胡必成

摘 要：文章以曾坑水庫為背景，基于其特殊地質(zhì)，提出了人工頂管施工方案，對頂進(jìn)施工技術(shù)進(jìn)行了具體的探討，擺脫了傳統(tǒng)方式下頂管遇石層無法施工的缺點。

關(guān)鍵詞：特殊地質(zhì) 人工頂管 工作井

在工程要求逐步提高的背景下，頂管施工技術(shù)被提出并逐步應(yīng)用于特殊地質(zhì)環(huán)境下，它可以良好的穿越地面建筑物，且不會對地下管線等設(shè)施造成影響。在曾坑水庫工程中，則引入了頂管施工技術(shù)，基于穩(wěn)定高效的方式穿越特殊地質(zhì)，明顯降低了對周邊環(huán)境的干擾。

1.工程概況

在曾坑水庫工程中采用了人工頂管施工技術(shù)，在相應(yīng)的施工區(qū)域內(nèi)使用了2m高的彩色鋅瓦錦進(jìn)行了封閉處理，同時在路面設(shè)置了具有警示意義的標(biāo)志牌，在夜間環(huán)境下還配置了警示燈。工程主干線采用的是380V三相五線制電源，由此滿足各類設(shè)備的用電需求；為了實現(xiàn)照明效果，還采用了12V交流電源進(jìn)行供電。

2.人工頂管施工方案

2.1頂進(jìn)設(shè)備

千斤頂：在整個掘進(jìn)頂管施工過程中，千斤頂是極為重要的設(shè)備，本工程中采用的是規(guī)格為500t的液壓千斤頂，數(shù)量以2臺為宜。在施工過程中千斤頂需要與管體中心線相一致，所產(chǎn)生的頂合力以及管壁所形成的反作用力點需要共處于一條軸線上，由此起到控制頂進(jìn)偏差的效果。施工中管上半部分的管壁不可避免會有土壁產(chǎn)生縫隙，此時需要控制好千斤頂?shù)闹c，即需要設(shè)置在管垂直直徑的1/4～1/5區(qū)域。

高壓油泵：在電動機的作用下促使油泵運行，使用到的注塞泵型號為ZB-500，要求其額定壓力達(dá)到62MPa水平。

頂鐵：頂鐵可以起到傳遞與分散頂力的作用，由此避免變形現(xiàn)象，同時移動也更為靈活。

應(yīng)在工作坑上設(shè)置一個具有活動性的工作平臺。搭設(shè)材料需要使用到30號工字鋼，在此基礎(chǔ)上鋪設(shè)邊長為15cm的方木材料。應(yīng)在工作坑的井口位置配置一個滑動平臺，由此滿足吊土施工的需求。起重架需要設(shè)置在工作平臺上，并配置卷揚機設(shè)備。使用彩瓦對工作棚進(jìn)行覆蓋處理。由此避免外界條件的影響。關(guān)于頂管的各道工藝可見圖1。

2.2工作井

（1）工作坑的布置。頂管施工需要建立在工作坑的基礎(chǔ)之上，工程中需要注重工作坑的選址，主要原則有：①對于單向頂進(jìn)，此時應(yīng)設(shè)置在管道的下游位置；②綜合分析所在區(qū)域的地形與土質(zhì)，尋找是否存在可利用的原樣土；③控制好工作坑與周邊管線等設(shè)施的間距；④挑選在距離水、電源相對較低的區(qū)域；⑤所設(shè)置的工作坑不可對地面交通造成影響。

（2）工作井施工。由于開挖面周邊車輛流較大，因此在進(jìn)行工作井開挖施工時有必要采取擋土措施。于本工程而言，采用的是拉森鋼板樁施工的形式，基于自上而下的原則進(jìn)行開挖作業(yè)，當(dāng)達(dá)到一定高度后應(yīng)隨即設(shè)置圍檁支護(hù)。

（3）工作坑基礎(chǔ)加固。綜合參考土質(zhì)以及管重等因素，由此對工作坑基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理，進(jìn)一步提升工作坑底的穩(wěn)定性，此舉也可以避免管頂進(jìn)過程中出現(xiàn)大偏差現(xiàn)象。以級配碎石為基礎(chǔ)材料，當(dāng)所在的工作坑基底表現(xiàn)為松軟土質(zhì)時，則需要使用到C25混凝土材料做進(jìn)一步封底處理，所得到的厚度以20cm為宜。應(yīng)在井內(nèi)施工出一個集水坑，要求其三邊長度均為50cm，內(nèi)部使用磚材進(jìn)行砌筑，在此基礎(chǔ)上使用水泥砂漿進(jìn)行抹面。

（4）工作坑導(dǎo)軌設(shè)置。以導(dǎo)管的中心線為基準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上設(shè)置導(dǎo)軌。導(dǎo)軌安裝必須具有足夠的牢固性，同時不可對管子頂進(jìn)作業(yè)造成任何影響。總體來說，導(dǎo)軌安裝必須建立在管中心、高程以及坡度不受影響的基礎(chǔ)之上。

3.頂進(jìn)施工技術(shù)

3.1出土與頂進(jìn)

對工作坑內(nèi)的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行安裝，隨后對設(shè)備運行狀態(tài)做以深度檢查，在確保無誤后方可進(jìn)行出土與頂進(jìn)處理。具體來說，應(yīng)將管子就位于導(dǎo)軌處，而后安裝頂鐵，在此基礎(chǔ)上對管中心以及管底標(biāo)高進(jìn)行測量，當(dāng)達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)后方可在管前端進(jìn)行取土處理，當(dāng)鑿開護(hù)壁后便可展開后續(xù)的進(jìn)洞施工；管體進(jìn)洞不可急于求成，由于管體外壁與土體之間往往會存在縫隙，因此必須要做好封堵工作，由此避免泥漿滲漏到工作坑的現(xiàn)象。

3.2頂進(jìn)施工

在千斤頂設(shè)備的作用下進(jìn)行頂進(jìn)，從而將管子持續(xù)向前推進(jìn)，具體流程如下：

（1）做好頂鐵的安裝工作，對管前端的掏挖長度進(jìn)行檢測（通常情況下≤30cm），當(dāng)達(dá)到指定長度后便可啟動油泵，此時千斤頂進(jìn)油，受活塞行程的影響可以將管向前推進(jìn)一段距離。

（2）油泵暫停運行，隨即打開控制閥，此時千斤頂處于回油狀態(tài)，活塞做出回縮動作。

（3）基于上述工藝進(jìn)行反復(fù)操作。

（4）將頂鐵卸下，完成下管處理后需要接入下一節(jié)管；整個過程中集水坑可以起到高效的集水效果，在泵的作用下排出地面。

基于人工頂進(jìn)的方式進(jìn)行施工，應(yīng)考慮到管內(nèi)的實際工作情況，并采取如下措施：

（1）由于管內(nèi)濕度較大，出于安全方面的考慮采用的是低壓照明的方式，應(yīng)在管體右上角安裝燈泡，規(guī)格以12V、60W為宜。

（2）頂管通風(fēng)是極為重要的問題，由于頂進(jìn)施工所需的時間普遍較長，因此必須確保管內(nèi)具有足夠的氧氣；對此，通風(fēng)措施必不可少，它是確保施工人員健康的必要保障。

在文章所探討的工程中，管道長度相對較短，因此宜鼓風(fēng)式通風(fēng)的方式為宜，使用小型風(fēng)扇即可。在施工之前必須進(jìn)行通風(fēng)，借助于鳥類或是相關(guān)檢測設(shè)備明確井內(nèi)的氣體情況，在足夠安全后方可展開后續(xù)施工。

3.3減阻潤滑

觸變泥漿是極為關(guān)鍵的施工材料，它需要從第一節(jié)管注漿孔進(jìn)行壓入處理，由此得到厚度為15mm的泥漿套，在此基礎(chǔ)上以6～8m為間距設(shè)置出另一個補漿孔，由此確保頂管可以在所得到的泥漿套中順利滑行。需要使用到膨潤土、燒堿以及水這3大材料，對應(yīng)配比應(yīng)達(dá)到1：0.05：4.5的標(biāo)準(zhǔn)，在條件允許的情況下出于提升材料質(zhì)量的目的可以加入適量的外加劑。嚴(yán)格控制灌漿速度，需要與頂進(jìn)速度相適應(yīng)，由此提升管壁空隙的充盈度，在施工中密切關(guān)注泥漿情況，不允許出現(xiàn)跑冒漿現(xiàn)象。

3.4排土和泥土外運

以出土量為基準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上確定合適的頂進(jìn)速度，應(yīng)用即挖即頂?shù)脑瓌t，由此避免塌方現(xiàn)象。在頂進(jìn)過程中，一旦出現(xiàn)摩擦力過大的情況時則需要采取邊壓觸變泥漿邊頂進(jìn)的方式進(jìn)行施工。當(dāng)結(jié)束一個階段的頂進(jìn)作業(yè)后，應(yīng)將與照明以及通風(fēng)有關(guān)的管線拆除，在此基礎(chǔ)上吊入下一管段并配套相應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施。

4.結(jié)束語

綜上所述，人工掘進(jìn)頂管施工技術(shù)具有高度可行性，其可以良好地在特殊地質(zhì)下進(jìn)行施工。實際結(jié)果表明，此技術(shù)無論是技術(shù)層面還是經(jīng)濟(jì)層面都可以發(fā)揮出巨大的作用，值得推廣應(yīng)用。

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