熱帶雨林沼澤地域供水管線頂管施工技術方案

李廷彪 張興陽 楊玉紅

(中國能源山西電力建設第三有限公司,山西 太原 030006)

熱帶雨林沼澤地域供水管線頂管施工技術方案

李廷彪 張興陽 楊玉紅

(中國能源山西電力建設第三有限公司,山西 太原 030006)

結合工程實際概況，從測量放線、基坑開挖和基礎澆筑、頂管設備安裝等方面，闡述了熱帶雨林沼澤地域供水管線頂管施工的主要施工方法，并對主要施工機具設備和安全保證措施進行了總結，以供類似工程參考。

熱帶雨林，沼澤地，頂管施工，管道

1 工程概述

施工地點位于印尼西部的南蘇門答臘省北部地區、南半球赤道附近低緯度地區(東經103°51′22.1″，南緯2°09′41.1″)，東北面距海邊約96 km，屬典型熱帶雨林氣候區，全年分為雨季和旱季，該地區11月～次年5月為雨季，其余月份為旱季，全年逐月平均氣溫差較小。平均環境溫度26.2 ℃,年平均降雨量2 237.1 mm，海拔高度10.9 m，見圖1。

SUMSEL-5電站補給水取自Lalan河，Lalan河位于電廠北面，距電廠直線距離約為13 km，補給水管道埋地敷設，規劃埋深-1.50 m，該管線有6 km地處沼澤地帶，在取水管線61號～62號里程樁之間有一條東西走向的公路和埋有一條煤氣管道，過公路和煤氣管道設計頂管施工,套管采用φ820×12管道，頂管管道長度54 m。原設計套管尺寸為φ720×10，后因管內空間過小，施工困難和原管道設計受力滿足不了要求，所以變更為φ820×12，27節，每節2 m。

2 特點分析

該施工地點位于沼澤區域，雨季時頂管作業區有地表水，頂管用作業坑不利于開挖施工，所以選擇旱季開始施工。開挖后，基坑挖深6.8 m，土質為淤泥軟土，要有邊坡防護措施(采用混凝土邊坡表面硬化)和防滲水排水措施(污泥泵排水)。套管內空間狹小，人工作業困難，采取加強通風和輪流作業措施。因軟地基原因，頂管作業時要有預防管道偏斜和下垂措施。

3 主要施工方法

基坑開挖采用機械開挖，人工輔助清理方式?？紤]到當地為沼澤地，專門雇傭當地有經驗的司機進行開挖作業。頂管施工采用300 t單缸液壓千斤頂頂進，人工在套管內挖土，小型手推車管內運土，勤觀測糾偏的施工方法。

頂管施工流程：測量放線→放樣復核→開挖基坑→混凝土施工→邊坡表面硬化→頂管設備安裝→管道頂進→管道焊接(焊口檢驗)→防腐作業→拆除頂管設備→回填→場地清理→竣工驗收。

3.1 測量放線

首先現場確認煤氣管道的具體位置和埋深，然后根據設計圖紙進行測量放線，見圖2。

3.2 基坑開挖和基礎澆筑

開挖施工時采用挖機2臺，雇傭當地有沼澤地施工經驗的司機開挖基坑。因本次頂管作業為單向頂進，所以工作坑布置在管線的下游端，以利排水。接收坑設置在管線上游。工作坑后壁作為千斤頂承力段，設計為500 mm厚C30鋼筋混凝土墻，并預埋T2525預埋件8塊?？觾炔捎?00 mm厚C30混凝土澆筑，并預埋T2525預埋件6塊。因工作坑開挖后，兩側軟淤泥擠壓力大，所以兩側壁采用300 mm厚C30鋼筋混凝土澆筑?；A高程偏差±20 mm。

3.3 頂管設備安裝

1)軌道安裝：采用12號工字鋼，固定在基底混凝土基礎預埋鐵板上，要求焊接牢固。兩軌道之間的間距：A=2(C2-B2)1/2=2×(412-352)1/2=43.6 cm。

2)液壓千斤頂和液壓站安裝：根據現場實際情況合理擺放液壓站，要做好防曬防水淹措施，液壓千斤頂安裝在距管底高度1/4～1/3管徑位置處，保持其中心線與管道軸線一致，并固定牢固，然后用高壓油管與液壓站可靠連接。

3.4 管道頂進

采用千斤頂進行管道向前推進，作業人員在套管管內挖土的方法。

1)頂力計算:該頂進管道屬于鋼管，其壁厚為12 mm，頂進時阻力很小，故計算時可忽略不計，頂力只考慮摩擦阻力。P=f×γ×D×[2H-(2H+D)×tg2(45°-φ/2)+ω÷(γ+D)]×L=0.25×17×0.82×[2×7-(2×7+0.82)×tg2(45°-20/2)+0.24÷(17+0.82)]×48=1 526.2 kN。頂進液壓千斤頂的額定推力須大于1 526.2 kN才能滿足現場施工需要，考慮復雜地況采用單缸額定頂力3 000 kN的千斤頂施工。

2)管道頂進：采用人工邊挖土邊頂進的方法進行施工，挖土時不得超出管前0.5 m，嚴禁超挖。頂管時的管道測量是一項關鍵工作，采用經緯儀和激光水準儀進行測量。開始頂第一節管子時，每頂進20 cm～100 cm時。開始校核，每頂進一節測量一次。中心線測量，根據工作坑內用經緯儀設置的中心樁掛小線，使拉線對準垂球，讀管前段的中心尺刻度，若拉線與中心尺上的中心刻度相重合，其差值即為偏差值。高程測量一般在工作坑內引設水準點，停止頂進，將激光水準儀支設在頂鐵上，測量前段管底高程。

3)頂管過程中的糾偏：頂進中發現管位偏差10 mm左右，即應進行校正。糾偏校正應緩緩進行，使管子逐漸復位，不得猛糾硬調。

4)挖土作業面通風套管內挖土作業面通風采用壓入強制性通風措施，用鼓風機、空壓機向套管的工作面壓風。

3.5 管道施工

包括管道對口、焊接、焊口檢驗、防腐等，管道防腐后應有一定的固化和干燥時間。由于頂管工程的特殊性，管道焊接24 h連續作業，并采取防雨措施。

3.6 基坑回填和場地清理

回填采用機械分層壓實回填，不得使用淤泥回填，回填結束后對施工周圍環境進行清理，恢復原貌。

3.7 竣工驗收

做好施工過程中隱蔽驗收記錄，焊口無損檢驗記錄和最后驗收。

4 主要施工機具設備

主要施工機具設備明細表見表1。

5 安全保證措施

1)施工前，對所有作業人員進行技術交底和安全交底，特別是對當地印尼施工人員的安全說明，并組織工程、質量、安全等部門進行施工前檢查，對于不安全的和與措施不符項及時整改，直至驗收合格后再進行施工。

2)嚴格按照措施要求進行管內土方開挖，防止發生偏位，超挖等現象。

3)施工人員準備進入套管時，由專職安全人員先進行套管內的氣體測試。

4)施工人員進入套管前，先正確佩戴安全帶、防塵口罩、安全繩。

5)在套管內挖土人員1名，管外運土人員2名；專職監護人員1名。

6)施工人員離開套管后，由專職人員操作頂管設備，完成推進工作。

7)由現場專職安全員保管與攜帶急救箱，有專用防蛇咬急救用藥。

表1 主要施工機具設備明細表

8)工作坑、接收坑降水專職降水人員24 h在崗，每班2名，自動調節降水工作要做好防洪、防雨措施。

9)工作坑上部周圍設護欄和警示標志，設安全標示帶。

10)做好機械設備操作、維護、檢查和保養。頂管設備由專人操作，認真遵守該機械安全操作規程。套管內挖土作業面照明采用充電頭燈及應急燈。

11)在頂管作業坑、接收坑兩邊設圍堰、拉警戒帶、掛設“當心塌方”“注意安全”等宣傳警示標牌，其他非工作人員嚴禁進入。

12)施工時嚴禁破壞施工區域外的植被。

燃氣管道附近施工強制防火措施:燃氣管道附近施工禁止吸煙,燃氣管道附近施工須配備10個滅火器,設立安全警示標志。套管內作業時，利用鼓風機通過軟管給套管內強制通風，防止施工人員高溫中暑及有害氣體傷害。

6 結語

與國內頂管施工不同的是熱帶雨林氣候下，高熱多雨，人員施工效率較低，所以在該氣候條件下，施工人員應做好防雨防暑措施，深基坑作業要合理避開雨季，人員盡可能利用當地人員，降低施工成本；沼澤地區域，施工人員要有防沼氣措施，基坑內作業要做好防止邊坡滑坡措施，頂管工作坑底板和側墻做好受力分析，設計合理滿足現場要求；施工人員要有防蚊蟲和毒蛇等傷害措施，備急救藥品箱；施工地點如與當地有關系，要專門有人與當地溝通和協調，防止發生沖突；注重環保和生態保護，施工過程中嚴禁毀壞施工區域外的植被，綠色施工應該在施工前做重點交底。對于短距離頂管施工，千斤頂頂進人工清土該施工方法簡單易行，投入小，成本低，施工流程與國內基本相同，關鍵點是結合當地環境條件，針對性的做好施工措施。

Water-supplypipelinepipe-jackingconstructionschemeoftropicalrainforestmarshland

LiTingbiaoZhangXingyangYangYuhong

(ChinaEnergyResourceShanxiPowerConstruction3rdCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

Combining with actual engineering conditions, starting from aspects of sampling, foundation excavation and foundation grouting, pipe-jacking equipment installation, the paper describes major construction methods of water-supply pipeline pipe-jacking construction of tropical rainforest marshland, and summarizes major construction machinery equipment and safety guarantee measures, so as to provide some guidance for similar engineering.

tropical rainforest, marshland, pipe-jacking construction, pipeline

1009-6825(2017)23-0107-02

2017-06-06

李廷彪(1973- )，男，工程師

TU991.36

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