張衛(wèi)

【摘要】本文主要結(jié)合工程實踐，對穿淮河入海水道和蘇北灌溉總渠頂管施工工藝進(jìn)行了詳細(xì)地闡述和分析，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】淮河入海水道;施工計劃;頂管施工

1、工程概況

本工程為淮安市淮安區(qū)清水互通工程S237沿線過淮河入海水道和蘇北灌溉總渠頂管工程。過入海水道和蘇北灌溉總渠段采用鋼管頂管施工，頂管采用雙路DN1400涂塑復(fù)合鋼管，單線長度約1144m，管頂標(biāo)高-12.20m，設(shè)兩座工作井、一座接收井，工作井尺寸為12*8m，接收井尺寸均為8*8m，井深22.9m;井四周高壓水泥旋噴樁，雙排樁，樁直徑600mm，咬合200mm，總根數(shù)約900根。地面標(biāo)高最大值13.50m，最小值0.02m，地表相對高差13.48m，管頂高程-12.2米，管底高程-13.6米，頂管管道在未穿透的③-4層粘土中。工程經(jīng)專家論證為復(fù)雜性工程。

2、施工計劃的編制

2.1質(zhì)量目標(biāo)

施工中嚴(yán)格執(zhí)行國家相關(guān)規(guī)范進(jìn)行驗收，單位工程質(zhì)量合格，接受業(yè)主、監(jiān)理工程師、工程質(zhì)量監(jiān)督部門監(jiān)督審核。

2.2職業(yè)健康安全目標(biāo)

⑴杜絕傷亡事故;⑵無職業(yè)病發(fā)生，并符合國家“職業(yè)病防治法”和相關(guān)法律法規(guī)要求。

2.3環(huán)境目標(biāo)

⑴資源、能源消耗量實現(xiàn)定額要求;⑵污水、固廢、廢氣排放量符合國家有關(guān)法律法規(guī)及淮安市有關(guān)規(guī)定;⑶有噪音的機(jī)械避開在夜間施工，噪音符合有關(guān)法律法規(guī)要求。

2.4施工段的劃分及施工順序

結(jié)合本工程施工特點分南北兩段，G1-J1（北段）和G2-J1（南段），先施工南段，再施工北段，沉井、頂管工作井G1、G2接收井J1制作采用沉井施工，接收井在封底完成后，即可進(jìn)行頂管施工。泥水平衡頂管設(shè)備安裝每次需4天，頂管開始后就連續(xù)頂進(jìn)，鋼管焊接接口約50米每天，兩套頂管設(shè)備同時進(jìn)行形成強(qiáng)有力的專業(yè)化施工組織體系，全面、優(yōu)質(zhì)、按期完成本工程施工任務(wù)。

3、施工工藝技術(shù)分析

本工程工作井、接收井采用沉井，頂管采用泥水平衡，防滲采用高壓旋噴樁止水帷幕。

3.1沉井施工

因本工程沉井高度22.65米，因此采用4次預(yù)制2次下沉的方式，第1次預(yù)制刃腳高度為2.5米，第2次預(yù)制井壁高度4.3米，第3次預(yù)制井壁高度8米，第4次預(yù)制井壁高度4.0米，下沉采用內(nèi)排水下沉，混凝土井壁強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度70%后進(jìn)行下沉。

⑴沉井施工工藝

放線定位→開挖換填→第1次刃腳預(yù)制高→第2次預(yù)制井壁高度→養(yǎng)護(hù)→下沉→封底→底板澆筑→養(yǎng)護(hù)。

⑵基坑開挖

位于農(nóng)田中的沉井，只需清除耕植土，清除到原地面，并在原有地面下挖基坑，在基坑中預(yù)制的方法制作井筒。對刃腳下采用粗砂換填，澆C15混凝土墊層?；舆吰卤壤秊?：1，為便于腳手架搭設(shè)和基坑排水，井筒外壁工作面寬度不小于2m。

⑶地基處理

換填粗砂墊層需根據(jù)地勘報告提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，地基承載力為140KPa。

⑷井筒制作

刃腳底模采用木模，自刃腳向上分4次澆筑完成，第1次澆筑刃腳高度為2.5米，第2次澆筑井壁高度4.3米，第3次澆筑井壁高度8米，第4次澆筑井壁高度3.8米，施工縫采用厚度3mm止水鋼板作止水處理，模板采用木模。

⑸井筒下沉

井筒下沉采用不排水下沉挖土，最初利用高壓水槍射出的高壓水泥沖刷土層，使其形成一定稠度的泥漿匯流至集泥坑，然后采用吸泥砂泵，借助水力沖刷將泥砂吸出井外，沉淀處理，沉淀后泥漿全部外運。

⑹測量、下沉控制和異常情況處理

采用專業(yè)設(shè)備（全站儀、水準(zhǔn)儀）對中心控制線、下沉高度和傾斜度隨時檢測，發(fā)現(xiàn)異常情況及時糾偏。

⑺沉井下沉速度控制

嚴(yán)格控制下沉速度，設(shè)專人進(jìn)行觀測并做好記錄。

⑻沉井封底

水下砼封底的澆筑順序須從低處開始，逐漸向?qū)Ч苤車鷶U(kuò)大。每根導(dǎo)管的砼須連續(xù)澆筑，直到完成不間斷。

3.2頂管施工

頂管施工是穿越入海水道和蘇北灌溉總渠段，頂管采用雙路DN1400涂塑復(fù)合鋼管，鋼管壁厚22mm，管道中心距離4米，單管長度約1144m，管頂標(biāo)高-12.20m，管頂覆土12.20--26.20米，設(shè)兩座工作井、一座接收井，分兩段進(jìn)行頂進(jìn)，長度分別是361米和783米。

⑴頂管施工工藝及設(shè)備配置

本工程管道頂進(jìn)主要穿越③-4粘土層。根據(jù)本工程的特點及頂管經(jīng)驗，本工程頂管需穿越地面道路、入海水道、蘇北灌溉總渠和河道，對地面的沉降要求較高，頂管進(jìn)出洞時需穿越高壓旋噴樁土體加固區(qū)，對掘進(jìn)機(jī)機(jī)頭的切削能力也有一定的要求。綜合以上因素，為有效保護(hù)周圍構(gòu)（建）筑物及地下管線，本工程頂管掘進(jìn)機(jī)采用對地面沉降影響較小的大刀盤泥水平衡式頂管掘進(jìn)機(jī)。

⑵安裝洞口止水圈

頂管過程中，管子從工作井出洞時，管道外壁與洞口之間預(yù)留一定的間隙。如果該間隙未能夠采取有效的密封措施，地下水和泥砂就會從該間隙中流到工作井中。

⑶基坑導(dǎo)軌安裝

基坑導(dǎo)軌是安裝在工作坑內(nèi)為管道出洞時提供一個基準(zhǔn)的設(shè)備，導(dǎo)軌底部用預(yù)埋螺栓固定在工作井底板上，安裝調(diào)整完畢后導(dǎo)軌下用混凝土進(jìn)行填充。

⑷后靠背安裝

后靠背的平面必須與頂進(jìn)軸線相垂直，以防頂管施工過程中管道出現(xiàn)紐轉(zhuǎn)。

⑸頂管機(jī)安裝調(diào)試

管機(jī)安放在導(dǎo)軌上后，測定前后端的中心方向偏差和相對高差，做好記錄。

⑹頂管機(jī)出洞

頂管出洞是歷來是頂管施工的重點。工程項目組將對頂管出洞制定安全技術(shù)方案，細(xì)化安全措施，對進(jìn)出洞作業(yè)班組進(jìn)行詳細(xì)的交底，在進(jìn)出洞過程中，確定安全員進(jìn)行全過程的監(jiān)控。由于出洞考慮到鑿除洞口混凝土的危險性，指令人員站位安全可靠，以防混凝土的坍落傷人。

頂管機(jī)出洞過程中，要密切監(jiān)測頂管機(jī)軸線偏差的發(fā)展變化，以及正面土壓力和洞口上方的土體穩(wěn)定性變化，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)該立即采取措施暫停推進(jìn)。

⑺出泥系統(tǒng)

采用泥水平衡式掘進(jìn)機(jī)，通過進(jìn)水管進(jìn)入泥水倉稀釋，攪拌泥漿，并將泥漿水通過排泥管帶到地面的泥漿池內(nèi)，泥漿經(jīng)過沉淀后用罐車及時運出安全處置，上層清水回用。

⑻注漿減阻

注漿分為機(jī)頭同步壓漿和沿線及洞口補(bǔ)漿。

⑼拼管、焊管、防腐

本工程DN1400mm，頂管鋼管制作總長2288m，采用螺旋焊接管，壁厚22mm，鋼板材質(zhì)為Q235B，加工制作的單根管節(jié)長度為8.5m。機(jī)頭后有三節(jié)過渡鋼管，每節(jié)長度2m，最后一節(jié)根據(jù)最后實際需要長度定制，也作為特殊管節(jié)處理?，F(xiàn)場頂管接管工藝采用單面V形坡口，氣體保護(hù)焊填充和蓋面，單面焊接雙面成形形式，單面V形坡口可以減少頂進(jìn)時頂鐵對管壁的損傷。

⑽通風(fēng)系統(tǒng)

采用抽風(fēng)機(jī)從管口向井上抽風(fēng)，使井內(nèi)空氣與井外空氣形成對流。

⑾頂管頂進(jìn)時的精度保證措施

地面引至工作井及接收井的導(dǎo)線點均采取強(qiáng)制歸心，以避免因?qū)χ姓`差而帶來的精度影響。地面至洞口導(dǎo)向測量導(dǎo)線及工作井內(nèi)水準(zhǔn)點每頂進(jìn)200m就進(jìn)行一次復(fù)測。掘進(jìn)機(jī)頭部測量光靶中心的三維坐標(biāo)每頂進(jìn)300m復(fù)測一次，頂管內(nèi)做導(dǎo)線實測。

3.3高壓旋噴樁施工

沉井四周采用止水圍護(hù)，高壓旋噴樁施工前，按旋噴樁外緣尺寸開挖，挖深2米，暴露出地下管線，不影響施工的管線。旋噴樁避開打設(shè)。為防止坍塌，基坑四周采用磚砌體進(jìn)行支護(hù)，磚體采用M10水泥砂漿砌Mu10磚。

4、蘇北灌溉總渠和入海水道堤壩防護(hù)措施

加固堤壩強(qiáng)度，在管線穿越的三個堤壩上從堤頂澆筑單排Φ800高壓旋噴樁，間距600，樁底標(biāo)高-15.0m，長度為管線中心垂直向兩側(cè)各30m合計60m長。

結(jié)語：

總之，穿淮河入海水道和蘇北灌溉總渠頂管工程施工，必須對每道施工工序嚴(yán)格把關(guān)，確保工程質(zhì)量、進(jìn)度和施工安全。