頂管遇復雜地下管線的處理方案

黎曲珍

摘要:頂管施工過程中,經常會遇到地下管線,當地下管線不能開挖遷移,被埋實的管線又不容易牽移,采用高壓水沖槍射水掏土,使管線兩端的自由段加大,再慢慢牽引挪開管道位置,能夠妥善處理好管線又使管道順利頂進,可以給同行提供一個很好的借鑒。

關鍵詞:頂管地下管線挖孔護壁高壓水沖槍射水沖切掏土牽移

中圖分類號:TU99 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)04(c)-0069-01

頂管施工過程中,經常會遇到地下管線,往往地下管線需要挪動的范圍又不大,開挖又會受到限制,尋找一些輔助工具和新措施,將管線牽移管道前進范圍,就可使管道順利頂進,本文針對一個頂管遇復雜管線的處理方案,介紹所采取的措施,給同行一個參考。

1工程概況

廣州市國際商品展貿城展貿東南路工程,污水管網工程與展貿城項目第一期工程連接處,需要穿越十字交叉路口,總長度為125m,在展貿東南轉折處路口中間的w39位置設置為接收井,w38和w40均設置為工作井,w38～w39管段長72m,w40～w39管段長度為53m,分別頂管至w39位置附近發現:管道標高位置,共遇三條100的PE管,管內分別有通信光纜和高壓電纜;管道上方有二條間距800mm的鋼筋混凝土管,鋼筋混凝土管的走向與施工的管道幾乎平行。受管道標高的地下管線影響,w39位置兩側的管道頂進還剩余7000mm未能貫通。

由于通信電纜和電力電纜的產權單位不明確,無法進行拆遷,只能就地妥善處理。據現場分析判斷,通信電纜和電力電纜的PE管,穿越交通路口是采用“定向鉆牽引”[1]工藝施工的,其在地下的標高變化比較大,走向也不太穩定,給處理帶來比較大的不確定性。

2地質情況

根據現場地質情況,工作井開挖范圍內的土層基本上以淤泥、粘土、中砂與砂質粘土為主,其巖土的特征如下。

(1)素填土:灰黃色,濕,疏松,成分主要為由粘性土及植物根系組成、1900mm厚。

(2)淤泥:深灰色,飽和,流塑,局部軟塑,土質較純,斷續腐植物、3400mm厚。

(3)粉質粘土:紅色,可塑,土質不均勻,為混合巖風化殘積土,遇水易軟化,2500mm厚;底部0.4米含少量粉砂。

(4)砂質粘土:褐紅黃色,硬塑,為混合巖風化殘積土,土質粘性一般,含2mm～3mm石英礫約<5%,1200mm。

(5)中砂:灰黑色;較密;飽和;質較純,粒徑不勻。

3處理方案比較選擇

結合場地地質的情況、周圍環境和地下相關管線情況,我們比較了以下三種措施:(1)降低(2m)標高避開通信電纜和電纜電纜標高,重新頂管;(2)少量降低管道標高,采用鋼板樁支護明挖鋪管;(3)人工挖孔、高壓水沖槍射水配合掏土,手拉葫蘆牽引挪開通信電纜和電纜電纜管后繼續頂進。

通過比較分析得出以下結論。

措施1,解決措施簡單直觀有效,但是重力流管道變成倒虹管不利于管養、已經頂進的118m管道報廢,造成較大的損失。

措施2,自來水管和排污管的保護,困難很大,鋼板樁在通信電纜和電力電纜位置不能夠封閉,受自來水管和排污管的影響,機械作業難度比較大。

措施3,解決措施簡單經濟,但需要專業高壓射水設備、作業過程需小心謹慎。

通過比較,認為在具備專業高壓射水設備的情況下,措施3比較可行。

4方案的具體做法

4.1 測量放線

準確測放出兩個工具頭前端在地面的垂直位置,進一步探明自來水管和排污管。

4.2 人工挖孔澆注鋼筋混凝土護壁

在工具頭前端,從地面垂直各挖設一個內空直徑為1200鋼筋混凝土護壁井,護壁一直澆注到工具頭頂的位置。

4.3 人工挖土射水沖孔

鋼筋混凝土護壁達到75％強度后,順著護壁井向下挖土,暴露出阻礙管道的地下管線;做好排水措施的情況下,采用高壓水沖槍,順著通信電纜和電力電纜的PE套管射水,將PE套管周圍的土體沖切成泥漿排出,使PE套管在護壁井兩側各有3m～4m的自由段。

4.4 射水沖孔與手拉葫蘆結合牽移地下管線

在PE套管暴露并且有7m～9m的自由段的情況下,通過井口安裝的扁擔,用手拉葫蘆向上進行牽引,使PE套管產生少量延伸,同時采用高壓水沖槍射水、配合手拉葫蘆繼續牽引,如此循環幾次,直到PE套管能夠繞開管道位置,臨時固定。

4.5 繼續頂管

通信電纜和電纜電纜管的PE套管繞開管道位置、進行臨時固定后,往護壁井內回灌觸變泥漿,防止掏土空洞坍塌;再按照原計劃繼續頂管到w39接收井,頂進完畢及時采用水泥石屑密實回填人工挖孔護壁井。

5高壓水沖槍射水的使用情況

高壓水沖槍射水是高壓清洗車進行射水,噴嘴口直徑為2mm～4mm,射水壓力為0～15MPa,水平射水距離達10m～20m,清洗車載水容量為8立方,噴射時由1個人用手抓住水沖搶,瞄準噴射位置進行射水,可以輕輕松松地將粘在混凝土路面或者瀝青路面的泥土沖切下來,實現清洗路面的目的。所以用來沖切地下自然土體掏成一個土洞是非常容易的事情。

我們曾經在同一項目的某段管道頂進時臨近接收井5m處,遇障礙物導致管道突然偏高1200mm,就是采用高壓水沖槍射水,沖切管道底部的土體,使管道安全降低到設計高程的使用經驗,效果相當良好。

6關鍵技術

(1)工具頭前端位置要測放準確。

(2)人工挖孔護壁經過管道時要做好保護工作。

(3)高壓水沖槍射水前,做好井底排水工作,保證射水工作能夠持續進行。

(4)高壓水沖槍射水過程中,盡量讓水柱順著套管噴射,防止過分掏土。

(5)牽引套管要均勻加力,防止操之過急損傷PE套管和套管內的通信電纜和電纜電纜。

(6)高壓水沖槍射水與牽引套管必須密切配合好,這樣既有利于牽引效果良好,又有利于防止過分掏土。

(7)PE套管被牽移避開管道頂進位置并且臨時固定后,及時往井內回灌泥漿,防止孔洞坍塌。

(8)第一段頂進完畢,馬上密實回填護壁井,減少挖孔對周邊土體的擾動,有利于下一段管道的處理。

7結語

定向鉆牽引工藝施工的PE套管和管內的電力電纜通信電纜均屬于柔性管,有適當的自由段、受到一定拉力的情況下,能夠實現有效的伸縮[2]。

在粘土層位置,采用高壓水沖槍射水,可以進行小范圍、大進深、快速套土,對釋放PE套管的自由段存在相當有利的一面;同時對PE套管的損傷、對因為土體的坍塌造成上方自來水管和石化排污管的破壞又能夠降低到最小。

另外,利用高壓清洗車來進行高壓水沖槍射水,具有較好的可控制性,能夠靈活機動掌握水沖槍射水流量、射水壓力、射水方向,真可謂揮灑自由,提高射水效果[3]。在特殊施工場合中是值得推廣應用。

參考文獻

[1] 張建兵.淺析市政工程地下排水管道的頂管施工技術[J].建材與裝飾(下旬),2011(3):229～230.

[2] 王波.管理中頂管施工關鍵技術問題[J].科技創新導報,2010(9):78～78.

[3] 張云濤,邵東輝.對頂管施工法的簡要探討[J].民營科技,2009(6):215～215.