確保各項參數正常市政工程 。

中繼間安裝位置示意

二、技術難點及解決方案

1.技術難點

(1)長距離頂進：本項目多個頂進區間長度超過1km，頂進過程中頂力不足、摩擦阻力過大等問題尤為突出市政工程 。長距離頂進要求在頂進過程中保持穩定的推進力和均勻的土壓力，同時需要有效的減摩措施來降低摩擦阻力。

(2)地下水位高：在施工過程中，多處地下水位較高,地下水對頂管施工的穩定性和安全性構成了較大威脅市政工程 。高地下水位不僅增加了土壓平衡控制的難度，還對施工設備的防水和排水能力提出了更高的要求。

(3)地面沉降和變形：頂管施工過程中，由于土體的擾動和土壓力的不均勻分布，地面沉降和變形是不可避免的技術難題市政工程 。特別是在粉砂層和碎石層中，地面沉降的控制尤為困難。

2.解決方案

(1)長距離頂進的中繼間設置：為了解決長距離頂進過程中頂力不足的問題，中繼間通過配置Putzmeister SPll TMR型注漿泵和 ZB520-高壓油泵，為頂管機提供額外的頂進力，確保頂管機能夠連續推進市政工程 。中繼油缸的頂進力達到了800kN，有效解決了長距離頂進中的頂力不足問題。

(2)高地下水位的防水和排水措施：在高地下水位區域，施工過程中采用了多級排水系統，確保施工現場的干燥和穩定市政工程 。頂管機配備了高效的防水密封系統，防止地下水滲入設備內部。同時，采用泥水平衡技術，通過泥漿的注入和排出，平衡地下水壓力，減少對施工的影響。

(3)地面沉降和變形的控制措施：為了控制地面沉降和變形，本項目采用了多項措施市政工程 。首先,通過精確的土壓平衡控制，保持土壓力的均勻分布，減少對地層的擾動。其次，采用高性能膨潤土漿液進行注漿減摩，形成穩定的泥漿套，有效減少地層變形。最后，通過實時監測地面沉降情況，及時調整施工參數，確保地面沉降在可控范圍內。

三、結論

通過對市政工程給排水管線長距離頂管施工技術創新進行深入研究市政工程 ，得出結論如下：

(1)該項目工程通過調節前土艙的壓力，實現對開挖面的支撐和平衡，成功防止塌方和地面沉降市政工程 。注漿減摩技術的應用，有效降低了管道外壁與土體之間的摩擦阻力，提高了頂進效率。

(2)中繼間通過提供額外的頂進力，確保了項目工程頂管施工的連續性和穩定性市政工程 。合理的中繼間設置和高效的設備配置，解決了長距離頂進過程中頂力不足的問題，保證了工程的順利推進。

(3)通過嚴格的質量控制和技術管理，項目在管道軸線偏差、管節接口質量、注漿質量以及地面沉降控制等方面均達到了設計要求市政工程 。