管线段施工重难点分析

焦红波 张胜瑜

摘要：本文对洛阳市新安县引故入新工程管线段施工作了简要介绍，并对管线施工重难点进行了分析，并结合管线沿途横穿S323省道和3处居民区，开槽施工难度大等工程实际设置三段顶管。认真分析地质资料，摸清施工沿线的地下管线的详细情况，制定详细的技术措施。作好地质勘察及资料整理工作，认真编制好施工方案和通过不同土层的技术措施及纠偏措施，确保管道的顺利顶进，有效保证了施工质量和进度;鉴于工程实际，介绍了管线开挖质量安全应急措施和顶管施工导致结构性破坏应急措施，供类似工程类似情况借鉴。

Abstract： This article briefly introduces the pipeline construction of Xin'an County， Luoyang City， and analyzes the major and difficult points of pipeline construction. Combined with the pipeline crossing S323 Provincial Highway and 3 residential areas along the way， the trenching construction is difficult and other engineering practices， three sections of pipe jacking are set. It carefully analyzes the geological data， finds out the details of the underground pipelines along the construction line， and formulates detailed technical measures. It should do a good job of geological survey and data collation， carefully prepare the construction plan and adopt technical measures and corrective measures for different soil layers to ensure the smooth jacking of the pipeline and effectively ensure the construction quality and schedule; in view of the actual project， emergency measures for quality and safety of pipeline excavation and emergency measures for structural damage caused by pipe jacking can be used as reference for similar situations in similar projects.

關键词：管线;重难点分析;顶管;应急措施

Key words： pipeline;analysis of key and difficult points;pipe jacking;emergency measures

中图分类号：TU990.3                                     文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）03-0074-03

1  工程概况

1.1 工程简介

本工程起点洛阳市故县水库引水工程新安预留分水口，分水口管底高程201.10m，地处宜阳县城区东北部甘棠塞西侧，工程终点位于新安县城关镇南庄村东侧涧河边的新建水厂，设计引水流量0.58m3/s，日供水量为5万m3。

引水线路总长21.228km，由进口管线段、隧洞段、出口连接段三部分组成。其中进口管线段长2.522km，隧洞段长18.647km（采用盾构法施工），出口连接段长0.059km，与新安县城关镇南庄村东侧涧河边的新建水厂管道连接，通过自流将水引入新安县新建水厂。

进口管线段线路从起点洛阳市故县水库引水工程预留新安分水口自南向北穿越S323省道，沿S318省道西侧布置管线，在桩号K2+521.7处进入隧洞，进口管线段总长2.515km，管道采用管径1m的球墨铸铁管（K9）。主要工程量包括管道铺设2515.45m，顶管施工380m，排气阀4个，排水阀1个，检修阀1个，活塞阀1个和镇墩17座，调节池1个。

因进口管线段沿途横穿S323省道和3处居民区，开槽施工难度大，故本工程共设置三段顶管。分别为1#顶管全长134m，里程桩号为K0+720.4～K0+854.4，2#顶管全长为166m，里程桩号为K0+923.7～K1+089.7，3#顶管全长为86m，里程桩号为K2+349.3～K2+435.3，顶管总长度380m。每段顶管分别设置工作井1处，接收井1处。顶管采用F-B型钢承口式钢筋砼管，型号为F-B？准1800×180×2000，壁厚150mm，内套采用DN1000涂塑复合钢管，壁厚120mm。

1.2 工程地质与环境条件

1.2.1 管线段区域地质

管线工程区主要穿越两个地貌单元，桩号K0+000～K1+088段属洛河左岸I级阶地地貌单元，地势微向洛河倾斜，地表较平坦;桩号K1+088～K2+521.7属丘陵地貌，呈黄土丘陵地貌特征，区内地表均被第四系松散堆积物覆盖，仅陡直的沟岸坡有少量基岩出露[1]。

工程区位于华北地震区，华北平原地震亚区，许昌—淮南地震带内。地震动峰值加速度值为0.10g;地震基本烈度为VI度，工程区属于底应力区，且空间应力状态比较均匀，对地下建筑物围岩稳定影响不大，区域结构稳定性程度为稳定。

工程区主要河流为引水口的洛河，枯水期水量小，水流平缓。其它沟谷内枯水期基本无地表径流，仅在大雨后才短暂流水。环境水对混凝土及混凝土结构中的钢筋不具腐蚀性，环境水对钢结构具弱腐蚀性。

1.2.2 地质条件及评价

压力管线桩号K0+000～K1+088段管基土主要由第四系全新统低液限粘土（Q4）组成，土多呈硬塑～可塑状，属中压缩性土，土的力学强度一般，可作管基持力层使用。桩号K1+088～K2+161段管基土主要由第四系中更新统低液限粘士（Q2）组成，土多呈坚硬塑～可塑状，属中至低压缩性土，土的力学强度较高，为好的管基持力层。管底埋深2.0m左右，管槽开挖边坡主要由低液限粘土组成，边坡稳定性较差，管槽施工应保证稳定边坡开挖。

顶管场地土主要由第四系全新统低液粘土（Q4）组成，土多呈可塑状，局部呈软塑状，围岩类别为Ⅵ类，板不稳定，围岩不能自稳，变形破坏严重，掘进施工时存在冒顶隐患，需采取即挖即顶施工措施[2]。

进口调节池基底土主要为砂质粘土岩（N），泥质胶弱结，成岩度低，呈强风化状，可作地基持力层使用。开挖边坡主要由新、古近系砂质粘土岩、粘土质砂岩（N）组成，边坡稳定性一般，岩体失水后千裂破碎、浸水后易软化，存在掉块、溜滑隐患，宜分级开挖或采取边坡支护措施。

出口调节池及压力管道场地土主要由二叠系上统上石盒子组上段长石砂岩（P2S2）组成，岩体浅层呈强风化状，裂隙发育，岩体破碎，岩石强度较低，可作地基持力层使用。强风化状长石砂岩（P2S2）边坡稳定性较差，存在掉块、溜滑隐患，基坑开挖应保证稳定边坡或采取边坡支护措施。

1.2.3 管线段施工周边环境

管线段主要穿越的构筑物有地下军用光缆、S323省道、S323省道旁河渠、居民区民房和水井等，见表1。

2  管线段施工重难点分析

结合地质情况、周边环境等因素，管线段施工主要有以下重难点：

2.1 下穿S323省道旁河渠

该沟渠为长期通水，水深约1.5m，1#顶管通过处距离渠底约2m，覆土较浅，且极不稳定。顶管施工容易造成涌水、透水，对施工安全构成较大风险。

2.2 下穿居民区民房

顶管下穿居民区民房，局部位置管道埋深较浅，只有约3.5～4m，顶管施工可能对民房地基产生一定影响，从而造成房屋地基不均匀沉降，墙面开裂等。

2.3 2#顶管接收井施工及相邻位置管道开槽施工

2#頂管接收井井口开挖尺寸为4m×4m，开挖深度约16m，采用U型钢板桩支撑体系进行开挖支护，开挖作业面积小，开挖深度深，施工风险大。相邻部位管道开槽施工开挖深度深，施工风险大。

2.4 地下顶管作业距离长

管线段共计3段顶管，其中1#顶管顶进长度134m，2#顶管顶进166m，顶进难度大，因工作井较深，井口尺寸小，控制测量难度大，中线控制困难。

2.5 顶管内部注浆

顶管顶进完成后，顶管顶部120°预留3个孔径5cm的注浆孔，注浆孔纵向间距2.5m，注浆压力不小于0.1MPa。注浆作业面积小，注浆时注浆压力过大容易造成地面隆起，存在较大风险。

2.6 球墨铸铁管接头连接

球墨铸铁管采用F-B型钢承口式，连接采用密封橡胶圈承插式，连接质量关系到管道是否漏水及水压试验是否成功，属于施工重点。

3  应急措施

3.1 管线开挖质量安全应急措施

①确保开挖断面安全性，减少事故发生，降低风险，发现风险及时请示、通报，集多方力量解决问题[3]。

②对开挖断面发生的变化要快速反应及时处理，不能犹豫不决，消极等待。

③以人为本，基坑周围环境安全第一的原则。

④信息化施工原则，防微杜渐，从小事处理的原则。

⑤强化组织机构的责任分工，做到“三定”的原则，即“定人、定时间、定部位”，本着以上原则，由项目部集中统一指挥，确保项目运转协调。

3.2 顶管施工导致结构性破坏应急措施

①发现周围地面裂缝或沉降达到警戒值时，立即停止顶管，调查事故原因，查清原因后及时采取补救措施，待加固稳定后，再开始顶管或采取其他施工方案。地面出现破坏、坍塌时，应立即上报有关单位，对坍塌处组织大面积回填土方，稳定地层压力，减少损失，积极组织有关专家商讨处理方案，从技术上确保处理方案有效实施[4]。

②针对顶管遇砂砾岩层或孤石难以顶进，采用风镐破除、静态爆破方法处理方案。如果下部是岩层，上部是软弱层，则先进行上部软弱层处理。

③对顶管遇地下水情况，应立即切断电源，采取井点或集水坑降水措施，水位降到基层下时，再进行顶进作业。

④顶进中发生破管时，应立即停止顶进作业，采取措施补救或拆除换管。加强管道的检查验收，吊放顶进要采取管道保护措施。

⑤管道纠偏措施，应遵循“勤测量、勤纠偏、微纠偏”的原则，每次纠偏角度要小，控制顶管前进方向和姿态，采用超挖配合千斤顶纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归[5]。

4  结语

为保证管线段施工质量和进度，防止发生安全事故，特种工种应持证上岗，并由专人统一指挥吊装作业，确保吊装安全。施工项目部必须制定切实可行的应急措施。必要的话设计单位应进行地质补勘或者增加水文地质超前预报系统，为管线段施工提供技术支持。

参考文献：

[1]王雷.安徽省港口湾水库灌区工程地质问题分析与建议[J].江淮水利科技，2019（3）.

[2]王国栋，胡金洋.浅析石油化工中地基处理—地基换填[J].建筑工程技术与设计，2016（28）.

[3]杨旭伟.雨季建筑施工技术及安全措施分析[J].城市建设理论研究：电子版，2015，5（24）.

[4]倪志民.广州市轨道交通二、八号线施工监测及风险管理浅析[J].城市建设理论研究：电子版，2012（24）.

[5]钟俊.浅谈基坑支护工程意外情况的处理[J].城市建设理论研究：电子版，2011（23）.