城市道路地下污水管道頂管施工技術(shù)分析

史亞利

摘要：本文以城市道路為研究對象，探討了地下管線工程中污水頂管施工技術(shù)。從沉井預(yù)制下沉、頂管設(shè)備選型、頂管、出孔等工程技術(shù)分析的角度，逐一闡述了施工技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)注意的施工技術(shù)問題，從而為城市道路地下管線建設(shè)提供及時(shí)的支持。

關(guān)鍵詞：沉井下沉、管道頂進(jìn)、管壁注漿

引言：城市道路建設(shè)是城市快速發(fā)展的重要組成部分，新建地下管線受到城市原有地下管線的影響，明挖施工管道拆遷改造涉及產(chǎn)權(quán)單位多，協(xié)調(diào)點(diǎn)多面廣。因此，在施工期間，采用必要的工藝措施，確保工程在非開挖條件下滿足設(shè)計(jì)圖紙要求。頂管施工在一定程度上有效地保證了城市管道工程的順利實(shí)施，保護(hù)了周圍建筑物和原有管道，因此在管道工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。

1、工程簡述

蘇州市中心高速公路（312國道-玉山南路）是一新建道路，全長1874米。主路設(shè)計(jì)等級為快速城市路，輔路設(shè)計(jì)等級為支路。主要工程包括：正線高架橋、匝道橋、地面道路、排水工程等，排水工程主要包括新建雨污水管道，其中污水干管d800鋼筋混凝土管采用頂管施工。地下管線施工采用非開挖頂管新技術(shù)，克服了現(xiàn)有道路封閉、管線拆除改造、天氣影響等諸多影響，全面保障了地下管線施工安全，按時(shí)完成了管線施工任務(wù)，取得了良好的效果為地上工程施工節(jié)省寶貴時(shí)間。

2、頂管施工方案設(shè)計(jì)

2.1施工方案規(guī)劃

在污水頂管施工過程的準(zhǔn)備階段，設(shè)計(jì)計(jì)算主要分為頂管井下沉、合理設(shè)計(jì)和封堵方案、頂管力計(jì)算、管壁注漿和沉降觀測四個(gè)部分。在方案設(shè)計(jì)中，要綜合考慮施工過程中容易出現(xiàn)的各種因素，有效地平衡安全、質(zhì)量、進(jìn)度和投資之間的關(guān)系。在追求工期的同時(shí)，避免忽視施工安全。充分考慮地質(zhì)條件，及時(shí)對管壁進(jìn)行灌漿，減少管壁孔隙，保證原有路面不產(chǎn)生沉降，并充分保護(hù)原有地下管線。

2.2（頂管沉井下沉設(shè)計(jì)）

工作井A：直徑6m，壁厚0.9m，豎向高7.9m，由于沉箱高度過高，預(yù)制沉箱先施工至梁底，高度約7.9m，沉箱澆筑施工時(shí)，第一次澆筑至預(yù)留孔頂，即5.8m，第二次澆筑到頂端。

由于沉箱中心較高，沉入土中容易發(fā)生偏斜，操作時(shí)必須十分小心。為控制箱體下沉位置，避免箱體過度下沉，沉箱下沉速度應(yīng)在最后1.0m處放慢，并根據(jù)現(xiàn)場土質(zhì)情況預(yù)留適當(dāng)?shù)淖猿亮俊?/p>

沉井下沉前，必須檢查沉井在自重作用下是否下沉。驗(yàn)算公式如下：

（1）按照地質(zhì)條件。一般壓漿量為計(jì)算的150%～200%，本工程在粉土、粉質(zhì)壤土層中頂進(jìn)，按照180%進(jìn)行注漿量控制。

（2） 為了避免對頂管處道路造成次生危害，損害路面結(jié)構(gòu)，頂管施工結(jié)束后必須及時(shí)用水泥漿填滿管道四周空隙，以凝結(jié)管道四周空隙土體。用于填充水泥的設(shè)備與觸變泥漿相同。灌漿孔依次、順序注漿，水泥漿應(yīng)高速攪拌提高漿液流動(dòng)性，不得有碎屑。灌漿完成后，及時(shí)清潔灌漿設(shè)備，防止擁堵。

（3）灌漿壓力由頂管管道埋設(shè)深度h和地層土質(zhì)的地質(zhì)情況即自然土體密度共同確定。經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為2至3倍的埋深與土體重度，注漿壓力控制在0.2至0.3MPa之間。

（4）壓漿填充材料：在管頂間隙較小管段，采用管內(nèi)注漿，壓漿材料為水泥粉煤灰漿，配比為，水泥/粉煤灰=1/3;在管頂間隙較大管段，采用管內(nèi)注漿和地面注漿相結(jié)合，壓漿材料為水泥粉煤灰砂漿，配比為，水泥/粉煤灰/細(xì)砂=1/1/4。

（5）管內(nèi)灌漿孔布置：地下沿頂管方向間距3m布置，管道橫向均勻布置。地面灌漿孔間距4-6m鉆孔至頂管頂部空腔部位。

（6）注漿操作要求：地面采用機(jī)械鉆孔至空腔部位，孔深3至4米，孔徑φ100mm，

注漿管施工結(jié)束后，管四周采用細(xì)粒砂包封。漿液采用高速攪拌均勻，活塞式灌漿設(shè)備壓注，逐孔灌漿及時(shí)堵塞，確保漿液不外流。

管道總注漿量應(yīng)大于頂管過程鉆孔頂進(jìn)產(chǎn)生空隙的2倍，加之注漿過程泥漿損失，注漿過程必須連貫不得中斷，確保注漿孔內(nèi)漿滿。

3、施工技術(shù)

3.1沉井封底：

沉入設(shè)計(jì)標(biāo)高后，采用80cm厚C25素混凝土封底。沉井接近設(shè)計(jì)高程1.5米時(shí)應(yīng)減緩下沉速度，應(yīng)將井底沖成反鍋底狀，中間留有一定高度的土，沿刃腳四周沖成槽狀下沉，每層分層沖刷厚度不大于0.3米。沉井開挖下沉至1m時(shí)，降低下沉速度，下沉至距圖紙標(biāo)高10cm時(shí)，停止開挖下沉，利用沉井自身重力沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。及時(shí)沉降觀測，八小時(shí)內(nèi)累計(jì)沉降小于1cm表明沉降穩(wěn)定，即可砼封底。

3.2、頂管地層變形控制：

管道吊裝引起地面變形的主要因素有：管道吊裝引起的接地?fù)p失、管道吊裝校正引起的接地?fù)p失、管道吊裝后管道周圍填充不足引起的接地?fù)p失和接地管道的摩擦。由于管道吊裝過程對地面的干擾。在管道吊裝施工過程中，應(yīng)根據(jù)不同的土質(zhì)、深度、平整度，通過對測量報(bào)告的分析，及時(shí)調(diào)整渾水平衡和土壓力。同時(shí)，保持邊坡的相對穩(wěn)定，控制糾偏量，減少土體擾動(dòng)。根據(jù)提升速度控制泥漿量和地層變形信息數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整注入壓力和注入量，將井筒和地層變形控制在最佳條件下。

3.3、頂管測量和方向控制

在頂管后座處頂管軌道上安裝J2紅外線激光經(jīng)緯儀，測量頂管機(jī)端部十字光標(biāo)的水平、垂直角和后標(biāo)點(diǎn)，以便及時(shí)檢查頂管位置與設(shè)計(jì)偏差，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)調(diào)整。

測量與方向控制要點(diǎn)：

（1）測量放樣方案批準(zhǔn)后實(shí)施，采用兩人測量，數(shù)據(jù)對比偏差法，現(xiàn)場做好原始記錄。嚴(yán)格落實(shí)先勘察后施工制度。

（2）頂升校正必須經(jīng)常測量和更頻繁地微調(diào)。校正角度應(yīng)保持在10 ‘- 20’，不超過0.5°。設(shè)置偏差警戒線。

（3）在頂進(jìn)的初始階段，主千斤頂控制頂管方向。初始頂管階段嚴(yán)格控制千斤頂油缸推出速度，并在頂進(jìn)過程中及時(shí)調(diào)整油缸產(chǎn)生的角度偏差。

（4）頂管施工前，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求及每一管道長度，在現(xiàn)場標(biāo)識頂管每段的具體位置及埋深，頂管坡度由頂管安裝軌道控制。

3.4、頂管進(jìn)接收井控制

（1）頂管機(jī)出洞前洞口土體加固

根據(jù)頂管進(jìn)展情況，為保證掘進(jìn)機(jī)順利進(jìn)入接收井，防止掘進(jìn)機(jī)進(jìn)入接收井后，后方土體沿洞口縫隙處進(jìn)入接收內(nèi)，造成后方水水土流失，產(chǎn)生頂管后方路面塌陷等病害，在接收井洞口處對土體注漿加固，加固范圍一般為洞口后縱向5m范圍、橫向3m。

掘進(jìn)機(jī)進(jìn)入接收井前，加大測量頂管機(jī)位置的頻率，這是確定頂管狀態(tài)、評價(jià)掘進(jìn)機(jī)退出狀態(tài)、制定接收井和施工方案的重要依據(jù)，以便掘進(jìn)機(jī)進(jìn)入接收井，并按預(yù)定方案在現(xiàn)階段進(jìn)行施工。

結(jié)論：綜上所述，城市地下污水管網(wǎng)建設(shè)有助于提高城市污水處理能力，改善城市生活環(huán)境至關(guān)重要。采用非開挖頂管施工方法進(jìn)行作業(yè)示范，有效解決了城市道路工程施工區(qū)域狹窄、地下復(fù)雜管線拆除改造等問題，為工程快速推進(jìn)提供了技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)

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