淺談頂管與既有高水位快流速檢查井對接施工技術(shù)

陳 健 南京同力建設(shè)集團(tuán)股份有限公司項目技術(shù)負(fù)責(zé)人，工程師

在主城鬧市區(qū)，由于客觀條件限制，在無法調(diào)排水的情況下，為了確保新建頂管與即有高水位、快流速檢查井對接時施工人員的安全，需要對施工過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險進(jìn)行預(yù)防與控制，從而使管道順利對接。

1 工程概況

某城市新建污水主干管，項目地處主城鬧市區(qū)，采用頂管法施工，管徑D1800～D2000。最下游與運行檢查井相接，管道管徑D2000，檢查井為原頂管工作井，深度7 m，井內(nèi)最高水位至現(xiàn)有路面1.5 m，流速較大。

2 原有檢查井內(nèi)施工

2.1 施工準(zhǔn)備

在破除路面前，需要進(jìn)行相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，以保證施工過程順利，減少安全隱患。首先，施工人員要熟悉圖紙，了解施工過程中的施工工序及步驟，調(diào)查原有檢查井的結(jié)構(gòu)形式、尺寸、平面位置，檢查井周邊范圍內(nèi)地下、地上綜合管線情況，確保開挖和吊裝等施工安全。其次，工程技術(shù)人員要配合交通管理部門調(diào)查施工區(qū)域的交通流量，做好交通疏導(dǎo)方案，避免圍擋施工造成交通堵塞[1]。再次，為了避免出現(xiàn)返工現(xiàn)象，要嚴(yán)格把控材料關(guān)，所有進(jìn)場的原材料、結(jié)構(gòu)配件都要具有相關(guān)部門的檢測合格證和出廠合格證，在實際使用前，還需要進(jìn)行二次檢測，確保材料合格，施工過程中要注重過程控制，確保工程質(zhì)量。最后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙，進(jìn)行相應(yīng)的測量放線，明確管道的走向和位置，奠定良好的施工條件。

2.2 施工工藝及步驟

（1）破除原有檢查井路面。正式破除前，要通知各管線產(chǎn)權(quán)單位到現(xiàn)場進(jìn)行技術(shù)交底。如果開挖面底下有管線，應(yīng)進(jìn)行臨時遷改。路面破除后開挖至檢查井蓋板標(biāo)高，將蓋板吊至合適位置存放，同時在井頂離路面1.5 m深的基坑內(nèi)，沿著井壁四周用MU20磚砌筑至現(xiàn)有路面，內(nèi)外用M10砂漿粉刷，磚護(hù)壁與周圍老路基之間的空隙用級配碎石填充密實，保證井周圍路基的穩(wěn)定性[2]。

（2）原有檢查井內(nèi)閘門式鋼板擋水墻施工。由于上游檢查井和下游檢查井中間橫跨城市主干道，且井內(nèi)水位高、流速快，潛水員無法下井封堵，且現(xiàn)場不具備調(diào)排水條件。如何在不斷流的情況下，保證新建管道能順利接入檢查井是本工程的重點和難點。項目部結(jié)合多年施工經(jīng)驗，對多種方案進(jìn)行反復(fù)論證，決定根據(jù)檢查井的尺寸，定做一整塊2 cm厚的鋼板插入井內(nèi)，鋼板上口用8根M16槽鋼焊接，槽鋼兩端與道路固定牢固，使鋼板保持穩(wěn)定狀態(tài)。鋼板與井壁接縫處如有漏水現(xiàn)象，應(yīng)安排2臺水泵抽水，同時安排潛水員下井，在鋼板背后由上而下依次用200×200×12型鋼做支撐，間距0.5 m，使閘門鋼板在水壓力作用下能夠保持穩(wěn)定。確保施工安全后，由潛水員將10 cm×10 cm×1 cm國際角鋼用M16膨脹螺栓固定在井壁上，作為閘門式鋼板的定向?qū)к墸阎颁摪逡约氨澈蠊潭ǖ闹稳坎鸪笾匦碌跹b至導(dǎo)軌中，再觀察局部滲漏點進(jìn)行封堵（詳見下圖1）。

圖1 老井內(nèi)鋼板止水閘施工剖面圖

3 新建頂管與原有檢查井對接施工技術(shù)

3.1 新建頂管工作井位置選擇

由于原有檢查井內(nèi)安裝了閘門式鋼板擋水墻，頂管接入井內(nèi)后，機(jī)頭無法取出，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，決定采用不帶機(jī)頭頂進(jìn)的方法施工。新建工作井應(yīng)盡量緊靠原有工作井，使兩井之間的距離保持在2 m左右，方便后期管道頂進(jìn)。

3.2 頂進(jìn)方法及管材的選擇

在選擇管道的頂進(jìn)方法時，要充分考慮現(xiàn)場的施工條件，包括地下水、地質(zhì)、管徑等因素，還要滿足以下要求：（1）如果土質(zhì)為粉質(zhì)黏土層，且無地下水影響時，可以選擇機(jī)械挖掘式或手掘式頂管法施工。（2）如果土質(zhì)為砂土或者流砂地段，且有地下水影響時，可以降低地下水位，在頂管管道軸線兩側(cè)各3 m范圍內(nèi)采用高壓旋噴樁加固后，采用機(jī)械挖掘式或手掘式頂管法施工。（3）此段2 m長頂管由于不帶機(jī)頭頂進(jìn)，所以采用剛度較大的鋼管管材[3]。

3.3 頂管工作井與原工作井間的加固措施

根據(jù)本項目的地勘報告，原有工作井地段為粉土夾粉砂地質(zhì)，地下水豐富，確保在頂管頂進(jìn)過程中沒有流砂涌入工作井，保障人員安全。頂進(jìn)前，在管道軸線及左右兩側(cè)各3 m范圍，施打雙重管高壓旋噴樁用作止水帷幕，樁徑800 mm，間距400 mm，水泥用量300 Kg/m3，樁長10 m。待高壓旋噴樁施工完成且達(dá)到一定齡期后，方可進(jìn)行頂管頂進(jìn)施工，且施工過程中應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實際情況，在井四周適當(dāng)布置降水井，降低地下水位，確保施工安全，如圖2所示。

圖2 新老井對接平面圖

3.4 頂管與原有檢查井對接

當(dāng)頂管頂至原有檢查井井壁時，應(yīng)停止頂進(jìn)，由潛水員在原有檢查井中用風(fēng)鎬逐層破除井壁，使洞口符合新建管道管徑后，用千斤頂把管道頂進(jìn)原有檢查井，待洞口止水設(shè)施施工完畢后，拆除原有檢查井內(nèi)的閘門式鋼板擋水墻，恢復(fù)蓋板和路面[4]。

4 工作井、接收井洞口止水處理

由于頂管屬于地下工程，會因為施工測量的一定誤差或某些施工原因?qū)е聶C(jī)頭姿態(tài)難以控制，管道與預(yù)留洞口間會存在一定間隙。如果施工時處理不當(dāng)，在后期管道運行過程中，隨著地下水的長時間沖刷，會導(dǎo)致水土從間隙處進(jìn)入工作井或接收井，對管道造成淤堵，同時水土流失會造成井周圍地面下陷，帶來極大安全隱患。為了避免此類情況的發(fā)生，首先，施工時要嚴(yán)格按照相關(guān)要求，控制好頂管頂進(jìn)時的標(biāo)高及軸線偏位，加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理。其次，需要嚴(yán)格按照設(shè)計要求在洞口設(shè)置止水設(shè)施，止水設(shè)施的材質(zhì)要符合相關(guān)要求[5]。

本項目施工前，通過與專業(yè)技術(shù)人員的溝通，決定在洞口設(shè)置橡膠密封圈的同時，在工作井、接收井井壁上支模，向間隙處灌注抗?jié)B混凝土，振搗密實，確保管道與井壁緊密連接，不會漏水。只有通過各種技術(shù)手段，加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，才能保證頂管的施工質(zhì)量，充分發(fā)揮其效益。

5 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)已上升為國家戰(zhàn)略，將全面提升城市市政基礎(chǔ)設(shè)施，鋪開管網(wǎng)建設(shè)。采用閘門式鋼板擋水墻可以有效的解決頂管與即有高水位、快流速檢查井對接的難題，在降低安全風(fēng)險的同時，顯著提高了施工效率和經(jīng)濟(jì)效益。