郭建 朱婷

摘? 要：某城市市政道路污水管道埋深較深，且處于流沙、砂礫及卵石層內(nèi)，地下水異常豐沛，經(jīng)過試驗(yàn)無法成槽開挖，且因?yàn)槁咽瘜哟嬖趯?dǎo)致無法使用機(jī)械頂管施工和鋼板樁支護(hù)明挖的工藝施工，只能采取人工頂管。人工頂管存在極大的安全隱患，通過頂進(jìn)方向開膛式明挖配合頂管施工很好地解決了施工安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期問題，原計(jì)劃4個(gè)月的施工工期，通過此工藝僅僅用了1個(gè)月就完成了施工管道施工。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)段? 管道施工? 開膛式明挖配合頂管施工? 施工快捷經(jīng)濟(jì)安全

中圖分類號(hào)：TU992.05? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2020）10（c）-0055-03

Abstract： A municipal road sewage pipe in a city is buried deep， and is located in a layer of quicksand， gravel and pebble. The groundwater is abnormally abundant. After testing， it cannot be excavated， and because of the pebble layer， mechanical jacking and steel sheet pile cannot be used. The construction of supporting and open cut technology can only adopt manual pipe jacking. There are great safety hazards in manual pipe jacking. The open-bore open excavation in the jacking direction and the pipe jacking construction can solve the problems of construction safety， technology， economy， and construction period. The original planned construction period of 4 months， through this process only used the pipeline construction was completed in 1 month.

Key Words： Complex geological section; Pipeline construction; Open-bore open excavation with pipe jacking construction; Quick economical and safe construction

該文主要講解在地質(zhì)復(fù)雜情況下，采取機(jī)械頂管、人工頂管、鋼板樁支護(hù)、放坡開挖均無法進(jìn)行施工的情況下，采取在頂進(jìn)的管位上開膛式明挖配合頂管的施工，有效地解決了安全、經(jīng)濟(jì)、工期的問題，原計(jì)劃4個(gè)月的頂管施工通過不成槽明挖配合頂管僅僅用了1個(gè)月就完成了，且此方案在費(fèi)用上和原設(shè)計(jì)明挖相差不大，此工藝綜合解決了工期、造價(jià)、安全的問題。

1? 項(xiàng)目概況

1.1 項(xiàng)目情況

某城市主干道A道路，全長(zhǎng)4km，其中終點(diǎn)與另一條市政道路B道路交匯，此道路終點(diǎn)300 m范圍內(nèi)有D1000污水管道和D1200雨水管道，以道路路面高程為0計(jì)算，其中污水管道埋深-7.5 m到-8.5 m，雨水管道埋深在-3 m到4 m，雨水管、污水管道平面距離為2 m，管道布置在10 m中央綠化帶內(nèi)。

1.2 地質(zhì)情況

-1 m到-3 m范圍內(nèi)為雜填土，-3 m到6 m為流沙層，-6 m到10 m為砂礫層，-10 m以后可探測(cè)范圍內(nèi)為鵝卵石，經(jīng)判斷，此處應(yīng)為一古老河床遺址。另與B道路平行有一條河流，枯水季節(jié)水位高度在-8 m左右，豐水期在-4 m左右。

1.3 施工背景

因此處原為一工廠，地勘未進(jìn)入勘測(cè)，此段道路在施工中未能預(yù)料到下面復(fù)雜的地質(zhì)情況，在初次進(jìn)場(chǎng)施工中按常規(guī)施工辦法采取開挖工藝，隨著開挖發(fā)現(xiàn)流沙層，隨對(duì)施工方案稍做調(diào)整，將基坑開挖坡面由1∶1調(diào)整為1∶2，在挖至-4 m后，發(fā)現(xiàn)沙礫層，隨停止施工，開挖探坑，經(jīng)探測(cè)發(fā)現(xiàn)下層為砂礫層，且地下水非常豐沛?？碧胶罅⒓赐Ｖ故┕?，封閉已開挖基坑，研究制定新的方案。

2? 方案比選

擬選方案如下。

（1）鋼板樁支護(hù)，開挖施工。按現(xiàn)有已開挖基坑進(jìn)行鋼板樁支護(hù)，根據(jù)鋼板樁施工要求，插入土層部分和開挖部分至少按1∶1控制，鋼板樁需插入土層在-12 m左右，根據(jù)地勘探測(cè)情況，鋼板樁難以實(shí)施至設(shè)計(jì)標(biāo)高，鋼板樁支護(hù)技術(shù)上不可行。

（2）分級(jí)放坡開挖，第一級(jí)開挖4 m，按1∶2開挖，預(yù)留2 m平臺(tái)，第二級(jí)開挖至基底，按1∶3放坡開挖，采取邊開挖邊抽水。經(jīng)計(jì)算，開口線至少在道路中線22 m以外，超出道路紅線，且土方開挖工程量大，工藝是否可靠還需開挖后確定，況且道路右側(cè)還有一座廠房，容易對(duì)廠房的安全造成隱患。因此放坡開挖從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)及征地情況綜合判定不可取。

（3）采取頂管施工，首先進(jìn)行沉井施工，沉井施工完畢后采取機(jī)械頂管，因管位處于砂礫層，且部分段落內(nèi)是鵝卵石，在機(jī)械頂管中泥水平衡式、土壓平衡對(duì)卵石層都無法正常實(shí)施，需對(duì)土質(zhì)進(jìn)行改良，因此只能采取人工掘金配合千斤頂頂進(jìn)的方式實(shí)施，在同時(shí)還需同步實(shí)施人工降水，考慮地下水充沛，容易發(fā)生管涌和掌子面坍塌，人工在掌子面掘進(jìn)中風(fēng)險(xiǎn)較大，采取此工藝需對(duì)掌子面處土層進(jìn)行注漿，注漿效果難以控制，造價(jià)難以控制，施工風(fēng)險(xiǎn)較大。

（4）采取明挖配合頂管施工，因進(jìn)場(chǎng)施工時(shí)已按放坡開挖施工完第一層基坑開挖，按此工藝可以較好地利用此已開挖基坑，不會(huì)造成工程浪費(fèi)。首先按頂管施工措施每100 m設(shè)置一個(gè)工作井接收井，在管道頂進(jìn)前進(jìn)方向配合一挖機(jī)在管道前進(jìn)行挖坑式開挖，開挖至管道標(biāo)高，千斤頂迅速頂進(jìn)，頂進(jìn)一節(jié)管道后挖機(jī)停止開挖，待后續(xù)管道吊裝到位，安裝就位后，繼續(xù)開膛式開挖，挖至管道標(biāo)高后，利用千斤頂頂進(jìn)，如此循環(huán)至貫通兩個(gè)工作井。邊開挖邊頂進(jìn)，且經(jīng)濟(jì)性較好，且對(duì)前期開挖不會(huì)造成浪費(fèi)，因機(jī)械開挖配合機(jī)械頂進(jìn)，全程無人員進(jìn)入管涵操作，安全上最優(yōu)。

3? 擬選定方案及變更流程

經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全分析，確定采用明挖頂管方式。由施工單位向監(jiān)理單位申報(bào)變更申請(qǐng)，監(jiān)理同意后報(bào)建設(shè)單位同意。建設(shè)單位同意后，設(shè)計(jì)單位根據(jù)擬定方案設(shè)計(jì)頂管要求及工作井結(jié)構(gòu)圖并報(bào)圖審單位進(jìn)行結(jié)構(gòu)審查，施工單位根據(jù)變更圖紙結(jié)合方案進(jìn)行組價(jià)，由監(jiān)理、建設(shè)單位審核后報(bào)行政主管部門批復(fù)，變更批復(fù)后開始實(shí)施。

4? 施工工藝及過程

（1）沉井施工。此段共計(jì)300 m，設(shè)計(jì)每100 m一個(gè)沉井，其中兩個(gè)接收井，兩個(gè)頂進(jìn)井，沉井總下沉深度為5～6 m，因此沉井按6 m高度一次成型方案進(jìn)行施工。在已開挖基坑內(nèi)定位工作井，并在現(xiàn)有高程內(nèi)再向下開挖2 m，挖至含水層停止，并立即澆筑底板混凝土，待混凝土澆筑24 h后，工人進(jìn)場(chǎng)開始對(duì)側(cè)壁立模板并按圖紙綁扎鋼筋。模板鋼筋工程施工完畢后澆筑混凝土。待混凝土強(qiáng)度達(dá)到80%，拆除模板并鑿除地板，工作井內(nèi)配置一小型挖土機(jī)配合人工開挖砂礫及卵石，每天大約下沉0.3～0.5 m，5天左右沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，配置一個(gè)抽水泵，邊抽邊下沉，待下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高工作井地板開始混凝土封閉，沉井施工完畢。

（2）頂進(jìn)準(zhǔn)備。校核擬投入千斤頂，按污水管定位在側(cè)壁開鑿管位，并在沉井內(nèi)設(shè)置一個(gè)集水井，配置潛水泵進(jìn)行人工抽排因頂進(jìn)中滲出水流。配合一汽車吊，進(jìn)行管道吊裝就位。

（3）頂進(jìn)施工。通過吊機(jī)吊裝管道至工作井內(nèi)，人工配合就位，首節(jié)管定位后挖機(jī)就位，順著井壁開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，千斤頂迅速頂進(jìn)，頂進(jìn)一個(gè)管位后，進(jìn)行第二節(jié)管道吊裝安裝，待管道就位后挖機(jī)進(jìn)行開膛式挖掘，待挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，千斤頂迅速頂進(jìn)，每頂進(jìn)6 m進(jìn)行線性和標(biāo)高的復(fù)核，出現(xiàn)反坡和線性偏位及時(shí)進(jìn)行糾偏，按此循環(huán)直至貫通兩個(gè)工作井。為減少頂進(jìn)中阻力，已頂進(jìn)管道不易進(jìn)行回填，待工作井內(nèi)頂管施工完畢后再進(jìn)行回填施工。

（4）基槽開挖。挖機(jī)在頂進(jìn)前進(jìn)方向開膛式的挖掘，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀察，基槽穩(wěn)定時(shí)間在10 min以內(nèi)，滿足每節(jié)管道頂進(jìn)的工作時(shí)間要求，因此在基槽穩(wěn)定時(shí)間內(nèi)可以完成已開挖基槽內(nèi)管道。因地下水在8 m左右，管道標(biāo)高在8.5 m，地下水以上基槽穩(wěn)定時(shí)間能滿足要求，邊挖邊頂進(jìn)。

（5）污水管回填施工。待污水管頂進(jìn)完成后，管頂50 cm以內(nèi)采用已開挖細(xì)沙回填，回填完成后灌水密實(shí)，然后分層回填至雨水管高程，碾壓密實(shí)后按設(shè)計(jì)澆筑雨水管墊層，待墊層施工完畢安裝管道后澆筑包封混凝土，回填砂石至設(shè)計(jì)標(biāo)高，此段雨污水管道施工完畢。

5? 注意事項(xiàng)

（1）鑒于土質(zhì)的穩(wěn)定性較差，為避免重復(fù)工作挖機(jī)配合頂進(jìn)不可超前，每次按一個(gè)管位進(jìn)行開挖，并與頂進(jìn)應(yīng)趨于同步;（2）頂進(jìn)中檢查井內(nèi)配合人工地下降水，增加開挖基坑的穩(wěn)定性，保證在頂進(jìn)中開挖面穩(wěn)定性滿足頂進(jìn)要求;（3）頂進(jìn)完成后不應(yīng)回填管道，待兩個(gè)檢查井貫通后再按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行管道回填;（4）對(duì)于管道內(nèi)切進(jìn)的土方在不影響頂進(jìn)不建議清除，待頂進(jìn)完成后再進(jìn)行清除，必須清除應(yīng)停止頂進(jìn)進(jìn)行清除，且配合地下降水，確保人員安全;（5）頂進(jìn)中不可中斷12 h以上，否則后續(xù)難以頂進(jìn)推動(dòng)。

6? 工藝應(yīng)用意義

（1）按人工頂管此段施工計(jì)劃4個(gè)月完成，按此工藝1個(gè)月完成，所需時(shí)間主要集中在沉管施工中，對(duì)于節(jié)省造價(jià)，節(jié)約工期具有很大的示范意義。在一些軟弱地段施工時(shí)，此工藝具有很好的借鑒意義。（2）在城市管道改造中，不具備大開挖工作面，工期緊張的情況下，該方法小斷面放坡開挖或垂直開挖配合頂管施工具有較好的借鑒意義。（3）在地下水充沛，碰到地質(zhì)復(fù)雜，采取機(jī)械頂管施工、人工頂管施工有困難，此工藝有較好的使用前提。

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