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

文立政

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，水利工程項目與日俱增，科學合理的施工技術(shù)方案，對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)用實踐，對施工過程的各個環(huán)節(jié)進行嚴格的把控，提高施工技術(shù)應(yīng)用效果，以此推動水利工程項目的進一步發(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)移民扶貧開發(fā)供水工程第10標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，公稱直徑900mm，壁厚12mm，材質(zhì)為Q355C，單節(jié)頂管長度不小于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，為低壓縮性，表層3～5m具輕微濕陷性。

二、施工部署

1、進行必要的宣傳和指引，以保證使用者及時獲得信息，做出合適的判斷。

2、對施工人員的管理：對所有員工進行安全教育，熟悉《安全生產(chǎn)條例》，做到崗位明確，責任到人。施工人員按規(guī)范操作，穿戴統(tǒng)一的反光標志服，嚴禁隨意出入施工作業(yè)區(qū)，堅決杜絕人為事故。

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，鉆成準確的定位導(dǎo)向孔。再利用導(dǎo)向孔，反向回擴，回擴時只將設(shè)計孔徑內(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、施工準備

2.1管材準備 進場的DN900壓力管道管材的強度及防腐要求必須滿足設(shè)計要求，管材進場后將管材供應(yīng)廠家的資質(zhì)和管材的出廠合格證及廠家檢測報告向項目監(jiān)理部報審，經(jīng)項目監(jiān)理部審批同意后才能用于本工程。

2.2軌跡設(shè)計 鉆進前依據(jù)設(shè)計圖紙要求的管道內(nèi)底標高和相對應(yīng)的原地面標高先計算出鉆桿應(yīng)達到的深度來確定定向鉆孔軌跡。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，有一根鉆桿長度達到管道直線段坡度要求。入土角不超過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20°。

3、施工測量

3.1平面控制放線。平面控制及放線，依據(jù)現(xiàn)有邊線，通過勘測方提供的控制點引測本工程的定位點，為保證施工各階段控制點網(wǎng)，坐標及高程的準確，首先對施工現(xiàn)場內(nèi)各控制樁加以保護。并把各控制點引測至現(xiàn)場外加以保護，以便豎向引測放線。同時要做閉合校核。

3.2高程控制。高程控制根據(jù)勘測方提供的水準點引測施工現(xiàn)場的高程控制點。根據(jù)本工程的實際情況，在現(xiàn)場選擇固定的地方做臨時水準點，并做好保護。高程控制采用兩次儀器高程前后視等距測法，保持精度。

4、基坑開挖

開坑前要認真調(diào)查了解地上地下障礙物，以便開坑時采取妥善加固保護措施。工作坑或接收坑開挖的深度，依據(jù)管道高程、所用擴孔鉆機尺寸，以及砼墊層的厚度計算確定，施工時用水準儀測量控制。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)驗和對類似地區(qū)地質(zhì)情況的了解，配置鉆進液。鉆液由水、膨潤土和聚合物組成。水是鉆液的主要成份，膨潤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，所制造的泥漿的流動性和懸浮性越好，回擴成孔的效果越理想，成功的概率越大。

為改善泥漿性能，有時要加入適量化學處理劑。

6、設(shè)備就位

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

7、導(dǎo)向鉆進

導(dǎo)向孔鉆進時鉆具頭部只安裝略大于鉆桿外徑尺寸4cm的矛式鉆頭，對正既定孔位，檢測對中誤差達到規(guī)范要求，即可開動鉆機鉆進導(dǎo)向孔。鉆進時人力扳拉推進要持力均勻，勻速前進。并應(yīng)根據(jù)給進阻力的大小，判定地層內(nèi)是否有硬物或土層的變化，以確定注水機給水壓力和給水量。導(dǎo)向鉆按設(shè)計的深度、標高，隨時監(jiān)控，適時調(diào)整。鉆進中采用輕壓、慢轉(zhuǎn)，注意控制鉆頭溫度，切不可使探頭過熱。施工中，施工員、質(zhì)量員應(yīng)全過程控制，樁位、管道走向、管道位置等及時復(fù)測，確保污水管道施工符合設(shè)計要求。

8、擴孔

導(dǎo)向孔鉆進至接收坑，經(jīng)測量檢驗，偏差在允許范圍內(nèi)時，卸下矛式鉆頭換裝魚尾式或三叉式擴孔鉆頭，開動回拉鉆機擴孔。擴孔時人工給進要均勻，勻速回拉。同時注水機要連續(xù)注適量水，通過鉆具攪拌孔內(nèi)泥土造泥漿，用以保護成孔孔壁，保保持圍巖穩(wěn)定，同時起到潤滑作用。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況，采用刮刀式擴孔器。擴孔器尺寸為鋪設(shè)管徑的1.2～1.5倍，這樣既能夠保持泥漿流動暢通又能保證管線的安全、順利的拖入孔中。擴孔時地層土質(zhì)將軟時宜快速給進回擴，地層土質(zhì)較硬是勻速緩慢進行。在每級擴孔過程中，為防止擴孔跑偏軌跡，采用回拖擴孔。擴孔時為保證管道可以順利回拖，要使鉆孔直徑達到管徑的1.3倍以上，并用泥漿護壁，防止鉆孔坍塌，保證土體對管壁無損壞。

9、清孔

在回擴鉆孔時，在鉆頭尾部配裝拉鏈（桿），鉆孔回擴到達工作坑時，卸下擴孔鉆頭，在拉鏈（桿）一端換裝拉泥盤，進行拉泥成孔工作。此項工序主要是拉運出擴孔攪碎的孔內(nèi)土，形成光滑圓順的安管通道。拉泥時，首次拉泥采用環(huán)形盤，反復(fù)來回拖拉后，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?shù)貙油临|(zhì)較硬，以粘質(zhì)土為主時，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度檢驗合格后，即可進入拉管施工。首先用現(xiàn)場制作的堵頭將管頭密封，然后在管頭后端接上回擴頭，管后接上分動器進行接管，將管子回接到工作井后，卸下回擴頭、分動器、取出剩余鉆桿，堵上封堵頭。施工時，拉管機操作人員要根據(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，埋弧自動焊焊絲及焊劑型號采用HJ401-H9;焊接完畢后要進行探傷，重要焊縫要達到Ⅰ類焊縫，其余焊縫則要達到Ⅱ類焊縫。室內(nèi)的溫度應(yīng)大于5℃，相對濕度應(yīng)小于60%。

四、質(zhì)量保證措施

項目部成立全面質(zhì)量管理領(lǐng)導(dǎo)小組，由技術(shù)負責掛帥，質(zhì)量部主管，各施工作業(yè)隊質(zhì)檢員組成的內(nèi)部質(zhì)量自檢體系，對工程質(zhì)量進行全面檢查監(jiān)督。

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