工程非開挖管施工要點

時間：2021-01-08

**工程非開挖**管施工要點

管線的非開挖施工技術(shù)涉及內(nèi)容較多，它包括**管施工法、水平定向鉆法、夯進空心管法、微型隧道施工法、水平螺旋鉆進法、導(dǎo)向鉆進施工法、氣動矛施工法等等，其中非開挖**管敷設(shè)管道技術(shù)近年來在軟土地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用，并了許多成功經(jīng)驗，是一個非常有用的**工程配套管道的施工方法，值得我們?nèi)ヌ接懪c分析。

1 工程概況

1.1地質(zhì)特點

本地區(qū)**管線工程所敷設(shè)設(shè)的各種管道普遍位于淤泥質(zhì)粘土層，淤泥層厚一般為20～30m，土的顏色多呈灰色或黑灰色，光潤油滑且有腐爛植物的氣味，多呈軟塑或流塑狀態(tài);同時土壤含水量高(一般為60%～70%)，孔隙比大，具有高壓縮性和高靈敏度，抗剪強度和地基承載力低(40kPa)等特點。

1.2 工程建設(shè)特點

(1)本項目的地質(zhì)情況決定了**管線工程采用大開挖管線施工時必須對管道基礎(chǔ)進行處理，溝槽開挖一定要設(shè)置密排支護樁支撐，遇到夾砂層還需輔以井點降水，如不采取充分完備的工程措施，必定會導(dǎo)致溝槽坍塌、溝槽涌土、破壞道路和溝槽兩側(cè)基礎(chǔ)，造成大范圍的土壤擾動、土體塌陷，嚴重影響**管道工程的建設(shè)質(zhì)量;

(2)由于管道基礎(chǔ)的施工，導(dǎo)致晾槽時間過長，豐富的地下水和經(jīng)常性的降雨均會影響管道基礎(chǔ)建設(shè)的質(zhì)量，不確定因素增多，成為影響管線質(zhì)量的隱患;對于大口徑管道和埋設(shè)深度大管道的基槽開挖(一般指地面以下4～6m)，即使采取了諸如基礎(chǔ)處置、設(shè)置溝槽強支護措施等，仍然面臨著較終施工質(zhì)量難以的危險，為不得已采取的方法;在這種形式下，采用非開挖**管技術(shù)，并在本地區(qū)**配套設(shè)施管線的建設(shè)過程中進行應(yīng)用。

2非開挖**管在軟土工程施工要點分析

**管技術(shù)一般應(yīng)用在大口徑壓力管道和重力流的污水工程中，水平定向鉆技術(shù)一般應(yīng)用在小口徑壓力管道和通信、電力管線施工中，其中以非開挖**管技術(shù)在**工程建設(shè)中應(yīng)用較廣泛。文章主要針對性強、適合于本地區(qū)地質(zhì)情況特點、通過機具構(gòu)造加工簡單、工程造價低廉的擠壓式**管施工要點進行分析。

2.1 工藝使用條件

非開挖擠壓式**管工藝適用于標準貫入度小于10，內(nèi)摩擦角φ<50，含水量大于50%%的軟塑、流塑粘性土及軟塑流塑粘性土夾薄層粉砂。

2.2 工程基本情況

本地區(qū)排污工程**管管徑為φ900，管材采用鋼承口鋼筋混凝土管，總長度為2km;管線設(shè)計高程所在土層地質(zhì)情況為淺灰黃-灰色，流塑狀，濕度飽和，高壓縮性，成分以粘粉粒為主;結(jié)合周邊環(huán)境、工程條件、地質(zhì)資料、投資情況等并參照以往類似工程經(jīng)驗，經(jīng)過詳細的經(jīng)濟技術(shù)比較，較終確定采用非開挖擠壓式**管**進技術(shù)。

2.3 基本工作步驟和**力的計算

為使工程方案科學(xué)、可靠、經(jīng)濟，根據(jù)**管工作井后靠土體的穩(wěn)定性、管道**進的**力、管材可承受**力和其它施工因素等(如通風、照明、排土、安全措施等)確定較佳井距(即一次**進的距離);工作井后靠土體的穩(wěn)定性、管材可承受**力的計算較為成熟，這里不再贅述。

其中**管**力的計算是項目成功與否的關(guān)鍵，由于不同工程地質(zhì)情況和施工工藝都不盡相同，故采用的計算公式和得到的計算結(jié)果差異大;而按照規(guī)范提供的計算公式得到的結(jié)果往往安全系數(shù)偏大，不僅不符本地區(qū)的實際情況，而且會造成工程投資的巨大浪費。

在**管工程中**力的計算是其關(guān)鍵的，既要一定的安全度，又不能無控制的放大**力導(dǎo)致造價急劇上升。根據(jù)多年來我們在**管工程中的**力實測結(jié)果，結(jié)合相關(guān)相臨各地的經(jīng)驗公式和理論研究，總結(jié)了一條符合本地區(qū)特點地方經(jīng)驗公式：

P=P1+P2(適合于淤泥質(zhì)土層中擠壓**進施工)

P1=αCu(-6.9lgβ/100+π/3)

P1——迎面阻力(kN)

α——**進過程中，土粘聚力的下降值，取1～0.45

Cu——土的粘聚力(kPa)

β——進土開口率

P2=fsL

P2——管周摩阻力(kN)

fs——管周摩阻，取3.5～7.0kN/M2

L——一次**進的距離

2.4工程應(yīng)用情況

(1)利用上述公式的計算結(jié)果，確定一次**進長度不大于90m;按照計算**力再進行工作井、井的設(shè)計，**管工作井采用鋼筋混凝土矩形沉井，平面尺寸為2.6×4.2m(凈尺寸)，壁厚875px;圓形井為直徑2.0m(凈尺寸)，壁厚625px。

(2)工作井和井尺寸與一般機械**管相比尺寸大大的縮小，這得益于擠壓式**管工藝采用的**頭和**進設(shè)備尺寸(千斤頂)都較短;特別是機頭擯棄了一般機械**管機頭繁重的設(shè)備，減輕了自重，防止了出洞時的“磕頭”現(xiàn)象;

(3)靠**頭工具管開口率的控制來使**管迎面阻力介于主動土壓力和被動土壓力間，確保了迎面土體的穩(wěn)定;開口率的確定依賴于排土率，一般在排土率在95%～**時，可以認定它的**頭工具管的開口率應(yīng)在20%～30%，像φ900管開口斷面應(yīng)在φ500～φ600之間，才能使地面地下的建筑物、構(gòu)筑物和管線不遭其破壞。

(4)在這個工程的施工過程中，我們進行了現(xiàn)場**力實測，結(jié)果為1012.6KN，而計算**力為1830.8KN，安全系數(shù)在1.8左右，表明安全可靠性高。

(5)管線的高程控制和軸線偏差控制均在允許范圍內(nèi)，能夠滿足工藝的設(shè)計要求。

(6)在滿足質(zhì)量要求的前提下，根據(jù)已完成工程的資料統(tǒng)計，非開挖擠壓式**管工藝綜合單位造價是一般機械**管工藝的50-65%;與普通大開挖施工相比，直接施工費用較高，但綜合造價大體相當，部分工程為經(jīng)濟，這主要是因為該地區(qū)土地資源度緊張，政策處理相對困難。

3施工過程中應(yīng)注意的問題

3.1施工條件方面

雖然非開挖擠壓式**管工藝對于在淤泥質(zhì)土層敷設(shè)重力流的排水管道和大口徑壓力管道是較為經(jīng)濟、較為簡便的施工方法，但和其它施工方法一樣，也存在一定的局限性，如要求覆土厚度較深、土質(zhì)均勻且為軟塑、流塑粘性土、迎面阻力不宜過大等。

對一些特殊地質(zhì)情況(如淤泥夾細砂、含淤泥細砂等)，采用擠壓式**管工藝會受到一定程度的限制，如在江濱路大口徑排水管道的施工中，由于在砂層中**進，**力大，導(dǎo)致一次**進距離短，投資增大;同時若管材為平口管，在管線糾偏時，接口會錯開，滲漏嚴重;后來通過引進封閉式**管施工，解決了在這種特殊地質(zhì)情況下管線的施工。

3.2 補救措施方面

針對非開挖擠壓式**管工藝存在的問題，可以通過采用封閉式**管和高強度承插式管材來解決，但這會增加一部分工程費用。現(xiàn)在在軟土地區(qū)，封閉式**管已經(jīng)獲得了大家的認可，得到了廣泛的應(yīng)用，成為非開挖擠壓式**管工藝的補充和發(fā)展，如在某工程(一期)工程中，我們就采用了泥水平衡**管施工工藝，該工程管徑為φ2200，總距離L=1.85km，一次**進長度達為542m;由于采用了注漿減阻，加設(shè)中繼間等輔助措施，降低了管線**力，大的增加了一次**進的距離，減少了工作井和井的數(shù)量，降低了投資;同時采用了“F”型鋼承插口管材，由于接口形式加合理、適應(yīng)性強，增加了在砂層中使用的可靠性，很少出現(xiàn)由于管節(jié)糾偏而導(dǎo)致的接口錯開脫落、管線出現(xiàn)滲漏等現(xiàn)象，使得非開挖擠壓式**管工藝存在的缺欠得到完善。

由于受到工程地質(zhì)情況、建設(shè)條件、建設(shè)資金、工程周期的諸多條件的限制，其它非開挖施工技術(shù)在**工程的應(yīng)用相對較少，除擠壓式(封閉式)**管工藝外，水平定向鉆成為另外一種成功用的非開挖施工技術(shù)。

目前，水平定向鉆在軟土地區(qū)的應(yīng)用還局限于電力、通信和煤氣等領(lǐng)域以及一些小口徑的壓力管道，如過河倒虹管等，但我們也看到，由于功率、扭矩的限制和精度控制，水平定向鉆還不大適合大口徑管線和重力流管線的敷設(shè)，在今后的實際應(yīng)用中還應(yīng)加強這方面的研究和實踐。

綜上所述，本文通過針對于本項目特殊的地質(zhì)情況和工程條件的限制，非開挖**管施工技術(shù)具有不破壞表層地面、減少節(jié)約土地資源、政策處理、工程質(zhì)量、縮短建設(shè)周期、降低工程費用的特點，有著廣泛的應(yīng)用空間和技術(shù)優(yōu)勢。

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