管線段施工重難點分析

焦紅波 張勝瑜

摘要：本文對洛陽市新安縣引故入新工程管線段施工作了簡要介紹，并對管線施工重難點進行了分析，并結(jié)合管線沿途橫穿S323省道和3處居民區(qū)，開槽施工難度大等工程實際設(shè)置三段頂管。認真分析地質(zhì)資料，摸清施工沿線的地下管線的詳細情況，制定詳細的技術(shù)措施。作好地質(zhì)勘察及資料整理工作，認真編制好施工方案和通過不同土層的技術(shù)措施及糾偏措施，確保管道的順利頂進，有效保證了施工質(zhì)量和進度;鑒于工程實際，介紹了管線開挖質(zhì)量安全應(yīng)急措施和頂管施工導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性破壞應(yīng)急措施，供類似工程類似情況借鑒。

Abstract： This article briefly introduces the pipeline construction of Xin'an County， Luoyang City， and analyzes the major and difficult points of pipeline construction. Combined with the pipeline crossing S323 Provincial Highway and 3 residential areas along the way， the trenching construction is difficult and other engineering practices， three sections of pipe jacking are set. It carefully analyzes the geological data， finds out the details of the underground pipelines along the construction line， and formulates detailed technical measures. It should do a good job of geological survey and data collation， carefully prepare the construction plan and adopt technical measures and corrective measures for different soil layers to ensure the smooth jacking of the pipeline and effectively ensure the construction quality and schedule; in view of the actual project， emergency measures for quality and safety of pipeline excavation and emergency measures for structural damage caused by pipe jacking can be used as reference for similar situations in similar projects.

關(guān)鍵詞：管線;重難點分析;頂管;應(yīng)急措施

Key words： pipeline;analysis of key and difficult points;pipe jacking;emergency measures

中圖分類號：TU990.3? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）03-0074-03

1? 工程概況

1.1 工程簡介

本工程起點洛陽市故縣水庫引水工程新安預(yù)留分水口，分水口管底高程201.10m，地處宜陽縣城區(qū)東北部甘棠塞西側(cè)，工程終點位于新安縣城關(guān)鎮(zhèn)南莊村東側(cè)澗河邊的新建水廠，設(shè)計引水流量0.58m3/s，日供水量為5萬m3。

引水線路總長21.228km，由進口管線段、隧洞段、出口連接段三部分組成。其中進口管線段長2.522km，隧洞段長18.647km（采用盾構(gòu)法施工），出口連接段長0.059km，與新安縣城關(guān)鎮(zhèn)南莊村東側(cè)澗河邊的新建水廠管道連接，通過自流將水引入新安縣新建水廠。

進口管線段線路從起點洛陽市故縣水庫引水工程預(yù)留新安分水口自南向北穿越S323省道，沿S318省道西側(cè)布置管線，在樁號K2+521.7處進入隧洞，進口管線段總長2.515km，管道采用管徑1m的球墨鑄鐵管（K9）。主要工程量包括管道鋪設(shè)2515.45m，頂管施工380m，排氣閥4個，排水閥1個，檢修閥1個，活塞閥1個和鎮(zhèn)墩17座，調(diào)節(jié)池1個。

因進口管線段沿途橫穿S323省道和3處居民區(qū)，開槽施工難度大，故本工程共設(shè)置三段頂管。分別為1#頂管全長134m，里程樁號為K0+720.4～K0+854.4，2#頂管全長為166m，里程樁號為K0+923.7～K1+089.7，3#頂管全長為86m，里程樁號為K2+349.3～K2+435.3，頂管總長度380m。每段頂管分別設(shè)置工作井1處，接收井1處。頂管采用F-B型鋼承口式鋼筋砼管，型號為F-B？準(zhǔn)1800×180×2000，壁厚150mm，內(nèi)套采用DN1000涂塑復(fù)合鋼管，壁厚120mm。

1.2 工程地質(zhì)與環(huán)境條件

1.2.1 管線段區(qū)域地質(zhì)

管線工程區(qū)主要穿越兩個地貌單元，樁號K0+000～K1+088段屬洛河左岸I級階地地貌單元，地勢微向洛河傾斜，地表較平坦;樁號K1+088～K2+521.7屬丘陵地貌，呈黃土丘陵地貌特征，區(qū)內(nèi)地表均被第四系松散堆積物覆蓋，僅陡直的溝岸坡有少量基巖出露[1]。

工程區(qū)位于華北地震區(qū)，華北平原地震亞區(qū)，許昌—淮南地震帶內(nèi)。地震動峰值加速度值為0.10g;地震基本烈度為VI度，工程區(qū)屬于底應(yīng)力區(qū)，且空間應(yīng)力狀態(tài)比較均勻，對地下建筑物圍巖穩(wěn)定影響不大，區(qū)域結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性程度為穩(wěn)定。

工程區(qū)主要河流為引水口的洛河，枯水期水量小，水流平緩。其它溝谷內(nèi)枯水期基本無地表徑流，僅在大雨后才短暫流水。環(huán)境水對混凝土及混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋不具腐蝕性，環(huán)境水對鋼結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。

1.2.2 地質(zhì)條件及評價

壓力管線樁號K0+000～K1+088段管基土主要由第四系全新統(tǒng)低液限粘土（Q4）組成，土多呈硬塑～可塑狀，屬中壓縮性土，土的力學(xué)強度一般，可作管基持力層使用。樁號K1+088～K2+161段管基土主要由第四系中更新統(tǒng)低液限粘士（Q2）組成，土多呈堅硬塑～可塑狀，屬中至低壓縮性土，土的力學(xué)強度較高，為好的管基持力層。管底埋深2.0m左右，管槽開挖邊坡主要由低液限粘土組成，邊坡穩(wěn)定性較差，管槽施工應(yīng)保證穩(wěn)定邊坡開挖。

頂管場地土主要由第四系全新統(tǒng)低液粘土（Q4）組成，土多呈可塑狀，局部呈軟塑狀，圍巖類別為Ⅵ類，板不穩(wěn)定，圍巖不能自穩(wěn)，變形破壞嚴重，掘進施工時存在冒頂隱患，需采取即挖即頂施工措施[2]。

進口調(diào)節(jié)池基底土主要為砂質(zhì)粘土巖（N），泥質(zhì)膠弱結(jié)，成巖度低，呈強風(fēng)化狀，可作地基持力層使用。開挖邊坡主要由新、古近系砂質(zhì)粘土巖、粘土質(zhì)砂巖（N）組成，邊坡穩(wěn)定性一般，巖體失水后千裂破碎、浸水后易軟化，存在掉塊、溜滑隱患，宜分級開挖或采取邊坡支護措施。

出口調(diào)節(jié)池及壓力管道場地土主要由二疊系上統(tǒng)上石盒子組上段長石砂巖（P2S2）組成，巖體淺層呈強風(fēng)化狀，裂隙發(fā)育，巖體破碎，巖石強度較低，可作地基持力層使用。強風(fēng)化狀長石砂巖（P2S2）邊坡穩(wěn)定性較差，存在掉塊、溜滑隱患，基坑開挖應(yīng)保證穩(wěn)定邊坡或采取邊坡支護措施。

1.2.3 管線段施工周邊環(huán)境

管線段主要穿越的構(gòu)筑物有地下軍用光纜、S323省道、S323省道旁河渠、居民區(qū)民房和水井等，見表1。

2? 管線段施工重難點分析

結(jié)合地質(zhì)情況、周邊環(huán)境等因素，管線段施工主要有以下重難點：

2.1 下穿S323省道旁河渠

該溝渠為長期通水，水深約1.5m，1#頂管通過處距離渠底約2m，覆土較淺，且極不穩(wěn)定。頂管施工容易造成涌水、透水，對施工安全構(gòu)成較大風(fēng)險。

2.2 下穿居民區(qū)民房

頂管下穿居民區(qū)民房，局部位置管道埋深較淺，只有約3.5～4m，頂管施工可能對民房地基產(chǎn)生一定影響，從而造成房屋地基不均勻沉降，墻面開裂等。

2.3 2#頂管接收井施工及相鄰位置管道開槽施工

2#頂管接收井井口開挖尺寸為4m×4m，開挖深度約16m，采用U型鋼板樁支撐體系進行開挖支護，開挖作業(yè)面積小，開挖深度深，施工風(fēng)險大。相鄰部位管道開槽施工開挖深度深，施工風(fēng)險大。

2.4 地下頂管作業(yè)距離長

管線段共計3段頂管，其中1#頂管頂進長度134m，2#頂管頂進166m，頂進難度大，因工作井較深，井口尺寸小，控制測量難度大，中線控制困難。

2.5 頂管內(nèi)部注漿

頂管頂進完成后，頂管頂部120°預(yù)留3個孔徑5cm的注漿孔，注漿孔縱向間距2.5m，注漿壓力不小于0.1MPa。注漿作業(yè)面積小，注漿時注漿壓力過大容易造成地面隆起，存在較大風(fēng)險。

2.6 球墨鑄鐵管接頭連接

球墨鑄鐵管采用F-B型鋼承口式，連接采用密封橡膠圈承插式，連接質(zhì)量關(guān)系到管道是否漏水及水壓試驗是否成功，屬于施工重點。

3? 應(yīng)急措施

3.1 管線開挖質(zhì)量安全應(yīng)急措施

①確保開挖斷面安全性，減少事故發(fā)生，降低風(fēng)險，發(fā)現(xiàn)風(fēng)險及時請示、通報，集多方力量解決問題[3]。

②對開挖斷面發(fā)生的變化要快速反應(yīng)及時處理，不能猶豫不決，消極等待。

③以人為本，基坑周圍環(huán)境安全第一的原則。

④信息化施工原則，防微杜漸，從小事處理的原則。

⑤強化組織機構(gòu)的責(zé)任分工，做到“三定”的原則，即“定人、定時間、定部位”，本著以上原則，由項目部集中統(tǒng)一指揮，確保項目運轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)。

3.2 頂管施工導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性破壞應(yīng)急措施

①發(fā)現(xiàn)周圍地面裂縫或沉降達到警戒值時，立即停止頂管，調(diào)查事故原因，查清原因后及時采取補救措施，待加固穩(wěn)定后，再開始頂管或采取其他施工方案。地面出現(xiàn)破壞、坍塌時，應(yīng)立即上報有關(guān)單位，對坍塌處組織大面積回填土方，穩(wěn)定地層壓力，減少損失，積極組織有關(guān)專家商討處理方案，從技術(shù)上確保處理方案有效實施[4]。

②針對頂管遇砂礫巖層或孤石難以頂進，采用風(fēng)鎬破除、靜態(tài)爆破方法處理方案。如果下部是巖層，上部是軟弱層，則先進行上部軟弱層處理。

③對頂管遇地下水情況，應(yīng)立即切斷電源，采取井點或集水坑降水措施，水位降到基層下時，再進行頂進作業(yè)。

④頂進中發(fā)生破管時，應(yīng)立即停止頂進作業(yè)，采取措施補救或拆除換管。加強管道的檢查驗收，吊放頂進要采取管道保護措施。

⑤管道糾偏措施，應(yīng)遵循“勤測量、勤糾偏、微糾偏”的原則，每次糾偏角度要小，控制頂管前進方向和姿態(tài)，采用超挖配合千斤頂糾偏法，即在偏向的反側(cè)適當(dāng)超挖，在偏向側(cè)不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加頂力后，使偏差回歸[5]。

4? 結(jié)語

為保證管線段施工質(zhì)量和進度，防止發(fā)生安全事故，特種工種應(yīng)持證上崗，并由專人統(tǒng)一指揮吊裝作業(yè)，確保吊裝安全。施工項目部必須制定切實可行的應(yīng)急措施。必要的話設(shè)計單位應(yīng)進行地質(zhì)補勘或者增加水文地質(zhì)超前預(yù)報系統(tǒng)，為管線段施工提供技術(shù)支持。

參考文獻：

[1]王雷.安徽省港口灣水庫灌區(qū)工程地質(zhì)問題分析與建議[J].江淮水利科技，2019（3）.

[2]王國棟，胡金洋.淺析石油化工中地基處理—地基換填[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2016（28）.

[3]楊旭偉.雨季建筑施工技術(shù)及安全措施分析[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015，5（24）.

[4]倪志民.廣州市軌道交通二、八號線施工監(jiān)測及風(fēng)險管理淺析[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2012（24）.

[5]鐘俊.淺談基坑支護工程意外情況的處理[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2011（23）.