泥水平衡頂管技術(shù)中天然氣管道工程應(yīng)用

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摘要：本文主要闡述了泥水平衡頂管技術(shù)的原理，并基于實(shí)際案例進(jìn)行了應(yīng)用分析。

關(guān)鍵詞：天然氣管道工程;泥水平衡頂管技術(shù);應(yīng)用策略

1泥水平衡頂管技術(shù)的原理

泥水平衡頂管是一種通過在挖掘機(jī)的泥水倉內(nèi)注入含有一定量的粘土和相對(duì)體積質(zhì)量的泥漿水，以泥水壓力來平衡土壓力和地下水壓力，又以泥水作為輸送棄土介質(zhì)的機(jī)械自動(dòng)化頂管施工法。泥水平衡頂管技術(shù)的基本原理就是泥水護(hù)壁，通過填注泥漿來保持挖掘面保持穩(wěn)定。泥水在壓力作用下向土體內(nèi)部滲透，在開挖面形成一層泥皮。泥皮可以防止水滲入土體內(nèi)部，同時(shí)防止開挖面坍塌。根據(jù)施工要求，泥水的密度須大于1.03。

2泥水平衡頂管技術(shù)的實(shí)例應(yīng)用分析

2.1工程概況

此工程為我國(guó)西氣東輸?shù)南嚓P(guān)工程。位于水源豐沛的江蘇省內(nèi)，施工地段內(nèi)伴有眾多河流經(jīng)過，且施工季節(jié)正處于浙江省內(nèi)降水高發(fā)期。在施工之前對(duì)該工程的地質(zhì)、水文條件進(jìn)行了分析，土層自上而下分別為黃色粘土、灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、灰黃色粘土、灰色淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，地下水位埋深為0.32~0.72m，標(biāo)高為1.55~1.87m。泥水平衡頂管技術(shù)相對(duì)于人工頂管技術(shù)而言，其施工成本比較高。因而不適用于全面采用該項(xiàng)技術(shù)，在該工程內(nèi)計(jì)劃采用6條泥水平衡頂管。

2.2泥水平衡頂管技術(shù)的應(yīng)用和改良

2.2.1改良單層密封為雙層密封，增加止水效果

根據(jù)該工程的地質(zhì)水文情況來看，要對(duì)頂管進(jìn)行深層的埋置，從而其受地下水壓的影響，且根據(jù)土質(zhì)層來看，其具有極強(qiáng)的滲水性，需要增強(qiáng)止水效果，消除止水安全隱患。因此采取雙層洞口密封止水圈的方式，兩道止水結(jié)構(gòu)既可以防止一道防水層損壞，不能及時(shí)更換止水，又可以加強(qiáng)止水效果，減少地下水與泥漿流入井內(nèi)的可能性。

2.2.2進(jìn)行合理有效的降水

根據(jù)該工程的地下水文和降水情況來看，地下水充盈且存在大量的隨時(shí)補(bǔ)給，地下水位高，需要采取合理有效的降水，人工降低水位，增加施工的穩(wěn)定性。人工降水的方法有很多種，具有不同的適用環(huán)境和施工成本，并且從施工難度、原理上來看，采取排水降水是最為切實(shí)有效的措施。本工程采取的是井點(diǎn)降水法，它適用于多種基坑的降水，并且能夠克服流砂和邊坡不穩(wěn)定的問題，能夠進(jìn)一步縮短工期，提升工程質(zhì)量。

2.2.3糾正施工過程中產(chǎn)生的偏差，優(yōu)化糾偏方案

在泥水平衡頂管技術(shù)的施工過程中，由于機(jī)械設(shè)備及地下條件的不同會(huì)產(chǎn)生不同程度的偏差，需要采取適當(dāng)?shù)募m偏方案來進(jìn)行調(diào)整，保證頂管技術(shù)的實(shí)施效果。

2.3優(yōu)化改良后的泥水平衡技術(shù)的效果分析

在施工過程中，嚴(yán)格執(zhí)行泥水平衡頂管技術(shù)的技術(shù)要點(diǎn)，并采取改良后的止水措施，提升了止水效果。同時(shí)采用了井點(diǎn)降水法降低了地下水文，沒有發(fā)生滲水的問題，頂管的施工作業(yè)十分順利，經(jīng)過驗(yàn)收后，符合天然氣管道工程的技術(shù)指標(biāo)。并且比預(yù)計(jì)的施工時(shí)間提前15天。

2.4泥水平衡頂管技術(shù)應(yīng)注意的問題

（1）泥水平衡頂管技術(shù)需要根據(jù)實(shí)際的工程進(jìn)行調(diào)整。泥水平衡頂管技術(shù)適用于多種工程之中，需要根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行相關(guān)措施的調(diào)整，尤其對(duì)工程施工地的水文、地質(zhì)條件的分析要合理恰當(dāng)，以便選擇最優(yōu)的技術(shù)方案。（2）泥水平衡頂管技術(shù)的設(shè)備要適應(yīng)地質(zhì)條件。在本工程中，地下水源豐沛，且為較為均勻的土質(zhì)層，無大范圍的巖石分布，無需進(jìn)行破碎處理。當(dāng)遇到布有卵石等巖石的地質(zhì)條件時(shí)，要考慮選用具有破碎能力的頂管機(jī)，且必須考慮刀盤的磨損速度，進(jìn)行耐磨焊條堆積。（3）根據(jù)需求，調(diào)整泥漿比重及液體流速。泥水平衡頂管技術(shù)的使用效果與泥漿比重及管道內(nèi)的液體流速直接相關(guān)。根據(jù)對(duì)壓需要，調(diào)升或者調(diào)降比例，必要時(shí)添加高分子聚合物來增加泥漿的粘稠度。對(duì)于需要穿越砂石層的工程時(shí)，要適當(dāng)?shù)奶嵘艿纼?nèi)的液體流速，及時(shí)排除渣土。

3結(jié)束語

泥水平衡頂管技術(shù)是一項(xiàng)效果優(yōu)良的頂管技術(shù)，泥水平衡頂管技術(shù)在天然氣管道工程的頂管施工中，運(yùn)用效果良好，可以極大地提升施工工期和施工效果。在日常的運(yùn)用中，需要根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，選擇合理的頂管技術(shù)施用方案和設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

[1]毛雪慧，梅家權(quán).泥水平衡頂管技術(shù)在燃?xì)馐┕ぶ械膽?yīng)用[J].環(huán)球市場(chǎng)，2016（10）：153.

作者:王大海 鄧付平 單位:西安石油大學(xué) 中石化中原天然氣有限責(zé)任公司