淺談市政地下工程的頂管施工

摘要:地下頂管施工可以不必進(jìn)行大規(guī)模的開挖，顯出其獨(dú)特的優(yōu)勢，但在頂管施工中有些問題應(yīng)引起足夠的重視。

關(guān)鍵詞:市政 地下工程 頂管施工

0 引言

隨著城市建設(shè)步伐的加快，市政道路改造也在緊張的進(jìn)行，涉及的管線也錯(cuò)綜復(fù)雜，一些重要街路和地段無法采取開挖埋設(shè)的方法。地下頂管施工是一種不開挖或者少開挖的管道埋設(shè)施工技術(shù)，可以不必進(jìn)行大規(guī)模的開挖，顯出其獨(dú)特的優(yōu)勢，但在頂管施工中有些問題應(yīng)引起足夠的重視。下面以某工程為例來簡述之。

1 頂管的前提條件和應(yīng)注意的問題

1.1 頂管施工時(shí)必須具備的條件 ①臨時(shí)施工便道同志作業(yè)現(xiàn)場;頂管工作井施工完畢;頂管設(shè)備進(jìn)場、安裝完畢。②根據(jù)工程現(xiàn)場地質(zhì)情況，該工程的頂管基本工藝宜為:采用泥水頂管推進(jìn)機(jī)進(jìn)行頂管施工，管外壁注觸變泥漿及管外壁涂石蠟的減阻措施。

1.2 施工中應(yīng)注意的問題①施工排水 每個(gè)頂管工作井周圍要在頂面設(shè)磚圍墻，以防止雨水和泥水沖入。②小車軌道安裝 小車軌道是頂管開始時(shí)保證管子中心位置和標(biāo)高準(zhǔn)確性的關(guān)鍵裝置，必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求找正頂進(jìn)的方向和標(biāo)高，軌道與井底的預(yù)埋件要焊牢，以防止頂進(jìn)過程中出現(xiàn)松動(dòng)變形。③頂進(jìn)設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備 必須按照設(shè)計(jì)要求選擇合理的頂進(jìn)設(shè)備。針對工程量和工期特點(diǎn)，某工程投入一套頂管設(shè)備，每套設(shè)備配備6臺(tái)L=700毫米行程的300噸液壓千斤頂及相應(yīng)的油泵和管路，頂管工作井垂直運(yùn)輸及短距離水平運(yùn)輸，采用Φ400鋼管支撐和Φ800鋼管I32Aa工字鋼軌道，而成的四角龍門桁吊。龍門桁吊上設(shè)G=16噸電動(dòng)葫蘆。④管材選用:管材采用DN2000鋼筋混凝土頂管專用管材，管自重12噸/根，長度3米/根。在使用前必須對管材進(jìn)行檢查。管材的類型必須與圖紙相符，不可錯(cuò)用。對管道進(jìn)行排管，擬出一份排管圖并在管身上編號(hào)以免用錯(cuò)。

2 觸變泥漿系統(tǒng)

2.1 準(zhǔn)備工作:①設(shè)置臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，確定好中線位置。②液壓系統(tǒng)和頂進(jìn)系統(tǒng)試運(yùn)行。③靠背是否牢固。④泥漿系統(tǒng)，膨閏土準(zhǔn)備一個(gè)井段的使用量，攪拌機(jī)、壓漿機(jī)、管路和閥門等配備齊全，試運(yùn)行正常。⑤發(fā)電照明設(shè)備齊全并有備用。

2.2 頂進(jìn):

2.2.1 本工程采用泥水頂管推進(jìn)機(jī)1套。

泥水頂管推進(jìn)機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo):

內(nèi)徑:DN2000;外徑:DN2480

切削刀盤驅(qū)動(dòng)馬達(dá)功率:22KW×4P×ZNO;

切削刀盤轉(zhuǎn)速:1.3 rpm;

切削刀盤轉(zhuǎn)矩:262.2 tf·m;

切削刀盤允許平衡土壓:137kpa;

糾偏千斤頂:4×12噸;

液壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá):5.5KW×4P×1No;

進(jìn)排泥管道管徑:DN150mm;

頂進(jìn)速度:2—3節(jié)/天。

2.2.2 當(dāng)頂管機(jī)頭頂進(jìn)接收井時(shí)，應(yīng)立即鑿開井內(nèi)管口磚墻，使機(jī)頭慢慢進(jìn)入接收井。

2.2.3 整個(gè)頂管過程中要做到勤測量、勤校正、緩慢糾偏。正常頂進(jìn)時(shí)每頂進(jìn)一米即測一次;測量記錄要及時(shí)、準(zhǔn)確。

2.2.4 頂管外徑DH=2.48米，泥漿環(huán)厚度為:δ=20毫米。為了使膨潤土充分分散，泥漿拌和后停滯時(shí)間在12小時(shí)以上。

泥漿池容積:V=π×D×δ×L×2

=3.14×2.68×0.02×4.5×2

=1.49(m3)

L—12小時(shí)頂進(jìn)長度。

設(shè)3立方米儲(chǔ)泥池2×3個(gè)，以備周轉(zhuǎn)使用。

2.3 泥漿配制 膨潤土運(yùn)到現(xiàn)場后要分批測得膨潤土的膠質(zhì)價(jià)，然后按下表配制泥漿。

2.4 加漿設(shè)備:①采用BW250/50型注漿泵，壓力為30～50公斤/cm2。排量:150～250升/分。②灌漿時(shí)，壓力控制在2公斤/cm2(0.2MPa)左右。③每次頂進(jìn)時(shí)要先開泵對前封閉和補(bǔ)漿孔壓漿，以形成很好的泥漿環(huán)。下管前應(yīng)水后加漿閥門方可拆加漿管，以防止泥漿倒流。④灌漿的正確方向是與頂管頂進(jìn)方向相同。安裝管道時(shí)，應(yīng)注意管道上注漿管孔的方向與頂進(jìn)方向相同。

3 頂管工藝流程圖

頂管施工工藝流程圖

4 頂進(jìn)施工

4.1 應(yīng)注意的問題 ①由于頂進(jìn)距離較長，為防止因阻力過大而損壞管口，應(yīng)采取有效的減阻措施。②泥漿系統(tǒng)由泥漿攪拌機(jī)、泥漿泵、輸漿主管(DN50)、輸漿分管(DN25)、注漿孔和注漿管組成。③當(dāng)泥漿經(jīng)注漿管注入預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管外壁與土壤之間后，即在管外壁四周形成個(gè)完整、連續(xù)的泥漿外套，從而起到減阻的作用。

為防止觸變泥漿被吸收或硬化，而造成頂管阻力增加，每次頂管時(shí)間間隔不得超過12小時(shí)。

4.2 頂進(jìn)準(zhǔn)備工作

4.2.1 穩(wěn)導(dǎo)軌 ①導(dǎo)軌38千克/米鋼軌，導(dǎo)軌間距:B=1540毫米。工作井底板混凝土上預(yù)埋鋼板，采用§=16mm鋼板，間距為500毫米，與鋼軌焊接。打掉工作井管口臨時(shí)封口。②安裝頂進(jìn)設(shè)備。③檢查所有管子型號(hào)是否正確，外觀有無裂縫，檢查合格后方可使用。

4.2.2 前封閉及第一節(jié)管頂進(jìn) 前封閉及第一節(jié)頂管由電動(dòng)葫蘆吊至導(dǎo)軌上組裝，組裝后不加泥漿頂進(jìn)。當(dāng)前封閉管全部出頂管坑后安裝后封閉密封圈;當(dāng)頂進(jìn)到第一節(jié)管脫離軌道500毫米時(shí)，向第一節(jié)管管底注入1:1早強(qiáng)水泥砂漿;填充前封閉與混凝土管管徑之差值以防管子出頂坑后跳坑，然后注入觸變泥漿。

4.3 頂進(jìn):①為防止混凝土管在頂進(jìn)過程中出現(xiàn)錯(cuò)口，前10節(jié)管加工具漲圈。當(dāng)頂力大于550KN時(shí)，后下的管也要使用工具以防管口壓壞。②頂進(jìn)時(shí)晝夜三班不間斷施工，以防止因中途停置而增大壓力，造成頂進(jìn)困難。

5 其他應(yīng)注意的問題

5.1 頂進(jìn)糾偏 ①頂進(jìn)過程中的中心線和高程偏差，自動(dòng)顯示在控制室的控制屏幕上。根據(jù)其偏差情況調(diào)整頂管機(jī)頭的糾偏角度。②頂進(jìn)過程中出現(xiàn)中心偏△H=30毫米或高程△H=20毫米及有偏差趨勢時(shí)應(yīng)考慮糾偏。糾偏用頂管機(jī)頭的糾偏千斤頂高速正機(jī)頭與管中心線偏角達(dá)到糾偏目的。糾偏時(shí)應(yīng)每頂進(jìn)200—300毫米測量一次，并注意管子前進(jìn)的趨勢，嚴(yán)防糾偏過急。

5.2 泥漿補(bǔ)漿①頂管施工完成后立即進(jìn)行泥漿補(bǔ)漿。②補(bǔ)漿的漿液采用泥漿漿液。加漿設(shè)備用隔膜泵，加漿壓力控制在0.2—0.3Mpa。③置換時(shí)按照由后向前壓注泥漿。

5.3 管口處理 ①全部換漿工作完成后，打管口縫。②管口可用水泥砂漿填縫。

5.4 施工檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) ①頂管允許偏差(按設(shè)計(jì)圖紙的要求);②管內(nèi)底高程:+200～-200毫米;③中心線位移:+200～-200毫米;④相鄰管節(jié)接口錯(cuò)位:10毫米;⑤DN200鋼筋砼管閉水試驗(yàn)允許滲水量;⑥179米3/24小時(shí)×公里(即2.9升/小時(shí)×米)。

5.5 頂管測量 ①頂管高程測量是用測量蔡司水準(zhǔn)儀，其測量結(jié)果自動(dòng)顯示在控制室的控制屏幕上。在正常情況下每頂進(jìn)500—1000毫米測量一次;在頂進(jìn)第一節(jié)管和糾偏時(shí)每頂進(jìn)200—300毫米測量一次，以便及時(shí)掌握糾偏情況，及時(shí)調(diào)整頂管機(jī)頭千斤頂?shù)恼{(diào)偏角度。②中心測量。中心測量采用紅外線測量控制儀，其測量結(jié)果自動(dòng)顯示在控制室的控制屏幕上。根據(jù)偏差情況及時(shí)調(diào)整頂管機(jī)頭號(hào)的調(diào)偏角度。

6 結(jié)論

總之，頂管工程必須做到五勤，即:勤頂進(jìn)、勤控制、勤注漿、勤測量、勤糾偏。它徹底解決了管道埋設(shè)施工中對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題，在穩(wěn)定土層和環(huán)境保護(hù)方面凸顯其優(yōu)勢。這對交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下管線復(fù)雜的城市是非常重要的，它將為城市創(chuàng)造一個(gè)潔凈、舒適和美好的環(huán)境。

參考文獻(xiàn):

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