柏叶口水库供水工程倒虹吸穿古吴线公路段顶进法施工质量控制

摘 要：柏叶口水库供水工程土建Ⅰ标倒虹吸穿古吴线公路采取顶管施工，文中叙述了顶管施工过程质量控制，包括安全生产、测量定位、套管顶进、钢管接头焊接、灌泥浆、套管和钢管之间砂土回填、镇墩施工，土方回填等方面。

关键词：柏叶口水库供水工程；顶管施工；质量控制

1.基本情况

由山东水利工程总公司承建的山西省吕梁市交城县的柏叶口水库供水工程土建Ⅰ标的倒虹吸工程需要横穿古吴公路，该路原况为沥青砼路面，路面高程为863.60 m，路面宽9m，两侧路肩宽2m。由于该公路为文水、交城、吴城去古交的省级干道，车流量较大，原设计方案为大开挖埋管方案，施工时需要断路，施工便道拆迁难度大，公路部门及当地政府不同意该方案，施工单位本着技术可行，安全可靠，和不影响交通的原则，提出设计变更申请，由原设计大开挖施工方案改为顶管施工方案，监理、设计、业主各方经仔细审核从安全、经济、科学几方面考虑同意该方案。

2.施工过程控制

倒虹吸1#穿公路段顶管起止桩号为3+090.67至3+114.67，总长度为24米，倒虹吸轴线与公路夹角为77度，其中公路及路肩宽度为13.34米，两侧边坡坡比约为1：0.7，具体布置见附图1和附图2。采用DN1600混凝土套管顶进，然后DN1200钢管边焊接边顶进的施工方案。顶进工作坑设置在桩号3+114.67处，顶进坑内靠背采用C25钢筋砼，底板采用C20素砼，具体尺寸见附图2。钢管与PCCP管焊口处各设C20钢筋砼镇墩1个，镇墩具体尺寸按设计图纸施工。

施工程序为：测量→工作坑的设置→设备安装→混凝土管顶进→钢管铺设→镇墩浇筑→场地恢复。

2.1测量放线控制

通过全站仪准确地测定管道的中心线，设立标高控制点，并建立地面与地下测量控制系统，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。在钢筋砼管顶进过程中，实施测量全过程监控，前两节管是关键，保持30cm测一次，根据测量结果调整顶进方向，前2节管入土后，保持50cm测一次，保证砼管中心平面和高程偏差在施工规范允许范围内。

2.2工作坑施工

工作坑设置在公路一侧，工作坑采用机械配合人工进行开挖。工作坑内作素砼底板，砼底板尺寸为长5.5米，宽4.5米，厚0.3米。靠背采用C25钢筋砼结构，靠背尺寸为高4.5米，宽2.5米，厚0.3米。靠背紧靠土体，并且与管道顶进方向垂直，工作坑的支撑形成封闭式框架，矩形工作坑的四角应设置剪力支撑，防止塌方。

具体顶管法布置图示见附图1。

2.3设备安装

2.3.1顶管所需机械设备清单

2.3.2设备安装质量控制

设备安装时应达到以下要求：

（1）两导轨应平行、垂直等高，其纵向坡度与管道设计坡度一致，且安装后的导轨应牢固，防止在使用中产生位移，并应经常检查校核。

（2）千斤顶应固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；

（3）油泵应设置在千斤顶附近，油管应顺直，转角少，且油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵。油泵安装完毕，应进行试运转。

（4）顶铁应有足够的刚度，采用型钢焊接成型，焊缝不得高出表面。

（5）顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫。顶铁拼装后应牢固锁定。

2.4砼管道顶进施工

2.4.1顶进前全部设备必须经过检查合格，并调试正常，具备正式施工的条件。

2.4.2将一节套管先置于导轨上，用全站仪、水准仪校正其平面与高程位置，使其达到设计要求。

（3）派工人进入管内，一人在工作面挖土，一人用小车将土运至工作坑，再用起重设备将土运往地面。

（4）启动千斤顶，将套管顶进，千斤顶行程结束，再复位千斤顶，加塞垫块后复顶。

（5）顶进中，及时用水准仪监测管道是否偏离中心位置，否则应进行纠偏后再行顶进。

（6）頂进时在顶管外侧涂刷泥浆减少阻力，对于砼管与顶进土层间空隙采用从砼管注浆孔中注泥浆进行填充。

2.5钢管的铺设

采用50t汽车吊将钢管吊入工作坑内，然后用葫芦拉至套管内部，每节钢管均在工作坑内进行焊接。根据规范要求进行管底垫层处理。钢管与砼管间孔隙采用砂进行填充，即能保证间孔隙密实度，又能保证钢管外面的柔性。

2.6管道安装就位后，做好管道两端的封闭施工。

2.7顶管完成后在进出口工作坑和接受坑。与PCCP管连接处各设镇墩一个，确保管线安全固定不偏移。

2.8场地修复

顶管段施工完毕后，进行现场清理，拆除工作坑和顶管设备，镇墩施工完毕后分层回填，进行场地修复，质量达到设计要求。

3.施工安全保证措施

3.1顶管工作坑采用机械挖土方时，现场应有专人指挥装车，堆土应符合有关规定，不得损坏任何构筑物和预埋立撑；工作坑如果采用混凝土灌注桩连续壁，应严格执行有关的安全技术规程操作；工作坑四周或坑底必须有排水设备及措施；工作坑内应设符合规定并固定牢固的安全梯，下管作业的全过程中工作坑内严禁有人作业。

3.2吊装顶铁或管材时，严禁把杆回转半径内人员停留；往工作坑内下管时，应穿保险钢丝绳，并缓慢的将管子送入轨道就位，以便防止滑脱坠落或冲击轨道，同时坑下人员应站在安全角落。

3.3垂直运输设备的操作人员，在作业前对设备各部分进行安全检查，确认无异常后方可作业，作业时精力集中，服从指挥，严格执行起重设备作业有关的安全操作规程。

3.4安装后的轨道应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核；两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。

3.5在拼接管段前或因故障停顿时，应加强联系及时通知管头操作人员停止挖进，防止因超挖造成塌方，并应在长距离顶进过程中加强通风。

3.6顶进过程中，油泵操作工应严格注意观察油泵压力是否均匀渐增，若发现压力骤然上升，应立即停止顶进，待查明原因后方能继续顶进。

3.7管子的顶进或停止，应以管头发出信号为准。遇到顶进系统发生故障或在拼管子前20min，即应发出信号给管头操作人员，引起注意。

3.8在工作坑及接受坑上方周围设警示标志，加设防护栏；顶进作业时，一切人员在护栏外，不得在顶铁上方、两侧站立操作，严禁穿行。对顶铁要有专人观察，以防发生崩铁伤人事故。

3.9管道内的照明电信系统应采用安全电压宜采用12V，每班顶管前电工要仔细检查各种线路是否正常，确保安全施工。

4.结语

柏叶口水库供水工程土建Ⅰ标倒虹吸穿古吴线公路采取顶管施工，避免了大开挖断路施工对公路交通的影响，又减少因修施工便道对民房的拆迁费用，施工单位针对施工特点和难点，提高施工工艺，配置合理施工设备，注重安全生产，监理人员全过程旁站，对安全生产、测量定位、套管顶进、钢管接头焊接、灌泥浆、套管和钢管之间砂土回填、镇墩施工，土方回填等方面重点控制，完工后经闭水试验，质量达到了设计及规范要求。

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【文章编号】1006-2688（2017）08-0044-03

【作者简介】马良柱（1964-），男，山西闻喜县人，毕业于华北水利水电学院水利系，本科，高级工程师，从事水利工程设计及监理。endprint