南水北調(diào)配套供水管道頂管施工事故處理方案

馬建國

（河北省水利工程局，石家莊050021）

1 工程概況

邯鄲市南水北調(diào)配套水廠以上輸水管道先期二標(biāo)工程，總長34.455km，有取水首部工程1處，分水口工程1處，加壓泵站1座。穿越河渠工程11處（其中定向鉆1處），穿越公路工程38處（其中定向鉆2處，頂管5處）。其中一處為穿越東三環(huán)和露禪大街交叉口，施工樁號2+500～2+760，總長260m其中樁號2+558.5～2+714.5為鋼筋混凝土管頂管施工，樁號2+500～2+558.5，2+714.5～2+760為DN 1200直埋鋼管段，在鋼筋混凝土管外側(cè)，設(shè)置一對11.25°豎向彎頭，鋼筋混凝土管管頂埋深5m，鋼管段埋深2～5m，整個工程為倒虹吸形式。鋼筋混凝土管總長154m，其中頂進長度為119m，開挖直埋長度為35m。在東北側(cè)設(shè)工作坑，西南側(cè)設(shè)接收坑，從東側(cè)工作坑頂進，到西側(cè)接收坑結(jié)束?？觾?nèi)壁采用C25混凝土錨噴、鋼筋混凝土后背梁。工作坑與接收坑在施工結(jié)束后填平。鋼管段采用Q345B，壁厚為12mm。2+712.05位置設(shè)置一處排水閥井，尺寸為4.1m×3.6m，工程土方開挖邊坡為1∶1。

2 事故經(jīng)過

永年東三環(huán)與露禪大街交叉口位于永年縣城內(nèi)，地下管網(wǎng)較為復(fù)雜。在前期設(shè)計階段，由于永年縣相關(guān)管理部門與項目部、設(shè)計方、施工方對接不到位，未將相關(guān)管網(wǎng)數(shù)據(jù)收集完善，導(dǎo)致地下情況沒有完全掌握。在頂進72.8m后，機頭工作壓力驟增，儀表顯示異常，為了安全起見施工單位停止施工。停工后，在邯鄲市南水北調(diào)辦公室牽頭組織下，永年縣各部門在現(xiàn)場召開應(yīng)急處理現(xiàn)場會，對現(xiàn)場情況實地勘察，根據(jù)各方意見及資料匯總，結(jié)合現(xiàn)場實際情況，判定頂進路線存在DN2200混凝土污水管，與頂進方向斜交，角度為46°，次管道中心高程50.1m，管頂中心高程48.59m，兩條管道存在交叉，頂進無法繼續(xù)進行，且機頭已卡在72.8m處，無法取出。

3 施工方案

3.1 明挖方案

南水北調(diào)輸水管從污水管道上方通過，采用彎頭與已經(jīng)頂進部分焊接，既能夠取出機頭，也能保證進度，但必須斷交施工，該方案理論上可行。

工程剩余部分進行明挖，采用放坡+板樁支護相結(jié)合的措施。同樣，剩余部分設(shè)計中心線高程降低3.5m。設(shè)置1對45°彎頭。施工中，需破壞2條DN1000、1條DN2200的污水管，以及對1條DN250的天然氣管道采取時支護，待工程結(jié)束后原樣恢復(fù)。同樣，在開挖線的7m范圍內(nèi)設(shè)置圍擋、警示燈等，并按照JTGH30—2015《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》相關(guān)要求設(shè)置安全設(shè)施。排水閥井設(shè)置在頂管上游。變更方案鋼管及二次頂進鋼筋混凝土管參數(shù)與原初設(shè)一致。如圖1，經(jīng)計算，該方案工程總投資495.77萬元。

圖1 明挖方案

3.2 頂管方案

二次對頂，接收坑變成工作坑，剩余部分輸水管道下沉從污水管道下方通過，內(nèi)穿鋼管采用彎頭連接。該方案合理利用了已經(jīng)頂進的原輸水管道，接受坑既可解決取出原有機頭，又可當(dāng)做新方案的接受坑，南水北調(diào)輸水管線從污水管道下方通過，埋深較大，保證了南水北調(diào)的輸水安全，該方案理論上可行。

反方向二次對頂，在路中央設(shè)置接收坑。由于原方案工作坑、接收坑已完工，為減少投資，對原接收坑進行擴建，改造為二次頂進的工作坑。在一次頂進機頭的位置新建一接收坑。為避開DN2200污水管，將二次頂進的中心線高程降低3.5m。二次頂進結(jié)束后，在接收坑里設(shè)置1對45°彎頭，連接兩段不同高程的管線。施工結(jié)束后，將工作坑和接收坑掩埋。考慮到東三環(huán)的車流量，在接收坑的9m范圍內(nèi)設(shè)置圍擋、警示燈等，并按照JTGH30—2015《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》相關(guān)要求設(shè)置安全設(shè)施。排水閥井設(shè)置在頂管上游。變更方案鋼管及二次頂進鋼筋混凝土管參數(shù)與原初設(shè)一致。如圖2，經(jīng)計算，該方案工程總投資455.23萬元。

圖2 頂管方案

頂管方案比明挖方案投資相對較小，經(jīng)濟合理，且考慮到實際交通狀況、工期等因素，所以選擇頂管方案作為該項目的最終施工方案。

3.3 二次對頂抬升方案

接收坑變成工作坑，在原機頭被卡部位設(shè)置接受坑，剩余部分輸水管道抬升管道高程，從污水管道上方通過；因為原輸水管道與一條DN2200污水管線高程上有沖突，且污水管路面的埋深只有3.5m，如果將輸水管道調(diào)整至污水管之上，則導(dǎo)致輸水管埋深太淺，荷載太大，影響南水北調(diào)輸水安全，所以該方案不可行。

3.4 重新開挖方案

如廢除現(xiàn)有管道重新頂管，不但不能利用原有工程，且需要新開挖一個工作坑取出機頭，投資比較大，所以該方案不可行。

以上4種方案只有前兩種可行，結(jié)合現(xiàn)狀地質(zhì)情況和現(xiàn)場實際，進行方案比較，確定經(jīng)濟可行的施工方案。

4 臨時保護措施

變更方案要在路面開挖一個接收坑，工程影響范圍內(nèi)有一條DN1000雨水管，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，由于今年冬季無降水，污水管內(nèi)基本無水。在施工時，將接收坑范圍內(nèi)的雨水管拆除后，在上下游兩個雨水井內(nèi)用C25混凝土進行臨時封堵，厚30cm，降水可通過其他管道正常排泄。

5 工程運用

邯鄲市南水北調(diào)配套工程輸水管道管線樁號2+500～2+760段，變更后管線平面線路不變，僅在管道高程方面變化。需要將原設(shè)計方案的接收坑擴大為二次頂進的工作坑，另在東三環(huán)、露禪大街交叉口新建一個接收坑。根據(jù)實際供水運行，對各分水口供水目標(biāo)供水均無影響。

6 結(jié)語

論述邯鄲市南水北調(diào)配套工程輸水管道穿越永年縣東三環(huán)和露禪大街交叉口工程頂管管線，頂進過程中遇到大口徑污水管道后，成功采取施工方案，保證了南水北調(diào)配套供水管線的順利通過、供水安全，為大口徑頂管施工遇到障礙物提供了解決實際問題的方案。