長距離曲線頂管技術(shù)在電力管道工程中的應(yīng)用

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1、長距離曲線頂管技術(shù)在電力管道工程中的應(yīng)用陳　勇1陳永光2黃以華2(1福建省東辰巖土基礎(chǔ)工程公司廈門分公司,2廈門電力工程集團(tuán)有限公司)摘要：非開挖技術(shù)在市政管道鋪設(shè)中的應(yīng)用越來越廣泛，從直徑50mm通訊光纜~直徑3000mm混凝土管道，采用非開挖安裝各種都變得很普遍。同時，鑒于非開挖技術(shù)綜合效益優(yōu)越性、環(huán)境友好型施工特點，也逐漸被工程建設(shè)方、社會所接受和認(rèn)可。泥水平衡頂管技術(shù)是非開挖最為成熟的技術(shù)之一，在城市市政設(shè)施建設(shè)中也起著舉足輕重的作用。采用泥水平衡頂管技術(shù)進(jìn)行城市雨污分流改造已經(jīng)在國內(nèi)大量城市取得應(yīng)用，但是，采用泥水平衡頂管在巖層中鋪設(shè)直徑達(dá)2000mm

2、埋深在5m電力管道，在國內(nèi)為數(shù)不多，在福建廈門地區(qū)也是尚屬首次。通過在工程施工中對設(shè)備、施工工藝的摸索和改進(jìn)，最后采用泥水平衡頂管施工技術(shù)成功鋪設(shè)建設(shè)所要求的電力管道。本工程將為在福建地區(qū)采用頂管技術(shù)鋪設(shè)大口徑長距離、曲線管道提供了指導(dǎo)和借鑒。關(guān)鍵詞：非開挖技術(shù)；泥水平衡頂管；巖層掘進(jìn)。1.前言城市的發(fā)展將涉及到地下空間的開發(fā)和利用，采用非開挖技術(shù)進(jìn)行城市地下公用設(shè)施的開發(fā)和利用是一種逐漸被社會廣大民眾所接受新型的施工公用設(shè)施施工方式之一。采用非開挖實施城市地下公用設(shè)施具有以下優(yōu)勢：①工程施工具有環(huán)境友好型特點；②與傳統(tǒng)開挖等施工工藝相比，綜合經(jīng)濟(jì)成本具有很大優(yōu)

3、勢；③能夠準(zhǔn)確、快捷的實現(xiàn)地下公用設(shè)施的安裝鋪設(shè)；④對地面交通、商業(yè)、社會活動等影響很小。因此在當(dāng)前采用非開挖技術(shù)安裝城市地下公用設(shè)施是較為經(jīng)濟(jì)合理、安全有效的一種施工方法。廈門市地區(qū)在改革開放后的浪潮中，經(jīng)濟(jì)得到了蓬勃的發(fā)展，對城市地下設(shè)施（電力、通訊、給排水、燃?xì)鉄崃Φ龋┕艿赖倪\(yùn)輸能力需要不斷的提高和增大，因此需要大量的修建或擴(kuò)建現(xiàn)有的地下設(shè)施。本論文中所涉及的工程正是擴(kuò)大區(qū)域輸電能力、空中電網(wǎng)入地纜化的方針政策的大背景下的工程。工程經(jīng)過建設(shè)方、設(shè)計方、業(yè)內(nèi)專家教授以及施工方的綜合研討確定采用泥水平衡式曲線頂管鋪設(shè)該區(qū)域內(nèi)的電力管道。工程主體為兩座頂管沉井、

4、頂進(jìn)長度約180m直徑2000mm管頂埋深為5m的預(yù)制混凝土管道頂管工程。受場地建筑群體及工程地質(zhì)條件限制，工程擬采用曲線泥水平衡式頂管施工工藝鋪設(shè)電力管道。工程通過招投標(biāo)形式,最終選定福建東辰巖土公司廈門頂管分公司作為該工程的施工單位,下圖-1給出了2003年～2010年8月份采用土壓平衡和泥水平衡頂管鋪設(shè)管道的施工業(yè)績。圖-12003年～2010年8月份止東辰廈門頂管分公司業(yè)績情況82.工程地質(zhì)條件頂管工程場地位于文曾路兩側(cè),頂管工作井位于文曾西側(cè)山坡坡腳位置,接收井位于文曾路東側(cè),位于立交橋交界位置,場地空間十分受限。位于頂管施工段位置，文曾路西側(cè)屬于山地

5、地形，局部位置有基巖出露，坡腳位置主要為中沙或粗砂沖擊地層。由于后期人為活動，沿文曾路兩側(cè)20m范圍內(nèi)都是商業(yè)建筑和民用建筑。頂管施工區(qū)域總體高差在1.5m范圍之內(nèi)。頂進(jìn)軌跡總體位于文曾路沿線方向。根據(jù)市政工程巖土工程勘察要求，位于施工區(qū)域范圍需要進(jìn)行初勘和詳勘，以便詳細(xì)了解施工區(qū)域工程地質(zhì)條件和水位地質(zhì)條件。通過工程區(qū)域居民調(diào)查和相關(guān)水文和地質(zhì)管理部門核實區(qū)域工程地質(zhì)和水位地質(zhì)條件，并通過在頂進(jìn)方向上進(jìn)行勘察孔直觀鉆探勘察，準(zhǔn)確詳盡了解了該區(qū)域內(nèi)的施工地質(zhì)條件：工程地質(zhì)條件：施工區(qū)域內(nèi)地表以下2m范圍主要是以回填層為主，回填層最大有300mm大小等的建筑垃圾塊

6、體，且致密度很差，透水性很好，其中局部是山體沖積沉積砂層和卵礫石層。西側(cè)山體坡腳位置有基巖出露，屬于中風(fēng)化砂巖和強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，巖石強(qiáng)度在15Mpa~25Mpa之間。如圖-2所示：水位地質(zhì)條件：施工所在地屬于亞熱帶海洋性氣候，降雨頻繁，除市政公用設(shè)施、商業(yè)建筑和民用建筑外，區(qū)域內(nèi)植被良好。區(qū)域內(nèi)常年地下水位位于地表以下6.53m。圖-2管道頂進(jìn)區(qū)域地質(zhì)剖面圖注：為雜填土，碎石和塊石占40%左右；為坡積粉質(zhì)粘土或殘積粉質(zhì)粘土，其中>2mm砂礫含量為10%~15%左右；為殘積粉質(zhì)粘土，主要是由全風(fēng)化的花崗巖堆積而成；為全風(fēng)化和強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，花崗結(jié)構(gòu)較清晰，質(zhì)地堅硬，上

7、部全風(fēng)化花崗巖強(qiáng)度達(dá)50Mpa，下部強(qiáng)風(fēng)化花崗巖強(qiáng)度高達(dá)65Mpa。3.設(shè)計考慮頂管工程設(shè)計主要涉及頂管工作井和接收井的設(shè)計、頂管頂進(jìn)軌跡設(shè)計和設(shè)備選型。各部分設(shè)計需要考慮的因素側(cè)重點存在差異，但是都是建立在對施工區(qū)域內(nèi)工程地質(zhì)條件詳盡掌握的基礎(chǔ)上才能確定設(shè)計方案。3.1頂管工作井和接收井設(shè)計8通過對工程區(qū)域內(nèi)工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件收集和分析，采用沉井施工工藝進(jìn)行頂管工作井和接收井的施工，綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著。鑒于兩個井功用上的差異，在進(jìn)行設(shè)計時將工作井設(shè)計成直徑為6500mm深度為9.8m的沉井，主要考慮工作井施工區(qū)域條件及頂進(jìn)過程中頂進(jìn)力的需要及工作井的后期

8、功用（頂管作業(yè)完畢作為電