王 鵬
頂管施工屬于水利工程中常用的一種非開(kāi)挖的管道設(shè)備施工技術(shù),在施工的過(guò)程中,不需要開(kāi)挖土地面層,從而避免對(duì)地表及周?chē)慕ㄖ镌斐蓢?yán)重的影響,有效減少輸水路徑及土地征遷補(bǔ)償,降低工程建設(shè)成本。頂管施工技術(shù)主要是利用工作井及接收井進(jìn)行地下管線的鋪設(shè)和更換。工作井設(shè)置垂直于地面,借助于主頂油缸及管道間中繼間等的推力,把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作井內(nèi)穿過(guò)土層一直推到接收井內(nèi)吊起,同時(shí)把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩井之間,以期實(shí)現(xiàn)非開(kāi)挖敷設(shè)地下管道。利用頂管施工技術(shù)穿越高速公路施工,不會(huì)影響高速公路上車(chē)輛正常通行;還可以在很大程度上避免對(duì)周?chē)h(huán)境造成影響,減少噪音、灰塵的污染,具有良好的環(huán)保效果。在穿越高速公路的頂管施工過(guò)程中,需要根據(jù)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行分析,編制合理的施工方案,依據(jù)施工方案逐一展開(kāi)施工環(huán)節(jié),以此保證穿越高速公路頂管的施工質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。
南水北調(diào)宿遷市尾水導(dǎo)流工程施工01 標(biāo)過(guò)S96 宿遷支線頂管工程全長(zhǎng)140m,采用DN1020×18 涂塑鋼管頂進(jìn)穿越,管道與宿遷支線的交叉角度為87°。高速公路路面與現(xiàn)狀地表土高度相差大約為3.8m,頂管管道中心高程14.80m,管道管頂距現(xiàn)狀高速公路路面埋深8.8m。將工作井和接收井設(shè)置在高速建設(shè)控制區(qū)以外,其中工作井位于高速公路的東側(cè),井尺寸9.1m×8.5m,總埋深7.89m,沉井總高度6.75m,距高速公路隔離柵43m;接收井位于西側(cè),井尺寸為8.1m×5.5m,井總埋深7.79m,沉井總高度6.29m,距高速公路隔離柵48m。
該段高速公路地質(zhì)基礎(chǔ)相對(duì)復(fù)雜,處理不好會(huì)嚴(yán)重影響頂管工程的施工質(zhì)量及高速公路基礎(chǔ)的安全,主要包括以下幾個(gè)方面:(1)該項(xiàng)工程地基處于φ500 的擠密碎石樁復(fù)合基礎(chǔ),并且在施工的過(guò)程中,對(duì)地基的承載力要進(jìn)行處理,保證其承載力達(dá)到相關(guān)要求,并且根據(jù)地質(zhì)情況,將頂管方向分布長(zhǎng)度大約控制在40m,這樣可以有效避免施工質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生;(2)該項(xiàng)工程的碎石樁材質(zhì)為20 ~40mm 級(jí)配碎石,樁的長(zhǎng)度大約在13m,樁與樁之間的間距設(shè)定為1.2m。同時(shí),以梅花的形態(tài)進(jìn)行布局,樁頂高程為20.0m,樁底高程為7.0m。在后期施工中,該工程對(duì)頂管管道穿越中心高程進(jìn)行了調(diào)整,高程最高不超過(guò)14.8m,管道橫穿碎石樁群,以此保證該項(xiàng)工程施工的穩(wěn)定性。
在穿越高速公路頂管施工的過(guò)程中,合理地選擇頂管機(jī)和工藝是非常重要的。為此需要對(duì)穿越高速公路工程的環(huán)境、地質(zhì)條件等方面進(jìn)行綜合性的考慮。該工程在制定施工方案時(shí),決定采用砂礫頂管機(jī),選擇土壓平衡式或泥水平衡式頂管技術(shù)施工,這樣可以有效提升工程施工質(zhì)量。
需要在地面上構(gòu)建測(cè)量控制網(wǎng)絡(luò)放置在工作井內(nèi),并且需要根據(jù)工程的實(shí)際情況,構(gòu)建地面控制點(diǎn),從而為頂進(jìn)施工復(fù)測(cè)的展開(kāi)提供了相對(duì)便利的條件。在工作井內(nèi)測(cè)量放樣時(shí),需要精確測(cè)量、放樣出頂進(jìn)軸線,避免施工中產(chǎn)生不必要的誤差。頂進(jìn)安裝時(shí),在靠后一點(diǎn)的位置安裝主頂裝置和導(dǎo)軌,然后進(jìn)行工作井內(nèi)的平面布置及地面輔助設(shè)備的安裝布置。地面輔助工作和工作井內(nèi)安裝結(jié)束后,需對(duì)頂管機(jī)設(shè)備進(jìn)行吊放,與電氣、液壓等系統(tǒng)進(jìn)行有效的連接,出井之前,需要做好相應(yīng)的調(diào)試工作,避免產(chǎn)生不必要的施工質(zhì)量問(wèn)題。
在穿越S96 高速公路頂管施工方案中,需要對(duì)洞口封門(mén)施工進(jìn)行綜合性的考慮,一般情況下采用外封門(mén)的方式,用30#鋼封門(mén),鋼封門(mén)的內(nèi)外利用防水玻璃與防水涂料做好防水工作。洞內(nèi)設(shè)置兩道鋼封門(mén),保證其密封性。在施工過(guò)程中,外封門(mén)需要與洞圈預(yù)埋鐵有效焊接,并且外封門(mén)底部需要低于洞門(mén)300mm,將其插入楔形槽中,上部延伸至高于地面300mm,與鋼筋進(jìn)行有效連接,避免沉井時(shí)發(fā)生脫落的現(xiàn)象。
管節(jié)接口處理是穿越S96 高速公路頂管施工方案中的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容,也是保證穿越S96 高速公路頂管施工成敗的關(guān)鍵。管節(jié)接口處理需要從以下幾個(gè)方面展開(kāi)。
(1)通常情況下,鋼板卷管雙面焊接制作鋼管,焊接質(zhì)量等級(jí)為二級(jí)。為了保證鋼管的質(zhì)量,需要在加工廠內(nèi)加工制作,成品單管的長(zhǎng)度大約為4m,并且在制作的時(shí)候,同一管節(jié)允許有兩道縱向接縫。制作完成以后,需要進(jìn)行焊縫質(zhì)量檢查,確保焊縫的質(zhì)量,為后期施工環(huán)節(jié)的展開(kāi)提供相對(duì)便利的條件。
(2)為了滿足頂管施工需要,穿越S96 高速公路頂管施工井下管道連接宜采用V 形坡口內(nèi)外焊接型式,坡口角度30°~35°,鈍邊高度2mm,并且在焊接的時(shí)候,需要先從內(nèi)環(huán)展開(kāi)焊接,內(nèi)環(huán)焊接完成以后進(jìn)行外環(huán)焊接,以此保證施工環(huán)節(jié)的有序性。在外環(huán)焊接時(shí),需要先利用碳弧氣刨挑根,將沒(méi)有焊透的位置全面清除后再進(jìn)行焊接,保證焊接的質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)良好的施工效率,降低施工成本。
(3)鋼管井下焊接一般是以手工焊接為主,環(huán)向焊縫側(cè)間相鄰的縱縫間距一定要大于500mm,并且不能出現(xiàn)十字形焊縫,若出現(xiàn)十字形焊縫需要立即進(jìn)行調(diào)整,否則會(huì)影響工程施工質(zhì)量。
頂管進(jìn)、出洞口所處的土體地基較為軟弱,強(qiáng)度和含水量相對(duì)較低,因此該在頂管進(jìn)、出洞口施工過(guò)程中,需要對(duì)地基進(jìn)行改良處理,以保證頂管進(jìn)、出洞口施工的質(zhì)量。另外,需要對(duì)進(jìn)出洞口的土體進(jìn)行地基加固,一般情況主要是利用注水泥漿加固的方式,這樣可以有效減少質(zhì)量問(wèn)題的產(chǎn)生。
在該項(xiàng)工程中,過(guò)S96 高速路宿遷支線頂管鉆頭從工作井平穩(wěn)準(zhǔn)確地到達(dá)接收井,并且在施工階段可以看出,對(duì)高速公路的正常運(yùn)行沒(méi)有造成實(shí)質(zhì)性的影響。從整體施工環(huán)境來(lái)說(shuō),除了工作井以及接收井以外,沒(méi)有展開(kāi)多余土方的開(kāi)挖施工,未對(duì)周?chē)h(huán)境的造成較大的影響,提升了工程施工效率,保證了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
頂管施工技術(shù)不需要開(kāi)挖面層,能穿越地面構(gòu)筑物鋪設(shè)地下管線,可節(jié)省大量投資和時(shí)間,在水利工程施工中得到廣泛使用。南水北調(diào)宿遷市尾水導(dǎo)流工程施工01 標(biāo)過(guò)S96 宿遷支線采用了頂管施工技術(shù),減少了對(duì)高速公路和周邊環(huán)境的影響,提升了工作效率,在工期內(nèi)順利完成了施工內(nèi)容,取得了良好的實(shí)施效果,為類(lèi)似工程的設(shè)計(jì)和施工提供了借鑒,值得廣泛推廣應(yīng)用■