砂层地质条件下人工顶管控制要点探讨.doc

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1、砂层地质条件下人工顶管控制要点探讨摘要：随着城市化建设步伐的加快，市政基础设施建设迅速向城市外围扩张,在砂层地质条件下的管道施工日益增加，采用非开挖顶管施工工艺的工程相继增多。本文以西安市地铁一号线大庆路段电力管道工程为依据，对砂层地质条件下人工顶管施工过程中出现的常见问题进行分析研究，探索砂层人工顶管施工工艺的控制要点及改进方法。关键词：砂层地质条件人工顶管控制要点中图分类号：F470.1文献标识码：A随着西安市城市化建设进程的加快，市政慕础建设发展迅速，城市管网建设日益增加。西安市地铁一号线供电系统采用非开挖人工顶管

2、施工工艺，其中大庆路段电力管道处于砂层地质条件下，对于探索、研究在砂层地质条件下人工顶管施工工艺的控制要点及改进方法具有很强的代表性。一、工程概况西安市地铁一号线外部电源大庆路（枣园路一汉城南路）电力管沟工程，东起枣园路，终点接入汉城路现状电力管道，电力管沟全程783米。采用管径为2000mm钢承口III级管，管道中线位于大庆路道路中线北侧22米处，为了减少施工对沿线交通的影响，采用人工顶管施工。依据西安工程地质勘测公司提供的地勘报告：1、拟建场地地形平坦，地面高程介于395.80^398.18米之间，沿线所经过地貌单元

3、属皂河一级阶地和二级阶地。2、场地稳定水深度介于11.50〜12・50m之间，场地下水高程为383.50-383.60m,勘察期间处于高水位期。地下水位变化幅度为1.0〜2.0m,属潜水型。参考类似工程降水经验，渗透系数K可采用8m/d03、据钻探报告提供，所见地层自上而下依次为人工填土，第四系全新统冲洪积（Q4al+p1）黄土状土、中粗砂和粉质粘土，上更新统风积（Q32eo1）黄土、残积（Q31eol）古土壤，砂层处于4.5〜6.5m>8.70〜14.00m处，呈带状分布。二、工作坑支护的选用依据地勘报告，以及现场勘测

4、数据，在砂土中开挖工作坑，由于砂土的不稳定性容易出现坍塌，一般需要采用注浆砂层加固或者采用插打钢模板等施工方法来进行支护。这样投入的附加成本较大，在经济方面不适合砂层人工顶管施工。考虑安全、质量、进度、经济等多方面因素决定采用采用井坑一体施工方案，工作井（接收井）采用钢筋混凝土逆作法支护。具体施工方法：1、根据设计检查井大小、考虑顶管工作面，同时工作坑又作为检查井，作为永久性实体，依据管径大小合理确定工作坑的尺寸。该项目由于管道为2000mm钢承口III级管，结合井坑一体，尺寸过大不经济，在达到工作需求的情况下确定为（4

5、X5m）o2、开挖深度依据设计深度，采用分段开挖，合理控制开挖深度，随挖随支护，确保安全。该项冃工作坑分三段开挖，每段控制在（2・5-3山之间），人机配合开挖。3、考虑到井坑一体，采用双层钢筋网片作为受力结构（一般采用HPB335>dl6nnn螺纹钢，具体根据井的深度定），考虑到施工过程中的砂层稳定性，按照梅花型布置钢筋锚杆。采用C30栓进行分段浇筑，厚度一般按照30cm控制。本项目采用双层双向网片采用（I）22@200imn受力筋，锚杆采用lm4）22钢筋锚固，采用C30磯进行分段浇筑，厚度控制为30cm/40cin/

6、50cmo支护浇筑完成后就可以按照正常进行封底、安装导轨、千斤顶、在支护后背垫于钢板作为后背顶进。三、先顶进后开挖的方法防止塌方常规人工顶管施工情况下，采取先掘进出土再顶进的方式。这种工艺在砂层中容易出现坍塌，甚至冒顶。为了防止坍塌，大庆路砂层人工顶管采取先顶进后掘进的方式，在第一节管前设置工具管（钢管卷制支护45。切入管程），使其再顶力的条件下切入砂层，并其到顶部支护作用。由于掘进面的砂层稳定性差，坍塌后容易下滑，所以切入管的前段制成45°以便切入，前段采用角钢或槽钢加肋焊制，同时该段工具管可以设置格栅（主要应对不稳定

7、地段，防止流沙层）。在施工时每次顶进50cm左右,然后进行掘进出土，每次开挖，仅挖掘下半部分砂土，上面部分由于破坏稳定性，会自然滑落。当即将要坍塌致钢管端头时，立即停止挖掘出砂、继续顶进。如此不断循环，每次严格控制掘进尺寸，不使切入段外露，坚持“深顶进、短开挖、勤循环”的原则，能够合理控制坍塌。四、触变泥浆减阻在砂层条件下施工，如果由于条件限制，顶距过长、阻力过大情况下,为了保证管道顺利接通，可以采用触变泥浆减阻。触变泥浆的主耍成分是膨润土，掺入碱（碳酸钠）和水配制而成。膨润土分散在水中，其片状颗粒表面带负电荷，端头带正

8、电荷。如膨润土的含量足够多，贝懒粒之间的电键使分散系形成一种机械结构，膨润土水溶液呈周体状态，一经触动（摇晃、搅拌、振动或通过超声波、电流）、颗粒之间的电键即遭到破坏，膨润土水溶液就随之变为流体状态。如果外界因素停止作舟，水溶液又变作固体状态。顶管施工中就利用膨润土的这种触变性进行减阻施工。大庆路管道施工中采用触变泥