案例五：管道的不开槽施工

案例五：管道的不开槽施工姓名：〖课程导入5.1案例 〗某立交桥改造工程，由某道桥公司总包施工，为配合立交桥改造，同时进行桥区燃气和排水管线的铺设施工，燃气和排水管线由各专业施工单位分包，各出资单位分别为市公路发展有限公司、市燃气集团和市排水集团。

施工许可证上工程名称为某立交桥改造工程，建设单位为市公路发展有限公司，施工单位为某道桥公司。

附注为燃气、排水随桥区改造施工。

排水管在穿越原有匝道进行顶管施工时发生塌方伤亡事故。

问题：1．排水管顶管施工时有哪些工艺要点？学生完成案例5.1：〖技术讲解 〗三、室外管道不开槽法的施工程序和工艺管道不开槽施工法指在不开挖或只开挖少量作业坑的条件下，利用岩土钻掘技术进行铺设、修复、和更换管道的，它高效、优质、成本适中、对环境友善，具有不影响交通、不污染环境等优点，在许多情况下，比开挖法施工周期短、综合成本低、安全性好。

管道不开槽施工法可归纳为掘进顶管法、盾构法和暗挖法。

掘进顶管法按照前端土方处理方式的不同分为人工掘进顶管、机械取土掘进顶管、水力掘进顶管法和挤压土顶管。

重点讲述人工掘进顶管法。

（一）人工掘进顶管法1.人工掘进顶管法施工工序人工掘进顶管是依靠人工在管内前端挖土,用小车将土从管中运出，然后利用千斤顶将管子顶进土中的方法。

（1）工作坑的内容工作坑又称竖井，是顶管工作的关键。

主要内容包括工作坑的位置、形式和尺寸；工作坑的基础和导轨；工作坑的后背等。

（2）工作坑的质量标准①在工作坑内外设置中心控制桩。

②将地面的临时水准点用水准仪（精度指标不低于3mm）引人工作坑的底部，设置两点，选择不易碰撞及不遮挡测量视线的地方设置。

③工作坑的中心桩与水准点设置必须牢固可靠，要经常校对并保证准确。

④中心桩应设可靠的延长柱。

⑤管道中心桩的位置，要考虑到后背中基础变形的影响（3）工作坑的附属设施:工作坑的附属设施主要有工作台、工作顶进口装置等。

2.顶进设备:顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、下管及运出设备等3.顶进管道顶进的过程包括挖土、顶进、测量、纠偏等工序。

从管节位于导轨上开始顶进起至完成这一顶管段止，始终控制这些工序，就可保证管道的轴线和高程的施工质量。

4.中继间顶进中继间是在顶进管段中间设置的接力顶进工作间，此工作间内安装中继千斤顶，担负中继间之前的管段顶进。

中继间千斤顶推进前面管段后，主压千斤顶再推进中继间后面的管段。

此种分段接力顶进方法，称为中继间顶进。

（二）机械取土掘进顶管法机械掘进与人工掘进的工作坑布置基本相同，不同处主要是管端挖土与运土。

机械取土顶管是在被顶进管子前端安装机械钻进的挖土设备，配上皮带运土，可代替人工挖、运土。

（三）水力掘进顶管法水力掘进顶管法的优点是：生产效率高，其冲土、排泥连续进行；设备简单，成本低；改善劳动条件，减轻劳动强度。

但是，需要耗用大量的水，顶进时，方向不易控制，容易发生偏差；而且需要有存泥浆场地。

（四）挤压土顶管挤压土顶管不用人工挖土装土，甚至顶管中不出土。

使顶进、挖土、装土三个工序成一个整体，提高了劳动生产率。

挤压顶管的应用取决于土质，覆土厚度，顶进距离，施工环境等因素。

挤压土顶管分为出土挤压顶管和不出土顶管两种。

（五）盾构法盾构是在不破坏地面情况下，进行地下掘进和衬砌的施工设备。

盾构法施工具有施工速度快、洞体质量比较稳定、对周围建筑物影响较小等特点，适合在软土地基段施工。

可用于地下铁道、隧道、城市地下综合管廊及地下给水排水管沟的修建工程。

（六）浅埋暗挖法浅埋暗挖是城市地下工程施工的主要方法之一。

它适用于不宜明挖施工的含水量较小的各种地层，尤其对城市城区地面建筑物密集、交通运输繁忙、地下管线密布，且对地沉陷要求严格的情况下修建埋置较浅的地下结构工程更为适用。

对于含水较大的松软地层，采取堵水或降水等措施后该法仍能适应。

第三节 检查井与雨水口城市道路排水系统，主要指污水和雨水管道，排水管的作用就是收集并输送污水和雨水。

一条完好的道路，必定要有完好的排水设施配合，才能保证其正常的使用寿命。

为了排除雨水、污水，除管渠本身外，还需在管渠系统上设置某些附属构筑物，如检查井、跌水井、雨水口、倒虹管、出水口、溢流井等。

一、检查井（1）检查井的构造1.检查井的作用和设置位置（1）检查井的作用，一是能顺畅地汇集和转输水流，二是便于养护工作。

（2）设置位置：检查井通常设在管渠交汇、转向处，管径、坡度、高程改变处，在直线管段上相隔一定距离也必须设置检查井 。

2.检查井的构造检查井主要有圆形、矩形和扇形3种类型。

（1）井基：包括基础和流槽。

根据土壤及水文地质条件，采用灰土、碎砖、碎石或卵石作垫层，上铺混凝土或砌砖基础。

基础上部按上下游管道管径大小砌成流槽。

（2）井身：检查井身的材料可采用砖、石、混凝土或钢筋混凝土。

井身在构造上分为工作室、渐缩部分和井筒3部分。

（3）井盖、盖座：盖在井筒上面，井盖座在盖座上，井盖和路面、人行道安装平整，防止行人车辆掉人井内和其他物品落人井内。

一般用铸铁制作，也有用混凝土制成的。

（4）爬梯：供工作人员上下井用，用铸铁制作，也有用砖砌的脚窝，交错地安装在井壁上。

2.检查井的砌筑（1）检查井砌筑准备工作①清理基础表面，复核尺寸、位置和标高是否符合设计要求。

②按设计要求选用合格机制普通粘土砖，并将砖湿润，但浇水应适量，否则会使墙面不清洁，灰缝不整。

③按照施工砂浆配合比机械拌制砂浆。

控制好拌制时间，使砂浆拌和均匀，做到随拌随用。

④准备脚手架。

（2）圆形检查井施工要点①在已安装完毕的排水管的检查井位置处，放出检查井中心位置线，按检查井半径摆出井壁砖墙位置。

②井底基础应与管道基础同时浇筑。

③在井室砌筑时，应同时安装踏步，位置应准确，踏步安装后，在砌筑砂浆或混凝土达到规定抗压强度前不得踩踏。

④在检查井基础面上，先铺砂浆后再砌砖，一般圆形检查井采用全丁墙砌筑。

⑤在砌筑检查井时应同时安装预留支管，预留支管的管径、方向、高程应符合设计要求，管与井壁衔接处应严密，预留支管管口宜采用低强度等级砂浆砌筑封口抹平。

（3）抹面、勾缝技术要求砌筑检查井、井室的内壁应用原浆勾缝，有抹面要求时，内外壁抹面应分层压实抹光。

其抹面、勾缝、座浆、抹三角灰等均采用l：2水泥砂浆，抹面、勾缝用水泥砂浆的砂子应过筛。

（4）井口和井盖的安装检查井、井室砌筑安装至规定高程后，应及时浇筑安装井圈，盖好井盖。

二、雨水口雨水口又称进水口，是雨水管道或合流管道系统上收集雨水的构筑物，街道地面上的雨水经过雨水口和连接管流人雨水管。

（一）雨水口的构造1.雨水口的形式雨水口的构造包括进水箅、井筒和连接管三部分组成。

雨水口的形式有落底和不落底两种，落底雨水口具有人雨水口的污秽垃圾和粗重物体的作用，但必须勤于清捞。

不落底雨水口指雨水进入雨水口后，直接流入沟管，不停滞在口中，这样不影响流速，而污泥和截流的水，不致在雨水口和发臭。

2.雨水口的进水方式雨水口的进水方式有平箅式、立式和联合式等。

平箅式雨水口有缘石平箅式和地面平箅式。

缘石平箅式雨水口适用于有缘石的道路，地面平箅式适用于无缘石的路面、广场、地面低洼聚水处等。

立式雨水口有立孔式和立箅式，适用于有缘石的道路。

其中立孔式适用于箅隙容易被杂物堵塞的地方。

联合式雨水口是平箅式与立式的综合形式，适用于路面较宽、有缘石、径流量较集中且有杂物处。

井箅安装：边沟雨水井处，井算稍低于边沟底水平放置；边石雨水井，井箅嵌入边石垂直放置；联合式雨水井，在沟底和边石两侧都安放井箅。

3.雨水口的布置为解决路面排水，雨水口需设置在能最有效地收集雨水的地方，应能保证迅速有效地收集地面雨水。

一般应设在道路汇水点、人行横道线上游能截住来水的地方、沿街单位出入口上游、靠地面径流的街坊或庭院的出水口等处，道路低洼和易积水地段应根据需要适当增加雨水，以防止雨水漫过道路或造成道路及低洼地区积水而妨碍交通。

（二）雨水管的布设1.雨水管道布设要求（1）雨水管道应按规定平行于道路中心线或规划红线，通常布置在靠近人行道或绿带一侧的车道下，同一管线不应从道路的一侧转到另一侧，以免多占位置并增加管线间的交叉。

（2）快速路机动车车行道下不宜布置任何管线，在主干路、次干路路侧带及非机动车道下面布置管线有困难时，可在机动车道下面埋设雨水管、污水管。

在支路下面可埋设各种管线。

60（3）雨水和污水管道因埋深较大，施工时相邻管线的影响较大，所以应设必要的间距。

雨水管因有窨井等构筑物，以合理布置管线的要求来看，所有管线均应在井外通过。

规范规定的最小值为：下水道距电缆不小于1.0m，下水道距其他管线不小于2.0m。

（4）雨污水管道的埋设深度与结构强度应满足道路施工7与路面行车荷载的要求，否则应采取加固措施。

2.雨水口的材料：雨水口的进水箅可用铸铁或钢筋混凝土、石料制成。

进水箅条的方向与进水能力也有很大关系，箅条与水流方向平行比垂直的进水效果好。

3.雨水口的施工方法：雨水口以连接管与街道管渠的检查井相连。

三、出水口（一）出水口作用出水口是排水系统的终点构筑物。

应根据污水水质、下游用水情况、水体的水位变化幅度、水流方向、波浪情况、地形变迁和主导风向等因素确定。

（二）出水口的形式常用的形式有：淹没式出水口、江心分散式出水口、一字式出水口、八字式出水口。

四、倒虹管管道遇到河流、山涧、洼地、铁路或地下设施时，有时无法按原有的设计坡度埋设，当障碍物无法搬迁时，管道只能在局部做成下凹的折线从障碍物下通过，这种构筑物称为倒虹管。

污水在倒虹管内的流动原理是依靠上下游管道中的水面高差（进、出水井的水面高差），该高差用以克服污水通过倒虹管时的阻力损失。

倒虹管的施工较为复杂，造价很高，应尽可能避免采用。

〖任务安排5.2〗某公司承担了排水管道维护及其管道修复工程。

在维护巡视中发现新建北路下的某段管道是盲端，经公司研究决定于2010年7月15日准备将新建北路的排水管道与已建成的管道井堵口打开连通。

公司派新进场的几名临时工人进行该项目作业。

第1名作业人员打开第一个井立即下井作业，由于管道内涌出大量硫化氢气体，致使该作业人员当场晕倒，地面的5名作业人员见状后先后下井救人，也相继晕倒，待消防队员赶来时，已造成3人死亡，3人重伤。

调查中发现：已建成管道为钢筋混凝土管，直径1500mm，由于年久疏于维护管理，已存在多处局部损坏，其中三个井段由于地面超载等原因造成管道裂缝，经鉴定结构尚可满足承载要求，拟采用全断面修复法实施修复。

2．问题（1）第1名作业人员的作业程序和随后施救人员的做法是否正确？（2）造成本次事故的原因有哪些？（3）三个井段可以采用哪些修复方法？〖学生讨论交流〗。