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1、市區河岸處卵石層內頂管施工組織設計研究摘要：針對地處河岸，存在容易塌陷、可能有地下水等諸多困難,且工作面位于卵石層內的現場實際情況制訂了可操作性較強的頂管施工方案,順利完成了同橋兩側管道的對接。關鍵詞：鋼筋混凝土圓管，卵石層，頂管，施工組織設計Bank gravel pipe jacking construction organization design researchXu Jingyuan( Quanzhou city drainage management center， Quanzhou China362000 )Abstract: Aiming at the existing lo2、cated， easily collapse， there may be many difficulties such as groundwater, and a working surface is located in pebble layer within the actual situation of the development of practical pipe jacking construction scheme, completed the same on both sides of the bridge pipeline butt.Keywords： reinforced3、 concrete pipe， Gravel layerpipe jacking, the construction organization design1. 工程特點及難點某市主城區配套管網工程建設中，清水橋位處該市區橋東、橋西的交通樞紐地帶且地下設施密集,需采用頂進法施工，以維持施工期間的正常交通.該工程特點及難點是:（1)施工區各種管線較多.工作坑、接收坑定位時，需要事先明確地下管線的情況;(2）施工區處于橋頭，交通繁忙,社會車輛必須保證通行,因此,本段必須采取有利措施疏散交通，另外，由于有重車通行，工作坑必須采取護壁支護,在施工工序上分段施工,嚴重制約工程工期，并增加了人工出土工作量4、；(3)橋頭道路為利用河床修筑路基，土壤類別復雜,大塊石較多，對開挖進度、安全影響大。不可避免會產生超挖，開挖后必須及時進行處理；（4)受埋深及土質影響，工作坑開挖困難，必須采取強有力的防塌措施;(5)施工空間小，材料堆放、施工場地受限；(6）工期壓力大;（7)必須加強沉降觀測，采取有利的控制沉降措施。2. 工作坑的布置與開挖工作坑布置在管線交接處，工作坑底面凈空尺寸4.55。5m。工作坑在不斷交的情況下施工，土質為卵石夾砂,土質極不穩定，容易坍塌1，距行車限制線距離小，為確保安全，工作坑采用人工逆做法施工，即人工分階段進行開挖，每開挖23m馬上澆注鋼筋混凝土護壁支撐,已開挖層確保穩定后再開挖5、下一層。開挖過程中盡量減少塌方及擾動兩側原狀土。對坍塌及擾動部分在護壁澆注過程中用混凝土填充.因本工程處于鬧市區,行人、居民多，為保證正常交通及生活秩序，工作坑混凝土采用商品混凝土.本工程施工期間不中斷重車通行，為確保工作坑穩固，工作坑設25工字鋼系梁兩道,系梁與混凝土密貼,并與予埋件焊接，工字鋼聯結翼緣板必須滿焊，保證鋼度.在工作坑底墊碎石15cm，再澆注30cm厚C25鋼筋混凝土作為底板，底板設鋼筋混凝土防滑及加勁系梁，系梁截面尺寸2525cm，縱橫向各設兩道。底板上預埋鋼板，以便混凝土凝固以后安裝導向軌。導向軌作用是保證管節按設計高程、方向、坡度入土。導向軌安裝的好壞直接影響后續施工，必6、須予以充分注意。導向軌用P43鋼軌.為控制管頂高程及方向，安裝導向軌必須經過仔細測量。第一節管節安裝前要進行導向軌試運行，并及時調整到設計標高。在使用過程中要及時復核及調整、更換。根據本工程管節長度，導向軌長4m。施工前預備各種規格鐵楔。導向軌安裝前在工作平臺上放出中軸線，與管中軸線重合.用水準儀控制導向軌兩內角處標高.本工程施工段土質復雜，特別是受卵石影響，壓力不穩定2,為最大限度增加頂進長度，避免頂進中途失敗，本工程采取注漿減阻措施，因此必須保證后封閉質量，施工中后封閉做法如下：洞口過渡段用予注漿小導管加固，導管采用鋼管,長4m，間距15cm,沿管周均勻布置，管周混凝土擋墻上設予埋件與雙層7、后封閉法蘭聯結,法蘭間布置后封閉止水橡膠板.為避免地下水影響施工，工作坑內設集水槽及集水坑，并將收集到的地下水及時排出坑外。3. 頂進設施的布置及下管措施3.1 工作坑后背后背承受千斤頂巨大的作用力，必須保證后背的穩定性及剛性.才能避免頂進過程中因后背失穩而影響頂進施工質量和造成安全事故.根據本工程所處施工環境，工作坑開挖后土體情況事先難以確定，因此決定組合式后背.組合如下：工作坑鋼筋混凝土檔墻、鋼軌后背樁、橫向分配方木、豎向分配鋼梁、=30mm分配面板。鋼軌后背樁埋入底板深度不得小于lm。3.2 項管設備布置本工程挺進的頂力由千斤頂通過U型頂鐵、環型頂柱傳至管端，千斤頂選用2只200T千斤頂8、及配套油泵。起重能力400t，最大行程100cm,重340kg.為避免頂進過程中造成千斤頂刮土現象，將千斤頂放在鋼制托盤上.為保證管節按預定方向前進,千斤頂頂力的合力位置和頂進抗力的位置在同一軸線上，根據施工經驗， D1050管著力點在靠近管底3040cm處。頂鐵 用 2 0mm厚鋼板焊接而成,頂鐵制作80cm、60cm、20cm各制作1組.為保證施工安全，頂鐵設鎖定“U”型卡3。3.3 出土及下管措施考慮到本工程所處環境，無法設置出土及下管坡道，因此，確定采用12t汽車吊下管及出土。4. 頂進施工頂進工藝流程如下:下管測量挖土出土安裝預制塊導向滑道測量注漿頂進校測。4.1 下管管材采用D109、50專用頂管。管材進場后打蠟減阻.管材場內人力運輸，下管采用吊車,將管節吊起后放在工作坑內的導軌上。4.2 穩管及接口穩管:每下一節管子馬上檢查管節高程和方向及是否完全臥貼于導軌之上.接口:本工程采用雙插式專用頂管，接口前將密封橡膠圈按要求套在插口上，接口定位依靠導向軌.4.3 挖土本工程采用人工出土頂管，挖土使用短把小平鎬、短把鐵鍬。施工過程中挖土要與頂管密切配合，挖土過程中及時注意、調整管節“低頭”、“昂頭現象。管前端挖土時,坑壁與管上方可有12cm空隙，以減少頂進阻力,管節下部1350置換為預制塊滑道.管前端可視土質情況超挖530cm。鑒于本段塊石多的特殊地質情況，挖掘過程中采用挖除、破10、碎、下放等綜合作業方法。為確保卵石層地質條件下的施工安全，隨開挖隨施設防護小導管管棚.小導管間距15cm,施設在上部900范圍內。4.4 出土管內水平運輸采用四輪小平車放活底弧形土斗裝土，人力運輸。垂直運輸用12t汽車吊。4.5 安裝預制塊導向滑道鑒于本段塊石多的特殊地質情況，開挖過程中將嚴重擾動沙礫層，人工無法修筑滑道，為避免頂進過程的“低頭”現象，施工中將管底置換為預制塊滑道?；篮?5cm,倒角弧度同管外壁。使用前面層打蠟減阻。4.6 注槳為保證頂進工作順利，施工中采取觸變泥漿減阻4。頂進時,工具管后面的三節混凝土管上都有壓漿孔，以便及時進行跟蹤壓漿、取保形成有效的泥漿套，在往后每三節管11、上有一個壓漿孔，頂進過程中及時進行補強壓漿,壓漿總管采用50mm鐵管，支管采用軟管，以三通連接并設截止閥。觸變泥漿配合比:膨潤土:石膏：水=1：0.5:6 （重量比）4.7 頂進頂進要堅持“先挖后頂”、“隨挖隨頂的原則，事先檢查頂鐵安裝是否平直，以防頂進時產生偏心荷載,頂鐵崩出傷人5。頂進程序如下：安裝頂鐵開油泵（千斤頂開始伸出活塞）千斤頂不斷伸出活塞管節前進關油泵（千斤頂伸出活塞全長）開截門回油（千斤頂退活塞)加頂鐵擰緊截門開油泵前進。頂進過程中注意以下事項：(1） 及時注意油泵上的壓力表的變化,發現壓力驟然增大時，應立刻停泵檢查原因。（2)千斤頂活塞伸出長度,應在規定沖程之內，不要超出，防12、止損壞設備。（3)連續頂進，不能長期停頓.4.8 測量測量的目的是：檢查首節頂管的高程、中線、坡度，以了解頂管質量、決定校正方法。一般 每 頂 進lm測量一次，首節管起導向作用,要求質量高，因此開始頂進時要隨時檢查，一般每3050cm檢查一次。5. 事故預防及其處理（1）為加大操作空間及方便處理頂進工作面處的孤石、大漂石等障礙物，第一節管前設工具管，工具管采用。=20mm鋼板卷制而成。鋼板寬2m，與混凝土管前的預埋鋼板焊接。（2）根據污水管道埋設經驗，本段頂管施工過程中很有可能遇到舊堤壩、孤石、粉砂層及受地下水等情況。為此采取如下措施:體積較小者可將周圍土體挖除整體取出.如遇到孤石體積較大者或13、舊堤壩，人工用風鎬破碎影響頂進部分或用風鉆引孔用膨脹炸藥或劈石器破碎6。如遇粉砂層,減少超挖尺寸并用厚木板或鐵板封頭或不超挖切土進尺.如遇地下水為保證出土及開挖方便,必須保證排水暢通，管內不能積土，工作坑集水井處設水泵兩臺（一臺備用）并配專人抽水。另外，有地下水地段容易產生塌方、流沙現象，開挖過程中必須貫徹“短開挖、快頂進的施工方法，若出現塌方及流沙現象及時采取措施封閉管端.（3）本次頂進施工很有可能處于砂卵層中，必須采取有力措施進行減阻施工中采取如下措施:對于管周粒徑大于l0cm的卵石全部進行托換7。確保摩阻力穩定并避免卵石卡管造成工作管破裂,方法是將卵石取出后用粘土回填，回填必須保證密實，14、嚴防土體坍塌后附近卵石接觸工作管，為進一步減少阻力，回填物與工作管間設油氈隔離層。施工中注意油氈搭接方向。（4)不穩定土層加固：施工過程中對不穩定土層如碎砂層、垃圾土層等為確保安全，采取通過小導管管棚注漿加固措施。施工中注意控制注漿量與注漿壓力,注漿壓力控制在0。150.25MPa8。（5)地表沉降控制：本工程處于市內，必須嚴格控制地表沉降,施工過程中盡量減少超挖,必須超挖處控制好托換回填密度9.（6） 管道糾偏 ：必須加強第一節管道頂進質量控制，減少起頂誤差，因此導向軌、千斤頂受力點、管底滑道、管側超挖必須嚴格按施組要求進行。偏差主要是由于開挖斷面形狀不正確、工作面土質不均勻、千斤頂位置不正15、確等引起10，施工中必須予以重視，必須加強量測及調整工作,規定:中心偏斜誤差超過+20mm，高程誤差超過+15mm必須及時進行糾偏.頂管過程中偏差以預防為主,糾正為輔.鑒于土層土質的特殊性，本工程施工中采取了綜合防偏措施，具體如下：加強管道聯結鋼性，管口用膨脹螺栓做予埋件，管道接口施工完成后用=1cm鋼板焊接聯結11。焊接聯結完成以后用鋼板接口設內外鋼套環補充加強管道接口鋼性，減小局部不平衡力對管道頂進方向的影響,確保管道不因局部外力而發生軸向變形。外套環利用承插鋼圈，內套環利用=1cm 的鋼板制作,套環寬0.3m.管底設置混凝土預制塊滑道,用滑道控制頂進方向及高程。工具管上設糾偏千斤頂組，及16、時小范圍調整工具管方向。工具管前端兩側及時用木楔穩定頂進方向。空隙用砂礫回填.偏差不可避免，發生時隨時糾正，糾偏工作按下列情況采取相應方法進行：發現管段左右偏斜,在偏的一側少挖土，在另的一側多挖土，逐漸調整糾偏.管子發生“低頭現象，且誤差不大時，可將小千斤頂放在墊木上,著力點在管端上口，隨頂進隨放松千斤頂，使管節逐漸恢復到正確位置.管節低頭嚴重時,在管內設千斤頂拖架,用千斤頂予以校正,校正時應將固定管節用的臨時聯接內漲圈木楔松開,候校正完成以后再用木楔楔緊。當管節出現“仰頭”現象，可將管底土適當多挖，或將千斤頂著力點向上少許移動，待恢復正常后再將著力點移回原位。6. 文明施工措施6.1 臨時工17、程施工（1)土方工程施工受場地條件限制,現場無土方堆放地點,施工中,工作坑及頂管開挖棄土人工臨時推運堆放在施工場地外，然后用機動翻斗車運到棄土場。工程完工后，工作坑土方回填時,借土回填。(2）施工用水現場不具備用水接引條件，生產及生活用水用撤水運輸車供應。（3）施工用電受現場條件及施工實際情況限制,幾處施工地點均處于橋頭，根據施工調查，供電局不同意進行施工臨時用電接引,因此決定采用發電機發電保證施工用電。6.2 施工安全本工程施工必須將安全控制放在首位，除建立完善的管理體系及管理制度必須對以下事項予以充分注意：(1)本工程處于交通要道,施工前用彩鋼瓦對施工區予以封閉.（2）車輛通行予留臨時通口18、，不用時及時封閉，彩鋼瓦周邊掛紅色警示燈。（3）工作坑開挖前人工挖探坑明確管線走向、種類，盡量使工作坑避開管線。（4)圍護距離距槽邊大于lm。（5）管節就位時選好重心位置，本次施工采用人工喂管，工作坑頂設阻擋裝置，吊車放管時穿繩控制管節搖擺.（6）開挖過程中及時觀測掌子面土質穩定情況.（7）洞內照明采用36V安全電壓。（8)洞內設安全換風系統。（9)頂進、下管時技術人員必須旁站監督。（10)壓漿過程中,操作人員戴防護眼鏡。（11）施工區間全封閉,除業主、監理等人員外,外部人員一律不得入內.7. 結語本工程頂管施工位于砂卵層內,地處河岸存在容易塌陷、可能有地下水等諸多困難。本次的施工組織設計即針19、對砂卵層頂進而完成的可操作性較強的施工方案.由于頂進前期準備工作充分，最終頂程86米，順利完成了同橋兩側管道的對接。參考文獻：1 殷青偉。長距離頂管中的管道安裝技術.安裝J,20XX，（02）:20.2 余彬泉，陳傳燦。頂管施工技術。北京:人民交通出版社M，1998，5354，163-166.3 張悅。地下頂管進出洞設計與施工技術研究J。建筑施工。 20XX,(01）：34-38.4 向安田，朱合華，丁文其。頂管施工中頂力和平均摩阻力與頂程關系分析J.巖土力學.20XX,（04）:1005-1009.5 潘慶林,董寒柏.地下頂管工程定位控制及其精度的研究J.南京建筑工程學院學報. 2000，（20、03）:36-40.6 余美文。頂管工藝在大型市政排水工程中的應用J.福建建設科技。 2000,（02）:37-39.7 郭勝英，謝祥財。自動化土壓平衡頂管機頂管施工技術J。石油化工建設。20XX,(06）.8 李輝,侯延祥。大口徑長距離土壓平衡頂管掘進技術在港口施工中的應用J。港工技術. 20XX,(02)：7071。9 朱福森。長距離曲線頂管的施工技術探討J.中國建設信息.20XX，(12):686910 向安田，朱合華,劉學增,葛金科.長距離急曲線頂管施工沉降控制的成套技術J.西部探礦工程。20XX，（06）：141142。11 陳鵬，羅志平.頂管設備分類與土質適應性J.四川建材.20XX，（03）：136137.作者簡介:許景源，男，福建晉江人，本科，工程師，(1978.6-)，主要從事市政及污水處理工程施工管理工作。通訊地址：福建省泉州市豐澤區豐澤新村45幢501郵箱: