頂管施工的技術(shù)管理

頂管施工的技術(shù)管理及ir僦前期準(zhǔn)備頂管工程開(kāi)工前，一方面要勘查場(chǎng)地條件，另一方面做好人員安排和材料采購(gòu)。場(chǎng)地條件勘查主要包括作地質(zhì)鉆探分析地質(zhì)環(huán)境；作地下管線(xiàn)和地下障礙物探測(cè)了解地下管線(xiàn)的分布；現(xiàn)場(chǎng)勘查高空障礙物的分布。人員安排和材料采購(gòu)是指要安排好項(xiàng)目部管理架構(gòu)和根據(jù)各項(xiàng)計(jì)算采購(gòu)材料。1.1場(chǎng)地勘查（1）地質(zhì)環(huán)境即通過(guò)設(shè)計(jì)院提供的地質(zhì)報(bào)告和補(bǔ)充地質(zhì)鉆探來(lái)分析地層的組成、分層抽取試樣作土工試驗(yàn)和確定地下水的分布形式與地下水的水位標(biāo)高。其中最為重要的是確定軟弱地層（這里主要指淤泥、淤泥質(zhì)粉土、粉砂、細(xì)紗和中粗砂等飽水后具有流動(dòng)性的地層）的頂層界限、厚度、飽和度和抗剪強(qiáng)度。（2）地下管線(xiàn)和地下障礙物地下管線(xiàn)一般包括煤氣、供水、電信、供電、排水、公安交通和軍用電纜等。地下障礙物一般包括廢棄的地下構(gòu)筑物、拋石、木樁和建筑垃圾等等。煤氣、電信、供電公安交通和軍用電纜一般埋深較淺，從平面上影響頂管施工，剖面向一般不影響，因此大部分情況下，只影響工作井和接收井施工。供水和排水管線(xiàn)對(duì)頂管施工障礙很大，平面和剖面向都有影響，施工前，要將供水管線(xiàn)遷移或通過(guò)設(shè)計(jì)變更避開(kāi)供水管；如果頂進(jìn)要碰到排水管及其基礎(chǔ)，而排水管又不能廢除，則要將排水管遷移或通過(guò)設(shè)計(jì)變更避開(kāi)排水管。如果做工作井或接收井碰到排水管，破除排水管前要做好導(dǎo)水和止水措施。探測(cè)地下管線(xiàn)和地下障礙物的主要步驟分為資料調(diào)研、儀器探測(cè)和明槽探測(cè)三步。資料調(diào)研可通過(guò)管線(xiàn)交底會(huì)議來(lái)實(shí)現(xiàn)，該會(huì)議一般由業(yè)主組織。也可以采取向規(guī)劃局購(gòu)買(mǎi)施工區(qū)域的管線(xiàn)平面圖和剖面圖的方式。對(duì)需要進(jìn)一步明確的管線(xiàn)資料，要到相應(yīng)管線(xiàn)管理部門(mén)進(jìn)一步了解。資料調(diào)研得出的對(duì)施工可能造成影響的管線(xiàn)需要用儀器進(jìn)行探測(cè)。儀器探測(cè)適用面廣,一般可分為地質(zhì)雷達(dá)、電磁和電法探測(cè)。地質(zhì)雷達(dá)可以探測(cè)硅管、PVC管、金屬、玻璃管等各種管材和各類(lèi)構(gòu)筑物，但由于其工作原理是通過(guò)不同物體或地質(zhì)層面反射率地不同來(lái)探測(cè)管材，所以常常會(huì)把圓柱型或條帶狀的地質(zhì)地層界面也判斷為地下管線(xiàn)。這種探測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)在于各類(lèi)管線(xiàn)和構(gòu)筑物都可以探測(cè)出來(lái)，探測(cè)深度不受限制。電磁和電法探測(cè)只能探測(cè)深度小于6米的金屬管和金屬物，且平面位置探測(cè)準(zhǔn)確，但剖面位置(即埋深)會(huì)有偏差。對(duì)于施工可能造成重大影響的管線(xiàn)，有條件的情況下一定要通過(guò)開(kāi)挖明槽進(jìn)一步探測(cè)。明槽探測(cè)即開(kāi)挖明槽將管暴露出來(lái)，用常規(guī)量具測(cè)量管線(xiàn)的幾何尺寸。這種探管方法最直接最準(zhǔn)確，有條件時(shí)明槽探管，所以該法常作為一種輔助方法。點(diǎn)式挖孔探測(cè)是一種軟開(kāi)挖的明槽探測(cè)，即避免挖機(jī)或其他硬開(kāi)挖對(duì)管線(xiàn)的不小心損害，是采用真空吸泥進(jìn)行挖孔的方法。(3)高空障礙物在城市內(nèi)施工，高空障礙物一般會(huì)有道路路燈、電車(chē)電纜、高架橋、交通指示牌等，制定頂管方案時(shí)，一定要調(diào)查清楚。1.1人員安排和材料采購(gòu)人員安排即項(xiàng)目部管理架構(gòu)的組織，這一點(diǎn)和其他建筑項(xiàng)目基本相同，本文只強(qiáng)調(diào)頂管工程的不同點(diǎn)。(1)施工技術(shù)人員應(yīng)該包括土建和機(jī)械兩方面的人才。土建類(lèi)應(yīng)該具備巖土、測(cè)量等技術(shù)人員，機(jī)械類(lèi)應(yīng)該具備機(jī)械和機(jī)電技術(shù)人員。(2)項(xiàng)目部的架構(gòu)可以是多種多樣，但得圍繞一個(gè)原則來(lái)組織，即土建和機(jī)械兩方面的技術(shù)人員必須互相制約，緊密的聯(lián)系在一起，共同參與和指導(dǎo)施工。這樣一方面可以從根本上減少機(jī)械損壞的幾率，另一方面有效保護(hù)了地質(zhì)環(huán)境，使得施工可以正常進(jìn)行，提高施工質(zhì)量和加快進(jìn)度。材料采購(gòu)目前，頂管施工還是一種新工藝，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的管材加工標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。所以采購(gòu)管材前，施工單位不但要根據(jù)工程量計(jì)算出定購(gòu)的管材數(shù)量，還要做好以下幾點(diǎn)：(1)根據(jù)設(shè)備的要求，確定管材的長(zhǎng)度和厚度；一定要到管材廠(chǎng)家抽檢管材，嚴(yán)格按照規(guī)范驗(yàn)收管材的軸向抗壓、環(huán)向剛度和密水性等性能。根據(jù)埋設(shè)的管道閉水要求確定管材的止水部位和止水帶的材料。例如，污水管道的閉水要求高，可以用止水性能好的F型接口，在接口位置要加遇水膨脹橡膠和密封膠如圖1o據(jù)頂管穿越的地質(zhì)地層和總頂推力的大小確定注漿管的布置方案和數(shù)量。頂進(jìn)距離長(zhǎng)，總頂推力大，要相應(yīng)加多注漿管。一般注漿孔按照120品字形均勻分布在管材上，小管徑一般為三個(gè)，大管徑三到五個(gè)。淤泥、細(xì)砂或人工填土因土質(zhì)條件差，成孔性差，所以要多布置注漿管，以保證注漿效果。2總體布置方案總體布置方案分為工作井和接收井布置、頂進(jìn)方案選擇和機(jī)械投入方案。工作井和接收井布置(1)首先從場(chǎng)地條件選擇工作井和接收井的位置。按照交通和建筑物、地下管線(xiàn)和構(gòu)筑物、高空障礙物、頂進(jìn)設(shè)備總推進(jìn)力和地質(zhì)環(huán)境幾個(gè)條件依次篩選。A交通和建筑物工作井和接收井的位置不能障礙交通，工作井和接收井基坑的構(gòu)筑不能影響鄰近道路和建筑物的穩(wěn)定性。B地下管線(xiàn)和構(gòu)筑物工作井和接收井的位置不能有任何地下管線(xiàn)影響，工作井到接收井的頂進(jìn)路線(xiàn)上不能有建筑物的基礎(chǔ)或其他構(gòu)筑物，不能和其他管線(xiàn)交叉。C高空障礙物工作井和接收井盡量不要布置在高空障礙物下。如果現(xiàn)場(chǎng)條件限制，要在高空障礙物下作工作井或接收井，則一定要確認(rèn)所使用的挖掘機(jī)、吊管設(shè)備和吊車(chē)等有足夠的工作空間。D頂進(jìn)設(shè)備的總頂推力要根據(jù)頂進(jìn)設(shè)備的總頂推力、所能投入的中繼間個(gè)數(shù)和導(dǎo)向測(cè)量系統(tǒng)的工作半徑確定單坑頂進(jìn)的最大距離，根據(jù)這個(gè)距離調(diào)整工作井和接收井的位置。E地質(zhì)環(huán)境工作井或接收井要設(shè)在地質(zhì)條件較好的地段，盡量避開(kāi)淤泥、流砂等軟弱地層。這樣可以使用成本較低且工藝簡(jiǎn)單的施工方法。頂進(jìn)方案的選擇（1）頂進(jìn)路線(xiàn)原則上盡量選擇從工作井到接收井同時(shí)頂進(jìn)的方案，這樣可以減少工作井個(gè)數(shù)，節(jié)約成本。頂進(jìn)路線(xiàn)要按照地下構(gòu)筑物、地下管線(xiàn)、地質(zhì)條件權(quán)重依次減小的方式選擇。（2）在接收井和工作井的設(shè)置不受其他條件影響的前提下，優(yōu)先將工作井設(shè)在流水位的下游。從下游向上游頂進(jìn)，有利于頂管管道內(nèi)積水的排出。（3）中繼間的設(shè)置如果能通過(guò)選擇推力強(qiáng)勁的主頂裝置或注漿潤(rùn)滑減阻滿(mǎn)足推進(jìn)力，則盡量不要使用中繼間。因?yàn)橐坏┲欣^間不能正常工作，則維修比較困難，會(huì)延誤工期。機(jī)械投入方案有關(guān)如何根據(jù)土質(zhì)情況選擇人工頂管、土壓式機(jī)械頂管或泥水平衡式頂管機(jī)，如何根據(jù)土質(zhì)情況選擇頂管機(jī)刀盤(pán)，在許多文章中都有詳細(xì)的敘述。本文著重強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：如果使用泥水平衡式頂管機(jī)，則一定要根據(jù)土質(zhì)情況計(jì)算進(jìn)水泵和排泥泵的功率?？催M(jìn)水泵是否能夠提供足夠的水量和水沖力，將土塊充分崩解和帶出；排泥泵是否有足夠的能力帶出泥砂。一般來(lái)講，進(jìn)水泵的功率要小于排泥泵，因?yàn)檫M(jìn)水泵的工作循環(huán)基本是密封的，而排泥泵抽水的空間土體斷面和泥水倉(cāng)之間是有空隙的，會(huì)有水頭損失和空氣進(jìn)入。一般頂進(jìn)長(zhǎng)度超過(guò)150米都要加設(shè)中繼泵，加強(qiáng)排泥和進(jìn)水能力。要根據(jù)總體工期要求投入足夠的設(shè)備數(shù)量，合理安排頂進(jìn)次序，設(shè)備的推進(jìn)能力要按設(shè)計(jì)的70?80%計(jì)算。3頂管施工方案3.1工作井和接收井的施工方案工作井和接收井的施工工藝種類(lèi)基本相同，不同的是因接收井受力簡(jiǎn)單，且?guī)缀纬叽缫^小，所以接收井常采用較簡(jiǎn)單的施工工藝。具體的講，工作井和接收井的施工工藝有人工挖孔附壁法、沉井法、打鋼板樁再內(nèi)襯碎墻、地下連續(xù)墻和先作挖孔樁再內(nèi)襯碎墻等。關(guān)于這些施工工藝的施工流程和技術(shù)措施本文不作祥述，僅僅說(shuō)明如何根據(jù)地質(zhì)環(huán)境、工期要求、結(jié)構(gòu)質(zhì)量要求和造價(jià)，從宏觀(guān)上確定使用何種施工工藝較為恰當(dāng)。下面分別從這幾個(gè)方面闡述：A工期沉井法的工期最長(zhǎng)、次之地下連續(xù)墻和先作挖孔樁再內(nèi)襯碎墻、人工挖孔附壁法和打鋼板樁再內(nèi)襯碎墻。如果地質(zhì)條件差，則打拉森鋼板樁是最快的方法。B地質(zhì)環(huán)境如果工作井或接收井幾何尺寸大，深度較深，且地質(zhì)地層土質(zhì)差（淤泥或砂層的厚度大于2米，且地下水位較高，為土質(zhì)差的地層），則無(wú)法使用單獨(dú)人工挖孔附壁法施工，必須同時(shí)輔助挖孔樁等其他擋土止水工藝施工。如果存在巖石、不同程度風(fēng)化的巖層、2米以上的砂層或淤泥，則沉井法施工困難。如果地下水位很高，且地層的滲透率很大（砂層粉砂層粉土淤泥粘土），且屬于淤泥或流砂等流性地層，則先作挖孔樁等擋土止水構(gòu)筑物，再內(nèi)襯碎墻的施工方法。除了堅(jiān)硬巖層外，打拉森鋼板樁法都能適用，但深度受到限制，因?yàn)槭袌?chǎng)上很難找到15米及其以