王 強

（山西省運城市鹽湖區(qū)水務(wù)局，山西 運城 044000）

0 引言

在雨污管道施工工程中常規(guī)的施工方式為管道開槽施工，但這種施工方式往往會受到一定地形因素限制造成不利于溝槽開挖。市政雨污水管道大口徑頂管施工技術(shù)是一種新式的施工技術(shù)，其能夠有效地免除溝槽開挖、使作業(yè)面更加地光滑，在提升施工效率的同時有效地保持管道的密閉性，并且對原有工程影響極小[1]。雖然管道頂管施工造價高于其它方式，并且施工周期較慢，但是由于其成熟的施工工藝依然應(yīng)用較廣。本研究將結(jié)合實際工程案例，對管道頂管施工的應(yīng)用進行分析總結(jié)。

1 工程概況

1.1 工程中存在問題

某道路D7-D6 段工程中雨污混流管道采用鋼筋混凝土頂管施工，采用了DN2200 大口徑管道，頂管的長度為116 m，以人工開挖的形式進行施工。該工程路段土質(zhì)以松散的砂礫層為主，并具有較多的老舊拆遷房屋地基。地質(zhì)斷面結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

圖1 地質(zhì)斷面結(jié)構(gòu)示意圖

在施工初期發(fā)現(xiàn)該區(qū)域掌子面以下為淤泥質(zhì)土地基，不具有承載能力，掌子面的前方土質(zhì)中具有較多的卵石，并伴有滲水流動的情況，管道頂部為房屋基礎(chǔ)時往往會發(fā)生塌陷，首節(jié)鋼筋混凝土管節(jié)前端下沉嚴重（低于設(shè)計標高30 cm）。基于以上情況，鋼筋混凝土頂管發(fā)生卡死情況，無法繼續(xù)進行施工。

1.2 施工工藝調(diào)整設(shè)計

根據(jù)本工程中出現(xiàn)的問題，結(jié)合相關(guān)工程中的施工經(jīng)驗，將采用DN2000 鋼管進行頂進。工程中鋼筋混凝土管與鋼管施工特性對比見表1。

表1 鋼筋混凝土管與鋼管施工特性對比

根據(jù)表1 中鋼管管道的特性可知，在不挖土或少挖土的情況下進行頂進施工具有一定的可行性，但是本工程中土質(zhì)并不均勻，其中夾雜著大量的卵石、碎石等雜質(zhì)，并且工程中的頂進距離大于100 m，因此頂進施工將可能會出現(xiàn)頂進阻力大、受阻等狀況，因此，經(jīng)過綜合考慮，本工程將采用內(nèi)套鋼管結(jié)合人工開挖的形式進行雨污混流管道的施工。

2 工程施工方法

在進行鋼管頂進時所采用的施工工藝與鋼筋混凝土管道頂進施工相一致，鋼管頂進施工工藝流程見圖2。

圖2 鋼管頂進施工工藝流程

在進行實際的施工中，先對施工區(qū)域松軟土體進行灌漿加固處理，然后將DN2000 鋼管按照D7 至D6 方向，從已經(jīng)施工完畢的鋼筋混凝土管道內(nèi)穿過頂進。穿管完畢后按照施工路線檢查施工作業(yè)區(qū)域，對出現(xiàn)的塌陷以及鋼筋混凝土管道與鋼管之間的縫隙使用水泥漿進行填充處理。

3 雨污管道施工處理

本工程中鋼筋混凝土管道頂進與鋼管頂進的施工工藝具有一定的相似性，因此將結(jié)合實際工程案例詳細分析雨污管道施工處理方式[2]。

3.1 松軟土體加固處理

由于施工區(qū)域中部分頂管線路周圍為含水量較大的飽和狀粉砂及軟塑狀粉質(zhì)土層，單一使用鋼管頂進可能造成在施工過程易發(fā)生軸向偏位、頂進管道施工路線不受控制、土體流動或涌水，因此，需要對施工區(qū)域進行一定的加固處理：使用直徑為48 mm、壁厚為3.5 mm 普通鋼管的超前導管，按照鋼管外周鉆出直徑為8 mm 的孔洞，以此作為灌注花管，并將其安置在鋼管關(guān)節(jié)的周圍。小導管布置示意圖見圖3。

圖3 小導管布置示意圖

對松軟土體進行壓力灌注水泥，可使水泥漿液滲入到土層中，通過膠結(jié)、填充的方式增加土體的內(nèi)聚力，防止發(fā)生土體流動或涌水以及土體的坍塌。利用方格網(wǎng)在需要加固的施工區(qū)域布設(shè)注漿孔，其直徑為110 mm，各注漿孔之間間距為800 m，灌注樁的深度以頂管外底與頂進底面2 m 以下為宜，灌注水泥使用42.5號普通硅酸鹽水泥并加入1%速凝劑，灌注混凝土的注漿壓力為1.0 MPa～1.5 MPa，灌注的順序采用自下而上、先兩側(cè)后中間分層對稱的形式進行水泥漿的灌注[3]。待灌注漿施工完畢、土體穩(wěn)定后便可繼續(xù)進行管道頂進施工，當頂進施工工作完成需對作業(yè)區(qū)域地面進行必要的修復。灌注漿系統(tǒng)示意圖見圖4。

圖4 灌注漿系統(tǒng)示意圖

3.2 鋼管的防腐處理

同鋼筋混凝土管道不同，為了更好的延長雨污管道的使用壽命，進行鋼管頂管實施前需進行管道的防腐處理。通常鋼管的外壁防腐處理是由加工廠進行，而鋼管的焊接縫隙則在施工現(xiàn)場焊接完畢后進行處理。鋼管內(nèi)外防腐均涂環(huán)氧煤瀝青管道漆，鋼管外部采用四油一布進行防腐處理；鋼管焊接處防腐同上述防腐措施進行處理[4]。管道的防腐處理需要滿足相關(guān)的規(guī)范。

3.3 焊接處理

鋼管采用坡口焊接形式，鋼管焊接處應(yīng)保持平順、整潔，焊接施工完畢需要對焊接點進行超聲波檢驗，焊接外觀以及焊接質(zhì)量必須嚴格遵守國家相關(guān)規(guī)范，并確保工程中無失敗率，進行焊接作業(yè)時應(yīng)以設(shè)計坡度為標準，使管內(nèi)的高程與鋼軌保持一致，以保證鋼管進行焊接后呈現(xiàn)整體性[5]。詳細的焊接步驟為：將鋼管及鋼軌固定在設(shè)計高程，使管道在焊接后能夠成為完成的整體；鋼管在進行焊接前對接頭部分進行處理，使其保持潔凈、平順，并且將鋼管與鋼軌的坡度控制在設(shè)計要求范圍內(nèi)；鋼管的按接口需進行坡口處理，以保證鋼管內(nèi)外焊接的平順以滿足工程的檢驗驗收標準，并防止發(fā)生管道出現(xiàn)破裂等突發(fā)情況；對于管道的各個焊接點，在進行施工之后必須立即進行防腐處理，以增加管道的使用壽命[6]。

3.4 加設(shè)調(diào)向工具管

根據(jù)前面對于本工程地質(zhì)的分析后發(fā)現(xiàn)，在進行雨污管道頂管施工時為了更好的對管道頂管路線進行有效的控制，需要在第一節(jié)鋼管前加設(shè)可調(diào)節(jié)工具套管，其主要是由帽檐、工具間以及小型的千斤頂所構(gòu)成[7]。調(diào)向工具管在千斤頂?shù)淖饔孟聦艿浪?、豎直方向進行及時的調(diào)整，在超挖環(huán)的作用下能夠控制管道的管前超挖長度，調(diào)向工具管在使用時呈傾斜向上的角度，更是為掌子面的穩(wěn)定提供了支撐。調(diào)向工具管示意圖見圖5。

圖5 調(diào)向工具管示意圖

3.5 管道安裝防護裝置

為了在施工過程中能夠更好的保障安裝人員的安全，需在工具管的前端設(shè)置安全防護裝置。在實際工程中安全防護裝置需要根據(jù)工程的實際情況對其尺寸進行調(diào)整，在進行挖掘完畢后防護裝置也可以及時地回縮至工具管中，以便于雨污管道頂管的正常施工[8]。防護裝置主要是由防護主體、行進系統(tǒng)、動力系統(tǒng)以及制動限位系統(tǒng)所構(gòu)成。其中防護主體是將環(huán)形肋板及滑行軌道與連接板焊接構(gòu)成，防護架焊接至環(huán)形肋板上，并保持防護架的伸出工具管端頭以起到防護的作用；行進系統(tǒng)是將固定軌道與工具管內(nèi)壁進行連接，并將滑動軌道嵌在固定軌道上而構(gòu)成；動力系統(tǒng)是將牽引索一端固定在牽引孔，另一端穿過梳形限位卡頭以及導輪連接至卷揚機；制動限位系統(tǒng)主要是在動力系統(tǒng)在行進的過程中確保設(shè)備能夠有效地停止并固定在設(shè)定的位置，防護裝置見圖6。

圖6 工具管防護裝置

3.6 原管內(nèi)穿鋼管

此方法主要是將鋼管從在原來施工的鋼筋混凝土管道內(nèi)穿行，并使用鋼管繼續(xù)按照施工計劃進行作業(yè)[9]。進行原管內(nèi)穿鋼管前需要對已經(jīng)施工的鋼筋混凝土管道內(nèi)進行清理，將其中的泥土等雜物清除后在原管內(nèi)的底部鋪設(shè)厚度為30 mm 的橡膠墊以避免鋼筋混凝土管道內(nèi)壁將鋼管的防腐涂層破壞。

3.7 注漿處理

在進行頂進施工完畢后，需要使用與單節(jié)鋼筋混凝土管道等長的注漿花管對鋼筋混凝土管道與鋼管之間的縫隙進行注漿處理；對于在施工時出現(xiàn)的塌陷區(qū)域，需在鋼管頂管施工時計算空陷部位，在鋼管內(nèi)預留注漿孔以便后期能夠?qū)λ輩^(qū)域進行有效的注漿填充[10]。

4 施工注意事項

由于鋼管的外防腐處理是通過工程進行加工處理，因此鋼管在運輸至施工現(xiàn)場途中應(yīng)注意管道的防護處理，避免發(fā)生管道的碰撞、摩擦；在施工中應(yīng)嚴格的控制每次管道的頂管進程，每次頂進進度不能大于30 cm；在首節(jié)鋼管施工中應(yīng)校驗管道安裝的中心軸線以及安裝高程，以避免后續(xù)管道安裝路線發(fā)生錯誤；在進行鋼管頂管時需要時刻注意設(shè)備的油壓變化，若是油壓突然上升應(yīng)立刻停止施工作業(yè)，查明油壓上升原因后方可繼續(xù)施工；施工過程中，鋼管沒頂管30 m 后均要進行管道軸線中心、高程與設(shè)計值的校驗，若發(fā)生偏離需要及時對管道進行校正；施工中挖出的土方需要做到及時清理。

5 結(jié)語

在本次雨污混流管道施工中根基工程的實際情況，結(jié)合工程進行綜合性的分析，采用內(nèi)嵌鋼管頂進技術(shù)相較于支護開槽施工更具有操作性，能夠極大滿足施工要求，可為將來雨污管道施工提供了一定的借鑒與參考。