农村供水工程管道穿越顶管施工技术与实例分析

农村供水工程管道穿越顶管施工技术与实例分析摘要:随着国家农村饮水安全工程的实施,顶管施工已经迅速发展并普及,顶管施工已广泛应用于各种穿越难点工程。本文介绍了农村供水管道穿越某国道顶管工程的施工实例,并从理论和实践角度进行了深入的分析,为类似工程提供参考。

关键词:顶管施工顶进注浆沉降

1 工程概况

陕西省渭南市临渭区渭北饮改水工程供水范围为渭河以北10个乡镇221个行政村,供水面积700平方公里,供水人口40万人。该工程水源井位于临渭区龙背镇南部渭河北大堤旁,由渭河侧向补给,水量较为丰富,水质符合饮用水水质标准。有水源井7眼,由潜水泵抽水汇流到供水总干管,向北输水到侯家二级加压站进行消毒加压,再分别输水到东、西干管各供水区。东干管自侯家加压站开始,沿108国道,经巴邑王、董家、南师加压站、李十三加压站到官路加压站;西干管自侯家加压站向西至辛市镇后向北,经李新庄、周家加压站、下吉加压站至阳尹加压站。工程共建设有加压站10座,供水主干管道总长48.5km,配水支管道长328.2km。多次穿越国省道、渭蒲高速、大西高铁、西气东输二线等重要设施,因此顶管施工技术在渭北饮改水工程中应用十分广泛。

2 实例分析

2.1 施工条件

东干管供水管道穿越108国道时采用顶管施工。由于不能中断交通,无法破路开挖,必须在公路下用5根直径为0.6m的圆钢管进行顶进穿越,管顶平均覆土深度为1.5m,平均埋深2m以上。工程区位于渭河北侧冲洪积平原上,为河流与阶地之间地貌,地形平坦,区内未见深大断裂。以重粉质壤土和粉质粘土、砂砾石夹粘土及粘土夹卵石为主,地下水类型主要为孔隙潜水和承压水,分别为赋存于上部粘性土中的孔隙潜水和赋存于中层砂和砂砾石以及下层含砂砾卵石中的承压水。根据地质报告,此处路基下地质状况良好,不含地下水。

2.2 施工过程

工作坑尺寸根据管长、顶镐及顶进宽度等确定。坑底宽度一般为管外径加 2.5～3m,确定为 3.5m;顶进长度为管长加3～4m,确定为10m。坑侧壁应采用支撑挡土,严格防止塌方。后背根据顶力大小计算确定,用钢筋混凝土连续墙作后背,千斤顶后座不允许直接作用在后背墙上,需铺设槽钢或工字钢,以分散后背墙顶力。工作坑考虑防水密封。采用挤进法顶进,人工开挖工作坑,直接用管道顶进。挖土时可以先将管前上挖空,挖空深度应视现场土质而定。为防止工作面坍塌,每次掘进深度不能超过0.3m,当管道停止顶进时,不在管前多挖超挖。管底以下135°范围内不能超挖,管上部超挖不应超过25mm。在工具管尾部环向均匀地布置4只压浆孔,顶进过程中及时进行压浆。每隔2节设置1节有压浆孔的管节。管道上部超挖部分在顶进完成后,采取注浆填实。顶管施工的管道基础属于土弧基础。在穿越土层时,由于垂直土荷载较大,顶力逐渐加大时考虑管道的纵向强度,适当增加管道的纵向配筋。在顶进时,管端作用顶镐处,根据顶力大小垫以方木、铸铁顶圈甚至铸钢顶圈,使顶力均匀地分布在管环上。在每节管之间填以柔性材料,如麻辫、油毡等,防止管口间由于顶力不均匀而压裂。工作坑不可离道路边线太近,设在道路坡脚线以外。在管道顶进之前,先施工顶管进出水口的一字翼墙,以保证施工过程中边坡的稳定。在顶进过程中,经常对顶进轴线进行测量,检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下,每顶进1节钢管节测量1次,在出洞、纠偏、到达终点前,适当增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测,

以保证测量的精度。

2.3 施工安全

必须对公路路面采取加固措施,在路面一定范围内加铺厚度适中的普中钢板或花纹钢板,以分散车辆荷载对路面产生的压力。在顶进管道的路面两侧100～300m处设置减速限速标志牌和减速带,并设置道路沉降观测点,采用观测管等观测装置对路面沉降进行观测。

3 结语

108国道供水管道穿越顶管施工状况安全良好,路面沉降量较小,沉降均匀,道路交通流畅,车辆通行不受影响。