許素娜

【摘 要】城市各項(xiàng)基礎(chǔ)用水設(shè)施的正常運(yùn)行基礎(chǔ)的保障這是給排水工程的施工管理，對(duì)城市居民的生活用水提供有效的保障。本文主要從某工程的排水系統(tǒng)的改造進(jìn)行分析，針對(duì)其施工過程中曲線頂管軌跡控制、糾偏技術(shù)曲線頂管施工沉降分析及控制進(jìn)行了詳細(xì)的探討，并結(jié)合道路、公用管線和建筑物的保護(hù)措施進(jìn)行了合理論述。

【關(guān)鍵詞】市政排水；曲線頂管；施工應(yīng)用

0.工程概況

該排水系統(tǒng)改造遺留工程位于市區(qū)繁華地段，污水管道走向主要沿著交通繁忙道路，沿線建筑物密集，地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜。污水管為2400鋼筋混凝土管，“F”型接口，采用頂管施工，管道全長約718.2m。工程分7段頂進(jìn)，其中3段為直線頂管；4段為曲線頂管，包括：汾陽路曲線頂管149.6m（R=600，α=7.4°），桃江路曲線頂管87.6m（R=300，α=11.6°），寶慶路曲線頂管77.9m（R=300，α=11.6°）和復(fù)興西路曲線頂管197.8m（R=600，α=8.0°）。

1.曲線頂管施工

整個(gè)曲線頂管過程分為四個(gè)階段：出洞前準(zhǔn)備階段、正常頂進(jìn)階段、曲線段頂進(jìn)、出洞及后期收尾階段。

2.曲線頂管軌跡控制與糾偏技術(shù)

2.1頂管自動(dòng)測量引導(dǎo)系統(tǒng)

測量對(duì)曲線頂管的軌跡控制至關(guān)重要。由于在曲線頂管管內(nèi)，測量儀器不能與機(jī)頭通視，而且在頂進(jìn)過程中，整體管道都是處在無規(guī)則動(dòng)態(tài)，還會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。若采用人工地下導(dǎo)線測量方法，不僅測量時(shí)頂管必須停止，而且工作量大，影響頂管進(jìn)度。在二次測量之間，只能盲目頂進(jìn)，頂管質(zhì)量難以得到可靠保證。為此，引進(jìn)了國內(nèi)先進(jìn)的頂管自動(dòng)測量引導(dǎo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)頭的跟蹤測量，做到“隨測隨糾”，有效地保證了頂管的質(zhì)量并大大提高整體施工進(jìn)度，效果特別明顯。

2.2曲線頂管的糾偏技術(shù)

除了機(jī)頭一套糾偏裝置以外，把最前3節(jié)管子設(shè)計(jì)成糾偏特殊管。曲線頂管從直線段到曲線段和曲線段恢復(fù)到直線段，應(yīng)經(jīng)過一段過渡曲線。施工前可根據(jù)設(shè)計(jì)曲線制定實(shí)際控制曲線，實(shí)際控制曲線宜保持在設(shè)計(jì)曲線的內(nèi)側(cè)。

3.曲線頂管施工沉降分析及沉降控制

3.1沉降分析

頂管施工引起地層沉降而破壞環(huán)境的原因往往是綜合性的，涉及到施工的方方面面，歸納起來，主要有以下一些因素。

（1）膨潤土泥漿制備質(zhì)量差，減摩性能不好，頂進(jìn)摩阻力大；注漿工藝不合理，頂管密封性不好，不能形成完整的泥漿套，泥漿減阻作用不能有效發(fā)揮甚至產(chǎn)生“背土”現(xiàn)象；糾偏措施不力，軸線偏差過大。這些因素都會(huì)使管周土體擾動(dòng)范圍過大而引起較大沉降。如果頂管機(jī)選型不合理，開挖面土體因卸荷作用大量向外擠出甚至坍塌也會(huì)引起較大地層沉降。

（2）中繼環(huán)或頂管接頭因曲線頂進(jìn)而張開或局部應(yīng)力集中而破損，密封失效，使膨潤土泥漿大量滲漏到管內(nèi)，以至漿套無法形成。

（3）泥漿配比不當(dāng)，泥漿套支撐作用難以有效發(fā)揮，導(dǎo)致上覆土體特別是非粘性土垮塌。

3.2沉降控制措施

在頂管施工過程中，難免會(huì)擾動(dòng)周圍的地層而引起一定的沉降，但制定良好的施工預(yù)案和采取合理的應(yīng)對(duì)措施，將沉降控制在周圍環(huán)境（特別是商業(yè)繁華和交通繁忙的鬧市區(qū)）能夠承受的范圍內(nèi)卻是非常必要的。針對(duì)沉降原因的分析，就泥漿制備和注漿工藝、進(jìn)出洞技術(shù)和中繼環(huán)密封技術(shù)等幾個(gè)方面系統(tǒng)地討論一下相應(yīng)的施工控制措施。

3.2.1泥漿制備和注漿工藝

①配置觸變泥漿要選用優(yōu)質(zhì)膨潤土，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)采用合適的配比，以保證泥漿的減摩效果和支承能力。漿液必須攪拌充分，在膨潤土泥漿壓入以前，對(duì)儲(chǔ)漿箱內(nèi)的泥漿再進(jìn)行一次攪拌。②嚴(yán)格控制注漿壓力，使其不能小于管體上部的靜止土壓力和水頭壓力。頂進(jìn)時(shí)要根據(jù)地面變形、地下水位等因素適當(dāng)調(diào)整壓力和壓漿量。在泥漿出口處裝單向閥，不使其回漿，以使觸變泥漿套的壓力在臨時(shí)停泵后仍基本不變。根據(jù)工程實(shí)際情況設(shè)置中繼壓漿泵，以抵消輸送管的壓力損失，穩(wěn)定注漿壓力。

3.2.2進(jìn)出洞技術(shù)

工作井洞口止水裝置密封采用橡膠止水法蘭。在橡膠止水法蘭之前預(yù)埋注漿孔，以便壓注膨潤土泥漿。洞外工作井土體密封加固采用SMW工法樁加壓密注漿等方案。在支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)設(shè)鋼圈，使出洞更加快捷。在內(nèi)襯的預(yù)留洞上安裝雙道橡膠法蘭止水裝置，確保止水可靠安全。頂管過程加強(qiáng)出洞口的觸變泥漿壓注，減小對(duì)出洞段土體的擾動(dòng)。

3.2.3中繼環(huán)密封技術(shù)

結(jié)合該工程的情況設(shè)計(jì)一種新型的中繼間，用于接力頂進(jìn)。這種中繼間采用雙道可調(diào)節(jié)橡膠密封圈進(jìn)行密封，其中有一道密封圈是可更換的，密封圈內(nèi)圈有環(huán)向壓板將密封圈壓緊，每塊壓板上有一個(gè)調(diào)節(jié)螺栓來調(diào)節(jié)密封圈的壓密量，如果密封效果不好，通過壓緊壓板可以改善密封狀況。兩道密封圈中有一道事先是壓緊的，另一道的壓板則是放松的，留作備用，若一道密封圈損壞，就使用另一道。

4.管節(jié)止轉(zhuǎn)的技術(shù)措施

頂進(jìn)時(shí)機(jī)頭在刀盤及螺旋機(jī)的作用下會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，而機(jī)頭旋轉(zhuǎn)尤其是轉(zhuǎn)角偏大時(shí)會(huì)對(duì)頂進(jìn)造成不利影響，因此對(duì)工具管要采取糾旋轉(zhuǎn)措施。在機(jī)頭前方筒的水平二側(cè)焊翼板，長1.8m，寬30mm，厚25mm，以防止機(jī)頭旋轉(zhuǎn)。對(duì)機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)主要采用加壓重塊的方法。在機(jī)頭二側(cè)焊壓鐵支架，1號(hào)與6號(hào)管二側(cè)亦焊壓鐵支架。二側(cè)先平均放壓鐵，共20t。一旦發(fā)現(xiàn)機(jī)頭有微小偏轉(zhuǎn)，立即將壓鐵移到一側(cè)。

5.泥水接力及泥漿排放措施

機(jī)頭所需用水采用消防用水排入泥漿箱，通過泥漿泵注入機(jī)頭泥水倉，泥水倉葉輪將機(jī)頭切削入倉的土與水?dāng)嚢璩赡酀{通過泥漿泵輸送至沉淀箱沉淀后，比重超過1.3后是為廢漿外排。廢漿外排采用罐裝泥漿運(yùn)輸車外運(yùn)，排放至渣土辦指定排放點(diǎn)。

6.對(duì)道路、構(gòu)筑物和公用管線的保護(hù)措施

6.1沉降監(jiān)測

在頂管管位沿線路口和構(gòu)筑物上布設(shè)沉降監(jiān)測點(diǎn)。

（1）一般道路沿軸線布置5個(gè)斷面，每斷面布置9點(diǎn)，斷面間距為5.0m，點(diǎn)位間距5.0m；構(gòu)筑物的沉降觀測點(diǎn)布置在四個(gè)角的位置，并在管道軸線附近處適當(dāng)加密，確保沉降能夠及時(shí)得到反映，以便采取應(yīng)急措施。

（2）檢測頻率：開始頂進(jìn)施工時(shí)為2h測1次，穿越構(gòu)筑物區(qū)域時(shí)每節(jié)管測1次。后期沉降，施工后15d內(nèi)為每24h測1次。

6.2精心施工

（1）在出洞后的頂管過程中，根據(jù)地面沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)對(duì)頂管正面土壓力和泥水壓力調(diào)整到最佳值，防止因正面水土流失引起的沉降。

（2）頂進(jìn)過程中，對(duì)頂管軸線要進(jìn)行嚴(yán)格復(fù)核，做到勤測、勤糾偏，盡量減少由于頂進(jìn)偏差大引起地面沉降。

（3）頂進(jìn)過程中，對(duì)機(jī)尾定點(diǎn)壓漿，中間長度補(bǔ)漿和局部地段的定點(diǎn)壓漿要嚴(yán)格管理，并通過沿線沉降監(jiān)測和頂進(jìn)測量數(shù)據(jù)及時(shí)反饋有關(guān)操作人員。

7.結(jié)語

綜上所述，在曲線頂管施工過程中，機(jī)頭的糾偏作用能夠使糾偏對(duì)頂管附加的摩阻力得到提升，在實(shí)際頂管運(yùn)用中能夠?qū)⒋髣?dòng)作的糾偏得到減小。在施工難度較大的地區(qū)進(jìn)行管道施工時(shí)，曲線頂管技術(shù)的應(yīng)用時(shí)較為有效的方式，特別對(duì)老城區(qū)來說，其管線分布相對(duì)緊密，且道路彎曲，在市政工程建設(shè)中，曲線頂管施工的應(yīng)用得到越來越廣泛的普及。 [科]