污水頂管施工中的質(zhì)量控制

王玉保

(晉中萬(wàn)華路橋建設(shè)有限公司，山西晉中 030600)

某市的市政工程道路全長(zhǎng)3.84 km，道路紅線寬55 m，綠線寬79 m。道路中心線下埋設(shè)雨水管線，道路兩側(cè)綠化帶下埋設(shè)污水管線。本工程管線埋深在7 m以內(nèi)采取開(kāi)挖施工，埋深大于7 m采用頂管施工，但綜合考慮到與周圍建筑的關(guān)系，西側(cè)污水管線K0+010～K0+050和K1+800～K3+853.2段采用開(kāi)挖施工，其余東西側(cè)污水管線全部采用頂管施工，即東側(cè)為K0+005～K3+853.2，西側(cè)為 K0+050 ～K1+800。

1 頂管施工的工程量

污水頂管施工工程量見(jiàn)表1。

表1 頂管施工工程量

2 施工工藝的方案選擇

本項(xiàng)目考慮到施工工期與保護(hù)周圍建筑物等因素，采用了封閉泥水式平衡頂管工藝進(jìn)行非開(kāi)挖施工，這樣既保證工期又減少對(duì)周圍建筑的沉降影響。

3 污水頂管的質(zhì)量控制

3.1 測(cè)量與方向控制

1)測(cè)量方法。

a.利用全站儀、激光經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行頂進(jìn)的測(cè)量與方向的控制。

b.在工作井后座位置設(shè)置測(cè)量基座，為了避免工作井變形而引起的誤差，測(cè)量基座由地面引入地下，將激光經(jīng)緯儀放置在平臺(tái)上調(diào)平，使紅外線激光方向、高度與設(shè)計(jì)軸線一致，激光經(jīng)緯儀發(fā)射出的激光沿著頂進(jìn)方向水平射出，打在機(jī)頭后殼體圓心處的激光靶位上，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡讀出工具頭的偏差，機(jī)頭尾部的實(shí)際偏差就是光靶上的光點(diǎn)位置讀數(shù)，每隔0.5 m記錄一次。機(jī)頭前殼體土艙上有一前尺，前尺和激光靶的水平相互位置指示了機(jī)頭運(yùn)動(dòng)的水平趨勢(shì)。同時(shí)，在機(jī)頭放置一坡度板，掛好鉛錘，通過(guò)鉛錘的左右偏移可以知道機(jī)頭的轉(zhuǎn)向，通過(guò)機(jī)頭的前后偏移可以知道機(jī)頭的上下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，從而便于控制機(jī)頭的走向。

2)測(cè)量與方向糾偏控制。

頂進(jìn)的同時(shí)做好放樣復(fù)核的原始記錄。布設(shè)儀座避免頂進(jìn)移位和變形，頂進(jìn)中如果發(fā)現(xiàn)管位偏差5 mm左右應(yīng)立即進(jìn)行校正，但糾偏校正的過(guò)程應(yīng)緩緩進(jìn)行，不得猛糾硬調(diào)，應(yīng)使管節(jié)逐漸復(fù)位。其校正的方法應(yīng)采用工具頭自身糾偏的方法:首先控制工具頭向下、向上、向左、向右的狀態(tài)，每次糾偏的幅度以5 mm為一個(gè)單元，再頂進(jìn)1 m時(shí)，如果工具頭的測(cè)斜儀及激光經(jīng)緯儀偏位趨勢(shì)沒(méi)有減少時(shí)，增大5 mm的糾偏力度，如果根據(jù)工具頭的測(cè)斜儀及激光經(jīng)緯儀測(cè)量偏位趨勢(shì)穩(wěn)定或減少時(shí)，保存該糾偏力度，繼續(xù)頂進(jìn)，當(dāng)偏位相反時(shí)，則需要將糾偏力度逐漸減小。

3.2 頂管施工控制

1)在頂進(jìn)初始階段，設(shè)立地面沉降實(shí)驗(yàn)段，通過(guò)對(duì)地面沉降的反復(fù)測(cè)量、監(jiān)控，掌握沉降變化規(guī)律，以便更好的調(diào)整頂進(jìn)壓力、機(jī)頭倉(cāng)內(nèi)泥水壓力、機(jī)尾及沿線壓漿量。以控制沉降量以及推進(jìn)速度。

2)頂進(jìn)前用膨脹止水圈把接口粘貼好，再用水泥漿抹帶，以便防止?jié)B水。在兩側(cè)接口處用鋼內(nèi)脹圈安裝固定，以便防止頂進(jìn)過(guò)程中錯(cuò)口。在管壁外側(cè)設(shè)置安裝鉆有蜂窩狀小坑的壓漿管，以便管道頂進(jìn)完成后對(duì)土體與管道之間空隙壓漿，使頂進(jìn)管道與周圍土體密實(shí)無(wú)孔隙，以便防止管頂土層沉降和頂管導(dǎo)致的周圍土體松動(dòng)。

3)每次開(kāi)挖應(yīng)根據(jù)地層實(shí)際情況確定，挖一節(jié)頂一節(jié)，污水管頂進(jìn)時(shí)最大頂程應(yīng)控制在50 cm以內(nèi)。頂完每一節(jié)管材后，截止閥必須確保關(guān)死，防止土體從截止閥處流出而產(chǎn)生沉降;同時(shí)將刀盤浮出，使刀盤與土體間無(wú)空隙，以免空隙處產(chǎn)生沉降。

3.3 沉降監(jiān)測(cè)

測(cè)量頻率為機(jī)頭切口經(jīng)過(guò)前后范圍內(nèi)每頂進(jìn)4 m測(cè)一次，并要將測(cè)量結(jié)果繪成圖上報(bào)備案。

3.4 頂管常見(jiàn)施工質(zhì)量通病的防治措施

1)管道、檢查井滲漏水現(xiàn)象。

污水管道鋪設(shè)完之后做閉水試驗(yàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)管道滲漏水現(xiàn)象，分析所造成的原因有:管材不合格，或者管道安裝施工時(shí)技術(shù)不規(guī)范或不夠平整順直。檢查井砌筑不規(guī)范，灰縫不密實(shí)，或檢查井井身第二次加高砌筑的接縫處，或檢查井井身與管道交接處有漏水或滲水現(xiàn)象，養(yǎng)護(hù)不到位，有收縮裂縫等。

其防治措施:管材進(jìn)場(chǎng)時(shí)要選用品牌或市場(chǎng)上信譽(yù)度高的廠家，施工安裝前要對(duì)施工人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，技術(shù)交底，管道施工時(shí)溝槽開(kāi)挖要注意平整度，砂石墊層必須達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，管道接口要用手動(dòng)葫蘆安裝接管。砌筑檢查井時(shí)必須有技術(shù)負(fù)責(zé)人指導(dǎo)施工。

2)頂管方向失控現(xiàn)象。

施工中頂管方向容易失控，分析所造成的原因有:由于土質(zhì)的變化，開(kāi)挖面就失去穩(wěn)定性，工作井容易發(fā)生傾斜和位移，或者發(fā)生了位移后不及時(shí)糾偏，或者是糾偏的幅度過(guò)大，工作井的洞口沒(méi)有采取措施進(jìn)行加固，在測(cè)量過(guò)程中不注重測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，這些都容易產(chǎn)生頂管方向失控。還有一個(gè)重要的因素，就是掘進(jìn)機(jī)在工作前一定要做好檢測(cè)，保證它的性能完好率，注意它的長(zhǎng)徑比是不是合理，如果遇到掘進(jìn)機(jī)的糾偏液壓系統(tǒng)出現(xiàn)了故障后，檢查它的糾偏行程和糾偏力是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，以及機(jī)頭設(shè)計(jì)的軌跡曲線是否符合要求。

其防治措施:開(kāi)挖面和工作井的進(jìn)出洞口應(yīng)采取可靠的加固措施，在施工中認(rèn)真落實(shí)三級(jí)測(cè)量的復(fù)核制度，定人定崗定時(shí)地對(duì)工作井的位移進(jìn)行復(fù)測(cè)，采取勤測(cè)、微糾的原則進(jìn)行防范。施工前一定要做好掘進(jìn)機(jī)的驗(yàn)收和調(diào)試工作，如有不當(dāng)立即進(jìn)行維修、保養(yǎng)，以保證設(shè)備能夠正常運(yùn)作。機(jī)頭設(shè)計(jì)要確定機(jī)頭姿態(tài)曲線圖，以曲線圖指導(dǎo)糾偏，在施工過(guò)程中得以充分的論證，如遇到突發(fā)情況及時(shí)逐級(jí)匯報(bào)，立即組織人員按照應(yīng)急方案采取糾正措施，確定偏差報(bào)警值，盡量杜絕方向失控。

3)頂力劇增的現(xiàn)象。

頂力劇增所造成的原因從選材、配比到攪拌、注漿，頂進(jìn)的每個(gè)工序都可能有:頂進(jìn)中沒(méi)有控制好注漿壓力和注漿量，泥漿的選材質(zhì)量是否過(guò)關(guān)，泥漿料的配比是否合理，攪拌時(shí)間是否充分，水化時(shí)間是否適宜，污水管路的布置距頂管要求不宜超長(zhǎng)，接頭是否有滲漏，注漿孔布置是否合理，注漿泵耐壓是否正常，不可以偏低，有沒(méi)有形成完整的泥漿套，頂進(jìn)時(shí)管外壁是否有帶土頂進(jìn)等等。

其防治措施:首先是泥漿的選材必須選用經(jīng)過(guò)多次測(cè)試和論證為合格品的材料，再經(jīng)過(guò)篩分、優(yōu)化后得出配比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，攪拌時(shí)要注意水化時(shí)間大于6 h，這樣的泥漿才可用于注漿。布置管路和注漿孔時(shí)都要科學(xué)合理，布置注漿泵要考慮到超長(zhǎng)距離頂管要求設(shè)兩至三座在中間，檢查液壓注漿泵的工作完好性，確保耐壓大于2 MPa，按照設(shè)計(jì)要求控制好注漿量和注漿壓力，確保整條管道形成完整的泥漿套，注漿完成后，把所有壓漿接頭用生料帶包扎，確保無(wú)滲漏現(xiàn)象。

4)地表沉降大的現(xiàn)象。

地表沉降大所造成的原因有:開(kāi)挖面土體壓力大，失衡不穩(wěn)定，管道線型不齊，機(jī)頭殼體外徑比管外徑大得多，頂進(jìn)的速度太快或者是帶土頂進(jìn)，泥漿套形成不好，檢測(cè)數(shù)據(jù)沒(méi)有及時(shí)反饋不能指導(dǎo)施工等等。

其防治措施:開(kāi)挖面應(yīng)注意土壓的平衡條件，必須采用能穩(wěn)定開(kāi)挖面水土壓力的頂管掘進(jìn)機(jī)，機(jī)頭姿態(tài)控制精度良好，殼體應(yīng)比管外徑大20 mm，控制好頂進(jìn)速度和注漿工藝，在頂進(jìn)時(shí)做好檢測(cè)，用數(shù)據(jù)化及時(shí)進(jìn)行信息反饋，以便更好地指導(dǎo)施工，隨時(shí)調(diào)整施工方案。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的迅速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)意識(shí)在每個(gè)人的心靈中都深深扎根，污水管道在城市地下管道工程中的路線也越來(lái)越長(zhǎng)，污水頂管的施工工藝在目前的施工中也得到了迅猛發(fā)展，而污水頂管施工技術(shù)的關(guān)鍵在于質(zhì)量控制，本文就污水頂管施工工藝在實(shí)踐中是如何控制的與大家分享，共同探討。