頂管技術在甘肅中部生態移民扶貧開發供水工程中的應用

文立政

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，水利工程項目與日俱增，科學合理的施工技術方案，對施工效率和工程建設質量有直接的影響。因此，加大頂管技術的應用實踐，對施工過程的各個環節進行嚴格的把控，提高施工技術應用效果，以此推動水利工程項目的進一步發展。

關鍵詞：頂管技術 供水工程 應用

一、基本概況

甘肅中部生態移民扶貧開發供水工程第10標段東干一分干渠和東干二分干渠，管道施工方案由明挖施工調整為頂管施工，共8段（樁號3+548.56～3+614.25、4+261.51～4+398.99、4+501.49～4+782.49、6+216.69～6+397.29、6+487.29～6+723.03、6+757.08～6+983.90、9+373.32～9+625.65、9+663.68～9+748.42）1464.4m，頂管采用鋼管直接頂進，公稱直徑900mm，壁厚12mm，材質為Q355C，單節頂管長度不小于6m。

地層巖性：上部為馬蘭黃土（Q32eol），梁頂厚10～14m，斜坡段厚4～8m，結構松散，土質均一，垂直節理發育。下部為老黃土，厚度大于20m，結構密實，為低壓縮性，表層3～5m具輕微濕陷性。

二、施工部署

1、進行必要的宣傳和指引，以保證使用者及時獲得信息，做出合適的判斷。

2、對施工人員的管理：對所有員工進行安全教育，熟悉《安全生產條例》，做到崗位明確，責任到人。施工人員按規范操作，穿戴統一的反光標志服，嚴禁隨意出入施工作業區，堅決杜絕人為事故。

三、施工方案

1、拉管施工工藝：利用比鉆桿外徑略大的箭咀式小鉆頭打導向孔，鉆桿從地面鉆入，地面儀器接受由地下鉆頭內傳送器發出的消息，控制鉆頭的方向和深度，鉆成準確的定位導向孔。再利用導向孔，反向回擴，回擴時只將設計孔徑內的原狀土攪碎。最后利用清孔設備清出孔道內泥土，形成安管的通道。

2、施工準備

2.1管材準備 進場的DN900壓力管道管材的強度及防腐要求必須滿足設計要求，管材進場后將管材供應廠家的資質和管材的出廠合格證及廠家檢測報告向項目監理部報審，經項目監理部審批同意后才能用于本工程。

2.2軌跡設計 鉆進前依據設計圖紙要求的管道內底標高和相對應的原地面標高先計算出鉆桿應達到的深度來確定定向鉆孔軌跡。入土造斜段與管道直線段之間及管道直線段與出土造斜段之間，有一根鉆桿長度達到管道直線段坡度要求。入土角不超過15°，出土角按導向鉆桿及拖拉管材允許曲率半徑較大值確定，一般不宜超過20°。

3、施工測量

3.1平面控制放線。平面控制及放線，依據現有邊線，通過勘測方提供的控制點引測本工程的定位點，為保證施工各階段控制點網，坐標及高程的準確，首先對施工現場內各控制樁加以保護。并把各控制點引測至現場外加以保護，以便豎向引測放線。同時要做閉合校核。

3.2高程控制。高程控制根據勘測方提供的水準點引測施工現場的高程控制點。根據本工程的實際情況，在現場選擇固定的地方做臨時水準點，并做好保護。高程控制采用兩次儀器高程前后視等距測法，保持精度。

4、基坑開挖

開坑前要認真調查了解地上地下障礙物，以便開坑時采取妥善加固保護措施。工作坑或接收坑開挖的深度，依據管道高程、所用擴孔鉆機尺寸，以及砼墊層的厚度計算確定，施工時用水準儀測量控制。泄壓坑設置在檢查井位置，深度由所選的檢查井深度決定。

5、鉆液的配置

本工程按以往施工經驗和對類似地區地質情況的了解，配置鉆進液。鉆液由水、膨潤土和聚合物組成。水是鉆液的主要成份，膨潤土和聚合物通常稱為鉆液添加劑。鉆液的品質越好與鉆屑混合越適當，所制造的泥漿的流動性和懸浮性越好，回擴成孔的效果越理想，成功的概率越大。

為改善泥漿性能，有時要加入適量化學處理劑。

6、設備就位

鉆孔機安裝在工作坑旁邊，管道軸線可根據設計圖紙及現場條件進行樁位放線確定，鉆桿中心與管道軸線應一致。確定拉管機方位后，應固定好鉆孔機。此時根據現場測得的井位深度以及鉆孔機位置，確定鉆桿造斜度，入土角應不超過150。鉆機安裝好后，應試鉆運轉并檢測運轉后的機座軸線及坡度是否有變化，借以檢查鉆機安裝的穩固性和固定可靠程度。鉆機的安裝質量和穩固性的好壞是成孔質量好壞的關鍵，因此必須認真細致的反復進行，直至符合要求后方可進入下道工序。

7、導向鉆進

導向孔鉆進時鉆具頭部只安裝略大于鉆桿外徑尺寸4cm的矛式鉆頭，對正既定孔位，檢測對中誤差達到規范要求，即可開動鉆機鉆進導向孔。鉆進時人力扳拉推進要持力均勻，勻速前進。并應根據給進阻力的大小，判定地層內是否有硬物或土層的變化，以確定注水機給水壓力和給水量。導向鉆按設計的深度、標高，隨時監控，適時調整。鉆進中采用輕壓、慢轉，注意控制鉆頭溫度，切不可使探頭過熱。施工中，施工員、質量員應全過程控制，樁位、管道走向、管道位置等及時復測，確保污水管道施工符合設計要求。

8、擴孔

導向孔鉆進至接收坑，經測量檢驗，偏差在允許范圍內時，卸下矛式鉆頭換裝魚尾式或三叉式擴孔鉆頭，開動回拉鉆機擴孔。擴孔時人工給進要均勻，勻速回拉。同時注水機要連續注適量水，通過鉆具攪拌孔內泥土造泥漿，用以保護成孔孔壁，保保持圍巖穩定，同時起到潤滑作用。根據現場地質情況，采用刮刀式擴孔器。擴孔器尺寸為鋪設管徑的1.2～1.5倍，這樣既能夠保持泥漿流動暢通又能保證管線的安全、順利的拖入孔中。擴孔時地層土質將軟時宜快速給進回擴，地層土質較硬是勻速緩慢進行。在每級擴孔過程中，為防止擴孔跑偏軌跡，采用回拖擴孔。擴孔時為保證管道可以順利回拖，要使鉆孔直徑達到管徑的1.3倍以上，并用泥漿護壁，防止鉆孔坍塌，保證土體對管壁無損壞。

9、清孔

在回擴鉆孔時，在鉆頭尾部配裝拉鏈（桿），鉆孔回擴到達工作坑時，卸下擴孔鉆頭，在拉鏈（桿）一端換裝拉泥盤，進行拉泥成孔工作。此項工序主要是拉運出擴孔攪碎的孔內土，形成光滑圓順的安管通道。拉泥時，首次拉泥采用環形盤，反復來回拖拉后，如阻力減輕則在拉泥盤上加裝橫擋，再次入孔拉泥，逐次加封橫擋，直至拉泥盤全封閉，并能輕松順利拉出為止。 當地層土質較硬，以粘質土為主時，應先采用環形盤較窄的拉泥盤拖拉，使拽拉阻力變小拉泥盤拉出順利后，再換上環形盤較寬的拉泥盤拖拉鉆孔。拉泥盤環形盤的大小及加裝橫擋封閉的選擇，應根據地層土質確定。最終成形的孔道內壁光滑圓順。

10、回拖拉管

DN900壓力管道焊縫和管道強度檢驗合格后，即可進入拉管施工。首先用現場制作的堵頭將管頭密封，然后在管頭后端接上回擴頭，管后接上分動器進行接管，將管子回接到工作井后，卸下回擴頭、分動器、取出剩余鉆桿，堵上封堵頭。施工時，拉管機操作人員要根據設備數據均勻平穩的牽引管道，切不可生拉硬拽。

11、管道焊接

工程所用焊材必須選用E4303系列低輕型焊條，埋弧自動焊焊絲及焊劑型號采用HJ401-H9;焊接完畢后要進行探傷，重要焊縫要達到Ⅰ類焊縫，其余焊縫則要達到Ⅱ類焊縫。室內的溫度應大于5℃，相對濕度應小于60%。

四、質量保證措施

項目部成立全面質量管理領導小組，由技術負責掛帥，質量部主管，各施工作業隊質檢員組成的內部質量自檢體系，對工程質量進行全面檢查監督。

質量檢查程序：由施工班組對各工序施工質量進行檢查，并嚴格履行交接班檢查及工序間的交工檢查制度。對分部、分項、檢驗批及隱蔽工程的質量檢查是先施工單位自檢，后提交監理工程師驗收。