供水管網(wǎng)地下穿越工程施工技術(shù)探討

【摘要】供水管網(wǎng)是城市的生命線和發(fā)展命脈，是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，明挖施工方式是傳統(tǒng)的供水管線施工方法，其主要缺點(diǎn)是嚴(yán)重影響地面交通，導(dǎo)致周邊的環(huán)境遭到破壞。非開(kāi)挖施工是在沒(méi)有明挖施工的條件下，利用巖土鉆掘等技術(shù)手段鋪設(shè)供水管線的現(xiàn)代化施工技術(shù)和方法，其主要優(yōu)點(diǎn)是不阻礙交通、對(duì)環(huán)境的影響小。本文探討了供水管網(wǎng)在地下穿越工程時(shí)的頂管法施工工藝，并提出了施工中的重點(diǎn)注意事項(xiàng)。

【關(guān)鍵詞】供水管網(wǎng)；頂管法；糾偏

1、地下穿越工程施工總體要求

（1）穿越工程施工前，其施工方法、工作坑的位置及施工流程應(yīng)取得相關(guān)單位的同意與配合。

（2）穿越施工過(guò)程中，應(yīng)確保供水管道在結(jié)構(gòu)斷面中的位置不偏移，與設(shè)計(jì)縱橫斷面相一致。

（3）在穿越施工期間及穿越完成后，不得對(duì)周邊地下管線和建筑物造成影響，應(yīng)保證其安全與正常使用。

（4）穿越河流或湖泊時(shí)，應(yīng)采取排降水措施。

（5）在穿越施工期間，為保證在一個(gè)穿越段內(nèi)水平中心線與高程不產(chǎn)生較大偏差，應(yīng)及時(shí)對(duì)穿越結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量。

（6）當(dāng)在穿越結(jié)構(gòu)中拖運(yùn)供水管道時(shí)，應(yīng)在管道上安裝臨時(shí)支座或滾輪。

2、頂管施工

2.1頂進(jìn)方法的選擇

管道頂進(jìn)方法應(yīng)根據(jù)多種因素經(jīng)過(guò)施工技術(shù)及經(jīng)濟(jì)分析綜合確定，影響因素主要有土層的性質(zhì)、管徑的大小、地下水位的高低、臨近建筑物及各種設(shè)施等，同時(shí)應(yīng)符合下列要求：

（1）手掘式或機(jī)械挖掘式頂管法適用于在沒(méi)有地下水影響的粘性土或砂土層采用；當(dāng)土質(zhì)為砂礫土?xí)r，為確保施工安全進(jìn)行，可采用以下措施：具有支撐的工具管或注漿加固土層。

（2）擠壓式或網(wǎng)格式頂管法適用于管頂以上為土層較厚的軟土層且無(wú)障礙物的條件下采用。

（3）為控制穿越過(guò)程中的地面隆陷現(xiàn)象，穿越粘性土層時(shí)可采用土壓平衡頂管法，穿越粉砂土層時(shí)可采用加泥式土壓平衡或泥水平衡頂管法。

（4）一次頂進(jìn)的擠密土層頂管法適用于頂進(jìn)長(zhǎng)度較短且管徑小的金屬管時(shí)采用。

2.2頂管方法

2.2.1人工掘進(jìn)頂管施工法

人工掘進(jìn)頂管施工法就是在向土內(nèi)頂進(jìn)套管的過(guò)程中，采用人工在套管前方掘土的一種施工方法。首先頂進(jìn)的一般是鋼制或鋼筋混凝土制的套管，最后在套管內(nèi)安裝供水管道。

頂管施工時(shí)，主要設(shè)備和頂管操作都是在工作坑內(nèi)進(jìn)行，頂管地段的下游通常選用為工作坑的位置，按設(shè)計(jì)的供水管線標(biāo)高、管線直徑及基礎(chǔ)厚度來(lái)確定工作坑的底面高程。

2.2.2機(jī)械掘進(jìn)頂管

機(jī)械掘進(jìn)頂管法配置機(jī)械傳輸帶運(yùn)土，將機(jī)械鉆進(jìn)的掘土設(shè)備安裝在被頂進(jìn)的管道前端，當(dāng)管道前方土體被掘削成一定深度的孔洞時(shí)，利用頂管設(shè)施，將連接在鉆機(jī)后部的管道頂入孔洞。機(jī)械掘進(jìn)頂管要在工作坑內(nèi)按設(shè)計(jì)高程及中線方向安裝導(dǎo)軌，使每根管道沿著一定方向和高程頂進(jìn)。

機(jī)械掘進(jìn)頂管施工法的優(yōu)點(diǎn)是可降低勞動(dòng)強(qiáng)度，加速施工進(jìn)度，對(duì)各類(lèi)物地下水土層均可順利進(jìn)行施工。缺點(diǎn)是運(yùn)土與掘進(jìn)速度難以一致，出土較慢；特別是遇到含水土層或巖石地層時(shí)因無(wú)法更換機(jī)頭，故無(wú)法使用。

2.2.3切刀掘削流體輸送頂管

切刀掘削流體輸送頂管法就是用水加壓或機(jī)械加壓使掘削面土層保護(hù)穩(wěn)定，同時(shí)旋轉(zhuǎn)切削刀掘進(jìn)，采用流體輸送裝置排出掘出的土物，掘削、排泥和頂管同時(shí)進(jìn)行。

切刀掘削流體輸送頂管法的優(yōu)點(diǎn)是適用于各種不同的地質(zhì)條件，無(wú)需大型工作坑。

2.3頂管工作坑

2.3.1頂管工作坑的位置選擇

頂管工作坑的位置可選擇在管道井室的位置，當(dāng)單向頂進(jìn)時(shí)宜設(shè)置在下游一側(cè)。同時(shí)應(yīng)考慮距電源和水源較近、交通方便的位置，這類(lèi)位置便于排水、出土和運(yùn)輸，以及對(duì)臨近建筑物易于采取支護(hù)和安全措施的位置作為工作坑。

2.3.2裝配式后背墻的規(guī)定

裝配式后背墻的墻體材料宜采用方木、型鋼或鋼板以保證組裝后的墻體具有足夠的強(qiáng)度和剛度，墻體底端至少進(jìn)入工作坑底以下0.5m。組裝時(shí)，應(yīng)確保后背墻與后背土體壁面緊貼，若有空隙可用砂石料填充。

2.4頂管控制及糾偏

2.4.1頂管控制

（1）工具管進(jìn)入土層后，應(yīng)采用下列措施對(duì)管端進(jìn)行處理：

①工具管與管端進(jìn)入接收坑后，應(yīng)在其下部設(shè)置枕墊。

②在工作坑中，管道兩端應(yīng)預(yù)留大于0.5m的長(zhǎng)度，且不得有接口。

（2）在管道頂進(jìn)過(guò)程中應(yīng)及時(shí)測(cè)量工具管的中心和高程，如有偏差，應(yīng)根據(jù)施工方法和測(cè)量結(jié)果，分析偏差產(chǎn)生的原因，預(yù)測(cè)偏差的發(fā)展趨勢(shì)以確定糾偏措施，同時(shí)做好工具管前進(jìn)方向的控制。測(cè)量方法應(yīng)符合下列要求：

①在工具管進(jìn)入土層頂進(jìn)每30cm及管道進(jìn)入土層后正常頂進(jìn)每100cm，測(cè)量頻率均不應(yīng)少于一次，管道如有偏差，需要糾偏時(shí)則應(yīng)適當(dāng)增加測(cè)量頻率。

②當(dāng)全段頂管施工完成后，在每個(gè)管節(jié)接口處應(yīng)測(cè)量其軸線位置和高程；如有錯(cuò)口應(yīng)測(cè)量相對(duì)高差。

③原始測(cè)量記錄應(yīng)準(zhǔn)確、完整、清晰。

2.4.2頂管糾偏

頂管如有偏差，應(yīng)在頂進(jìn)過(guò)程中采用小角度對(duì)頂管逐漸糾偏。當(dāng)工具管旋轉(zhuǎn)需要糾正時(shí)，宜采用調(diào)整挖土方法、對(duì)切削刀盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向進(jìn)行改變或在管內(nèi)相對(duì)于機(jī)頭旋轉(zhuǎn)的反向增加配重的措施。

2.5頂管施工注意事項(xiàng)

管道頂進(jìn)施工時(shí)，應(yīng)連續(xù)作業(yè)，如遇下列情況時(shí)應(yīng)暫停頂進(jìn)，并查明原因及時(shí)采取處理措施：

（1）工具管頂進(jìn)時(shí)前方遇到障礙物。

（2）工作坑后背墻產(chǎn)生的變形超過(guò)允許值。

（3）頂鐵出現(xiàn)扭曲情況。

（4）管位產(chǎn)生過(guò)大的偏差，采取校正措施但沒(méi)有效果。

（5）頂力過(guò)大，已經(jīng)超過(guò)管端允許頂力。

（6）頂進(jìn)設(shè)備的油泵、油管發(fā)生異常情況。

（7）有泥漿從接縫滲漏。

結(jié)語(yǔ)：

供水管網(wǎng)地下穿越工程采用頂管法施工，比傳統(tǒng)明挖法造成的影響要小，在穿越各類(lèi)障礙物方面的優(yōu)勢(shì)更為明顯。工程經(jīng)驗(yàn)表明，頂管法地下穿越工程施工技術(shù)可以降低工程成本、縮短施工工期，該方法將成為市政供水管網(wǎng)施工的重要支撐。

參考文獻(xiàn)：

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