引水管道工程论文(共3423字).doc

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1、引水管道工程论文(共3423字)1石狮市引水二期工程顶管施工技术建议基于石狮市引水二期工程顶管施工的背景概况，以及结合工程实地勘察现状，发现工程在控制和调整顶管方向、吊装与焊接管道、配置主顶油缸等方面的施工技术难度比较大，笔者认为有必要借助人工顶管技术，具体的施工技术方法如下：1.1总顶力计算为精准计算出总顶力，需要考虑顶进深度范围内不同质量土质的情况，并选取合适的开挖与顶进施工方法：（1）土质较好情况。顶进深度范围内，较好的土质为粘土、亚粘土和含水量较大的亚粘土，这种土质开挖后，容易成拱，土质系数在1.52.0之间，在此取值2.0。建议采用先开挖后顶进的施工方法，其总顶力可根据土质系数与顶进

2、管子自重计算，其中顶进管子单位自重为0.789t/m，而顶进管道总长度为108.7m，可得出总自重为85.76t，总顶力为171.52t。与此同时，鉴于实际工程存在诸多复杂的不确定性因素，因此总顶力需加上设备51.46t的储备能力，最终得出顶进总顶力为222.98t。（2）土质较差情况。顶进深度范围内，较差的地质为砂质粘性土、含水量较大粉细砂，这种土质开挖后，不容易成拱，土质系数在34之间，建议采用先顶进后开挖的施工方法。根据工程提供统计资料，确定顶管正阻力为70.34t，顶管侧摩擦力为273.05t，最终确定顶管阻力343t，即克服顶管阻力所需总顶力为343t。综合两种假设的条件，笔者建议本

3、工程可借助2个250t的千斤顶作为顶进动力设备，即满足500t的总顶力需求。另外以钢管外径和钢管壁厚作为参数，其中取值1.62m，取值0.032m，根据公式，可计算出单位钢管承受的最大破坏力为3418.3t。由此可见，最终判断出钢管在2个250t千斤顶的顶力作用下，不会造成任何损伤。1.2设备选型、配置与安装本工程顶进施工所需设备的选型与配置情况，具体如表1所示。在做好顶进施工设备选型与配置工作的基础上，需要进行顶管设备的安装，其中主要有导轨安装、承压壁设置、主顶设备安装等。（1）导轨安装。本工程所使用的导轨，为装配式导轨，这种导轨需要稳固安装在砼基础面之上，以便在顶进施工时，能够承受各种负载

4、作用，同时保证不会出现位移、变形、沉降等问题。安装导轨时，一方面需要对管道中心点位置进行详细复核，然后根据设计管底标高平行设置导轨面，另一方面是在顶进施工时，根据实际需求对导轨进行复测调整，旨在保证顶进轴线的精度。（2）承压壁设置。顶进施工需要借助承压壁克服顶力的影响，因此要求承压壁具有一定的强度与刚度。本工程承压壁的承压面以枕木与钢板为主材，其中枕木规格为20cm20cm，钢板衬厚为15cm，并且垂直于顶进轴线，以及在设置到位后，利用钢丝将其绑缚牢固，以免在顶进施工中出现倾斜。（3）其他设备安装。在安装导轨和设置承压壁之后，还应该重点把关主顶设备的安装和管节安装，安装时要求在沉井中测量放样中

5、心线，然后在安装好顶机架、主顶装置和顶进管机之后，将管节依次吊装、顶进和拼装，直至管节安装到位，方可出洞。1.3顶进施工在选型、配置和安装好顶管施工设备之后，根据案例工程的特点，并秉着保证施工质量与安全目标的原则，按照以下方法进行顶进施工：（1）钢管接头的测量控制。本工程所选用的钢管接口，都以焊接作固定处理，在顶进施工期间，如果顶进方向稍偏，很有可能导致钢管变形，甚至是接口脱焊。笔者认为顶进施工时务必进行缜密测量，以控制好顶进的方向，并调整顶进的力度，如果发现存在偏差，需要第一时间调整方向，同时检查钢管的顺直程度和接口是否脱焊，必要时作更换钢管处理。（2）顶进施工细节控制。顶管机头的控制，顶进

6、时保持该设备与土体界面的平衡，以此规避顶进时地面沉降问题的出现。顶进偏心度的控制，可在顶进的同时增加检测频率，及时纠正管道轴线的偏差。顶进摩阻力控制的具体的做法是将改性石蜡涂抹在管道的外壁，并适当增加顶进的长度，即可减少顶进时的摩阻力。不稳定土层的控制，本工程某些部位的土层不稳定，顶进时存在地面变形和土体位移的现象，笔者建议以水泥注浆的方式进行加固，同时实时观察土层的变化情况，一旦发现异常，应予以及时预防。地下水压控制，本工程地下水位大约1m，顶进期间水压过大，而顶管地面没有其他的建筑物，因此建议在地下水压过大的位置，施打降水井进行排水。顶进与出土平衡的控制，为避免流砂和塌方的影响，顶进同时应

7、该控制土体的开挖量，不得出现超挖行为，以及保持顶管轴线平衡。（3）地下障碍物处理。地下障碍物直接影响顶管施工的进度与质量，本工程主要的地下障碍物，有地下废弃管线、孤石和砖墙等，为避免地下障碍物对顶管施工的影响，在施工前，需要根据现场勘察资料，检查是否存在与顶管管路冲突的障碍物，以便适时调整管路设计路线。在施工时，如果发现存在地下障碍物，需以开挖或者使用钢套筒的方式，排除地下障碍物，但期间需要纠正机头推挤反力造成的偏差。（4）顶管轴线测量及管道纠偏。通过地下导线测量，可控制顶管轴线，具体的做法是从工作井地面开始，往井底方向引测，测量导线长度约为7m，即可控制长109m左右的顶管线路，适时需要借助

8、全站仪、控制箱、工作井测站、电脑控制台等，以较高的测量精度要求，将起始边点位误差控制在2mm以内，其测量方法如图2所示。以上的顶管轴线测量，需要在每次顶入土层中约30cm的时候进行至少1次，以及在每次顶入土层中约100cm的时候进行至少1次，如果存在顶管轴线偏差，则必须要根据实际情况增加测量的频率。关于顶管轴线偏差的纠正，根据偏差的大小，以及判断偏差是否存在增大趋势，进而对不同油压状态下的千斤顶机头长度进行调节，将每次纠偏角度控制在1020范围内，以较为缓慢的速度，将偏移的顶进管道，重新调整在设计的轴线上。1.4顶管施工时地面沉降控制本次引水管道工程的顶管施工，多次穿越外环线的主干道，对周围的

9、建筑物造成一定影响，其中地面沉降的影响最为明显。工程在顶管施工时，上部建筑物的基础与顶管轴线距离较近，而所穿越位置的土层不稳定，容易引起局部的地面沉降。为此，在顶管施工同时，应该采取措施控制地面的沉降。（1）为提高控制地表沉降的精度，笔者建议采用人工掘进的方式配合施工，但期间必须控制好掘进的泥水压力，其压力控制的最佳状态大约在高于地下水压力0.01MPa，该压力值有利于顶管开挖面稳定性的控制。（2）顶进施工期间，管道外壁背土容易扰动土地，并造成建筑空隙，适时应当遵循“触变泥浆套”原理，在管道外壁建立触变泥浆润滑套，以及时填充顶管造成的建筑空隙。但填充时需要同时进行工作井口压浆、机尾压浆、管道沿

10、线补浆。（3）完成顶进施工工序后，为了避免管道出现后期沉降问题，需在触变泥浆压注孔接头拆除之前，利用触变泥浆，将每个触变泥浆压注孔球阀里面的水泥浆置换出来；置换泥浆时，需在释放水泥浆的同时，依次将触变泥浆压注进去。（4）在置换泥浆的同时，还应该观测与控制管道后期的沉降，期间重点监测顶管施工位置的地表、管线持续与周围建筑，并根据监测的结果，采取注浆加固措施，将管道的沉降控制于基本稳定状态。1.5管道功能性试验在管道顶进施工及其他工序完工后，需进一步试验管道的功能性，其试验的参照标准为给水排水管道工程施工及验收规范，检查管道工作压力大小，如果工作压力超出0.1MPa压力值，则需要进行水压试验。本工程管道水压试验结果。试验结果可看出，本引水管道顶管施工达标。2结语文章通过研究，以石狮市引水二期工程为例，基本明确了引水管道工程顶管施工技术的应用方法，但鉴于不同引水管道工程顶管施工条件与要求的差异性，要求其他引水管道工程在参考借鉴本工程顶管施工方法时，需紧密结合本身工程的实际情况，对以上施工技术予以灵活应用。第 7 页 共 7 页