1、市區(qū)河岸處卵石層內(nèi)頂管施工組織設(shè)計(jì)研究摘要：針對(duì)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(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況制訂了可操作性較強(qiáng)的頂管施工方案，順利完成了同橋兩側(cè)管道的對(duì)接。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土圓管，卵石層，頂管，施工組織設(shè)計(jì)Bank gravel pipe jacking construction organization design researchXu Jingyuan( Quanzhou city drainage management center, Quanzhou China 362000 )Abstract: Aiming at the existing l

2、ocated, 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: reinforce

3、d concrete pipe, Gravel layer pipe jacking, the construction organization design工程特點(diǎn)及難點(diǎn)某市主城區(qū)配套管網(wǎng)工程建立中，清水橋位處該市區(qū)橋東、橋西的交通樞紐地帶且地下設(shè)施密集，需采用頂進(jìn)法施工，以維持施工期間的正常交通。該工程特點(diǎn)及難點(diǎn)是：(1)施工區(qū)各種管線較多。工作坑、接收坑定位時(shí)，需要事先明確地下管線的情況；(2)施工區(qū)處于橋頭，交通繁忙，社會(huì)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(hù)壁支護(hù)，在施工工序上分段施工，嚴(yán)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(fù)雜，大塊石較多，對(duì)開挖進(jìn)度、平安影響大。不可防止會(huì)產(chǎn)生超挖，開挖后必須及時(shí)進(jìn)展處理；(4)受埋深及土質(zhì)影響，工作坑開挖困難，必須采取強(qiáng)有力的防塌措施；(5)施工空間小，材料堆放、施工場(chǎng)地受限；(6)工期壓力大；(7)必須加強(qiáng)沉降觀測(cè)，采取有利的控制沉降措施。工作坑的布置與開挖5.5m。工作坑在不斷交的情況下施工，土質(zhì)為卵石夾砂，土質(zhì)極不穩(wěn)定，容易坍塌1，距行車限制線距離小，為確保平安，工作坑采用人工逆做法施工，即人工分階段進(jìn)展開挖，每開挖23m馬上澆注鋼筋混凝土護(hù)壁支撐，已開挖層確保穩(wěn)定后再開挖下一層。開挖過程中盡量減少塌方及擾動(dòng)兩側(cè)原狀土。對(duì)坍塌及

5、擾動(dòng)局部在護(hù)壁澆注過程中用混凝土填充.因本工程處于鬧市區(qū)，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(wěn)固，工作坑設(shè)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(lián)結(jié)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(shè)鋼筋混凝土防滑及加勁系梁，系梁截面尺寸2525cm，縱橫向各設(shè)兩道。底板上預(yù)埋鋼板，以便混凝土凝固以后安裝導(dǎo)向軌。導(dǎo)向軌作用是保證管節(jié)按設(shè)計(jì)高程、方向、坡度入土。導(dǎo)向軌安裝的好壞直接影響后續(xù)施工，必須予以充分注意。導(dǎo)向軌用P43鋼軌.為控制管頂高程及方

6、向，安裝導(dǎo)向軌必須經(jīng)過仔細(xì)測(cè)量。第一節(jié)管節(jié)安裝前要進(jìn)展導(dǎo)向軌試運(yùn)行，并及時(shí)調(diào)整到設(shè)計(jì)標(biāo)高。在使用過程中要及時(shí)復(fù)核及調(diào)整、更換。根據(jù)本工程管節(jié)長(zhǎng)度，導(dǎo)向軌長(zhǎng)4m。施工前預(yù)備各種規(guī)格鐵楔。導(dǎo)向軌安裝前在工作平臺(tái)上放出中軸線，與管中軸線重合.用水準(zhǔn)儀控制導(dǎo)向軌兩內(nèi)角處標(biāo)高。本工程施工段土質(zhì)復(fù)雜，特別是受卵石影響，壓力不穩(wěn)定2，為最大限度增加頂進(jìn)長(zhǎng)度，防止頂進(jìn)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(zhì)量，施工中后封閉做法如下:洞口過渡段用予注漿小導(dǎo)管加固，導(dǎo)管采用鋼管，長(zhǎng)4m，間距15cm,沿管周均勻布置，管周混凝土擋墻上設(shè)予埋件與雙層后封閉法蘭聯(lián)結(jié)，法蘭間布置后封閉止水橡膠板。為防止地下

7、水影響施工，工作坑內(nèi)設(shè)集水槽及集水坑，并將收集到的地下水及時(shí)排出坑外。頂進(jìn)設(shè)施的布置及下管措施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(wěn)定性及剛性。才能防止頂進(jìn)過程中因后背失穩(wěn)而影響頂進(jìn)施工質(zhì)量和造成平安事故。根據(jù)本工程所處施工環(huán)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.項(xiàng)管設(shè)備布置本工程挺進(jìn)的頂力由千斤頂通過U型頂鐵、環(huán)型頂柱傳至管端，千斤頂選用2只200T千斤頂及配套油泵。起重能力400t，最大行程100cm,重340kg。為防止頂進(jìn)過

8、程中造成千斤頂刮土現(xiàn)象，將千斤頂放在鋼制托盤上。為保證管節(jié)按預(yù)定方向前進(jìn)，千斤頂頂力的合力位置和頂進(jìn)抗力的位置在同一軸線上，根據(jù)施工經(jīng)歷， D1050管著力點(diǎn)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。為保證施工平安，頂鐵設(shè)鎖定“U型卡3。出土及下管措施考慮到本工程所處環(huán)境，無法設(shè)置出土及下管坡道，因此，確定采用12t汽車吊下管及出土。頂進(jìn)施工頂進(jìn)工藝流程如下:下管測(cè)量挖土出土安裝預(yù)制塊導(dǎo)向滑道測(cè)量注漿頂進(jìn)校測(cè)。下管管材采用D1050專用頂管。管材進(jìn)場(chǎng)后打蠟減阻。管材場(chǎng)內(nèi)人力運(yùn)輸，下管采用吊車，將管節(jié)吊起后放在工作坑內(nèi)的導(dǎo)軌上。

9、穩(wěn)管及接口穩(wěn)管:每下一節(jié)管子馬上檢查管節(jié)高程和方向及是否完全臥貼于導(dǎo)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(dǎo)向軌。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(shí)注意、調(diào)整管節(jié)“低頭、“昂頭現(xiàn)象。管前端挖土?xí)r，坑壁與管上方可有12cm空隙，以減少頂進(jìn)阻力，管節(jié)下部1350置換為預(yù)制塊滑道。管前端可視土質(zhì)情況超挖530cm。鑒于本段塊石多的特殊地質(zhì)情況，挖掘過程中采用挖除、破碎、下放等綜合作業(yè)方法。為確保卵石層地質(zhì)條件下的施工平安，隨開挖隨施設(shè)防護(hù)小導(dǎo)管管棚。小導(dǎo)管間距15cm，施設(shè)在上部9

10、00范圍內(nèi)。出土管內(nèi)水平運(yùn)輸采用四輪小平車放活底弧形土斗裝土，人力運(yùn)輸。垂直運(yùn)輸用12t汽車吊。安裝預(yù)制塊導(dǎo)向滑道鑒于本段塊石多的特殊地質(zhì)情況，開挖過程中將嚴(yán)重?cái)_動(dòng)沙礫層，人工無法修筑滑道，為防止頂進(jìn)過程的“低頭現(xiàn)象，施工中將管底置換為預(yù)制塊滑道。滑道厚15cm，倒角弧度同管外壁。使用前面層打蠟減阻。注槳為保證頂進(jìn)工作順利，施工中采取觸變泥漿減阻4。頂進(jìn)時(shí)，工具管后面的三節(jié)混凝土管上都有壓漿孔，以便及時(shí)進(jìn)展跟蹤壓漿、取保形成有效的泥漿套，在往后每三節(jié)管上有一個(gè)壓漿孔，頂進(jìn)過程中及時(shí)進(jìn)展補(bǔ)強(qiáng)壓漿，壓漿總管采用50mm鐵管，支管采用軟管，以三通連接并設(shè)截止閥。觸變泥漿配合比:膨潤(rùn)土:石膏:水=1:

11、0.5:6 (重量比)頂進(jìn)頂進(jìn)要堅(jiān)持“先挖后頂、“隨挖隨頂?shù)脑敲矗孪葯z查頂鐵安裝是否平直，以防頂進(jìn)時(shí)產(chǎn)生偏心荷載，頂鐵崩出傷人5。頂進(jìn)程序如下:安裝頂鐵開油泵(千斤頂開場(chǎng)伸出活塞)千斤頂不斷伸出活塞管節(jié)前進(jìn)關(guān)油泵(千斤頂伸出活塞全長(zhǎng))開截門回油(千斤頂退活塞) 加頂鐵擰緊截門開油泵前進(jìn)。頂進(jìn)過程中注意以下事項(xiàng):(1) 及時(shí)注意油泵上的壓力表的變化，發(fā)現(xiàn)壓力驟然增大時(shí)，應(yīng)立刻停泵檢查原因。(2)千斤頂活塞伸出長(zhǎng)度，應(yīng)在規(guī)定沖程之內(nèi)，不要超出，防止損壞設(shè)備。(3)連續(xù)頂進(jìn)，不能長(zhǎng)期停頓。測(cè)量測(cè)量的目的是:檢查首節(jié)頂管的高程、中線、坡度，以了解頂管質(zhì)量、決定校正方法。一般 每 頂 進(jìn)lm測(cè)量一次

12、，首節(jié)管起導(dǎo)向作用，要求質(zhì)量高，因此開場(chǎng)頂進(jìn)時(shí)要隨時(shí)檢查，一般每3050cm檢查一次。事故預(yù)防及其處理1為加大操作空間及方便處理頂進(jìn)工作面處的孤石、大漂石等障礙物，第一節(jié)管前設(shè)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(yù)埋鋼板焊接。2根據(jù)污水管道埋設(shè)經(jīng)歷，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舊堤壩，人工用風(fēng)鎬破碎影響頂進(jìn)局部或用風(fēng)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(jìn)尺。如遇地下水為保證出土及開挖方便，必須保

13、證排水暢通，管內(nèi)不能積土，工作坑集水井處設(shè)水泵兩臺(tái)(一臺(tái)備用)并配專人抽水。另外，有地下水地段容易產(chǎn)生塌方、流沙現(xiàn)象，開挖過程中必須貫徹“短開挖、快頂進(jìn)的施工方法，假設(shè)出現(xiàn)塌方及流沙現(xiàn)象及時(shí)采取措施封閉管端。3本次頂進(jìn)施工很有可能處于砂卵層中，必須采取有力措施進(jìn)展減阻施工中采取如下措施:對(duì)于管周粒徑大于l0cm的卵石全部進(jìn)展托換7。確保摩阻力穩(wěn)定并防止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(shí)，嚴(yán)防土體坍塌后附近卵石接觸工作管，為進(jìn)一步減少阻力，回填物與工作管間設(shè)油氈隔離層。施工中注意油氈搭接方向。4MPa8。5地表沉降控制:本工程處于市內(nèi)，必須嚴(yán)格控制地表沉降，施

14、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(qiáng)第一節(jié)管道頂進(jìn)質(zhì)量控制，減少起頂誤差，因此導(dǎo)向軌、千斤頂受力點(diǎn)、管底滑道、管側(cè)超挖必須嚴(yán)格按施組要求進(jìn)展。偏差主要是由于開挖斷面形狀不正確、工作面土質(zhì)不均勻、千斤頂位置不正確等引起10，施工中必須予以重視，必須加強(qiáng)量測(cè)及調(diào)整工作，規(guī)定:中心偏斜誤差超過+20mm，高程誤差超過+15mm必須及時(shí)進(jìn)展糾偏。頂管過程中偏差以預(yù)防為主，糾正為輔。鑒于土層土質(zhì)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(qiáng)管道聯(lián)結(jié)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(lián)結(jié)11。焊接聯(lián)結(jié)完成以后用鋼板接口設(shè)內(nèi)

15、外鋼套環(huán)補(bǔ)充加強(qiáng)管道接口鋼性，減小局部不平衡力對(duì)管道頂進(jìn)方向的影響，確保管道不因局部外力而發(fā)生軸向變形。外套環(huán)利用承插鋼圈，內(nèi)套環(huán)利用=1cm 的鋼板制作，套環(huán)寬。管底設(shè)置混凝土預(yù)制塊滑道，用滑道控制頂進(jìn)方向及高程。工具管上設(shè)糾偏千斤頂組，及時(shí)小范圍調(diào)整工具管方向。工具管前端兩側(cè)及時(shí)用木楔穩(wěn)定頂進(jìn)方向。空隙用砂礫回填。偏差不可防止，發(fā)生時(shí)隨時(shí)糾正，糾偏工作按以下情況采取相應(yīng)方法進(jìn)展:發(fā)現(xiàn)管段左右偏斜，在偏的一側(cè)少挖土，在另的一側(cè)多挖土，逐漸調(diào)整糾偏。管子發(fā)生“低頭現(xiàn)象，且誤差不大時(shí)，可將小千斤頂放在墊木上，著力點(diǎn)在管端上口，隨頂進(jìn)隨放松千斤頂，使管節(jié)逐漸恢復(fù)到正確位置。管節(jié)低頭嚴(yán)重時(shí)，在管內(nèi)設(shè)

16、千斤頂拖架，用千斤頂予以校正，校正時(shí)應(yīng)將固定管節(jié)用的臨時(shí)聯(lián)接內(nèi)漲圈木楔松開，候校正完成以后再用木楔楔緊。當(dāng)管節(jié)出現(xiàn)“仰頭現(xiàn)象，可將管底土適當(dāng)多挖，或?qū)⑶Ы镯斨c(diǎn)向上少許移動(dòng)，待恢復(fù)正常后再將著力點(diǎn)移回原位。文明施工措施臨時(shí)工程施工1土方工程施工受場(chǎng)地條件限制，現(xiàn)場(chǎng)無土方堆放地點(diǎn)，施工中，工作坑及頂管開挖棄土人工臨時(shí)推運(yùn)堆放在施工場(chǎng)地外，然后用機(jī)動(dòng)翻斗車運(yùn)到棄土場(chǎng)。工程完工后，工作坑土方回填時(shí)，借土回填。2施工用水現(xiàn)場(chǎng)不具備用水接引條件，生產(chǎn)及生活用水用撤水運(yùn)輸車供給。3施工用電受現(xiàn)場(chǎng)條件及施工實(shí)際情況限制，幾處施工地點(diǎn)均處于橋頭，根據(jù)施工調(diào)查，供電局不同意進(jìn)展施工臨時(shí)用電接引，因此決定采用發(fā)

17、電機(jī)發(fā)電保證施工用電。施工平安本工程施工必須將平安控制放在首位，除建立完善的管理體系及管理制度必須對(duì)以下事項(xiàng)予以充分注意:1本工程處于交通要道，施工前用彩鋼瓦對(duì)施工區(qū)予以封閉.2車輛通行予留臨時(shí)通口，不用時(shí)及時(shí)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(hù)距離距槽邊大于lm.5管節(jié)就位時(shí)選好重心位置，本次施工采用人工喂管，工作坑頂設(shè)阻擋裝置，吊車放管時(shí)穿繩控制管節(jié)搖擺。6開挖過程中及時(shí)觀測(cè)掌子面土質(zhì)穩(wěn)定情況。7洞內(nèi)照明采用36V平安電壓。8洞內(nèi)設(shè)平安換風(fēng)系統(tǒng)。9頂進(jìn)、下管時(shí)技術(shù)人員必須旁站監(jiān)視。10壓漿過程中，操作人員戴防護(hù)眼鏡。11施工

18、區(qū)間全封閉，除業(yè)主、監(jiān)理等人員外，外部人員一律不得入內(nèi)。結(jié)語本工程頂管施工位于砂卵層內(nèi)，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(shè)計(jì)即針對(duì)砂卵層頂進(jìn)而完成的可操作性較強(qiáng)的施工方案。由于頂進(jìn)前期準(zhǔn)備工作充分，最終頂程86米，順利完成了同橋兩側(cè)管道的對(duì)接。參考文獻(xiàn):殷青偉.長(zhǎng)距離頂管中的管道安裝技術(shù).安裝J，2003,(02):20.余彬泉，陳傳燦.頂管施工技術(shù).北京:人民交通出版社M,1998,53-54,163-166.J.建筑施工. 2002,(01):34-38.J.巖土力學(xué).2021,(04):1005-1009.J.南京建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào). 2000,(03):36-40. 余美文.頂管工藝在大型市政排水工程中的應(yīng)用J.福建建立