1、    淺談離心澆鑄玻璃鋼管在原水頂管工程中的應用及施工要點    鄧浩【摘要】在傳統的原水輸送管道中管材一般采用“鋼管+內外防腐處理”的形式，施工形式多以頂管或盾構施工為主。而我參與的施工標段中某頂管區間由于地下障礙物的原因需要采用曲線頂管的形式，在各參建方共同探究下，將新型的離心澆鑄玻璃鋼管應用于原水輸送管線的曲線頂管中，本文就離心澆鑄玻璃鋼管在原水頂管工程中的應用及部分施工要點進行淺述。【關鍵詞】離心澆鑄玻璃鋼管；曲線頂管；中繼間；精度控制一、工程概況：該原水輸送管道區間采用頂管法施工，由于區間內需要穿越原有河道，在河道碼頭位置有樁基礎等地下障礙物

2、，為避開地下障礙物，頂進線路設計成曲線，其中直線段長度為124.47m，曲線段長度為666.10m，曲率半徑采用r=1200，線路長790.57m，頂管管中心標高-6.8m。由于頂管曲率半徑較小，傳統的鋼管頂進需要多段鉸接形成曲線，頂進結束后的鉸接處理與內防腐工作量極大，嚴重制約工期，施工質量的控制難度較大，經參建各方的共同探究，決定本段區間采用dn2000離心澆鑄玻璃鋼管，管接口采用套筒式接頭，頂進結束后接口處理方便，管內壁無需內防腐處理，既節約工期又便于質量的控制。二、離心澆鑄玻璃鋼管施工的優缺點2.1、離心澆鑄玻璃鋼管施工的優點1、施工進度快：玻璃鋼管連接不需要焊接，連接采用套筒式接頭，

3、可以通過調整管節連接角度形成曲線，減少了曲線鋼頂管鉸接管后期處理，減少工作量，縮短工期。2、內防腐處理方便：本區間采用適合于長江原水玻璃鋼管，內防腐只需要處理中繼間連接處即可，大大減少內防腐工作量。2.2、離心澆鑄玻璃鋼管施工的缺點及應對措施1、管節口徑不統一，頂管設備無法通用。針對離心澆鑄玻璃鋼管的頂管口徑，設計專用頂管機、專用鉸接管、專用頂鐵。根據本段頂管的地質條件，設計一臺土壓平衡頂管機，專用本段頂管施工，同時機后的鉸接管及頂管頂鐵均根據管節尺寸和材質特點進行特別設計。2、管節主要成份為化工材料，不耐高溫針對頂管中繼間需采用高溫割焊作業的實際情況，優化中繼間的設計，將大部分中繼間配件設計

4、為可拆卸型式，只保留一道焊縫，這樣可免去大量的切割、焊接作業，減少產生高溫的施工工序。將中繼間設計尺寸加長，增加作業點與離心澆鑄玻璃鋼管的距離，并在作業過程中，采用噴淋降溫措施，保證管材處于允許溫度范圍內。三、曲線離心澆鑄玻璃鋼管頂管的設計理念及技術要求1、曲線頂管管節之間傳力宜采用不張口接頭的受力模式，為防止管節集中應力破壞管材，在管節間連接處用墊木墊圈，厚度15mm，其內徑應比管道內徑大2mm，外徑應等于接頭的最小內徑。接頭處轉折角=arctan（l+a）/r=0.144°，張口尺寸l=2×d外sin（/2）=5.15mm。2、玻璃鋼管間采用套筒式接頭，內水壓雙插口型式

5、。套筒接頭施工時應注意徹底清潔接頭內表面、凹槽、止推圈和橡膠圈，確保無油污、灰塵；確保密封圈與凹槽、管壁均勻貼合。雙插口接頭的密封圈選用丁晴橡膠，連接時應邊頂進邊觀察，防止橡膠圈或管接頭損壞。3、頂進時，玻璃鋼管與環形頂鐵、中繼間或鋼制頂頭之間必須加墊圈，且不允許管端面局部受力，局部受力頂進易造成管端部局部損壞。調整導軌與管軸線平行，嚴格控制偏角，采用小角度逐漸糾偏，使其在允許范圍內，玻璃鋼管額定頂力范圍內的允許偏角為0.25°。曲線頂管水平軸線偏差小于150mm；曲線頂管內底高程偏差小于+100mm、-150mm；相鄰管間錯口不大于2mm；管道環向變形不大于0.03d。如果在實際頂

6、管過程中經監測發現管節錯口較大，則采用內撐環的措施，避免外側套管受力過大破損。4、dn2000頂管機后面鉸接5節鉸接管，前三節長度為2.5m，后面兩節長度為3m，鉸接管與玻璃鋼管連接端管口外直徑為2046，玻璃鋼管與鉸接管連接端采用fwc管接頭。四、曲線離心澆鑄玻璃鋼管頂管中繼間技術要求、設置及閉合4.1中繼間技術要求1、頂力計算（1）頂進設備允許最大頂力： 6臺2000kn雙沖程油缸，總推力為12000kn。（2）控制頂力的確定： 頂管控制頂力dn2200取4500kn。（3）工作井允許頂力： 4500kn2、頂力計算及中繼間設置計劃a、頂力計算f1=1/4d2tg2（45?+/2）shss

7、-土的重度 hs覆土層厚度 d-刀盤外徑（=2.076m） -摩擦角f1=3.385m2×18.4kn/m3×10m=1068.8knb、考慮到機頭及其后部沒有注漿裝置，摩阻力系數取f=20 kn/m2，注漿筒后部注漿工藝單位面積摩阻力按經驗值5kn/m2 取fk=5kn/m2。機頭外徑=2.076m，l=4.75mf2=d l0f0=×2.076×4.75×20=613kn3、中繼間本工程頂管所設每套中繼環安裝10只800kn油缸，油缸行程為300mm，總推力8000kn。施工過程中控制中繼間總頂力小于6000kn。4.2中繼間閉合措施本區間

8、頂進完成后的中繼間具備閉合條件時立即閉合。中繼間合攏以前，要對全段的管道長度進行校核，確認最后一節管子的合理長度。合攏步驟按一、二、三、四從前至后的中繼間順序把所有中繼間油缸縮回。只有在第一只中繼間前管內的所有附件清理完畢、焊縫打磨后方可把第二只中繼間油缸推出。五、 離心澆鑄玻璃鋼管頂管曲線段軸線精度控制及頂進5.1、軸線控制針對措施：1、施工過程中加強對機頭運行軌跡測量工作，發生偏離預定軸線及時糾偏。機頭后部設有4臺糾偏油缸，可向上、下、左、右四個方向進行糾偏。本區間施工時，在頂管機的后部設置5節鉸接管，機頭與鉸接管、鉸接管相互之間均有0.8°的偏轉角，通過鉸接段張角與糾偏功能來解

9、決玻璃鋼管糾偏及軸線控制問題。曲線段，根據曲率半徑計算出每兩段管節外側張角0.144°，張開距離為5.15mm，頂進時將鉸接管外側角度與張開量設置為0.144°與5.15mm，由機頭與鉸接管形成曲線通道，玻璃鋼管在通道內自動形成曲線，從而控制了軸線偏差，同時鉸接管還兼具注漿筒、過渡管等功能。2、頂管施工時，糾偏控制應遵循內包絡線的原則：即實際的軌跡在設計曲線的內側運動，避免機頭后面的管道向設計曲線外側滑移。5.2曲線頂管的糾偏控制方法1、當玻璃鋼管進入曲線段時，跟鉸接段形成的通道，自動形成設計張角，完成曲線頂進；2、施工時的糾偏控制應遵循內包絡線的原則：即實際軌跡在設計曲線的內側運動，這是為了避免機頭后面的管道向設計曲線外側滑移；3、曲線頂管的糾偏控制要特別注意機頭后鉸接管的彎曲弧度，以后的管子將跟隨前20m的整體彎曲