陳鈺林 鄭登登

（1.福州市城市排水有限公司，福建 福州 350000；2.福建江夏學(xué)院，福建 福州 350108）

1 工程特點(diǎn)

1）避免在受阻機(jī)頭處進(jìn)行路面破除，基坑開(kāi)挖、沉井施工、土方外運(yùn)等；2）無(wú)需增加大型施工機(jī)械、無(wú)需增加工作面；3）周邊環(huán)境施工影響小、夜間施工不受影響；4）自制工具管能夠自由調(diào)節(jié)掘進(jìn)方向，確保套取機(jī)頭的可靠性；5）機(jī)頭提取工期較傳統(tǒng)方式大幅縮短、成本大幅降低。

2 適用范圍

本技術(shù)適用于可塑性粉質(zhì)粘土頂管受阻，且處于鬧市區(qū)或嚴(yán)禁開(kāi)挖提取施工情況；埋設(shè)深度較深且不具備開(kāi)挖提取施工條件同時(shí)遇到非危險(xiǎn)性（天然氣管道、光纜電纜等）障礙物的情況；頂管過(guò)程中管材達(dá)到受力極限出現(xiàn)裂縫、破損不適合繼續(xù)頂進(jìn)情況；頂管設(shè)備故障或其他原因造成無(wú)法繼續(xù)頂進(jìn)情況；適用管徑不大于DN1000的鋼筋混凝土管在可塑性粉質(zhì)黏土中頂管受阻情況。

3 工藝原理

小管徑頂管受阻非開(kāi)挖提取機(jī)頭施工技術(shù)是利用大管徑混凝土管配合自制工具管從悶板不同方向孔洞取土，調(diào)節(jié)人工掘進(jìn)方向準(zhǔn)確套取機(jī)頭，待大小管徑混凝土管搭接0.5m處停止頂進(jìn)，分離提取頂管機(jī)頭，封堵兩管縫隙。本技術(shù)中工具管外殼最終報(bào)廢不作處理。小管徑頂管受阻非開(kāi)挖提取機(jī)頭施工工藝見(jiàn)示意圖1（1接收井2工作井3DN1200頂管4人工掘進(jìn)5DN1000頂管6泥水平衡7套接工具管8DN1000機(jī)頭9管縫封堵）。

圖1 小管徑頂管受阻非開(kāi)挖提取機(jī)頭施工工藝示意圖

4 工程操作要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

1）首先調(diào)查機(jī)頭受阻原因，確定受阻機(jī)頭位置，根據(jù)調(diào)查情況分析，制定針對(duì)性問(wèn)題處理施工方案，并對(duì)參與該項(xiàng)施工的所有施工人員，進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)方案的施工技術(shù)交底與安全交底，明確各崗位職責(zé)，施工過(guò)程中的危險(xiǎn)因素、施工程序、工藝流程與控制要求以及施工需要注意的事項(xiàng)。

2）根據(jù)地勘報(bào)告與機(jī)頭所處位置及受阻機(jī)頭外徑尺寸制作滿(mǎn)足方案需求的工具管。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況編制施工方案、安全預(yù)防及應(yīng)急方案、障礙物處理應(yīng)急預(yù)案等，并經(jīng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后實(shí)施。

4.2 固定受阻機(jī)頭

1）方案確定后，拆除工作井中頂管設(shè)備并安裝于接收井，拆除連接機(jī)頭進(jìn)出泥漿管，并根據(jù)需要對(duì)管線(xiàn)注漿孔及機(jī)頭漏漿處進(jìn)行封堵。

2）清理受阻管道內(nèi)泥漿并按規(guī)范要求處理該段管線(xiàn)，固定機(jī)頭與尾部管線(xiàn)，預(yù)防因漏漿、機(jī)頭周?chē)练綌_動(dòng)等原因使機(jī)頭標(biāo)高變動(dòng)或產(chǎn)生機(jī)頭脫節(jié)等現(xiàn)象從而導(dǎo)致無(wú)法套取機(jī)頭嚴(yán)重后果。

4.3 人工掘進(jìn)

1）在進(jìn)行套取施工時(shí)，要將掘進(jìn)施工測(cè)量工作作為重點(diǎn)，要確保精準(zhǔn)測(cè)量，為后續(xù)管線(xiàn)實(shí)際軸線(xiàn)達(dá)到平順狀態(tài)提供保證。若測(cè)量不精準(zhǔn)，則會(huì)導(dǎo)致后期無(wú)法使用工具管順利套取機(jī)頭，并影響到全線(xiàn)關(guān)系的順利貫通，基于此，要確保精心實(shí)施，減少誤差【1】。

2）本技術(shù)測(cè)量包括坐標(biāo)測(cè)量、高程測(cè)量?jī)刹糠郑鶕?jù)受阻機(jī)頭姿態(tài)、頂管距離、位置，利用水準(zhǔn)儀、全站儀及地面上固定水準(zhǔn)點(diǎn)經(jīng)計(jì)算引測(cè)至工作井下，并設(shè)臨時(shí)基準(zhǔn)點(diǎn)，再在井底架設(shè)激光經(jīng)維儀，將激光投射到人工掘進(jìn)工具管的標(biāo)靶上，確保激光經(jīng)緯儀光束與工具管中軸線(xiàn)及受阻機(jī)頭中軸線(xiàn)在一條直線(xiàn)上。

3）人工掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)始終確保光束點(diǎn)照準(zhǔn)工具管悶板標(biāo)靶，利用工具管四個(gè)測(cè)洞及中心洞及時(shí)調(diào)整掘進(jìn)方向控制掘進(jìn)進(jìn)度，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)糾偏，嚴(yán)格控制掘進(jìn)方向。

人工掘進(jìn)過(guò)程中遇障礙物時(shí)，應(yīng)根據(jù)障礙物處理應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行處理，直至套接受阻機(jī)頭，割除工具管內(nèi)部悶板及泥水擋板及工具管內(nèi)其他輔助配件，便于機(jī)頭順利進(jìn)入鋼管及后續(xù)混凝土管，直至頂管機(jī)頭完全進(jìn)入工具管后大管徑鋼筋混凝土管，并完成大小混凝土管搭接0.5m處方可停止頂進(jìn)施工。

4.4 分離、提取機(jī)頭

1）掘進(jìn)完成后，拆除受阻機(jī)頭首節(jié)管道固定裝置，采用10t電動(dòng)葫蘆對(duì)受阻機(jī)頭進(jìn)行分離，分離過(guò)程中嚴(yán)格控制機(jī)頭附近管道連接情況。

2）為避免受阻機(jī)頭提取過(guò)程中對(duì)掘進(jìn)管線(xiàn)造成摩擦損壞，根據(jù)機(jī)頭與管道縫隙，在機(jī)頭提取之前制作滑輪組便于機(jī)頭從管道內(nèi)移出［2］。

4.5 管縫封堵

機(jī)頭分離后及時(shí)清理管內(nèi)及搭接管縫淤泥，先采用磚砌封堵，再用防水砂漿或堵漏王等防滲漏材料進(jìn)行封堵，確保管線(xiàn)接口密封。

5 質(zhì)量控制措施

1）施工時(shí)要確保施工連續(xù)，保證24h不間斷施工，若必須間斷施工，則要保證間斷時(shí)間6h。要時(shí)刻關(guān)注設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即上報(bào)整改。若無(wú)法及時(shí)更換設(shè)備，則會(huì)因停鎬時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不能正常啟動(dòng)頂進(jìn)。面對(duì)頂進(jìn)距離較長(zhǎng)這一問(wèn)題，工程人員可在管外壁進(jìn)行涂蠟操作，可有效減小頂進(jìn)阻力。

2）本工程采用人工挖土方式，首先對(duì)小于砼管外徑的洞體進(jìn)行挖掘施工，并對(duì)軸線(xiàn)進(jìn)行測(cè)量后找點(diǎn)整修，之后測(cè)量高程，將其與設(shè)計(jì)高程比對(duì)，當(dāng)二者一致時(shí)可進(jìn)行頂進(jìn)施工。在挖土?xí)r需注意不能對(duì)下方135°范圍內(nèi)實(shí)施起挖、空挖操作，且在進(jìn)行上方起挖時(shí)，要控制在大于20mm的范圍內(nèi)。

3）要在作業(yè)坑內(nèi)引入地面軸線(xiàn)，并進(jìn)行多于2次的復(fù)測(cè)，確保無(wú)誤后可將其引入坑內(nèi)進(jìn)行測(cè)量。在測(cè)量過(guò)程中，對(duì)于所用線(xiàn)附兩側(cè)要對(duì)其進(jìn)行測(cè)量值取平均值，并及時(shí)做好記錄。要在每次開(kāi)鎬前做好記錄，每鎬完成后進(jìn)復(fù)測(cè)，在進(jìn)行每米頂進(jìn)時(shí)，則要控制在不小于2次的范圍內(nèi)。

4）在對(duì)工程中混凝土管進(jìn)行下管時(shí)，要使用專(zhuān)業(yè)的吊車(chē)設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)施工人員需嚴(yán)格佩戴安全施工用具。在下管過(guò)程中，要檢查混凝土管下及工作坑內(nèi)是否有人。操作人員應(yīng)站立在泵站操作桿處，做好表壓觀測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)壓值的不正常變化并停鎬匯報(bào)，

5）在頂管施工過(guò)程中，可能會(huì)遇到地下孤石，此時(shí)，施工人員應(yīng)采用人工鑿除方式處理普通硬度孤石，若孤石硬度較大，則要采用小型爆破設(shè)備加以拆除。若頂管過(guò)程中遇到巖石，則要評(píng)估是否可以爆破，若不能爆破，則應(yīng)采用專(zhuān)業(yè)的空壓機(jī)設(shè)備聯(lián)合風(fēng)鎬人工鑿巖施工。

6）在頂進(jìn)過(guò)程中，要時(shí)刻關(guān)注頂進(jìn)區(qū)域的地質(zhì)狀況，若遇到淤泥、流砂、建筑垃圾等不良地質(zhì)，應(yīng)及時(shí)停止頂進(jìn)操作。并對(duì)不良地質(zhì)具體情況進(jìn)行檢測(cè)同時(shí)形成檢測(cè)報(bào)告，報(bào)告要同時(shí)呈報(bào)給監(jiān)理、業(yè)主和設(shè)計(jì)院，之后要進(jìn)行注漿加固施工，確保地質(zhì)狀態(tài)達(dá)標(biāo)后進(jìn)行開(kāi)挖施工。

6 安全生產(chǎn)措施

1）將剛性圍護(hù)欄設(shè)置在頂管工作井周邊，并做好警示標(biāo)識(shí)，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)出管理，避免非施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

2）配電箱和用電系統(tǒng)統(tǒng)一出現(xiàn)觸電和漏電事故，要對(duì)其專(zhuān)門(mén)設(shè)置安全保護(hù)裝置，對(duì)于電器設(shè)備則要做好防雨防潮保護(hù)，在架設(shè)線(xiàn)路時(shí)，則要嚴(yán)格按照用電安全規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

3）在頂管部位，要注重對(duì)關(guān)鍵設(shè)備包括油壓千斤頂、液壓輸送泵以及輸壓管等進(jìn)行施工前的專(zhuān)項(xiàng)維護(hù)，并做好對(duì)油壓表的校正，確保穩(wěn)定后方可投用。

4）本工程配電系統(tǒng)為T(mén)N—S接零保護(hù)系統(tǒng)，采用五芯電纜線(xiàn)。在連接施工用電設(shè)備和配電箱金屬外殼時(shí)采用專(zhuān)用保護(hù)零線(xiàn)，為黃/綠雙色，同時(shí)要做好明顯標(biāo)識(shí)。

5）在頂管施工段的飽和砂層段，要進(jìn)行止水施工，施工時(shí)要以管側(cè)與河道或排水渠相鄰的水系為路徑，要找出連接面，并對(duì)其采用旋噴樁施工，以控制壓力水向頂管開(kāi)挖斷面浸入，有效避免出現(xiàn)涌砂現(xiàn)象。

6）施工中可能會(huì)遇到沉積淤泥，其極易產(chǎn)生有害氣體，施工時(shí)要采用測(cè)毒儀器，測(cè)定作業(yè)區(qū)間有害氣體情況，并對(duì)有害氣體對(duì)人體的傷害程度進(jìn)行評(píng)估，在確保達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)后方可進(jìn)行施工。

7 環(huán)保措施

1）對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)要加強(qiáng)管理，要嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)平面圖進(jìn)行設(shè)備等的布置，尤其涉及到大型設(shè)備時(shí)，要設(shè)置隔離欄，要確保防護(hù)欄周邊設(shè)置有2m以上的安全通道，同時(shí)要沿著工作井和工作區(qū)域設(shè)置封閉鋼制護(hù)欄。

2）施工現(xiàn)場(chǎng)的材料堆放要明確堆放位置，水泥和膨潤(rùn)土等材料要嚴(yán)格進(jìn)庫(kù)。若施工現(xiàn)場(chǎng)中有防水墊倉(cāng)板、磚塊，則要成垛堆放。鋼筋、進(jìn)排泥管等材料則要碼放整齊并做好標(biāo)識(shí)。

3）在施工現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的泥漿要做好排放處理，要采用專(zhuān)用泥漿車(chē)進(jìn)行運(yùn)送，提高施工規(guī)范度。

8 效益分析

8.1 經(jīng)濟(jì)效益

1）本技術(shù)在受阻機(jī)頭處理方面，無(wú)需進(jìn)行路面破除，基坑開(kāi)挖、基坑圍護(hù)，增設(shè)工作井等施工工作，減小問(wèn)題處理工程量，工期耗時(shí)短。

2）本技術(shù)無(wú)需增加大型施工機(jī)械，無(wú)需增加工作面，機(jī)頭提取工期較傳統(tǒng)方式大幅縮短，避免了基坑圍護(hù)費(fèi)用和整體處理費(fèi)用，施工成本大幅降低。

8.2 社會(huì)效益

1）本技術(shù)無(wú)需基坑開(kāi)挖，無(wú)基坑坍塌隱患，安全隱患較小。

2）本技術(shù)施工工藝簡(jiǎn)單，施工技術(shù)易掌握，工效高，成本低，施工設(shè)備投入低，減少工人的投入數(shù)量，大幅縮短機(jī)頭提取問(wèn)題處理時(shí)間，減少對(duì)交通及社會(huì)影響。

3）本技術(shù)工程質(zhì)量可靠，而且生態(tài)環(huán)保，符合綠色施工的理念，其社會(huì)效益極其明顯。

9 結(jié)語(yǔ)

總之，該工藝簡(jiǎn)單，施工技術(shù)易掌握，工效高，成本低，施工設(shè)備投入低。無(wú)需進(jìn)行路面破除，基坑開(kāi)挖，基坑圍護(hù)，增設(shè)工作井等施工工藝，減小問(wèn)題處理工程量。