供水管網(wǎng)地下穿越工程施工技術(shù)探討

【摘要】供水管網(wǎng)是城市的生命線和發(fā)展命脈，是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，明挖施工方式是傳統(tǒng)的供水管線施工方法，其主要缺點是嚴重影響地面交通，導致周邊的環(huán)境遭到破壞。非開挖施工是在沒有明挖施工的條件下，利用巖土鉆掘等技術(shù)手段鋪設(shè)供水管線的現(xiàn)代化施工技術(shù)和方法，其主要優(yōu)點是不阻礙交通、對環(huán)境的影響小。本文探討了供水管網(wǎng)在地下穿越工程時的頂管法施工工藝，并提出了施工中的重點注意事項。

【關(guān)鍵詞】供水管網(wǎng)；頂管法；糾偏

1、地下穿越工程施工總體要求

（1）穿越工程施工前，其施工方法、工作坑的位置及施工流程應(yīng)取得相關(guān)單位的同意與配合。

（2）穿越施工過程中，應(yīng)確保供水管道在結(jié)構(gòu)斷面中的位置不偏移，與設(shè)計縱橫斷面相一致。

（3）在穿越施工期間及穿越完成后，不得對周邊地下管線和建筑物造成影響，應(yīng)保證其安全與正常使用。

（4）穿越河流或湖泊時，應(yīng)采取排降水措施。

（5）在穿越施工期間，為保證在一個穿越段內(nèi)水平中心線與高程不產(chǎn)生較大偏差，應(yīng)及時對穿越結(jié)構(gòu)進行測量。

（6）當在穿越結(jié)構(gòu)中拖運供水管道時，應(yīng)在管道上安裝臨時支座或滾輪。

2、頂管施工

2.1頂進方法的選擇

管道頂進方法應(yīng)根據(jù)多種因素經(jīng)過施工技術(shù)及經(jīng)濟分析綜合確定，影響因素主要有土層的性質(zhì)、管徑的大小、地下水位的高低、臨近建筑物及各種設(shè)施等，同時應(yīng)符合下列要求：

（1）手掘式或機械挖掘式頂管法適用于在沒有地下水影響的粘性土或砂土層采用；當土質(zhì)為砂礫土時，為確保施工安全進行，可采用以下措施：具有支撐的工具管或注漿加固土層。

（2）擠壓式或網(wǎng)格式頂管法適用于管頂以上為土層較厚的軟土層且無障礙物的條件下采用。

（3）為控制穿越過程中的地面隆陷現(xiàn)象，穿越粘性土層時可采用土壓平衡頂管法，穿越粉砂土層時可采用加泥式土壓平衡或泥水平衡頂管法。

（4）一次頂進的擠密土層頂管法適用于頂進長度較短且管徑小的金屬管時采用。

2.2頂管方法

2.2.1人工掘進頂管施工法

人工掘進頂管施工法就是在向土內(nèi)頂進套管的過程中，采用人工在套管前方掘土的一種施工方法。首先頂進的一般是鋼制或鋼筋混凝土制的套管，最后在套管內(nèi)安裝供水管道。

頂管施工時，主要設(shè)備和頂管操作都是在工作坑內(nèi)進行，頂管地段的下游通常選用為工作坑的位置，按設(shè)計的供水管線標高、管線直徑及基礎(chǔ)厚度來確定工作坑的底面高程。

2.2.2機械掘進頂管

機械掘進頂管法配置機械傳輸帶運土，將機械鉆進的掘土設(shè)備安裝在被頂進的管道前端，當管道前方土體被掘削成一定深度的孔洞時，利用頂管設(shè)施，將連接在鉆機后部的管道頂入孔洞。機械掘進頂管要在工作坑內(nèi)按設(shè)計高程及中線方向安裝導軌，使每根管道沿著一定方向和高程頂進。

機械掘進頂管施工法的優(yōu)點是可降低勞動強度，加速施工進度，對各類物地下水土層均可順利進行施工。缺點是運土與掘進速度難以一致，出土較慢；特別是遇到含水土層或巖石地層時因無法更換機頭，故無法使用。

2.2.3切刀掘削流體輸送頂管

切刀掘削流體輸送頂管法就是用水加壓或機械加壓使掘削面土層保護穩(wěn)定，同時旋轉(zhuǎn)切削刀掘進，采用流體輸送裝置排出掘出的土物，掘削、排泥和頂管同時進行。

切刀掘削流體輸送頂管法的優(yōu)點是適用于各種不同的地質(zhì)條件，無需大型工作坑。

2.3頂管工作坑

2.3.1頂管工作坑的位置選擇

頂管工作坑的位置可選擇在管道井室的位置，當單向頂進時宜設(shè)置在下游一側(cè)。同時應(yīng)考慮距電源和水源較近、交通方便的位置，這類位置便于排水、出土和運輸，以及對臨近建筑物易于采取支護和安全措施的位置作為工作坑。

2.3.2裝配式后背墻的規(guī)定

裝配式后背墻的墻體材料宜采用方木、型鋼或鋼板以保證組裝后的墻體具有足夠的強度和剛度，墻體底端至少進入工作坑底以下0.5m。組裝時，應(yīng)確保后背墻與后背土體壁面緊貼，若有空隙可用砂石料填充。

2.4頂管控制及糾偏

2.4.1頂管控制

（1）工具管進入土層后，應(yīng)采用下列措施對管端進行處理：

①工具管與管端進入接收坑后，應(yīng)在其下部設(shè)置枕墊。

②在工作坑中，管道兩端應(yīng)預留大于0.5m的長度，且不得有接口。

（2）在管道頂進過程中應(yīng)及時測量工具管的中心和高程，如有偏差，應(yīng)根據(jù)施工方法和測量結(jié)果，分析偏差產(chǎn)生的原因，預測偏差的發(fā)展趨勢以確定糾偏措施，同時做好工具管前進方向的控制。測量方法應(yīng)符合下列要求：

①在工具管進入土層頂進每30cm及管道進入土層后正常頂進每100cm，測量頻率均不應(yīng)少于一次，管道如有偏差，需要糾偏時則應(yīng)適當增加測量頻率。

②當全段頂管施工完成后，在每個管節(jié)接口處應(yīng)測量其軸線位置和高程；如有錯口應(yīng)測量相對高差。

③原始測量記錄應(yīng)準確、完整、清晰。

2.4.2頂管糾偏

頂管如有偏差，應(yīng)在頂進過程中采用小角度對頂管逐漸糾偏。當工具管旋轉(zhuǎn)需要糾正時，宜采用調(diào)整挖土方法、對切削刀盤的轉(zhuǎn)動方向進行改變或在管內(nèi)相對于機頭旋轉(zhuǎn)的反向增加配重的措施。

2.5頂管施工注意事項

管道頂進施工時，應(yīng)連續(xù)作業(yè)，如遇下列情況時應(yīng)暫停頂進，并查明原因及時采取處理措施：

（1）工具管頂進時前方遇到障礙物。

（2）工作坑后背墻產(chǎn)生的變形超過允許值。

（3）頂鐵出現(xiàn)扭曲情況。

（4）管位產(chǎn)生過大的偏差，采取校正措施但沒有效果。

（5）頂力過大，已經(jīng)超過管端允許頂力。

（6）頂進設(shè)備的油泵、油管發(fā)生異常情況。

（7）有泥漿從接縫滲漏。

結(jié)語：

供水管網(wǎng)地下穿越工程采用頂管法施工，比傳統(tǒng)明挖法造成的影響要小，在穿越各類障礙物方面的優(yōu)勢更為明顯。工程經(jīng)驗表明，頂管法地下穿越工程施工技術(shù)可以降低工程成本、縮短施工工期，該方法將成為市政供水管網(wǎng)施工的重要支撐。

參考文獻：

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