某體育館周邊截污改造工程頂管施工的設(shè)計心得

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［摘 要］ 廣州番禺區(qū)英東體育場館周邊截污改造工程截污主干管管徑為dn800～dn1000，全長1007.5m，排水管道頂管工程一次頂進(jìn)90m。頂管距離不長，但施工場地狹窄、地下現(xiàn)有管線較多，采用常規(guī)的開槽施工方法有較大技術(shù)難度。本文結(jié)合項目詳細(xì)介紹頂管施工的原理、設(shè)計要點及施工技術(shù)要求等。 

［關(guān)鍵詞］ 截污干管；頂管施工；設(shè)計  一、工程概況  該工程為廣州番禺區(qū)英東體育場館周邊截污改造工程，截污主干管管徑為dn800～dn1000，全長1007.5m。由于禺山大道至環(huán)城河出口管段（樁號0+916.616～1+007.5）敷設(shè)位置為城區(qū)小巷道，最小寬度2.3m，西側(cè)為停車場圍欄（停車場為舊丹山河上架空結(jié)構(gòu)），東側(cè)緊鄰禺雅苑小區(qū)居民樓，施工場地狹窄。原方案采用開槽施工，但由于土方量較大，溝槽還要支護，工作面不夠，造價較高，最后決定采用頂管施工方法完成。經(jīng)分析研究，此段管道采用頂管法施工，管材采用d1020×10焊接鋼管,包括1個方型工作井，1個方形接收井。頂管結(jié)束后將接收井改造為溢流井，并與上游dn1000管道連接。  二、頂管施工原理及分類  根據(jù)頂管設(shè)計方案在管道沿線按設(shè)置工作井和接收井，工作井內(nèi)設(shè)置堅固的后座，安裝工具管、油壓千斤頂、頂鐵、導(dǎo)軌等頂進(jìn)設(shè)備。接好照明、泥漿管、油管等管線，然后用油壓千斤頂將管道頂入土層中。在頂進(jìn)過程中，通過經(jīng)緯儀檢測控制頂管的方向，利用水槍沖泥，采用水力吸泥機通過管道將泥排到井外，頂進(jìn)一定距離后，千斤頂回縮，裝入新的管道再頂進(jìn)。如此重復(fù)，直至將管道頂至接收井內(nèi)。  目前，國內(nèi)管道頂進(jìn)方法一般采人工掘進(jìn)頂管法和機械挖掘頂管法。前者依靠人工進(jìn)行挖土和排土，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本較低等優(yōu)點，但工人勞動強度較大，施工速度較慢，難以滿足工期要求。機械挖掘頂管法采用機械進(jìn)行挖土和排土，具有技術(shù)先進(jìn)、施工質(zhì)量好，施工速度較快的優(yōu)點。  三、頂管施工法設(shè)計心得  頂管施工技術(shù)在近年得到廣泛的應(yīng)用。由于它不需要開挖面層，能穿越地面構(gòu)筑物和地下管線及公路、鐵路、河道，節(jié)省大量投資和時間；同時，降低了對其他現(xiàn)有市政管線的破壞，對城區(qū)的交通、噪音、粉塵的危害和影響大大降低。因此，頂管施工往往成為舊城區(qū)管道改造工程跨越障礙物時的首選。下面結(jié)合本項目談?wù)勴敼苁┕ぴO(shè)計要點。  1．隨著城市建設(shè)的大規(guī)模發(fā)展，人們對生活環(huán)境的質(zhì)量提出更高的要求。城市建設(shè)越來越重視舊城區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的改造，由于歷史原因，舊城區(qū)排水體制一般為雨污合流制，截流式合流制往往成為排水系統(tǒng)改造的首選。為了減少投資及工程量，截污管道的頂管施工設(shè)計時一般考慮將頂管工作井及接收井改造為檢查井或溢流井，這就要求頂管工作井及接收井設(shè)計時考慮與現(xiàn)有管道以及新建溢流管的連接，必須做好對擬接入的現(xiàn)有管道的口徑、高程等調(diào)查工作。該項目在現(xiàn)有管道的普查方面做了大量的工作，對原有排水管道的施工圖、竣工圖進(jìn)行了收集整理，調(diào)用了番禺市的地理信息系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，并輔以現(xiàn)場測量，對以上三種數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)對照校核，確保了設(shè)計輸入條件的準(zhǔn)確性。由于本項目的工作井同時用作溢流井，井的設(shè)計結(jié)合了頂管工作井及溢流井的功能要求進(jìn)行了統(tǒng)一考慮，經(jīng)工程實施后的運行使用情況，基本達(dá)到了設(shè)計意圖。另外，設(shè)計時應(yīng)考慮工作井及接收井預(yù)留洞口，便于頂管施工結(jié)束后其他管道的接入，避免重新開口，破壞井身結(jié)構(gòu)。  2．采用頂管施工的地段一般處于舊城區(qū)，而舊城區(qū)地下管線及其他構(gòu)筑物布置復(fù)雜，設(shè)計前應(yīng)做好調(diào)查工作，布置頂管工作井及接收井時應(yīng)避開與現(xiàn)有其他管線及地下構(gòu)筑物，避免出現(xiàn)進(jìn)行工作井與接收井施工時碰到障礙物而必須進(jìn)行選址的調(diào)整。由于接收井與工作井的移位，導(dǎo)致頂進(jìn)管道的位置必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，嚴(yán)重可導(dǎo)致無法進(jìn)行頂管施工的情況，造成工程設(shè)計的重大失誤。  3．采用頂管施工的地段一般處于舊城區(qū)，部分工程采用頂管施工的原因就是管道所處道路狹窄，無法采用開槽施工，這就要求設(shè)計要充分考慮到頂管施工機械能否進(jìn)場就位、施工棄土能否運出的因素。因此，設(shè)計前應(yīng)該對道路現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，并根據(jù)施工機械的尺寸進(jìn)行計算校核，如確有困難，可以考慮將頂管工作井和接收井的位置進(jìn)行互換，將接收井布置于施工機械難以進(jìn)入的一側(cè)。例如，該項目原設(shè)計時考慮將圖示的工作井與接收井換位，工作井位于現(xiàn)有城市道路上，場地較為開闊，便于施工機械的進(jìn)場就位，但考慮到阻礙交通的問題，經(jīng)過對施工機械的尺寸以及進(jìn)場小巷的空間進(jìn)行反復(fù)校核，發(fā)現(xiàn)換位后仍能夠滿足要求，最后采用了圖示的井位布置。  4．《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》（cecs246:2008）對頂管施工頂進(jìn)土層的選擇有詳細(xì)規(guī)定，其中要求土體承載力fd不宜小于30kpa，這是根據(jù)管道施工時的穩(wěn)定性要求進(jìn)行的規(guī)定。根據(jù)頂管施工的特點，施工時無法對管道外的土體進(jìn)行強化加固，因此，進(jìn)行排水管道頂管施工時，應(yīng)根據(jù)管道基礎(chǔ)承載力的要求進(jìn)行驗算，如土體承載力達(dá)不到排水管道正常使用的要求，則不應(yīng)采取頂管施工。該項目也是對管道基礎(chǔ)承載力進(jìn)行反復(fù)驗算后，確認(rèn)管道頂進(jìn)施工的穩(wěn)定性得到保證之后，才選用了頂管施工法。  四、結(jié) 語  作為一種技術(shù)成熟、在環(huán)境保護和對現(xiàn)有市政管線破壞最小等方面占有較大優(yōu)勢的管道施工方法，隨著各級政府加大舊城區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的力度，在穿越地面構(gòu)筑物和地下管線等管道工程中，將得到越來越廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合具體項目介紹了筆者在頂管施工原理和設(shè)計的心得，供同行們今后在頂管施工項目中作為參考。  ［參考文獻(xiàn)］  ［1］cecs 246：2008，給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程［s］.  ［2］韓選江. 大型地下頂管施工技術(shù)原理及應(yīng)用［m］.北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.  ［3］余彬泉,陳傳燦.頂管施工技術(shù)［m］.北京:人民交通出版社,1998.  ［4］非開挖頂管工程施工［z］. 廣東省基礎(chǔ)工程公司.