熱帶雨林沼澤地域供水管線頂管施工技術(shù)方案

李廷彪 張興陽(yáng) 楊玉紅

(中國(guó)能源山西電力建設(shè)第三有限公司,山西 太原 030006)

熱帶雨林沼澤地域供水管線頂管施工技術(shù)方案

李廷彪 張興陽(yáng) 楊玉紅

(中國(guó)能源山西電力建設(shè)第三有限公司,山西 太原 030006)

結(jié)合工程實(shí)際概況，從測(cè)量放線、基坑開(kāi)挖和基礎(chǔ)澆筑、頂管設(shè)備安裝等方面，闡述了熱帶雨林沼澤地域供水管線頂管施工的主要施工方法，并對(duì)主要施工機(jī)具設(shè)備和安全保證措施進(jìn)行了總結(jié)，以供類似工程參考。

熱帶雨林，沼澤地，頂管施工，管道

1 工程概述

施工地點(diǎn)位于印尼西部的南蘇門答臘省北部地區(qū)、南半球赤道附近低緯度地區(qū)(東經(jīng)103°51′22.1″，南緯2°09′41.1″)，東北面距海邊約96 km，屬典型熱帶雨林氣候區(qū)，全年分為雨季和旱季，該地區(qū)11月～次年5月為雨季，其余月份為旱季，全年逐月平均氣溫差較小。平均環(huán)境溫度26.2 ℃,年平均降雨量2 237.1 mm，海拔高度10.9 m，見(jiàn)圖1。

SUMSEL-5電站補(bǔ)給水取自Lalan河，Lalan河位于電廠北面，距電廠直線距離約為13 km，補(bǔ)給水管道埋地敷設(shè)，規(guī)劃埋深-1.50 m，該管線有6 km地處沼澤地帶，在取水管線61號(hào)～62號(hào)里程樁之間有一條東西走向的公路和埋有一條煤氣管道，過(guò)公路和煤氣管道設(shè)計(jì)頂管施工,套管采用φ820×12管道，頂管管道長(zhǎng)度54 m。原設(shè)計(jì)套管尺寸為φ720×10，后因管內(nèi)空間過(guò)小，施工困難和原管道設(shè)計(jì)受力滿足不了要求，所以變更為φ820×12，27節(jié)，每節(jié)2 m。

2 特點(diǎn)分析

該施工地點(diǎn)位于沼澤區(qū)域，雨季時(shí)頂管作業(yè)區(qū)有地表水，頂管用作業(yè)坑不利于開(kāi)挖施工，所以選擇旱季開(kāi)始施工。開(kāi)挖后，基坑挖深6.8 m，土質(zhì)為淤泥軟土，要有邊坡防護(hù)措施(采用混凝土邊坡表面硬化)和防滲水排水措施(污泥泵排水)。套管內(nèi)空間狹小，人工作業(yè)困難，采取加強(qiáng)通風(fēng)和輪流作業(yè)措施。因軟地基原因，頂管作業(yè)時(shí)要有預(yù)防管道偏斜和下垂措施。

3 主要施工方法

基坑開(kāi)挖采用機(jī)械開(kāi)挖，人工輔助清理方式。考慮到當(dāng)?shù)貫檎訚傻兀瑢ｉT雇傭當(dāng)?shù)赜薪?jīng)驗(yàn)的司機(jī)進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)。頂管施工采用300 t單缸液壓千斤頂頂進(jìn)，人工在套管內(nèi)挖土，小型手推車管內(nèi)運(yùn)土，勤觀測(cè)糾偏的施工方法。

頂管施工流程：測(cè)量放線→放樣復(fù)核→開(kāi)挖基坑→混凝土施工→邊坡表面硬化→頂管設(shè)備安裝→管道頂進(jìn)→管道焊接(焊口檢驗(yàn))→防腐作業(yè)→拆除頂管設(shè)備→回填→場(chǎng)地清理→竣工驗(yàn)收。

3.1 測(cè)量放線

首先現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)煤氣管道的具體位置和埋深，然后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行測(cè)量放線，見(jiàn)圖2。

3.2 基坑開(kāi)挖和基礎(chǔ)澆筑

開(kāi)挖施工時(shí)采用挖機(jī)2臺(tái)，雇傭當(dāng)?shù)赜姓訚傻厥┕そ?jīng)驗(yàn)的司機(jī)開(kāi)挖基坑。因本次頂管作業(yè)為單向頂進(jìn)，所以工作坑布置在管線的下游端，以利排水。接收坑設(shè)置在管線上游。工作坑后壁作為千斤頂承力段，設(shè)計(jì)為500 mm厚C30鋼筋混凝土墻，并預(yù)埋T2525預(yù)埋件8塊。坑內(nèi)采用300 mm厚C30混凝土澆筑，并預(yù)埋T2525預(yù)埋件6塊。因工作坑開(kāi)挖后，兩側(cè)軟淤泥擠壓力大，所以兩側(cè)壁采用300 mm厚C30鋼筋混凝土澆筑。基礎(chǔ)高程偏差±20 mm。

3.3 頂管設(shè)備安裝

1)軌道安裝：采用12號(hào)工字鋼，固定在基底混凝土基礎(chǔ)預(yù)埋鐵板上，要求焊接牢固。兩軌道之間的間距：A=2(C2-B2)1/2=2×(412-352)1/2=43.6 cm。

2)液壓千斤頂和液壓站安裝：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況合理擺放液壓站，要做好防曬防水淹措施，液壓千斤頂安裝在距管底高度1/4～1/3管徑位置處，保持其中心線與管道軸線一致，并固定牢固，然后用高壓油管與液壓站可靠連接。

3.4 管道頂進(jìn)

采用千斤頂進(jìn)行管道向前推進(jìn)，作業(yè)人員在套管管內(nèi)挖土的方法。

1)頂力計(jì)算:該頂進(jìn)管道屬于鋼管，其壁厚為12 mm，頂進(jìn)時(shí)阻力很小，故計(jì)算時(shí)可忽略不計(jì)，頂力只考慮摩擦阻力。P=f×γ×D×[2H-(2H+D)×tg2(45°-φ/2)+ω÷(γ+D)]×L=0.25×17×0.82×[2×7-(2×7+0.82)×tg2(45°-20/2)+0.24÷(17+0.82)]×48=1 526.2 kN。頂進(jìn)液壓千斤頂?shù)念~定推力須大于1 526.2 kN才能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工需要，考慮復(fù)雜地況采用單缸額定頂力3 000 kN的千斤頂施工。

2)管道頂進(jìn)：采用人工邊挖土邊頂進(jìn)的方法進(jìn)行施工，挖土?xí)r不得超出管前0.5 m，嚴(yán)禁超挖。頂管時(shí)的管道測(cè)量是一項(xiàng)關(guān)鍵工作，采用經(jīng)緯儀和激光水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量。開(kāi)始頂?shù)谝还?jié)管子時(shí)，每頂進(jìn)20 cm～100 cm時(shí)。開(kāi)始校核，每頂進(jìn)一節(jié)測(cè)量一次。中心線測(cè)量，根據(jù)工作坑內(nèi)用經(jīng)緯儀設(shè)置的中心樁掛小線，使拉線對(duì)準(zhǔn)垂球，讀管前段的中心尺刻度，若拉線與中心尺上的中心刻度相重合，其差值即為偏差值。高程測(cè)量一般在工作坑內(nèi)引設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，停止頂進(jìn)，將激光水準(zhǔn)儀支設(shè)在頂鐵上，測(cè)量前段管底高程。

3)頂管過(guò)程中的糾偏：頂進(jìn)中發(fā)現(xiàn)管位偏差10 mm左右，即應(yīng)進(jìn)行校正。糾偏校正應(yīng)緩緩進(jìn)行，使管子逐漸復(fù)位，不得猛糾硬調(diào)。

4)挖土作業(yè)面通風(fēng)套管內(nèi)挖土作業(yè)面通風(fēng)采用壓入強(qiáng)制性通風(fēng)措施，用鼓風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)向套管的工作面壓風(fēng)。

3.5 管道施工

包括管道對(duì)口、焊接、焊口檢驗(yàn)、防腐等，管道防腐后應(yīng)有一定的固化和干燥時(shí)間。由于頂管工程的特殊性，管道焊接24 h連續(xù)作業(yè)，并采取防雨措施。

3.6 基坑回填和場(chǎng)地清理

回填采用機(jī)械分層壓實(shí)回填，不得使用淤泥回填，回填結(jié)束后對(duì)施工周圍環(huán)境進(jìn)行清理，恢復(fù)原貌。

3.7 竣工驗(yàn)收

做好施工過(guò)程中隱蔽驗(yàn)收記錄，焊口無(wú)損檢驗(yàn)記錄和最后驗(yàn)收。

4 主要施工機(jī)具設(shè)備

主要施工機(jī)具設(shè)備明細(xì)表見(jiàn)表1。

5 安全保證措施

1)施工前，對(duì)所有作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底和安全交底，特別是對(duì)當(dāng)?shù)赜∧崾┕と藛T的安全說(shuō)明，并組織工程、質(zhì)量、安全等部門進(jìn)行施工前檢查，對(duì)于不安全的和與措施不符項(xiàng)及時(shí)整改，直至驗(yàn)收合格后再進(jìn)行施工。

2)嚴(yán)格按照措施要求進(jìn)行管內(nèi)土方開(kāi)挖，防止發(fā)生偏位，超挖等現(xiàn)象。

3)施工人員準(zhǔn)備進(jìn)入套管時(shí)，由專職安全人員先進(jìn)行套管內(nèi)的氣體測(cè)試。

4)施工人員進(jìn)入套管前，先正確佩戴安全帶、防塵口罩、安全繩。

5)在套管內(nèi)挖土人員1名，管外運(yùn)土人員2名；專職監(jiān)護(hù)人員1名。

6)施工人員離開(kāi)套管后，由專職人員操作頂管設(shè)備，完成推進(jìn)工作。

7)由現(xiàn)場(chǎng)專職安全員保管與攜帶急救箱，有專用防蛇咬急救用藥。

表1 主要施工機(jī)具設(shè)備明細(xì)表

8)工作坑、接收坑降水專職降水人員24 h在崗，每班2名，自動(dòng)調(diào)節(jié)降水工作要做好防洪、防雨措施。

9)工作坑上部周圍設(shè)護(hù)欄和警示標(biāo)志，設(shè)安全標(biāo)示帶。

10)做好機(jī)械設(shè)備操作、維護(hù)、檢查和保養(yǎng)。頂管設(shè)備由專人操作，認(rèn)真遵守該機(jī)械安全操作規(guī)程。套管內(nèi)挖土作業(yè)面照明采用充電頭燈及應(yīng)急燈。

11)在頂管作業(yè)坑、接收坑兩邊設(shè)圍堰、拉警戒帶、掛設(shè)“當(dāng)心塌方”“注意安全”等宣傳警示標(biāo)牌，其他非工作人員嚴(yán)禁進(jìn)入。

12)施工時(shí)嚴(yán)禁破壞施工區(qū)域外的植被。

燃?xì)夤艿栏浇┕?qiáng)制防火措施:燃?xì)夤艿栏浇┕そ刮鼰?燃?xì)夤艿栏浇┕ろ毰鋫?0個(gè)滅火器,設(shè)立安全警示標(biāo)志。套管內(nèi)作業(yè)時(shí)，利用鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)軟管給套管內(nèi)強(qiáng)制通風(fēng)，防止施工人員高溫中暑及有害氣體傷害。

6 結(jié)語(yǔ)

與國(guó)內(nèi)頂管施工不同的是熱帶雨林氣候下，高熱多雨，人員施工效率較低，所以在該氣候條件下，施工人員應(yīng)做好防雨防暑措施，深基坑作業(yè)要合理避開(kāi)雨季，人員盡可能利用當(dāng)?shù)厝藛T，降低施工成本；沼澤地區(qū)域，施工人員要有防沼氣措施，基坑內(nèi)作業(yè)要做好防止邊坡滑坡措施，頂管工作坑底板和側(cè)墻做好受力分析，設(shè)計(jì)合理滿足現(xiàn)場(chǎng)要求；施工人員要有防蚊蟲(chóng)和毒蛇等傷害措施，備急救藥品箱；施工地點(diǎn)如與當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)系，要專門有人與當(dāng)?shù)販贤ê蛥f(xié)調(diào)，防止發(fā)生沖突；注重環(huán)保和生態(tài)保護(hù)，施工過(guò)程中嚴(yán)禁毀壞施工區(qū)域外的植被，綠色施工應(yīng)該在施工前做重點(diǎn)交底。對(duì)于短距離頂管施工，千斤頂頂進(jìn)人工清土該施工方法簡(jiǎn)單易行，投入小，成本低，施工流程與國(guó)內(nèi)基本相同，關(guān)鍵點(diǎn)是結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件，針對(duì)性的做好施工措施。

Water-supplypipelinepipe-jackingconstructionschemeoftropicalrainforestmarshland

LiTingbiaoZhangXingyangYangYuhong

(ChinaEnergyResourceShanxiPowerConstruction3rdCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

Combining with actual engineering conditions, starting from aspects of sampling, foundation excavation and foundation grouting, pipe-jacking equipment installation, the paper describes major construction methods of water-supply pipeline pipe-jacking construction of tropical rainforest marshland, and summarizes major construction machinery equipment and safety guarantee measures, so as to provide some guidance for similar engineering.

tropical rainforest, marshland, pipe-jacking construction, pipeline

1009-6825(2017)23-0107-02

2017-06-06

李廷彪(1973- )，男，工程師

TU991.36

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