張榮鑫(遼河油田建設工程公司， 遼寧 盤錦 124010)

針對頂管空間受限的水利系統(tǒng)及雙向頂進施工法

張榮鑫(遼河油田建設工程公司， 遼寧 盤錦 124010)

本文介紹一種針對小型流域頂管空間受限的水利系統(tǒng)及雙向頂進施工工法。采用該新型施工形式，有利于保證施工質量，確保公路安全，降低施工成本。

長輸管道工程項目;小型流域內頂管;空間受限;水利系統(tǒng)改造;雙向頂進

1 使用背景

城市規(guī)劃等級公路路由時，為節(jié)省用地，常伴行于小型河流。長輸管道穿越通常采取中距離頂管方式。當穿越點位置存在建筑物或地區(qū)規(guī)劃等造成空間受限，必須在河流側進行頂進作業(yè)時，由于地下水位高易造成流沙，操作井無法正常開挖。若采取沉井、打止水帷幕等措施，施工成本較高。并且由于河流底部滲流效應，使套管內積水，無法保證頂進質量及公路安全。若采用水平定向鉆方式，造價更高。

在這種情況下，應用“小型流域內頂管空間受限水利系統(tǒng)改造雙向頂進施工工法”進行穿越施工，可以有效節(jié)約成本，保證施工質量安全。

2 方法概述

首先在小型河流側布設主降水井配合完成圍堰，通過排水管進行導流。其次，通過碾壓、暴曬、置換土方等方式，改善河底土質至適于機械作業(yè)條件，然后在河底再設置觀察降水井1～2口，監(jiān)測地下水位，輔助排水，完成水利系統(tǒng)優(yōu)化。然后，開挖構建操作井，進行雙向頂管施工，先將后背墻設置于公路側，反向頂進套管至設計位置，然后倒轉后背墻，頂管穿越公路。頂進完成后進行主管道穿越，連頭完成后，拆除圍堰及主降水井。

3 適用范圍及優(yōu)點

適用于操作空間受限的中距離(60～120m)頂管穿越小型流域中的等級公路施工。操作方便，安全系數較高；施工周期短，施工成本低。

4 操作步驟及要點

4.1 管道預制及防腐補口、補傷

根據設計中線，使用RTK定位管道穿越中心線及工作管預制區(qū)域。預制管沿設計中線順直擺放，防止施工中卡管。焊接后及時完成100%射線探傷和100%超聲波探傷作業(yè)，并按要求進行壓力試驗。管道預制完成后進行電火花檢漏，發(fā)現漏點及時補傷，復檢合格后進行穿越施工。

4.2 布設主降水井

根據地勘報告、現場踏勘的地下水埋深(考慮季節(jié)性變化)確定降水井數量、深度、流量，泵規(guī)格型號。降水井內使用過濾處理。一般設置降水井2口，深度15～25m，降水井孔直徑600mm，濾水管選用直徑400mm無砂水泥管，井孔與濾水管間填充濾料為2～4mm細礫石。上流與下流圍堰處各設置一口。降水井井管應高于自然地坪20—50cm并加設井蓋予以保護。

4.3 圍堰導流

通過流量計算選擇對應規(guī)格的排水管進行導流。導流排水管、降水井排水管均通向下游。泵與排水管連接處用鐵絲綁扎牢固防止?jié)B漏。

圍堰形式采用木樁小型圍堰，步驟如下：①墻體定位：施工前，根據現場實際情況，結合圖紙，確定墻體的具體位置。②清理基底：截水墻體修筑前，應清理堰底的雜物。填筑時，應自上游開始至下游合攏。堰底內側坡腳距基坑頂緣距離不應小于1m。 ③固定結構安裝：在墻體砌筑前，先打入一排長6m，直徑20cm的木樁，木樁間距控制在0．5m內，然后再進行跳板安裝。④墻體砌筑：墻體高度平均高于水面2．0m，堰體頂寬為1．0m，底寬平均為3．5m，墻體高度為H=(水深+淤泥深+500mm)，墻體長度為L=(河渠寬度+放坡+2m)，墻體放坡為1：0．5。施工時將土袋平放，上下左右互相錯縫堆碼整齊，水中土袋用長形工具推送就位。墻體形成后，迎水面設彩條布做擋水用，并拋擲土袋壓腳，減少墻體滲水量。⑤緊固處理：墻體完成后于背水面使用木樁進行支護和捆扎加固。

4.4 布置作業(yè)場地

圍堰導流完成后，將暴露出來的河床改善至適用于機械行走作業(yè)。在河床底部設置觀察井以觀察控制公路下水位情況。開挖操作井至設計穿越深度，視情況對操作井進行有效固壁、支護。在操作井中設置反向頂進背墻，在井底設置套管發(fā)送軌道，穩(wěn)妥設置液壓千斤頂并試頂，在操作井旁設置吊車及挖掘機預備倒運土方和鋼筋混凝土套管，操作井底部應夯實、平整，并鋪設枕木。

4.5 雙向頂進、發(fā)送

首先反向頂進套管至設計位置；移動后背墻，開始正向頂進，利用紅外線水準儀控制頂進軸線準直。

頂管作業(yè)宜連續(xù)進行，管頂部超挖量不應大于15mm，頂進作業(yè)時宜在套管外壁涂潤滑劑。第一根套管頂進中心線偏差不應超過管長的3%。初始頂進中，每頂進300mm 應檢查一次；正常頂進后，每頂進lm 應至少檢查一次。頂進套管每次200～300mm，邊頂進邊用人工在管前端挖土，排土方式為手推車裝土，人工牽引到送到操作坑料斗內，用吊車吊出操作坑運到指定地點。頂進完成后，對套管與地層間進行封閉，注漿保護路基。注漿時注意保持壓力緩慢注入，泥漿黏度符合要求，當封閉處有明顯排漿痕跡時完成注漿。頂進完成后，發(fā)送工作管進行連頭施工，無損檢測合格后進行回填。拆除降水井和圍堰，完成施工。

5 經濟及社會效益分析

小型流域內頂管空間受限水利系統(tǒng)改造雙向頂進施工工法工程造價僅為泥水平衡頂進法的1／2～2／3，為水平定向鉆方法的1/5～1/3。所用工期為泥水平衡頂進法的2/3左右，為水平定向鉆方法的2/5左右。

由于采用了新式技術，最大限度地保護了公路、河流兩側原始環(huán)境，為生態(tài)保護做出了突出貢獻，減少農耕植被破壞和糾紛，取得良好社會反響。