如何在砂性土層中進行PCCP管頂管施工

李義皓

摘 要：在本篇文章當(dāng)中，筆者從工程實例出發(fā)，講述在砂性土層當(dāng)中PCCP管頂管施工過程中相關(guān)的技術(shù)難點。并在此基礎(chǔ)上，提出相關(guān)的對應(yīng)措施，同時對在該工程中，所獲取的經(jīng)驗進行總結(jié)，希望憑借自己對于該技術(shù)的個人理解，給予該行業(yè)相關(guān)從業(yè)人員帶來一些有價值的幫助，并借此起到拋磚引玉的效果。

關(guān)鍵詞：砂性土層；管頂管施工；技術(shù)難點

PCCP管是我國主要的供水工程材料，該材料擁有很強的防腐蝕性和密封性，并且同其他供水材料進行對比，PCCP管在整體造價上，遠(yuǎn)低于其他供水運輸材料。因此，在我國的諸多供水工程施工中，PCCP管被大量的投入使用，但是，在砂性土層之中，PCCP管往往會同鋼制管材進行連接。但在連接的過程當(dāng)中，很容易出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，給供水工程的整體安全性帶來嚴(yán)重的隱患。針對這一現(xiàn)象，筆者從工程實例出發(fā)，對在此工程當(dāng)中的相關(guān)處理辦法進行論述。

1 工程簡介

該工程是某市的一個污水處理廠廢水排江工程，因為施工現(xiàn)場的限制，原定的開挖埋管的預(yù)案無法順利開展，因此在施工現(xiàn)場，施工作業(yè)方式變?yōu)轫敼芊ㄟM行作業(yè)。經(jīng)審核，所選擇的頂管管材的規(guī)格是DN1600毫米雙膠圈接口PCCP管材，該管的管壁厚度為180毫米，每一節(jié)PCCP管的長度為3米，每節(jié)PCCP管的重量為7.6噸，每一節(jié)PCCP管核定頂力大小為8000KN，在管材使用過程之中，核定工作壓力為0.4MPa。

在此工程之中，PCCP管需要經(jīng)過粉土層、粉砂層。PCCP管的挖掘總長為230米，砂性土層覆蓋PCCP管道的厚度約為8米。

2 PCCP管頂管施工過程當(dāng)中的技術(shù)難點

因為PCCP管自身材料特點與結(jié)構(gòu)等諸多因素，使用此種管材進行管頂管施工作業(yè)時，整體頂進距離很小，而且不宜進行曲線頂進。所以在此工程項目施工作業(yè)過程中，頂管能夠在砂性土層之中順利開展施工作業(yè)，最為重要的原因便是在此工程中，一直保持直線頂進狀態(tài)。因此，在進行頂進施工的過程之中，針對軸線產(chǎn)生的偏差控制就顯得十分關(guān)鍵。同時還需要進行關(guān)注的是，PCCP管在砂性土層施工過程當(dāng)中，還有如下技術(shù)難點。

2.1 PCCP在接口位置可能出現(xiàn)進沙狀況。在此工程當(dāng)中，施工地段絕大部分處于砂性土層當(dāng)中，如果在管頂管施工過程當(dāng)中出現(xiàn)了位置較大的偏移，就會讓管口和管口之間的鏈接出現(xiàn)夾角，而夾角的產(chǎn)生就會讓砂礫進入到管口與管口之間的連接接縫當(dāng)中，并且很難被清除。一旦PCCP管中進入砂礫，就很有可能讓PCCP管在進行供水作業(yè)的過程中，產(chǎn)生漏水現(xiàn)象，并引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。

2.2 在PCCP關(guān)接頭處的受力面積很小，會對最大頂力產(chǎn)生影響。雖然PCCP管的管壁厚度達到了180毫米，環(huán)形橫截面面積達到了1.01m2，但是在實際施工作業(yè)過程當(dāng)中，筆者發(fā)現(xiàn)可以進行受力作用的PCCP管的管壁厚度大約只有128毫米，最大受力面積不超過0.62m2，可能會對原計劃當(dāng)中所設(shè)計的8000KN最大頂力產(chǎn)生影響。

2.3 止水橡膠會對工程的治水效果和最大頂力產(chǎn)生影響。在此工程之中，PCCP管與管之間的連接處是使用兩根直徑為20毫米的圓形橡膠圈。雖然在之前的使用過程中，表現(xiàn)出較為良好的止水效果。但橡膠圈的安裝位置在PCCP管受力面的內(nèi)部，所以，如果受力面有砂礫進入，在PCCP管的接頭處所開展的力的傳遞將會受到很大的影響，并無法達到預(yù)期的最大頂力效果。同時，還會在一定程度上，對圓形橡膠圈的止水作用產(chǎn)生不利影響。

2.4 在PCCP管連接處所設(shè)置的注漿孔無法確保和頂管進行同步注漿。在此工程之中，所使用的PCCP管在相同的界面當(dāng)中，均勻分布有三個注漿孔，這三個注漿孔的位置全部在PCCP管接口受力面的內(nèi)部。若PCCP管的接口整體受力較為均勻，注漿就不能達到PCCP管的外側(cè)，但是如果注漿通道狀況良好，PCCP管接口處的受力面積就會很小，從而讓PCCP管的整體受力情況受到影響。并且還需要注意的是，如圖一所示，若注漿不能夠進入PCCP管的外部，就會對PCCP管的整體止水能力產(chǎn)生影響。

3 對應(yīng)措施

3.1 關(guān)于設(shè)備的處理。因為在此次工程施工過程中，作業(yè)環(huán)境為砂性土層，所以在進行挖掘的過程當(dāng)中，必須要謹(jǐn)慎小心，杜絕出現(xiàn)正面坍塌等情況。所以，考慮到此次工程施工中的技術(shù)特點，在此次施工的過程當(dāng)中選擇使用了一臺泥水平衡工具管開展施工作業(yè)。使用此項技術(shù)之后，能有效防止砂性土層常見的流沙現(xiàn)象，并且還擁有以下的優(yōu)勢。首先，在此工程施工作業(yè)時地下水位整體較高，但是仍不影響泥水平衡工具管的使用。并且，同傳統(tǒng)技術(shù)進行比較，施工速度遠(yuǎn)高于其他方案，在施工作業(yè)時，整體的安全性較高。最后，因為平衡管自身的超高智能自動化程度，所以在進行施工作業(yè)的過程當(dāng)中，極少出現(xiàn)管道安裝位置的便宜，因此有效的把砂礫帶進管口的風(fēng)險降低了。

3.2 關(guān)于注漿處理。在此工程中，施工方把補漿孔之間的距離保持在10米左右，一般來說，PCCP管每頂進一米，進行注漿的體積為0.1-0.2m3。對于泥漿的使用，在該工程中使用了復(fù)合陶土粉，該泥漿的成漿率達到了98%以上。經(jīng)漏斗法測量，黏度為31S，在泥漿制作完成之后，經(jīng)過24小時發(fā)酵之后才可以進行使用，以確保泥漿達到最佳的效果。在施工現(xiàn)場，還設(shè)置有多個泥漿儲備箱，以求在進行PCCP管頂進過程中能夠順利開展同步注漿。在同步注漿完成之后，需要立即針對之后的PCCP頂管開展補漿作業(yè)，依靠補漿的有效調(diào)控，減少PCCP管和砂性土層之間產(chǎn)生摩擦力，由此降低砂礫進入PCCP管接口的可能性，并最大程度保障PCCP管的整體止水效果。

3.3 關(guān)于頂力的控制。經(jīng)過針對相關(guān)數(shù)據(jù)的運算，在此工程項目當(dāng)中，頂管施工遇到的最大阻力值為6093KN。因此在后座，施工單位選擇了4臺2000KN的千斤頂，同時在工具頭的尾部約6米左右的地方進行了接力環(huán)的裝配。

3.4 關(guān)于沉降監(jiān)測。在全部施工作業(yè)完成之后，施工單位在PCCP管鋪設(shè)沿線的上方位置進行了沉降監(jiān)測點的安排。其安排方式為，在PCCP管鋪設(shè)的路徑之上，每間隔五米設(shè)置一個沉降觀測點。

3.5 其他。為了進一步杜絕在PCCP管頂管施工作業(yè)的過程當(dāng)中，出現(xiàn)夾角而產(chǎn)生的砂礫進入的現(xiàn)象。在施工作業(yè)的過程之中，施工方需要指派專業(yè)技術(shù)人員開展相對應(yīng)的巡視工作。若在進行巡視的過程之中，發(fā)現(xiàn)PCCP管連接處的位置出現(xiàn)夾角，就需要馬上針對出現(xiàn)夾角的位置進行對應(yīng)的固定加固處理，防止管口接口處進沙而產(chǎn)生更為嚴(yán)重的后果。在此次施工作業(yè)之中，因為相關(guān)技術(shù)人員對于現(xiàn)場的處理恰當(dāng)，并且補漿工作開展及時。因此經(jīng)過測量，在此工程當(dāng)中，最大頂力值為3556KN，并且施工速度極快，僅僅耗時十一天就完成了總長為230米的PCCP管道鋪設(shè)工作，并且地面沉降高度為12毫米，符合該行業(yè)的相關(guān)技術(shù)要求。

4 結(jié)語

此次工程其施工位置處于典型的砂性土層當(dāng)中，相關(guān)的技術(shù)選擇和細(xì)節(jié)處理正確，希望憑借此次正確的案例描述，能夠為該行業(yè)的相關(guān)從業(yè)者帶來一次有價值的參考。

參考文獻

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