小清河菜園橋倒虹跨河頂管施工質量控制

【摘要】結合濟南市小清河綜合治理工程菜園橋倒虹跨河頂管施工經驗，闡述了沉井及跨河頂管施工中控制質量的一些措施，為以后類似工程施工中提高質量水平具有一定的借鑒意義。

【關鍵詞】沉井；跨河頂管；質量控制

1.工程概況

濟南市小清河綜合治理工程在菜園橋以西設倒虹一座，將濱河北路的污水接入濱河南路污水干管。主要工程內容包括進水井1座、出水井1座，深度分別為12.458m、13.97m，d800鋼筋砼管（Ⅲ級管）2×132.56米。根據勘察報告，結合施工現場地質條件因素，采用沉井、泥水平衡頂管施工方式，頂管施工跨越小清河河底。勝建集團小清河綜合治理工程項目部參照以往施工經驗，不斷優化施工工藝，嚴格實行過程控制，最終圓滿完成施工任務。

2.沉井施工過程質量控制

沉井具體施工工藝為：基坑測量放樣→基坑開挖→刃腳墊層施工→首節沉井立內模和支架→首節沉井綁扎鋼筋→首節沉井立外模和支架→首節沉井澆筑混凝土→首節沉井養護及拆模→封砌預留孔→首節沉井鑿除墊層、挖土下沉→二節沉井立內模和支架→二節沉井綁扎鋼筋→二節沉井立外模和支架→二節沉井澆筑混凝土→二節沉井養護及拆模→封砌預留孔→二節沉井挖土下沉→三節→井底清理→沉降觀察→鋪筑封底混凝土→綁扎底板鋼筋、澆搗底板混凝土→混凝土養護。

2.1沉井制作的質量控制

由于沉井高度達13～15米左右，因此，井身混凝土分三節澆筑完成。

（1）鋼筋綁扎立模，澆注砼均要求嚴格按設計文件、規范等進行施工。

（2）要求對角線距離相等，沉井尺寸準確。

（3）要求模板拼裝整齊、平直、漏縫嵌密實，防止漏漿。

（4）要求模板內清洗干凈，才允許澆灌砼。

（5）串筒相距3-4米，分層澆灌砼用振搗器振搗密實。

2.2沉井下沉過程的質量控制

（1）刃腳高差控制：排水下沉時，由于不帶水作業，故刃腳高差鍋底的形成和移動都比較直觀，根據高差的大小可以有效地改變鍋底的大小、深淺和平面位置，以此來達到對刃腳高差的控制。

（2）沉井下沉速度控制：①在沉井刃腳高差不大時（在水平間距的0.5%以內），沉井的下沉速度越快越好；②沉井下沉速度均勻為宜；③沉井在粉砂土等易引起涌砂的土層中下沉時，應加快下沉速度。

（3）沉井平面位移控制：主要通過控制沉井刃腳高差來實現，如果沉井刃腳高差不大，則沉井平面位移較易得到控制，它們之間的關系并無定量計算，但有一些聯系：① 沉井哪個角下沉得快（即刃腳較低），則沉井就會向哪個方向移位；② 沉井刃腳高差大時，沉井位移量大；③ 沉井始終在同一個方向的刃腳高差下下沉時，沉井位移量較大。施工過程中需要具體情況具體分析，決定采取相應的方法和措施。

2.3測量控制與觀測

沉井平面位置與標高的控制是在沉井四周的地面上設置縱橫十字控制線、水準基點進行控制。

沉井的垂直度的控制，是在井筒內按4或8等分標出垂直線，以吊線錘對準下部標板進行控制。在挖土時隨時觀測垂直度，當線錘距離墨線大于50mm，或四面標高不一致時，應及時糾正。

沉井下沉的控制，通常在井壁上的兩側用白油漆或紅油漆畫出標尺，可采用水平尺或水準儀來觀測沉降。在沉井下沉中，應加強平面位置、垂直度和標高（沉降值）的觀測，每班最少觀測兩次，并作好記錄，如有傾斜、位移和扭轉，應及時通知值班負責人，指揮操作負責人，及時糾偏，使偏差控制在允許范圍之內。以上施工測量糾偏參照點應設置在不受沉井下沉影響的點位上，并派人經常進行復核。

2.4下沉裂縫防治措施

以往施工中曾經在沉井豎壁上出現縱向或水平方向裂縫，有的集中在隔墻上，或預留孔洞口兩側。在這次施工中，我們采取了以下預防措施：（1）做好地質勘察工作，深3m以內障礙物應在沉井制作、下沉前挖除，下沉時采取先釬探，挖除障礙物再挖土下沉；（2）考慮沉井受側向不均勻土壓力作用，按實測內摩擦角，加減5°～8°計算井壁強度，提高受不均勻荷載強度的能力，下沉過程中注意避免過大的傾斜和突然下沉；（3）考慮沉井脫空情況，驗算豎向鋼筋，一般按自重的25%-65%計算其最大拉斷力，或按最不利情況（在墻高度分節接頭處即施工縫位置）計算最大拉斷力。最終，未產生任何下沉裂縫。

3.跨河頂管施工過程質量控制

圖1 泥水平衡式頂管施工工藝流程圖

3.1頂進穿墻措施

頂進前所有頂進設備必須全部安裝就位，并需試運轉。在穿墻前通過沉井墻上的預埋螺栓安裝好簾布橡膠板、圓環板、扇形后板等止水裝置。將掘進機機頭頂進至工作井墻面，拆除封門板后，馬上啟動主頂千斤頂和頂管掘進機頂進工作。

3.2頂管軌跡控制措施

初期頂進頂管掘進機先行入土，然后在其尾部拼接特殊糾偏段。初期頂進應均勻出土，控制好初始偏差，并及時調整后座千斤頂合力中心來控制初始偏差，確保工具頭初始狀態穩定和軸線順直。

糾偏是指工具管偏離設計軸線后，利用工具管內的糾偏機構（糾偏油缸）改變管端方向，減小管線偏差的過程。糾偏必須遵循以下規律：（1）糾偏應在頂進過程中進行；（2）鋼管糾偏比較靈敏，糾偏角度不宜過大；（3）第一段管節質量要好，因為它在糾偏過程中承受多次反復應力；（4）第一段管節不宜過長，不宜超過 2.0 米；（5）糾偏過程中，要在網格底上繪制工具管的測點軌跡，推算出其行進軌跡，根據行進軌跡及時調整糾偏角度；（6）及時了解工具管穿越的土層的土質情況。

3.3地下防治措施

管內設置排風管道，由數臺軸流風扇通過皮帶接力輸送到工作井口，一旦報警裝置顯示管內有有害氣體，即啟動排風系統，迅速抽取管內有害氣體，并通過程控電話通知供氣房，加大對管內凈化氣體的供氣量。

3.4頂管接收井進洞措施

在頂管掘進機接近接收井洞口10M-15M時，作一次全面的軸線及高程復核，確認無誤后，在接收井內做好接收的一切準備工作，包括接收平臺的搭設。工具頭頂進到井壁后，停止壓漿，拆除接收井的封門，頂管掘進要穿進井墻上接收架，馬上采取臨時止水措施，并繼續頂進，待完全上架后采取永久性止水封堵措施。

4.結束語

由于頂管施工具有顯著的優點，在管網施工中應用越來越廣泛。本文結合濟南市小清河綜合整治工程菜園橋倒虹跨河頂管施工的經驗，對施工質量控制做了總結，以對以后同類型施工提供一定的借鑒，借以推動該項施工工藝的推廣普及，從而不斷提高我國的施工技術水平。

【參考文獻】

[1]廖霞柳.洛河電廠取水工程頂管施工質量控制分析[J].安徽水利水電職業技術學院學報，2010，（01）.

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