袁松奎

（揚(yáng)州市上善建設(shè)工程有限公司，江蘇 揚(yáng)州225009）

1 工程慨況

黎明河片區(qū)大口徑管道工程位于鎮(zhèn)江市古運(yùn)河片區(qū)，是鎮(zhèn)江市海綿城市建設(shè)綜合達(dá)標(biāo)項(xiàng)目之一，目的在于解決古運(yùn)河片區(qū)徑流污染和全面消除易淹易澇片區(qū)。該片區(qū)雨水通過(guò)現(xiàn)狀管道收集后進(jìn)入新建DN摘要mm～DN摘要mm 大口徑雨水管道，提高古運(yùn)河片區(qū)管道系統(tǒng)的排水能力，解決黃山北路天橋積水點(diǎn)排水問(wèn)題。本工程由揚(yáng)州市上善建設(shè)工程有限公司承建，工期90d。

本工程主要內(nèi)容為DN摘要mm 鋼筋混凝土頂管施工。DN摘要mm 頂管共3 段，其平面走向如圖1 所示。分別為：

1）Y3～Y2：由Y3 向Y2 頂進(jìn)，總長(zhǎng)529m。平面曲線(xiàn)頂管，曲率半徑630m。坡度0.2%，上坡。覆土深度4.27m～10.21m。

2）Y3～Y4：由Y3 向Y4 頂進(jìn)，總長(zhǎng)187m。直線(xiàn)頂管。坡度0.2%，下坡。覆土深度4.27～6.05m。

3）Y4～Y5：由Y4 向Y5 頂進(jìn)，總長(zhǎng)125m。直線(xiàn)頂管。坡度0.1%，上坡。覆土深度6.05m～6.94m。

圖1 鋼筋混凝土頂管施工平面走向圖

2 地質(zhì)資料

3 本工程的特點(diǎn)及難點(diǎn)

1）本頂管工程管徑較大，因此，出洞階段必須形成良好的導(dǎo)向，防止出現(xiàn)磕頭現(xiàn)象。

2）Y2～Y3 段頂管實(shí)際長(zhǎng)度為529m，頂程較長(zhǎng)，必須準(zhǔn)確進(jìn)行頂力計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果設(shè)置使用中繼間，頂力控制及中繼間防滲漏將是本工程的技術(shù)重點(diǎn)。

3）Y2～Y3 段頂管為曲線(xiàn)頂管，曲率半徑630m。對(duì)測(cè)量、軸線(xiàn)控制帶來(lái)一定難度，施工時(shí)必須勤測(cè)勤糾，確保施工軸線(xiàn)與設(shè)計(jì)軸線(xiàn)保持高度一致。

4 Y2～Y3 曲線(xiàn)段頂進(jìn)方案設(shè)計(jì)

Y2～Y3 頂管為曲線(xiàn)頂管，管徑DN摘要mm，長(zhǎng)度529m，曲率半徑630m。

4.1 頂力估算

4.1.1 迎面阻力

式中，N為封閉機(jī)頭的迎面阻力，kN；D1為機(jī)頭外徑，m；本工程機(jī)頭外徑3.62m；Pt為機(jī)頭底部以上D/3 處的被動(dòng)土壓力，kN/m2；r為土的天然重度，本工程?、蹖佑倌噘|(zhì)粉質(zhì)黏土17.4kN/m3；φ為土的內(nèi)摩擦角，本工程?、蹖佑倌噘|(zhì)粉質(zhì)黏土7.8°；H為管頂土層厚度，4.27m～10.21m，平均按7.2m 計(jì)算。

4.1.2 頂管頂進(jìn)時(shí)周邊阻力

式中，F(xiàn)2為采取觸變泥漿工藝時(shí)管壁的摩阻力，kN；f2為采取注漿工藝的單位摩阻力，根據(jù)本公司多年來(lái)積累的經(jīng)驗(yàn)，單位摩阻力可控制在4kN/m2以?xún)?nèi)（已考慮短暫停工因素）；D2為管道外徑，m，本工程管外徑3.6m；L為頂管長(zhǎng)度，m。

因本段頂管為曲線(xiàn)頂管，曲率半徑630m，即R=167D，見(jiàn)表1 查得相應(yīng)增加頂力的附加值K取1.25。則F2′=1.25F2=1.25×摘要=摘要kN。

曲率半徑R 300D 250D 200D 150D 100D K 值 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30

4.1.3 總頂進(jìn)頂力

4.2 鋼混凝土管所能承受的最大推力計(jì)算

式中，F(xiàn)dc為混凝土管允許頂力，N；kdc為混凝土管綜合系數(shù)，取0.391；fc為混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，本工程為C50 混凝土，取23.1MPa；Ap為管道最小有效傳力面積，本工程DN摘要mm 頂管為2.67m2。

4.3 后靠允許頂力

后靠允許頂力見(jiàn)圖2。

式中，F(xiàn)為后靠背允許頂力；Kp為被動(dòng)壓系數(shù)；φ為內(nèi)摩擦角，?、蹖佑倌噘|(zhì)粉質(zhì)黏土7.8°；γ為容重，③層淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土為17.4kN/m3；b為后靠寬度，取10m；h為工作井底板至地面的深度，取10.35m；η為安全系數(shù)，通常取η≥1.5,計(jì)算取1.8；h1為后靠背頂至地面高度，取5.85m；h2為后座高度，取4.5m；h3為工作井刃腳至底板頂高度，取2m。

4.4 中繼間設(shè)置

根據(jù)計(jì)算：

Y3～Y2 段頂管：頂管最大頂力摘要kN；后靠能承受的最大頂力為摘要kN；DN摘要mm 頂管管節(jié)能承受的最大頂力為摘要kN。因此，本段頂管必需要加設(shè)中繼間。

為安全起見(jiàn)最大頂力按摘要kN 控制。

4.4.1 第一只中繼間距離計(jì)算

式中，S1為中繼間的間隔距離，m；F2為頂管機(jī)的迎面阻力，

kN；F3為控制頂力，kN；f為管道外壁與土的平均摩阻力，kPa，宜取4kPa；D為管道外徑，m；k1為頂力系數(shù)，宜取0.5～0.6，本工程取0.6；K為曲線(xiàn)頂管頂力增加附加值，取1.25。則：S1=0.6（10000-2261）/（1.25×3.14×3.6×4）=81.6m。為確保安全，第一個(gè)中繼間距離按50m 設(shè)置。

4.4.2 第二只及以后中繼間距離計(jì)算

S1=k1F2/（KπDf）=0.6×10000/（1.25×3.14×3.6×4）=105m，取100m。

“以謠生利”，“謠”為“利”來(lái)，切斷了兩者之間的聯(lián)系，“謠”自然就減少了。鑒于當(dāng)前謠言已經(jīng)嚴(yán)重?cái)_亂經(jīng)濟(jì)秩序和社會(huì)秩序，必須從法律上明確造謠責(zé)任，讓惡意造謠者付出應(yīng)有代價(jià)。因造謠而產(chǎn)生的收入，不能“落袋為安”，對(duì)于這一問(wèn)題也應(yīng)該有所規(guī)范。就平臺(tái)方來(lái)說(shuō)，處理也不能“對(duì)號(hào)不對(duì)人”，應(yīng)該把號(hào)背后的人列入黑名單，嚴(yán)格準(zhǔn)入資格，不再為其提供造謠機(jī)會(huì)。

則中間間距按下列布置：

5 管道斷面布置

1）通風(fēng)：頂管施工采用壓入式通風(fēng)，第一只通風(fēng)機(jī)安裝在靠近工作井井口的地面上，采用帆布伸縮管向管內(nèi)送風(fēng)，當(dāng)風(fēng)力不能滿(mǎn)足要求時(shí)，采用通風(fēng)機(jī)接力，一直將地面新鮮空氣送到機(jī)頭位置。

2）通信：長(zhǎng)距離頂進(jìn)必須保證信息交換渠道的暢通，設(shè)置通信、監(jiān)控系統(tǒng)。通信采用數(shù)字程控交換機(jī)，各聯(lián)絡(luò)點(diǎn)之間可以通過(guò)電話(huà)聯(lián)系。由于管道內(nèi)空氣潮濕，應(yīng)使用防潮、防爆的礦用電話(huà)機(jī)，以保證通話(huà)質(zhì)量。機(jī)頭部位設(shè)置一攝像機(jī)，通過(guò)操縱室的顯示器可以及時(shí)掌握機(jī)頭運(yùn)轉(zhuǎn)的各個(gè)參數(shù)以及機(jī)內(nèi)操作環(huán)境。

3）照明：頂進(jìn)施工中，管道內(nèi)的動(dòng)力電纜、照明線(xiàn)及通風(fēng)管道嚴(yán)格按照管內(nèi)斷面布置圖分門(mén)類(lèi)別地安放，各類(lèi)管線(xiàn)固定好。

4）其他：利用管道內(nèi)的預(yù)埋鐵焊接支架將進(jìn)水管、排泥管、注漿管分別排放在管道兩側(cè)；用φ12mm 鋼筋制作吊鉤焊接在管道的預(yù)埋鐵上，并在鋼筋上套上塑料套管，用來(lái)吊放動(dòng)力電纜、通信線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)、行燈線(xiàn)等（見(jiàn)圖3）。

圖3 管內(nèi)端面布置圖

頂進(jìn)過(guò)程中，管道內(nèi)由于進(jìn)排泥管滲漏、接力泵維修等漏進(jìn)管道內(nèi)的泥漿應(yīng)及時(shí)打掃干凈，保持管內(nèi)作業(yè)環(huán)境整潔。

6 曲線(xiàn)頂進(jìn)技術(shù)保障措施

1）設(shè)置較短的管節(jié)長(zhǎng)度：用多個(gè)管節(jié)形成的緩和曲線(xiàn)來(lái)代替所需的圓弧曲線(xiàn)。

Y2～Y3 頂管為曲線(xiàn)頂管，開(kāi)口量公式如下：

管節(jié)長(zhǎng)度L=2.5m；外徑D=3.6m；曲率半徑R=630m。

經(jīng)計(jì)算開(kāi)口量x=2.5×3.6/630=0.014m。

相鄰兩管節(jié)之間轉(zhuǎn)角α=tan-（1L/R）=tan-（12.5/630）=0.23。

管節(jié)開(kāi)口量及轉(zhuǎn)角較大，容易引起漏泥漏水以及鋼套環(huán)損壞現(xiàn)象，而且管節(jié)受力不均，容易引起管口爆裂現(xiàn)象，因此，曲線(xiàn)段管節(jié)長(zhǎng)度采用1.5m 的特殊管節(jié)。

采用1.5m 長(zhǎng)度管節(jié)后的開(kāi)口量為：x=1.5×3.6/630=0.摘要m。

相鄰2 管節(jié)之間轉(zhuǎn)角α=tan-1(1.5/630)=0.136。

符合頂進(jìn)要求。

2）控制頂進(jìn)軸線(xiàn)。（1）導(dǎo)軌安裝必須嚴(yán)格控制其精度：軸線(xiàn)位置：3mm；頂面高程：0mm～+3mm；兩軌間距：±2mm。確保機(jī)頭出洞有良好的導(dǎo)向。（2）頂進(jìn)初始階段，根據(jù)激光點(diǎn)的位置隨偏隨糾，在開(kāi)始的100m，將平面及高程偏差控制在20mm 以?xún)?nèi)。（3）為防止曲線(xiàn)部分被后續(xù)頂進(jìn)的管道拉直，以及增加頂管的受力面，必須在曲線(xiàn)的外圓按各曲線(xiàn)段的開(kāi)口量設(shè)置木楔子。施工軸線(xiàn)變化處的管節(jié)內(nèi)側(cè)張角，派專(zhuān)人及時(shí)用適當(dāng)厚度的楔子填充其中，使整個(gè)頂進(jìn)管道沿著曲線(xiàn)軌跡前進(jìn)。（4）曲線(xiàn)頂進(jìn)過(guò)程中掌握軸線(xiàn)修正技術(shù)，在曲線(xiàn)頂進(jìn)過(guò)程中，由于頂力方向與管道軸線(xiàn)方向有1 個(gè)夾角，會(huì)產(chǎn)生1 個(gè)垂直軸線(xiàn)方向的分力，使管道在頂進(jìn)過(guò)程中不斷向外側(cè)漂移。在頂進(jìn)過(guò)程中必須保證連續(xù)精確的測(cè)量，正確地掌握頂管機(jī)所處的位置。根據(jù)測(cè)量結(jié)果調(diào)整頂進(jìn)參數(shù)，以及頂管機(jī)糾偏千斤頂?shù)拈L(zhǎng)度差值。（5）控制好頂進(jìn)施工軸線(xiàn)，使其垂直軸線(xiàn)方向的分力小于土體側(cè)向抗力。做好頂管機(jī)頂進(jìn)的軸線(xiàn)與后繼楔子（開(kāi)口量）的控制，使頂進(jìn)軸線(xiàn)軌跡形成良好、規(guī)則的圓弧曲率，就可以避免因分力的作用而使軸線(xiàn)偏離的后果。

7 結(jié)語(yǔ)

本頂管工程曲線(xiàn)段采取該頂進(jìn)方案，每天頂進(jìn)15m（24h作業(yè)），2019 年7 月28 日順利出洞，完成了DN摘要mm 鋼筋混凝土管的頂進(jìn)施工，既滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求，又保證了施工安全及周?chē)缆泛凸芫€(xiàn)的安全，使工程保質(zhì)保量的按時(shí)完成。