成都興隆湖環(huán)湖道路工程污水管頂管施工技術(shù)

張建剛

（中國(guó)電力建設(shè)集團(tuán)有限公司西南指揮部，四川 成都 610000）

1 工程概況

成都天府新區(qū)興隆湖是一項(xiàng)綜合性的融合了集水源、泄洪道及湖區(qū)景觀為一體的生態(tài)治理項(xiàng)目，該項(xiàng)目的主要任務(wù)是根據(jù)蘆溪河泄洪道，將河流與湖泊進(jìn)行分離，并結(jié)合實(shí)際的地形建設(shè)高灘濕地與生態(tài)湖泊工程，最大限度的提升天府新區(qū)的防洪等級(jí)，避免下游出現(xiàn)洪澇風(fēng)險(xiǎn)，以此來(lái)保證湖區(qū)的水源和水質(zhì)，建立高標(biāo)準(zhǔn)的“藍(lán)色”生態(tài)湖泊。

興隆湖的位置是在成都市天府新區(qū)的興隆鎮(zhèn)，距離成都市中心37km，湖區(qū)面積為4650 畝，西邊面臨的是天府大道，東邊面臨的是紅星路，地理環(huán)境優(yōu)越，湖區(qū)外側(cè)設(shè)有環(huán)湖道路，全長(zhǎng)8.4km，共24 個(gè)交叉口，路幅寬度25 米，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為城市次干路。本文提到的污水管位于道路遠(yuǎn)離湖一側(cè)距路緣石1.2 米，污水分兩段分別排入下游規(guī)劃道路污水系統(tǒng)和規(guī)劃污水提升泵站，污水經(jīng)泵站提升至環(huán)湖路污水管網(wǎng)，最終進(jìn)入污水處理廠(chǎng)。

因環(huán)湖路K1+223.5 樁號(hào)處有南北向橫穿D720 天然氣管線(xiàn)穿過(guò)，與設(shè)計(jì)污水管Ws37-Ws39 及Ws39 支管交叉。由于施工時(shí)段天燃?xì)夤艿啦荒苓w改，為滿(mǎn)足環(huán)湖路排水管網(wǎng)工程的工期目標(biāo)，經(jīng)測(cè)量，污水管與天然氣管交叉處，天然氣管底高于污水管頂4 米左右，影響范圍140m 左右,為了保證進(jìn)行該段污水管施工時(shí)不對(duì)天然氣管道造成影響，根據(jù)地質(zhì)勘查報(bào)告得知，Ws37-Ws39 及Ws39 支管地質(zhì)主要為巖石，滿(mǎn)足頂管開(kāi)挖施工條件，因此將Ws37-Ws39 及Ws39 支管采用液壓頂管施工工藝。

2 頂管施工

2.1 施工準(zhǔn)備

施工前需要做好施工現(xiàn)場(chǎng)、技術(shù)以及機(jī)具的準(zhǔn)備工作。比如施工現(xiàn)場(chǎng)需要做好現(xiàn)場(chǎng)的規(guī)劃以及設(shè)備設(shè)施的搭建，組織好施工人員的進(jìn)場(chǎng)等工作。技術(shù)上需要認(rèn)真學(xué)習(xí)研究設(shè)計(jì)圖紙，理解掌握設(shè)計(jì)圖詳細(xì)內(nèi)容，編寫(xiě)實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)；編寫(xiě)技術(shù)、質(zhì)量、安全等交底材料，在施工前進(jìn)行書(shū)面交底把責(zé)任落實(shí)到個(gè)人；準(zhǔn)備所有技術(shù)資料表格、通用圖集，進(jìn)行施工測(cè)量等工作。機(jī)具的準(zhǔn)備需要根據(jù)具體情況采用人工和機(jī)械化施工，并結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)情況及施工進(jìn)度計(jì)劃，合理運(yùn)用機(jī)構(gòu)，及時(shí)組織施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)[1]。用于工程施工的一切施工機(jī)械，必須類(lèi)型齊備、配套完整、并能滿(mǎn)足施工質(zhì)量和進(jìn)度要求。

2.2 具體施工方案

2.2.1 頂管方案的概述

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需采用非開(kāi)挖頂管的施工工藝將該天然氣管線(xiàn)避讓?zhuān)瑸榱四艹浞值谋茏屧撎烊粴饩€(xiàn)路，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員的實(shí)測(cè)結(jié)果，天然氣管底高于污水管頂4 米左右，影響范圍140m 左右；充分的保障了污水管在不影響原天然氣管的情況下的原定路線(xiàn)。

結(jié)合液壓頂管施工工藝：本工程環(huán)湖路污水管頂管部分管道設(shè)計(jì)鋪設(shè)Φ900 Ⅲ級(jí)鋼筋混凝土平口管，分為兩段施工，合計(jì)施工長(zhǎng)度約為140 米，穿越深度約為8.0 米，需要開(kāi)挖3 個(gè)工作坑，一個(gè)主頂坑，兩個(gè)輔坑，每隔50 米設(shè)置一個(gè)工作坑（結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況調(diào)整工作坑的位置）。

2.2.2 工作坑的施工

根據(jù)頂管段就近污水管道已開(kāi)挖的溝槽得知，環(huán)湖路該頂管段土層厚度約2 米，其余均為頁(yè)巖，需開(kāi)挖3 個(gè)工作坑，其內(nèi)部?jī)艨找?guī)格4.5m×4.0m×8.0m。然而基坑的開(kāi)挖則需要采用人工與機(jī)械相結(jié)合的方式開(kāi)挖，土石方裝20t 自卸汽車(chē)運(yùn)至棄渣場(chǎng)棄倒，同時(shí)邊開(kāi)挖邊使用挖掘機(jī)料斗將四壁有垮塌隱患的地段進(jìn)行清理并將四壁夯實(shí)，一段開(kāi)挖完成立即采用10*15cm 方木和2cm 厚復(fù)合木模進(jìn)行支護(hù)。施工要嚴(yán)格遵循“分層挖掘，禁止超挖”的規(guī)則。完成工作坑的開(kāi)挖后，還需要制作基坑，坑壁采用現(xiàn)澆100mm 厚C20鋼筋混凝土。內(nèi)設(shè)雙層雙向鋼筋網(wǎng)，接頭采用焊接，滿(mǎn)足鋼筋制作安裝規(guī)范要求。選用等級(jí)較高的抗?jié)B混凝土，保證抗?jié)B等級(jí)達(dá)到S4，以便能保證達(dá)到能抵0.6MPa 的靜水壓力，通過(guò)調(diào)整水灰比、加入適量的添加劑等措施，提高襯砌混凝土的抗?jié)B性，既滿(mǎn)足了強(qiáng)度要求，又增加了防水性能，最終為井內(nèi)的長(zhǎng)期使用奠定基礎(chǔ)。在工作坑坡頂外1m 處設(shè)置3mm 厚Φ48mm，高1.5m 鋼管架進(jìn)行維護(hù)，在施工危險(xiǎn)區(qū)設(shè)置明顯的施工安全警示標(biāo)志牌以及安全標(biāo)識(shí)警示燈，確保過(guò)往行人及車(chē)輛安全。工作坑靠背墻根據(jù)頂力計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，采用整體式靠背墻，還要確保靠背墻的整體強(qiáng)度在一定的頂進(jìn)力作用下不受到破壞，結(jié)構(gòu)尺寸為寬度2.0m，高度2.0m，厚度1.0m，混凝土強(qiáng)度同護(hù)壁墻，內(nèi)置φ16@200×200 三層鋼筋網(wǎng)，與護(hù)壁墻一起澆筑。靠背墻完成后加墊40 號(hào)工字鋼，設(shè)在千斤頂作用點(diǎn)的位置來(lái)分散頂管的推力，以確保滿(mǎn)足頂管的最大頂力。最后還要做好工作坑的防墜落以及降排水措施。

2.2.3 頂管的施工

本工程采用液壓頂管施工工藝（如圖1 所示）。施工的原理很簡(jiǎn)單就是在頂進(jìn)管道的兩端位置按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)置一個(gè)工作坑和一個(gè)接收坑，工作坑內(nèi)要按照實(shí)際的需求設(shè)置堅(jiān)實(shí)的后座，吊油壓千斤頂和頂進(jìn)混凝土管接好照明、油管等管線(xiàn)，通過(guò)采用水鉆設(shè)備取土成孔，然后用油壓千斤頂將混凝土管慢慢頂進(jìn)。在頂進(jìn)環(huán)節(jié)還需要借助激光經(jīng)緯儀測(cè)量頂管的方向，邊頂進(jìn)邊排土邊調(diào)整，一直到混凝土管頂至接收井內(nèi)完成施工。

圖1 頂管施工示意圖

導(dǎo)軌的安裝與工作坑內(nèi)設(shè)備制作安裝是頂管施工中必不可少的工作，因?yàn)轫斶M(jìn)的質(zhì)量容易受到安裝的影響，所以導(dǎo)軌材料選用18kg/m 的輕型鋼軌。導(dǎo)軌基底要求平整，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，頂進(jìn)過(guò)程中導(dǎo)軌不能產(chǎn)生位置改變；導(dǎo)軌材料必須順直，鋪設(shè)牢固；導(dǎo)軌鋪設(shè)必須嚴(yán)格控制內(nèi)距、中心線(xiàn)與高程，其縱求與管道縱坡一致。另外，工作坑內(nèi)設(shè)備制作安裝比如頂推設(shè)備安裝、油泵安裝、頂鐵的安裝等也要遵循安裝原則。頂管土石方的開(kāi)挖，需要注意的是：（1）頁(yè)巖采用空壓機(jī)帶動(dòng)風(fēng)鎬破碎開(kāi)挖；（2）在一般頂管地段，如土質(zhì)良好，可超挖管端300～500mm，在管周上面允許超挖15mm，下面135 度范圍內(nèi)，不得超挖；（3）出土采用推車(chē)推出洞口,再用起吊設(shè)備提升基坑裝車(chē)棄運(yùn)至棄渣場(chǎng)，保證施工的質(zhì)量。

2.3 質(zhì)量控制與環(huán)境保護(hù)措施

為了保證頂管施工質(zhì)量還需要做好施工前的準(zhǔn)備工作，對(duì)施工組織設(shè)計(jì)以及施工方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化改進(jìn)。圖紙的會(huì)審、技術(shù)的應(yīng)用及相關(guān)的培訓(xùn)工作要認(rèn)真完成[2]。各級(jí)作業(yè)人員要掌握施工工序、施工方法、注意事項(xiàng)，了解質(zhì)量正確選擇和合理調(diào)配施工機(jī)械設(shè)備，加強(qiáng)日常的維修與保養(yǎng)工作，確保機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。為了保證項(xiàng)目質(zhì)量還應(yīng)該嚴(yán)格遵守施工工藝（或施工程序）。構(gòu)建完善的質(zhì)量反饋系統(tǒng)和各種完善的制度措施，積極推行全面質(zhì)量管理，大力開(kāi)展QC 小組活動(dòng)，提高全員素質(zhì)，以全員主動(dòng)創(chuàng)優(yōu)和工作質(zhì)量來(lái)保證施工質(zhì)量，重點(diǎn)抓好場(chǎng)外工程進(jìn)度和各項(xiàng)性能指標(biāo)。堅(jiān)持工程質(zhì)量崗位責(zé)任制，嚴(yán)格執(zhí)行器材和設(shè)備的開(kāi)箱檢查制度，不合格產(chǎn)品不準(zhǔn)使用和安裝，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理，做好處理記錄。

為了降低施工對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境帶來(lái)的污染，還需要加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)防揚(yáng)塵的措施；提前做好施工道路的規(guī)劃和設(shè)置；臨時(shí)施工道路面鋪?lái)挪㈦S時(shí)灑水減少道路揚(yáng)塵；施工中使用的水泥、粉煤灰等散體材料要存放在庫(kù)內(nèi)，對(duì)于露天存放的材料要使用嚴(yán)密苫蓋進(jìn)行覆蓋，運(yùn)輸和卸運(yùn)時(shí)避免出現(xiàn)沙土飛揚(yáng)；施工場(chǎng)地要有專(zhuān)門(mén)存放油漆、油料的倉(cāng)庫(kù)，油庫(kù)內(nèi)嚴(yán)禁放置其它物資，庫(kù)房地面、墻面做好防滲漏處理，找專(zhuān)業(yè)進(jìn)行管理，防止油料污染水體等，以上是加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的措施。

3 頂管施工常見(jiàn)問(wèn)題的防治

3.1 常見(jiàn)的問(wèn)題

在頂管施工過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)：（1）設(shè)計(jì)與實(shí)際不符，例如管道軸線(xiàn)與設(shè)計(jì)軸線(xiàn)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)偏差過(guò)大，導(dǎo)致管道發(fā)生過(guò)度彎曲，最終使管節(jié)受到損壞，接口出現(xiàn)滲漏；（2）一般完成頂管施工后，或者在實(shí)際的施工環(huán)節(jié)管道軸線(xiàn)兩側(cè)會(huì)出現(xiàn)地面沉降或隆起現(xiàn)象，嚴(yán)重影響管道周?chē)牡缆方煌ǎ€可能會(huì)引發(fā)交通事故；（3）頂進(jìn)過(guò)程中壓力表指針突然增大；（4）管道接口滲水、漏水等問(wèn)題，為了保障施工質(zhì)量，降低施工風(fēng)險(xiǎn)還需要對(duì)這些問(wèn)題及時(shí)的做出處理和防治措施[3]。

3.2 防治措施

針對(duì)上述問(wèn)題，提出了以下防治措施：（1）頂管施工前應(yīng)該進(jìn)行實(shí)地考察，對(duì)地質(zhì)、地形等情況進(jìn)行詳細(xì)的勘察，并做好記錄，及時(shí)的進(jìn)行指導(dǎo)糾偏；（2）嚴(yán)格控制頂管軸線(xiàn)的偏差大小，執(zhí)行勤測(cè)量、勤糾偏、小量糾的操作方法；為防止出現(xiàn)沉降等問(wèn)題可以使用潤(rùn)滑支承介質(zhì)填充管道外圍環(huán)形空隙，還可以用水泥或粉煤灰等材料置換潤(rùn)滑泥漿；（3）根據(jù)地質(zhì)條件的不同調(diào)配適合地質(zhì)的泥漿，應(yīng)用同步注漿法，及時(shí)足量的沿線(xiàn)補(bǔ)漿，經(jīng)常檢查膨潤(rùn)土質(zhì)量，特別是不得含砂，加強(qiáng)頂進(jìn)前的檢修和保養(yǎng)工作；（4）嚴(yán)格遵循管節(jié)和接口密封材料的檢驗(yàn)制度，禁止采用不合格產(chǎn)品，下管時(shí)保護(hù)好管口，可以在鋼絲繩與管口之間加入定量的橡膠墊[4]。

4 結(jié)論

成都天府新區(qū)興隆湖環(huán)湖道路工程污水管液壓頂管施工技術(shù)的成功應(yīng)用既保證了天然氣管道不受影響，解決了施工中的各種難題，又實(shí)現(xiàn)了工期目標(biāo)，同時(shí)質(zhì)量也得到保證，施工過(guò)程安全可靠，低碳環(huán)保。本工程污水管道施工采用的液壓頂管施工工藝得到相關(guān)方和相關(guān)技術(shù)專(zhuān)家認(rèn)可，為整個(gè)興隆湖環(huán)湖路以及湖區(qū)工程按期完成奠定了基礎(chǔ)，為整個(gè)工程如期履約驗(yàn)收交工提供了有力保障。