非開挖頂管穿越公路的施工法簡介

1 施工方法簡介

1)公路頂管穿越法： 在穿越處測量放線，選擇一側(cè)平整一塊場地開挖工作坑，另一側(cè)為接收坑。將液壓設(shè)備安裝就位，安裝鐵軌，吊裝混凝土管，利用液壓千斤頂頂推套管，每頂進(jìn)一定行程，退回頂缸，操作人員進(jìn)入套管內(nèi)挖土外運(yùn)，然后加入頂鐵或套管繼續(xù)頂進(jìn)，循環(huán)作業(yè)，直至套管頂至對面接收坑，然后拆除設(shè)備，清潔管內(nèi)余土，進(jìn)行其他施工。

2)頂管穿越施工機(jī)具設(shè)備：主要包括吊裝機(jī)械1臺、吊帶2付、鐵軌2付、千斤頂、液壓設(shè)備一套、頂鐵、頂管1套、礦燈6個、挖土設(shè)備(主要指鐵鍬及運(yùn)土車)及1立方米木料等。

3)施工工藝流程圖：施工準(zhǔn)備-測量放線-開挖基坑—平整夯實(shí)—澆筑混凝土墊層—引測軸線—安裝導(dǎo)軌—吊管并安裝管節(jié)—檢測—頂進(jìn)—檢測控制-頂進(jìn)退程-加頂鐵-管內(nèi)運(yùn)土-棄渣土提升。

2 施工工藝的一般要求

1)依據(jù)設(shè)計(jì)院所提交的公路兩側(cè)的控制點(diǎn)。在擬定工作坑的前后訂立兩個中軸控制樁，使前后兩樁通視。并與擬建的管道在一條直線上，然后依據(jù)中線控制樁定出工作坑與接收坑的開挖邊界。

2)工作坑和接收坑開挖：采用人工或機(jī)械開挖，基坑挖好后，平整、夯實(shí)，使坑底土質(zhì)均勻，并在工作坑四角測設(shè)四個水準(zhǔn)控制點(diǎn)，然后澆筑混凝土墊層。

3)設(shè)立頂管中線樁：至經(jīng)緯儀于中線控制樁上，將中線引測至坑壁，并打入木樁，作為頂進(jìn)時校正套管的中控線樁。另在工作坑內(nèi)臨時設(shè)置兩個水準(zhǔn)點(diǎn)，來控制套管能按設(shè)計(jì)高程和坡度頂進(jìn)。

4)導(dǎo)軌、千斤頂安裝：導(dǎo)軌為鋼制的整體性導(dǎo)軌，安裝在混凝土墊層上，導(dǎo)軌的兩主軌必須順直、平行、且等高，其縱坡應(yīng)與管線縱坡一致， 兩導(dǎo)軌 間的距離以管中心至兩鋼軌的圓心角在70- 90之間為宜。千斤頂應(yīng)固定在支架上，并與管道中心的垂線對稱，頂點(diǎn)位置，應(yīng)在管子1/4~1/5處。

5)吊管：套管為鋼筋混凝土套管(企口)，采用吊裝機(jī)吊裝，在吊裝地面10cm左右時，應(yīng)檢查套管的捆扎是否牢固，機(jī)械的制動性能是否完好，確認(rèn)安全后方可起吊，下管時坑內(nèi)嚴(yán)禁站人，當(dāng)套管距導(dǎo)軌小于50cm時，操作人員方可進(jìn)入坑內(nèi)工作，套管擱置在導(dǎo)軌上時，技術(shù)人員、質(zhì)量員、安全員應(yīng)檢測中線和標(biāo)高、坡度及各項(xiàng)工作無誤時方可施工。

6)頂進(jìn)：套管頂進(jìn)包括挖土、頂進(jìn)、測量、糾偏等工序。頂進(jìn)要緩慢循序漸進(jìn)，施工員要隨時掌握導(dǎo)軌上的中心線、坡度和高程。如有偏差應(yīng)立即停止頂進(jìn)，待校正后方可繼續(xù)頂進(jìn)。套管進(jìn)入土層后，削土人員自上而下分層開挖，管下部135°范圍內(nèi)不得超挖。管頂上部超量不得大于1.5cm，管前不得超過套管50cm，所挖土方應(yīng)及時運(yùn)出管外。頂進(jìn)時，應(yīng)防止套管轉(zhuǎn)動，臨時停止頂進(jìn)時，應(yīng)將套管頭的喇叭口全部切入土層。管道的頂進(jìn)應(yīng)連續(xù)作業(yè)。如套管前方遇到障礙或后支座變形嚴(yán)重和頂鐵發(fā)生扭曲現(xiàn)象，管位偏差超出規(guī)定范圍較大且校正無效等，應(yīng)暫停頂進(jìn)，并應(yīng)及時處理。套管頂進(jìn)接收坑后套管和管端下部應(yīng)設(shè)枕墊或澆筑混凝土。套管兩端露在工作坑的長度應(yīng)大于50cm。

3 技術(shù)、安全措施：

1)開工前，首先對所有參加施工的職工進(jìn)行全面教育，對各班組進(jìn)行全面的技術(shù)交底，使職工真正懂得工藝流程和了解各項(xiàng)機(jī)械的操作規(guī)程、操作方法。其次，對所用施工設(shè)備進(jìn)行全面檢查，確無故障方可使用。最后，對各班組進(jìn)行安全生產(chǎn)交底，并落實(shí)安全責(zé)任到每位職工，提高職工的安全生產(chǎn)意識，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，每處設(shè)專職安全員1人，施工中時刻檢查每道工序。

2)該項(xiàng)工程均在公路兩側(cè)施工，施工時在距頂管軸線兩側(cè)各50m范圍內(nèi)設(shè)立安全標(biāo)牌，劃出安全警戒線。

3)公路兩側(cè)開挖頂管工作坑，依據(jù)土質(zhì)情況進(jìn)行放坡，必要時做支撐，使工作坑應(yīng)具有足夠的安全度?？拥组L為6m，寬為5.5m，深度依據(jù)設(shè)計(jì)管線標(biāo)高來定，挖出的土方堆積點(diǎn)必須距坑壁在3m以外，并離開路肩3m以外，套管管頂上部的覆土層厚度依據(jù)設(shè)計(jì)確定，但必須做到距公路頂面路面以下不小于1.2m，距公路邊溝底面以下不小于1m。工作坑外應(yīng)設(shè)有防止雨水浸入的擋水墻。

4)工作坑內(nèi)千斤頂后支座處后背墻具體要求如下：①背墻表而要平直、平整，且垂直于頂進(jìn)管道的軸線，以避免產(chǎn)生偏心受壓。②在背墻要采取相應(yīng)的支撐措施，如緊貼土壁加道術(shù)和墊板，以承受較大的后座力，避免因背墻不平或強(qiáng)度不足而發(fā)生傾斜現(xiàn)象。③背墻墊板要有足夠的剛度，當(dāng)受到千斤頂?shù)姆醋饔昧r，應(yīng)當(dāng)壓縮變形小，當(dāng)反作用力取消時，應(yīng)能基木恢復(fù)原位，以充分發(fā)揮千斤頂?shù)挠行_程。④背墻墊板要有足夠的強(qiáng)度，在頂進(jìn)中能承受液壓千斤頂?shù)淖钊朔醋饔昧Χ黄茐摹?/span>

5)吊裝套管時，嚴(yán)禁在起重機(jī)械臂下及回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)停留，嚴(yán)禁在工作坑內(nèi)站人。

6)千斤頂?shù)捻斄ξ恢脩?yīng)在頂管的管底以上，頂管的直徑1/4～1/5處，頂鐵與頂管端面之間采用塑性材料墊層，縱向頂鐵中心線必須與頂管中心線平行，與橫向頂鐵垂直相接。管道頂進(jìn)過程中，頂鐵兩側(cè)不得停留人員，但應(yīng)對管道中心線和標(biāo)高，隨時用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀檢測，發(fā)現(xiàn)有偏差應(yīng)隨時進(jìn)行校正，采用挖土校正法或強(qiáng)制校正法校正偏差。頂進(jìn)時，如發(fā)生障礙無法頂進(jìn)時，應(yīng)立即停止頂進(jìn)，查明原因處理后方可繼續(xù)進(jìn)行。

7)測量和糾偏：測量工作應(yīng)及時、準(zhǔn)確以保證管節(jié)正確的就位于設(shè)計(jì)的管道軸線上。當(dāng)就位于導(dǎo)軌上后，及時進(jìn)行檢測，符合要求后進(jìn)行頂進(jìn)。開始階段管道每頂進(jìn)30cm，必須測量一次，進(jìn)入正常頂進(jìn)作業(yè)后，每頂進(jìn)100cm測量不少于一次，每次測量以測量管子的前端位置為準(zhǔn)。如發(fā)現(xiàn)偏差且偏差小于20mm時，應(yīng)在施工中采用在不同部位增減挖土量逐漸糾正。如偏差過大可采用圓木或方木頂在管子偏離中心一側(cè)管壁上，另一端裝在墊有木板的管前土壤上，支架穩(wěn)固后，利于千斤頂給管子施力，使管子達(dá)到校正。

8)人工在管內(nèi)挖土掘進(jìn)時，要堅(jiān)持“先挖后頂，隨挖隨頂”的施工原則。挖土掘進(jìn)不得從下往上削土，每掘進(jìn)一次不得大于50mm，頂管外壁周邊必須緊貼土面，不得有空隙。管內(nèi)土方應(yīng)隨挖隨運(yùn)，保證管內(nèi)空氣流通。管內(nèi)挖土運(yùn)土人員必須配藏礦燈及安全防護(hù)用具。

9)套管與套管之間的連接應(yīng)嚴(yán)密，采用的外鋼板套管長200mm，鋼板套管外徑和套管外徑相同。在鋼筋混凝土管頂進(jìn)行施工中，混凝土管的接口采用柔性企口連接，當(dāng)管節(jié)未進(jìn)入土層前，接口外側(cè)墊以瀝青油麻絲。管口外側(cè)留20mm空隙，頂進(jìn)后管節(jié)的孔隙應(yīng)為10-15mm。鋼筋混凝土管節(jié)表面應(yīng)光潔、平整、無沙眼、氣泡。頂管結(jié)束后，管節(jié)接口的內(nèi)側(cè)間隙應(yīng)采用石棉水泥密封、填平。

4 頂管的技術(shù)特點(diǎn)

頂管技術(shù)是一種鋪設(shè)管道的施工手段，采用頂管施工法鋪設(shè)管道具有如下的優(yōu)勢：

(1)頂管施工是頂管鋪管技術(shù)的一種，不開挖地面，能穿越公路、鐵路、水渠，甚至能在建筑物底下穿過，是一種能安全有效地進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的施工方法。

(2)頂管施工不開挖地面，鋪設(shè)管道的上部土層未經(jīng)擾動，管道的管節(jié)端不易產(chǎn)生段差變形，其管壽命亦大于開挖法埋管。

(3)頂管機(jī)械的性能越來越適應(yīng)各種土質(zhì)，頂管施工范圍在逐漸擴(kuò)大，頂管特別適用中小型管徑管道的非開挖鋪設(shè)。

5 頂管施工應(yīng)注意的主要事項(xiàng)

1)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件：沿管線土層變化頻繁，所以在頂管施工前必須了解土層的變化情況：此外對于要經(jīng)過回填土地段，需要提前加固處理，以防頂管施工后地表有過大的下沉。

2)有毒氣體的檢測與防護(hù)：頂管施工的地層一般會通過淤泥層，腐爛動、植物體會在地下形成有毒氣體聚集體，危害施工人員的健康和生命，所以有人員在頂管內(nèi)操作的情況下，需要定時監(jiān)測管內(nèi)有毒氣體含量，采用通風(fēng)裝置予以解決。

6 結(jié)論

在工程建設(shè)施工中，管道穿越道路的情況時有發(fā)生。采取高效、優(yōu)質(zhì)的施工方法為降低工程施工成本，是工程建設(shè)的一項(xiàng)基本原則。通過施工實(shí)踐表明，采用頂管法進(jìn)行管道穿越公路的施工法是可行有效的，一方面切實(shí)能做到保護(hù)環(huán)境，另一方面施工時不中斷公路交通、不破壞路面，而且施工用時少于開挖公路埋管用時，能夠保證工期且節(jié)省投資。我們可以預(yù)見隨著頂管施工技術(shù)的發(fā)展，施工設(shè)備不斷改進(jìn)。未來的管線鋪設(shè)技術(shù)將以頂管工藝為支撐，頂管技術(shù)必定會在相關(guān)行業(yè)拓展應(yīng)用，加大推廣頂管施工技術(shù)力度不但必要而且勢在必行。