孫小平

摘 要：城市地下綜合管理具有多種施工方法，其中頂管施工法在一定的條件下也具有優(yōu)越的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。本文以某電力管廊的頂進(jìn)施工為例，對(duì)頂管施工的關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，對(duì)施工技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析，可為今后類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：電力管廊;沉井;頂管;下穿河道;糾偏

1工程概況

1.1工程背景。某電力管廊工程路線全長(zhǎng)約5800m。本工程將在待建公路下方敷設(shè)單艙電力管廊，斷面尺寸B×H=2.4m×2.4m。將電力、通信、給水等管線納入綜合管溝。其中頂管總長(zhǎng)度為354m，為直線頂管。管道設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土F型管，內(nèi)徑準(zhǔn)3000mm，外徑準(zhǔn)3800mm，管道坡度為0.366%。預(yù)制管節(jié)為單節(jié)2.5m，本段約采用單節(jié)管節(jié)約142節(jié)。該段采用不開槽開挖泥水平衡施工機(jī)械頂管施工，頂進(jìn)推力約需1860t，頂管段平均埋深為7m，其中下穿河流段埋深為2.9m，施工時(shí)需采壓重封水處理。管廊分別由東西兩側(cè)工作井采用泥水平衡機(jī)械頂管施工向接收井頂進(jìn)。

1.2工程地質(zhì)。條件本段管廊施工范圍內(nèi)的土層分布依次包括雜填土、黏土、含有機(jī)質(zhì)黏土、黏土、粉土等。該段頂管施工需要下穿河流，河流寬度30m，河底淤泥厚度為400mm，水深600mm，河底到頂管管頂距離為2.9m。

2工程難點(diǎn)與對(duì)策分析

2.1工程難點(diǎn)分析。本工程的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：①由于本工程管廊頂管的預(yù)制管材設(shè)計(jì)為內(nèi)直徑3m，外直徑為3.8m，預(yù)制管長(zhǎng)2.5m，管徑為非標(biāo)管材，根據(jù)現(xiàn)有的泥水平衡頂管施工機(jī)械均為頂進(jìn)管外直徑3m的標(biāo)準(zhǔn)軌道頂管機(jī)械不能滿足本工程頂進(jìn)管廊的施工要求。②東側(cè)工作井頂進(jìn)進(jìn)入接收井部分管廊需穿越河流，河寬跨度約30m，穿越河底管廊頂覆土僅2.9m，不滿足設(shè)計(jì)不小于3.5m的要求，在施工過程中容易引起機(jī)械的上浮。③頂管工作面排水：頂管頂進(jìn)分兩段進(jìn)行，第一段為西側(cè)工作井至接收井，地勢(shì)西低東高，頂管內(nèi)滲漏水可以順坡流至西側(cè)工作井內(nèi)的集水坑內(nèi)，進(jìn)行抽排處理。第二段為東側(cè)工作井至接收井，頂進(jìn)長(zhǎng)度為162m，此時(shí)頂管內(nèi)滲漏水集中于頂管機(jī)頭部分，積水最深可達(dá)600mm，影響頂管的機(jī)頭施工。

2.2工程難點(diǎn)對(duì)策。①針對(duì)預(yù)制管材為非標(biāo)管材，為滿足頂進(jìn)施工，對(duì)現(xiàn)有的泥水平衡頂管機(jī)刀盤及殼體進(jìn)行了改造，加大現(xiàn)有泥水平衡頂管機(jī)刀盤及殼體，使之與本工程設(shè)計(jì)管廊外徑尺寸相匹配。②針對(duì)管廊下穿河流施工段覆蓋層厚度不滿足要求的情況，在征得水利部門的同意后對(duì)河道底部進(jìn)行了加固處理，采用片石混凝土對(duì)河底進(jìn)行加固，在不影響河流水質(zhì)及徑流的情況下，滿足了頂管施工的最小覆土厚度要求。③針對(duì)第二段頂管施工縱坡為反坡導(dǎo)致機(jī)頭積水的問題，在頂管機(jī)機(jī)頭位置設(shè)置平行水泵，在施工過程中進(jìn)行抽排水，避免對(duì)機(jī)頭施工造成干擾。

3頂管施工關(guān)鍵工藝

3.1沉井施工。①測(cè)量定位。首先進(jìn)行基準(zhǔn)點(diǎn)的測(cè)量定位，再在沉井四周施工影響范圍外設(shè)置臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)和坐標(biāo)控制點(diǎn)。以坐標(biāo)控制點(diǎn)為基準(zhǔn)確定沉井的中心軸線以及基坑的輪廓線，用粉筆畫出為沉井制作與下沉定位提供依據(jù)。導(dǎo)線點(diǎn)位選擇應(yīng)考慮便于施工和點(diǎn)位保存，同時(shí)應(yīng)布設(shè)在較空曠地帶。放線時(shí)，以全圓測(cè)回法進(jìn)行角度測(cè)設(shè)，觀測(cè)精度與方格網(wǎng)角度要求一致。采用三、四等水準(zhǔn)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建高程測(cè)控網(wǎng)，高程控制前與導(dǎo)線控制點(diǎn)均應(yīng)設(shè)置在下陷區(qū)之外，設(shè)有大于30m的安全距離，并定期檢查和校核。②基坑開挖與墊層施工。工作井、接收井分別為開挖至地面下3m，放坡為1∶1，自然地面下3m段采用機(jī)械開挖，3m以下至井刃腳底采用人工開挖，沉井基坑四周設(shè)置300×300mm排水溝，設(shè)置1500×1500mm集水井一個(gè)，采用潛水泵進(jìn)行抽排，使得水位低于基坑500mm?；娱_挖以機(jī)械開挖為主并輔以人工修整，施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制高程和位置，如果坑底土質(zhì)松軟，則需換填夯實(shí)?；娱_挖結(jié)束后，經(jīng)驗(yàn)收合格，應(yīng)及時(shí)鋪筑碎石墊層。為了擴(kuò)大沉井刃腳的支承面積，減輕對(duì)砂墊層的壓力，在砂墊層上鋪上一層C15素砼墊層20cm厚。③沉井下沉施工。本工程沉井采用人工與機(jī)械取土相結(jié)合下沉，下沉前先鑿除刃腳墊層的素混凝土，鑿除墊層工作必須按照先內(nèi)后外方式對(duì)稱實(shí)施，并用吊車抓斗清理井內(nèi)雜物。主體結(jié)構(gòu)分別五次混凝土澆筑：第一次澆筑高度為刃腳～0.9m，第2次澆筑0.9～3.05m井壁部分，第3次澆筑3.05～6.35m，養(yǎng)護(hù)待混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%后第一次沉井下沉。沉降下沉穩(wěn)定后結(jié)構(gòu)第二次接高，第4次澆筑高度6.35～9.88m。第5次澆筑9.88～12.88m，養(yǎng)護(hù)待混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%后進(jìn)行第二次下沉。④沉井下沉速度控制。沉井下沉質(zhì)量控制關(guān)鍵在控制井內(nèi)取土速度，井內(nèi)土方挖除速度應(yīng)控制單次取土小于0.5m3左右，使用采用小型機(jī)械與人工施工相結(jié)合，施工完以后需整平基礎(chǔ)，控制取土速度過快引發(fā)的沉井偏移。

3.2下穿河流圍堰防滲壓重施工。河流河寬25m，先自東向西用沙袋圍堰長(zhǎng)15m，寬8m的范圍。剩余10m河寬作為導(dǎo)流。第一次圍堰高度比水500mm。第一段圍堰完成后，將堰內(nèi)積水抽排。人工配合機(jī)械清淤至河底高程下1000mm。先鋪設(shè)100mm后碎石墊層，然后澆筑100mm后C20混凝土墊層，再綁扎雙層雙向鋼筋，采用C30混凝土澆筑，澆筑厚度為800mm?；炷翝仓瓿珊筮M(jìn)行養(yǎng)護(hù)，待強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到75%后，先回填500mm厚黏土，使堰內(nèi)底標(biāo)高和河流淤泥層相近，然后開始進(jìn)行管徑為800mm的混凝土承插導(dǎo)流管安裝。安裝時(shí)候需要臨時(shí)拆除一部分擋住的沙袋。混凝土管鋪設(shè)完畢后，邊堆碼沙袋邊回填黏土至高出水面1m的位置，以東側(cè)埋設(shè)的混凝土管作為導(dǎo)流。第二次圍堰長(zhǎng)度為10m，寬度為8m。

3.3泥水平衡頂管施工。①穿墻頂進(jìn)。進(jìn)出洞口需預(yù)留預(yù)埋鋼盒，在安裝完可拆式止水鋼圈后，將止水閥安裝在止水鋼圈上，共同形成止水裝置。在工作井出洞施工前，應(yīng)先行割掉預(yù)埋件外側(cè)鋼板，在預(yù)埋鋼盒外側(cè)焊接止水鋼環(huán)，隨后在止水鋼環(huán)上安裝止水橡膠圈。在出洞前，應(yīng)先行割掉將鋼盒內(nèi)側(cè)擋土鋼板，清理孔內(nèi)雜物后將工具頭推進(jìn)預(yù)留孔，縮短停頓時(shí)間，此時(shí)止水橡膠圈緊抱在工具頭外殼上，止水作用得以發(fā)揮。在工具頭頂進(jìn)穿墻時(shí)，需要設(shè)置向上的初始角，此外穿墻管下部還需設(shè)置支托，并加強(qiáng)多個(gè)管段之間的聯(lián)結(jié)。工具管前推必須迅速，避免管內(nèi)土體暴露時(shí)間過長(zhǎng)。出洞施工初期，洞口兩側(cè)地面需提前安裝好工字鋼。②正常頂進(jìn)。千斤頂推力主要依賴后座主頂油泵和主頂而產(chǎn)生，進(jìn)而推動(dòng)管道不斷前進(jìn)。在管節(jié)前推同時(shí)，刀盤不斷切削管前土體，切下來(lái)的土體進(jìn)入泥土倉(cāng)內(nèi)，經(jīng)刀盤充分?jǐn)嚢韬笈c泥漿一起攪拌為濃泥漿，再經(jīng)排漿管將濃泥漿排出。③測(cè)量、糾偏。激光經(jīng)緯儀安置在觀測(cè)臺(tái)上，施工開始時(shí)，以測(cè)量靶中心為導(dǎo)向，通過保持頂管機(jī)的激光斑點(diǎn)中心與靶中心重合來(lái)維持前進(jìn)方向。

結(jié) 語(yǔ)

在適當(dāng)?shù)牡貙訔l件下，圓形管廊采用頂管施工方法具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。沉井施工與頂管頂進(jìn)施工是其中的關(guān)鍵施工環(huán)節(jié)，在沉井施工過程中應(yīng)控制好下沉速度避免發(fā)生偏斜;而在頂管施工過程中要特別注意穿墻施工，防止工具頭下跌，在正常頂進(jìn)施工中要注意測(cè)量和糾偏，確保頂進(jìn)施工方向不發(fā)生偏移。管廊的頂進(jìn)施工證明該技術(shù)在黏土地層具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁勇春，程澤坤，等.深基坑施工對(duì)歷史建筑的變形影響及控制研究[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2012，34（S1）：644-648.

[2] 廖少明，魏仕峰，等.蘇州地區(qū)大尺度深基坑變形性狀實(shí)測(cè)分析[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2015，37（3）：458-469.

[3] 黃鵬.建筑工程施工中深基坑支護(hù)的施工技術(shù)[J].價(jià)值工程，2017（34）.

[4] 張熙穎，孫東雨.地下管廊工程中拉森鋼板樁的施工技術(shù)研究[J].科技展望，2016（10）.