市政截污管道頂進(jìn)施工技術(shù)簡析

鄧設(shè)勤

【摘要】截污納管是針對老舊小區(qū)、街道、工業(yè)區(qū)未雨污分流或已分流但污水未納入污水處理廠而實(shí)施的污水收集工程，就是通過建設(shè)污水提升泵站、鋪設(shè)污水管道、砌筑污水檢查井、收集井將工廠、企事業(yè)單位、賓館、餐飲、居住小區(qū)等單位產(chǎn)生的污水輸送至城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行集中處理，其中排水管道的施工質(zhì)量好壞將直接決定截污納管工程的運(yùn)行情況，此就需要相關(guān)施工人員嚴(yán)格控制好給排水管道的施工質(zhì)量，在做好全面的施工前期準(zhǔn)備工作以后，嚴(yán)格遵循相關(guān)的施工要求和施工標(biāo)準(zhǔn)，把握好每一道施工工序的質(zhì)量控制。結(jié)合某排水D1500mm頂管工程，主要從管道頂進(jìn)方法的選擇、頂管施工工藝流程、允許偏差及檢驗(yàn)方法、主要技術(shù)措施方面對頂管法施工技術(shù)進(jìn)行探討。

【關(guān)鍵詞】截污管道；頂管；技術(shù)措施

隨著我國城市建設(shè)在快速發(fā)展，大量管網(wǎng)及地下交通隧道等地下工程不斷在新建、擴(kuò)建和維修。對于人口集中、地面建筑物和地下管線十分密集、地面交通擁擠的繁華城區(qū)來說，傳統(tǒng)的明挖埋管方法逐漸受到限制下而采用頂管施工則顯示出極大優(yōu)越性。同時(shí)，城市可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求和人們對環(huán)保的日益重視，也使得非開挖頂管施工技術(shù)越來越受到重視。

一、頂管施工的原理

頂管施工就是借助主頂油缸及管道間的中間推力，把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑內(nèi)，與此同時(shí)，也就是把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋在兩坑之間。帶注漿孔管預(yù)制與件通管節(jié)預(yù)制基本相同，主要的不同點(diǎn)為它在普通管的前后兩端加設(shè)了注漿孔預(yù)埋件，以便注漿使用。管節(jié)的吊運(yùn)、裝車、下管均采用特制的吊車及專用吊管頂進(jìn)行。管節(jié)起吊嚴(yán)格遵守規(guī)范，輕吊輕放。

二、管道頂進(jìn)方法的選擇

管道頂進(jìn)方法的選擇，是根據(jù)管道所處土層性質(zhì)、管徑、地下水位、附近地上與地下建筑物、構(gòu)筑物和各種設(shè)施等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定的。普通頂管法是在黏性或砂性土層，且無地下水影響時(shí)，采取的手掘式或機(jī)構(gòu)挖掘式頂管法。

該截污工程為管線工程，管道全長1500m， 大部分管道埋深在4m～8m之間， 部分埋深在9m以上。地質(zhì)條件主要為： 地表以下約0.5m～2m 為雜填土層， 其往下為粘土層， 土質(zhì)條件很適合手掘式頂管， 再加上手掘式頂管施工操作簡便、設(shè)備少、施工成本低， 故比較適用。

三、工作井的修建

工作井的修建施工中，加強(qiáng)工作井的支護(hù)是保證施工安全和施工質(zhì)量的關(guān)鍵。本施工項(xiàng)目中，工程地下環(huán)境和管線布置錯(cuò)綜復(fù)雜，且部分管道預(yù)埋較深。經(jīng)綜合考慮，采用連續(xù)混凝土壁的方法來實(shí)現(xiàn)工作井的修建和支護(hù)。其主要工藝為：圈梁澆注—上部井身砌筑—對稱向下掏挖、砌筑—砼底板、后靠背澆注。施工中保證每節(jié)筒壁混凝土每的連續(xù)澆筑，嚴(yán)格避免施工中出現(xiàn)間斷現(xiàn)象或縫隙現(xiàn)象。

四、管道頂進(jìn)技術(shù)

全部設(shè)備經(jīng)過檢查并經(jīng)過試運(yùn)轉(zhuǎn)，前七節(jié)管用拉桿連接，以防止管節(jié)漂移。開始頂進(jìn)5m～10m范圍內(nèi)，施工偏差超過允許偏差時(shí)，應(yīng)采取措施立即糾正。工具管進(jìn)入土層后的管端處理還應(yīng)注意：在進(jìn)入接收井的工具管和管端應(yīng)設(shè)枕墊；管道兩端露在工作井中的長度不得小于0.5m。

頂管結(jié)束后，管節(jié)接口的內(nèi)側(cè)間隙按設(shè)計(jì)規(guī)定處理，設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，可采用石棉水泥、彈性密封膏或水泥秒漿密封。填塞物應(yīng)抹平，不得凸入管內(nèi)。 頂進(jìn)時(shí)測量工具管的中心和高程 全段頂完后，在每個(gè)管節(jié)接口處測量其軸線位置和高程；有錯(cuò)口時(shí)測出相對高差。

糾偏采用小角度、頂進(jìn)中逐漸糾偏

糾偏方法

挖土校正法：即在管子偏向一側(cè)少挖土，而在別一側(cè)多超挖些，強(qiáng)制管子在前進(jìn)時(shí)向另一側(cè)偏移。適用于偏差為10-20mm時(shí)。

木杠支撐法：如管端下陷，管子發(fā)生錯(cuò)口時(shí)，可采用木杠支撐法方法校正，適用于偏差為20mm時(shí)。

頂進(jìn)過程中，出現(xiàn)下列緊急情況時(shí)應(yīng)采取措施進(jìn)行處理：工具管前方遇到障礙 后背墻變形嚴(yán)重 頂鐵發(fā)生扭曲現(xiàn)象 管位偏差過大且校正無效 頂力超過管端的允許頂力 油泵、油路發(fā)生異?，F(xiàn)象、接縫中漏泥漿。

五、頂管施工的測量、糾偏、糾扭技術(shù)

1、頂管測量技術(shù)

測量必須按照設(shè)定的管道中心線和工作井位建立地面和地下測量控制系統(tǒng)，控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)在不易擾動(dòng)、線清楚、方便校核的地點(diǎn)。測量頻率為每項(xiàng)進(jìn)500mm測量一次，全段頂完后，應(yīng)在每個(gè)管節(jié)接口處測量其軸線位置和高程。

2、頂管糾偏技術(shù)

糾偏是指機(jī)頭偏離設(shè)計(jì)軸線后，利用設(shè)置在后部的糾偏千斤頂組改變機(jī)頭端面的方向，減少偏差，使管道沿設(shè)計(jì)軸線頂進(jìn)。當(dāng)頂管機(jī)頭發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，可采取在管內(nèi)的相反方向增加壓重塊或在中間站提供旋轉(zhuǎn)糾正力矩等方法糾正。

3、頂管糾扭技術(shù)

頂進(jìn)過程中常常遇到管道扭轉(zhuǎn)，這將影響管道出泥、電機(jī)安裝等必須加強(qiáng)控制，避免扭轉(zhuǎn)角度過大。糾正管節(jié)扭轉(zhuǎn)的有效方法為壓重糾扭，即在管道單邊壓重使管道在相反的方向扭轉(zhuǎn)。

六、觸變泥漿套減阻

隨著頂管距離的增長，推力上升很快，為避免管節(jié)超過受壓極限破壞，管壁外的減阻是工程順利完成的必要措施。手掘式頂管的輔助施工方法主要有觸變泥漿套減阻，施工時(shí)采用管節(jié)周圍注觸變泥漿，將管節(jié)與土之間的干摩擦變?yōu)闈衲Σ?，達(dá)到減阻的目的，在本工程中采用該輔助施工方法， 取得了較明顯的效果。觸變泥漿按膨潤土：燒堿：CMC：水=0.3：0.2：0.01：1的配比配制后靜置24小時(shí)后使用。施工時(shí)通過壓漿系統(tǒng)從機(jī)頭，前三節(jié)管的注漿孔壓入觸變泥漿，形成約10mm厚的泥漿套，使頂管在泥漿套中滑行，減少摩阻力。注漿效果的好壞， 除了與選用的注漿材料有關(guān)以外， 在施工過程中應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：

（1）手掘式頂管在注漿時(shí)第一環(huán)注漿孔應(yīng)在工具管后的管子上。工具管內(nèi)不能設(shè)置注漿孔， 而且第一環(huán)注漿管中應(yīng)設(shè)有截止閥， 可以關(guān)閉。

（2）注漿泵應(yīng)選用脈動(dòng)很小的螺旋泵， 因?yàn)闈{液在脈動(dòng)的峰值壓力最高時(shí)， 往往會(huì)擴(kuò)散到土中去。而螺旋泵的脈動(dòng)小， 漿液幾乎是從空隙中被擠出來的， 漿套容易形成且又容易保持。

（3）注漿壓力不宜太高， 因?yàn)樽{壓力太高了容易產(chǎn)生冒漿， 不易形成漿套。還有過高的壓力作用在管子上時(shí)， 會(huì)增加管子周邊的正壓力， 當(dāng)覆土深且又是在粘土層中會(huì)更加明顯。在本工程中， K1+ 270 處有一排房屋， 為避開該房屋， 將K1+ 270 工作井沿管軸線向南移20 m造成頂進(jìn)的距離增加， 頂力相應(yīng)的增加， 采用觸變泥漿套， 降低了頂力， 保證了工程的順利實(shí)施。

七、其它有關(guān)頂管施工技術(shù)措施

1、穿墻頂進(jìn)

頂管出洞口對頂管來說是非常重要的環(huán)節(jié)，為了順利頂進(jìn)，在接收井四周仍然采取了深層水泥攪拌對穿墻管前方2 m范圍內(nèi)的土體進(jìn)行加固，起到擋土、阻水的作用。

2、觸變泥漿減阻

采用觸變泥漿進(jìn)行減阻，通過壓入的泥漿在管壁形成泥漿套。

3、頂管節(jié)接頭及防水措施

混凝土管采用F型橡膠密封圈柔性接口，氯丁橡膠楔形膠圈，由制管廠配套供應(yīng)，接頭內(nèi)設(shè)止水鋼環(huán)。當(dāng)管節(jié)正常頂進(jìn)安成后，管節(jié)之間都能達(dá)到良好的密封狀態(tài)。

4、作業(yè)面通風(fēng)選用大型風(fēng)扇作鼓風(fēng)式通風(fēng)。

5、管道嚴(yán)密性試驗(yàn)

在頂管施工和檢查井施工完成后，對各井位之間管道進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，管道嚴(yán)密性試驗(yàn)采用閉水法試驗(yàn)。管道不得有漏水現(xiàn)象，其滲水量應(yīng)小于允許滲水量。

結(jié)束語

在施工過程中，有許多問題比較具體。雖然理論上很簡單，但需要實(shí)際可操作性強(qiáng)，這就需要我們把所學(xué)到的理論知識(shí)和具體工作結(jié)合，不斷總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)。

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