頂管技術(shù)在甘肅中部生態(tài)移民扶貧開(kāi)發(fā)供水工程中的應(yīng)用

文立政

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水利工程項(xiàng)目與日俱增，科學(xué)合理的施工技術(shù)方案，對(duì)施工效率和工程建設(shè)質(zhì)量有直接的影響。因此，加大頂管技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐，對(duì)施工過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的把控，提高施工技術(shù)應(yīng)用效果，以此推動(dòng)水利工程項(xiàng)目的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：頂管技術(shù) 供水工程 應(yīng)用

一、基本概況

甘肅中部生態(tài)移民扶貧開(kāi)發(fā)供水工程第10標(biāo)段東干一分干渠和東干二分干渠，管道施工方案由明挖施工調(diào)整為頂管施工，共8段（樁號(hào)3+548.56～3+614.25、4+261.51～4+398.99、4+501.49～4+782.49、6+216.69～6+397.29、6+487.29～6+723.03、6+757.08～6+983.90、9+373.32～9+625.65、9+663.68～9+748.42）1464.4m，頂管采用鋼管直接頂進(jìn)，公稱直徑900mm，壁厚12mm，材質(zhì)為Q355C，單節(jié)頂管長(zhǎng)度不小于6m。

地層巖性：上部為馬蘭黃土（Q32eol），梁頂厚10～14m，斜坡段厚4～8m，結(jié)構(gòu)松散，土質(zhì)均一，垂直節(jié)理發(fā)育。下部為老黃土，厚度大于20m，結(jié)構(gòu)密實(shí)，為低壓縮性，表層3～5m具輕微濕陷性。

二、施工部署

1、進(jìn)行必要的宣傳和指引，以保證使用者及時(shí)獲得信息，做出合適的判斷。

2、對(duì)施工人員的管理：對(duì)所有員工進(jìn)行安全教育，熟悉《安全生產(chǎn)條例》，做到崗位明確，責(zé)任到人。施工人員按規(guī)范操作，穿戴統(tǒng)一的反光標(biāo)志服，嚴(yán)禁隨意出入施工作業(yè)區(qū)，堅(jiān)決杜絕人為事故。

三、施工方案

1、拉管施工工藝：利用比鉆桿外徑略大的箭咀式小鉆頭打?qū)蚩祝@桿從地面鉆入，地面儀器接受由地下鉆頭內(nèi)傳送器發(fā)出的消息，控制鉆頭的方向和深度，鉆成準(zhǔn)確的定位導(dǎo)向孔。再利用導(dǎo)向孔，反向回?cái)U(kuò)，回?cái)U(kuò)時(shí)只將設(shè)計(jì)孔徑內(nèi)的原狀土攪碎。最后利用清孔設(shè)備清出孔道內(nèi)泥土，形成安管的通道。

2、施工準(zhǔn)備

2.1管材準(zhǔn)備 進(jìn)場(chǎng)的DN900壓力管道管材的強(qiáng)度及防腐要求必須滿足設(shè)計(jì)要求，管材進(jìn)場(chǎng)后將管材供應(yīng)廠家的資質(zhì)和管材的出廠合格證及廠家檢測(cè)報(bào)告向項(xiàng)目監(jiān)理部報(bào)審，經(jīng)項(xiàng)目監(jiān)理部審批同意后才能用于本工程。

2.2軌跡設(shè)計(jì) 鉆進(jìn)前依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求的管道內(nèi)底標(biāo)高和相對(duì)應(yīng)的原地面標(biāo)高先計(jì)算出鉆桿應(yīng)達(dá)到的深度來(lái)確定定向鉆孔軌跡。入土造斜段與管道直線段之間及管道直線段與出土造斜段之間，有一根鉆桿長(zhǎng)度達(dá)到管道直線段坡度要求。入土角不超過(guò)15°，出土角按導(dǎo)向鉆桿及拖拉管材允許曲率半徑較大值確定，一般不宜超過(guò)20°。

3、施工測(cè)量

3.1平面控制放線。平面控制及放線，依據(jù)現(xiàn)有邊線，通過(guò)勘測(cè)方提供的控制點(diǎn)引測(cè)本工程的定位點(diǎn)，為保證施工各階段控制點(diǎn)網(wǎng)，坐標(biāo)及高程的準(zhǔn)確，首先對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)各控制樁加以保護(hù)。并把各控制點(diǎn)引測(cè)至現(xiàn)場(chǎng)外加以保護(hù)，以便豎向引測(cè)放線。同時(shí)要做閉合校核。

3.2高程控制。高程控制根據(jù)勘測(cè)方提供的水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)的高程控制點(diǎn)。根據(jù)本工程的實(shí)際情況，在現(xiàn)場(chǎng)選擇固定的地方做臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，并做好保護(hù)。高程控制采用兩次儀器高程前后視等距測(cè)法，保持精度。

4、基坑開(kāi)挖

開(kāi)坑前要認(rèn)真調(diào)查了解地上地下障礙物，以便開(kāi)坑時(shí)采取妥善加固保護(hù)措施。工作坑或接收坑開(kāi)挖的深度，依據(jù)管道高程、所用擴(kuò)孔鉆機(jī)尺寸，以及砼墊層的厚度計(jì)算確定，施工時(shí)用水準(zhǔn)儀測(cè)量控制。泄壓坑設(shè)置在檢查井位置，深度由所選的檢查井深度決定。

5、鉆液的配置

本工程按以往施工經(jīng)驗(yàn)和對(duì)類似地區(qū)地質(zhì)情況的了解，配置鉆進(jìn)液。鉆液由水、膨潤(rùn)土和聚合物組成。水是鉆液的主要成份，膨潤(rùn)土和聚合物通常稱為鉆液添加劑。鉆液的品質(zhì)越好與鉆屑混合越適當(dāng)，所制造的泥漿的流動(dòng)性和懸浮性越好，回?cái)U(kuò)成孔的效果越理想，成功的概率越大。

為改善泥漿性能，有時(shí)要加入適量化學(xué)處理劑。

6、設(shè)備就位

鉆孔機(jī)安裝在工作坑旁邊，管道軸線可根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行樁位放線確定，鉆桿中心與管道軸線應(yīng)一致。確定拉管機(jī)方位后，應(yīng)固定好鉆孔機(jī)。此時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)得的井位深度以及鉆孔機(jī)位置，確定鉆桿造斜度，入土角應(yīng)不超過(guò)150。鉆機(jī)安裝好后，應(yīng)試鉆運(yùn)轉(zhuǎn)并檢測(cè)運(yùn)轉(zhuǎn)后的機(jī)座軸線及坡度是否有變化，借以檢查鉆機(jī)安裝的穩(wěn)固性和固定可靠程度。鉆機(jī)的安裝質(zhì)量和穩(wěn)固性的好壞是成孔質(zhì)量好壞的關(guān)鍵，因此必須認(rèn)真細(xì)致的反復(fù)進(jìn)行，直至符合要求后方可進(jìn)入下道工序。

7、導(dǎo)向鉆進(jìn)

導(dǎo)向孔鉆進(jìn)時(shí)鉆具頭部只安裝略大于鉆桿外徑尺寸4cm的矛式鉆頭，對(duì)正既定孔位，檢測(cè)對(duì)中誤差達(dá)到規(guī)范要求，即可開(kāi)動(dòng)鉆機(jī)鉆進(jìn)導(dǎo)向孔。鉆進(jìn)時(shí)人力扳拉推進(jìn)要持力均勻，勻速前進(jìn)。并應(yīng)根據(jù)給進(jìn)阻力的大小，判定地層內(nèi)是否有硬物或土層的變化，以確定注水機(jī)給水壓力和給水量。導(dǎo)向鉆按設(shè)計(jì)的深度、標(biāo)高，隨時(shí)監(jiān)控，適時(shí)調(diào)整。鉆進(jìn)中采用輕壓、慢轉(zhuǎn)，注意控制鉆頭溫度，切不可使探頭過(guò)熱。施工中，施工員、質(zhì)量員應(yīng)全過(guò)程控制，樁位、管道走向、管道位置等及時(shí)復(fù)測(cè)，確保污水管道施工符合設(shè)計(jì)要求。

8、擴(kuò)孔

導(dǎo)向孔鉆進(jìn)至接收坑，經(jīng)測(cè)量檢驗(yàn)，偏差在允許范圍內(nèi)時(shí)，卸下矛式鉆頭換裝魚尾式或三叉式擴(kuò)孔鉆頭，開(kāi)動(dòng)回拉鉆機(jī)擴(kuò)孔。擴(kuò)孔時(shí)人工給進(jìn)要均勻，勻速回拉。同時(shí)注水機(jī)要連續(xù)注適量水，通過(guò)鉆具攪拌孔內(nèi)泥土造泥漿，用以保護(hù)成孔孔壁，保保持圍巖穩(wěn)定，同時(shí)起到潤(rùn)滑作用。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，采用刮刀式擴(kuò)孔器。擴(kuò)孔器尺寸為鋪設(shè)管徑的1.2～1.5倍，這樣既能夠保持泥漿流動(dòng)暢通又能保證管線的安全、順利的拖入孔中。擴(kuò)孔時(shí)地層土質(zhì)將軟時(shí)宜快速給進(jìn)回?cái)U(kuò)，地層土質(zhì)較硬是勻速緩慢進(jìn)行。在每級(jí)擴(kuò)孔過(guò)程中，為防止擴(kuò)孔跑偏軌跡，采用回拖擴(kuò)孔。擴(kuò)孔時(shí)為保證管道可以順利回拖，要使鉆孔直徑達(dá)到管徑的1.3倍以上，并用泥漿護(hù)壁，防止鉆孔坍塌，保證土體對(duì)管壁無(wú)損壞。

9、清孔

在回?cái)U(kuò)鉆孔時(shí)，在鉆頭尾部配裝拉鏈（桿），鉆孔回?cái)U(kuò)到達(dá)工作坑時(shí)，卸下擴(kuò)孔鉆頭，在拉鏈（桿）一端換裝拉泥盤，進(jìn)行拉泥成孔工作。此項(xiàng)工序主要是拉運(yùn)出擴(kuò)孔攪碎的孔內(nèi)土，形成光滑圓順的安管通道。拉泥時(shí)，首次拉泥采用環(huán)形盤，反復(fù)來(lái)回拖拉后，如阻力減輕則在拉泥盤上加裝橫擋，再次入孔拉泥，逐次加封橫擋，直至拉泥盤全封閉，并能輕松順利拉出為止。 當(dāng)?shù)貙油临|(zhì)較硬，以粘質(zhì)土為主時(shí)，應(yīng)先采用環(huán)形盤較窄的拉泥盤拖拉，使拽拉阻力變小拉泥盤拉出順利后，再換上環(huán)形盤較寬的拉泥盤拖拉鉆孔。拉泥盤環(huán)形盤的大小及加裝橫擋封閉的選擇，應(yīng)根據(jù)地層土質(zhì)確定。最終成形的孔道內(nèi)壁光滑圓順。

10、回拖拉管

DN900壓力管道焊縫和管道強(qiáng)度檢驗(yàn)合格后，即可進(jìn)入拉管施工。首先用現(xiàn)場(chǎng)制作的堵頭將管頭密封，然后在管頭后端接上回?cái)U(kuò)頭，管后接上分動(dòng)器進(jìn)行接管，將管子回接到工作井后，卸下回?cái)U(kuò)頭、分動(dòng)器、取出剩余鉆桿，堵上封堵頭。施工時(shí)，拉管機(jī)操作人員要根據(jù)設(shè)備數(shù)據(jù)均勻平穩(wěn)的牽引管道，切不可生拉硬拽。

11、管道焊接

工程所用焊材必須選用E4303系列低輕型焊條，埋弧自動(dòng)焊焊絲及焊劑型號(hào)采用HJ401-H9;焊接完畢后要進(jìn)行探傷，重要焊縫要達(dá)到Ⅰ類焊縫，其余焊縫則要達(dá)到Ⅱ類焊縫。室內(nèi)的溫度應(yīng)大于5℃，相對(duì)濕度應(yīng)小于60%。

四、質(zhì)量保證措施

項(xiàng)目部成立全面質(zhì)量管理領(lǐng)導(dǎo)小組，由技術(shù)負(fù)責(zé)掛帥，質(zhì)量部主管，各施工作業(yè)隊(duì)質(zhì)檢員組成的內(nèi)部質(zhì)量自檢體系，對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行全面檢查監(jiān)督。

質(zhì)量檢查程序：由施工班組對(duì)各工序施工質(zhì)量進(jìn)行檢查，并嚴(yán)格履行交接班檢查及工序間的交工檢查制度。對(duì)分部、分項(xiàng)、檢驗(yàn)批及隱蔽工程的質(zhì)量檢查是先施工單位自檢，后提交監(jiān)理工程師驗(yàn)收。