输水管道穿越公路泥水平衡顶管施工方法

工程技术 输水管道穿越公路泥水平衡顶管施工方法 牛生龙 （中国中铁一局集团市政环保工程有限公司，甘肃 兰州 730050） 摘要：在供水项目工程施工过程中，会遇到比较特殊的情况，例如输水管道需要穿越公路，这时就需要采取一定的技术方法加以处理，让输水管道顺利穿越公路，让供水渠道连通，实现有效输水，同时还不会给公路带来不良影响。本次项目施工中，运用了泥水平衡顶管，这一方法作业效率优越，本文对这一施工方法进行了总结，以期为相关研究提供参考。 关键词：平衡顶管；输水管道；施工方法 1 项目工程概况 本次项目工程的输水管线，从西夏水库接出，一路向西，到达南部水厂，该路段管径为DN3000，该段线路约有5624米，所用材质均为混凝土管，管道工作压力0.6MPa。另一端线路从南部水厂接出，到达浙平东路，该路段管径为DN2600，线路约有4240米，所用材质均为球墨铸铁管。其中，由西夏水库引出沿西干渠敷设至南部水厂路段中，会穿越高速公路。在穿越高速公路区域，运用零坡度顶管方式，需要穿越72米，高速公路与管线趋近于直角，在高速公路中，其路面高程为758.035米，管顶和地面之间存在2.25米的间距；在管道中，其地面高程为754.980米，管顶高程为752.720米[1]。 2 施工前准备 2.1 组织准备 在项目工程施工之前，需要做好准备工作，结合项目工程的总工期要求以及各节点作业时间，从整体上对项目工程施工进行把控，逐步派遣优秀施工队进场；根据项目工程的具体情况，确定作业人员的人数，让其满足工程施工需要。严格管理施工队伍的工作人员，逐渐合理的激励制度可以对他们形成鼓励作用，提高他们作业的积极性，让整个项目顺利开展。为了缩短施工工期，顶管作业可以采用三班制，即24小时作业[2]。 2.2 地面基本准备 在进行顶管作业时，会涉及到许多施工材料的搬运，可以给予汽车吊，以执行地面、井内的吊运工作，为方便作业，可以在场地内建立暂放物品区，放置一些钢管或其他临时停放材料，对于管顶来说，应当贮存一定量的材料。在工作井附近的围蔽内，可以建立一些临时房间，放置常用设备，诶空压机、水泵等，还可以设立修理间，对一些机械常见故障进行修理，还可以设立控制室、通讯室等。在本次施工中，会涉及到夜间作业，故需要做好施工场地照明工作。 2.3 顶管现场布置 在进行泥水平衡顶管施工时，其泥浆应当在地面上进行搅拌，其比重应控制在1：2。在进行顶管作业时，可以开启泥浆池门，再使用泥泵对其进行加压，让泥浆进入管中，通过管道到达顶管掘进机，泥水仓可存储适量的泥浆，排泥泵会将泥浆送入地面泥水分离器，实现泥渣和泥浆的分离处理，将泥渣排除，再对泥浆进行再利用。 3 施工方法 3.1 工作井制作 制作工作井时：首先，进行平面位置放样准确定位，以保证钢板桩准确打入；然后，按照钢板桩打入施工流程将其打入，注意测量校正合拢口的位置，以确保钢板桩工作井的密封性；第三，井底抛碎石20cm，人工整平后采用C20混凝土封底浇筑，封底厚度为20cm[3]。 3.2 顶管机吊装就位与调试验收 在顶管机进场时，需要控制好其出洞段的轴线，因此，应当对其仔细确定其位置，不能出现偏差。在其位置确定后，还要对其进行调试，检查设备运行情况，确保其达到施工要求，这样才能让项目工程顺利开展。 3.3 顶管顶力 顶管中推顶力不仅受设备的制约，而且受工作井后靠土体稳定 的允许反力和管材轴向允许承压力的限制，因此顶管施工中允许推顶力应受诸多因素中的最小允许承载力来决定。现以穿越S102省道为例（90m），Ф2400钢筋砼管的轴向允许承压力Pf：Pf=1100T(厂家提供)，工作井设计允许推顶力：R允=400T，根据以上计算来看，允许最大推顶力F允为400T。 3.4 顶管顶进纠偏措施 纠偏措施：顶进中发现管位偏差5mm左右，即应进行校正。纠偏校正应缓缓进行，使管节逐渐复位，不得猛纠硬调。校正方法采用工具头自身纠偏法：控制工具头的状态(向下、向上、向左、向右)，这种方法纠偏方法良好，每次纠偏的幅度以5mm为一个单元， 再顶进1m时，如果根据工具头的测斜仪及激光经纬仪测量偏位趋势没有减少时，增大纠偏力度（以5mm为一个单元）。 3.5 顶进施工安全注意事项 在施工过程中，顶进质量会受到顶管前部分管节的方向影响，所以，需要及时对其进行测量，检查是否存在偏差，并给予校正，进而确保施工质量。管道顶进施工期间，若出现部分特殊情况，是需要停止作业的，总结起来，这些特殊情况主要有以下几点：（1）发现工具管前面存在障碍，则需要停止施工，探明原由。（2）后背墙可能存在变形情况，但是，若这一变形幅度比较大时，需要停止施工。（3）施工期间，发现顶铁出现异常，如存在扭曲情况，则需要停止施工。（4）若发现管位出现一定程度的偏差，并且这一偏差扩大趋势明显，同样需要停止施工。（5）若出现顶力过大情况，高于承载最大顶力，需要停止施工。（6）油泵出现不正常情况，例如出现漏油等现象，需要停止施工[4]。 4 运用泥水平衡顶管施工方法优势 在使用这种方法进行施工时，其存在一定的优势，总结起来主要有以下几点：（1）可以在大多数土质环境中运用这一方法。例如部分土质中，其地下水压比较高，或者水压变化幅度较大，会给施工带来一定的影响，提高施工难度。但是泥水平衡顶管施工方法仍然可以使用。（2）这种方法能够维持挖掘面的稳定，就其原因来看，在作业期间，做周围土体的作用力很小，地面出现沉降的幅度也就非常小。（3）这种方法可以用于长距离顶管。这主要是运用这种方法进行施工作业时，其产生的推力不大。（4）作业安全性比较高。这种方法在运土时，借助于泥水管道，不存在泥土掉落情况，搬运的安全系数得到大幅度提高。（5）施工进度快，因为这种方法在运土时，是不间断的，可以持续很长一段时间，所以其施工进度较快。 5 结语 总体来说，供水项目管道铺设过程中，可能会出现穿越公路的情况，这时运用泥水平衡顶管施工方法，其效果是比较良好的，能够很好的让项目达到预定的目标，因此，合理的运用泥水平衡顶管施工方法，对供水项目工程的施工是很有帮助的。 参考文献： [1]肖英武.对砂层地质条件下泥水平衡顶管施工常见问题及防治措施的探讨[J].中华民居.2018(09). [2]孙路文.泥水平衡机械顶管施工工艺在实际施工中的应用[J].科技与企业.2019(02). [3]袁运光,李雷.泥水平衡顶管施工工艺在污水管网敷设中的应用[J].珠江水运.2019(12). [4]蒋红,艾思平,张思梅.泥水平衡顶管施工的关键技术分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报.2018(02). 《华东科技》 2020·6 183