辅助坑道接驳微型顶拉管施工技术研究

辅助坑道接驳微型顶拉管施工技术研究

贺坤, 左闯, 徐剑波, 王鹏林

中国一冶集团有限公司 湖北武汉 430000

摘要：在市政道路管网改造施工中,由于地形条件限制,施工范围内燃气、电力、供水、 通讯等地下管线较多,无法进行开挖施工,且顶拉管没有足够的施工空间，如何经济合理地在市政道路上进行接驳施工,成为备受关注的工程和社会问题。中山市黑臭水体整治工程污水管道接入已建市政污水主干管结合顶拉管、水磨钻、旋喷桩施工工艺将管道接驳大量工作面优化为仅占用接驳井之间的空间，有限解决了工作面不足的问题，最大限度地降低了对原有建筑设施的破坏，减少了临时用地的占用，实现了工程与周边环境的和谐，提高了效率和质量，节约了工程造价。

关键词：水磨钻；顶拉管；管道接驳；高压旋喷桩；工作面；双密封自锁承插接口复合实壁管

1.引言

由于国家对城市建设投资力度的加大，城市基础建设飞速发展。大量城区污水管道为合流管，进行雨污分流时新建管道往往需要通过接驳施工与既有污水管道进行联通，这些管道大部分都不能明挖开槽施工，而需要拉管施工。如果工作面较为宽阔，正常的施工作业面能够满足机械摆放空间，拉管工艺都能较好运用。现在行业内应用的拉管机大部分在工作端都需要10-15m的工作面，而一般城区接驳处管道都布置在工作面较为狭小的地方，且管道又必须铺设至临近围墙或者道路边缘的指定位置。能用工作面极其狭小，有些地方甚至没有工作面可言，采用常规机械设备和施工工艺无法完成施工作业。本文依照中山实际施工经验，就在狭小空间内的辅助坑道微型顶拉管施工方法的应用给予介绍。

2.工程概况

中山市黑臭水体整治项目位于广东省中山市沙溪镇、大涌镇、南区、五桂山，施工内容为明开挖施工、顶拉管施工、顶管施工、拖拉管施工及附属建筑物等的施工，管道管径为d300~d2000，长9.29km，管道埋深3~11m，新建污水主干管与现状污水管接驳点高达22个。中山市现状地上地下管线复杂，很多管道属于几十年前建设的，长期缺乏管养和保护，部分资料也已遗失。接驳周边环境也极为复杂，周边有大量的居民区、办公楼及工业厂房等建筑，在施工过程中势必会对周围的居民和周边环境带来一定的影响。根据中山实际情况，结合顶拉管、水磨钻、旋喷桩施工工艺，总结出一种辅助坑道接驳微型顶拉管施工技术。

3.施工工艺流程

3.1工艺流程

施工工艺流程为：现场摸排→施打高压旋喷桩→封堵墙施工→水磨钻破除接驳井井室、外井壁→微型顶拉管施工→接入新管

3.2现场摸排

在正式开始施工前，需全面了解接驳点土质、地下水位，接驳井运行状态、井内污水深度，现状污水干管流量等关键信息，在查阅接驳点地勘报告的同时，需配合现场勘查核实地勘报告信息，同时需进入接驳井摸排其真实信息，需重点注意排查接驳井井室大小，井室内是否有淤泥沉积，井内污水位等关键信息，由于接驳井一般情况下处于满水带压运行状态，对接驳井摸排存在较大困难，故选择引进专业潜水员班组作业。为降低影响，下井摸排作业时段选择污水量较小时段，一般为0: 00-6: 00左右，配合满负荷抽水进行潜水摸排作业。因为大型现状污水管、井一般情况下聚集有大量有毒有害气体，下井作业前需将接驳井与上下游检查井打开，自然通风30min,然后用鼓风机强制通风30min,然后对接驳井内的硫化氢等有毒有害气体进行检测，正常数值之内方可下井作业。下井作业人员必须穿好潜水服，戴好呼吸器、氧气管、绑好安全绳，并用鼓风机对管道内送风，注人新鲜空气。在连续送风的条件下，潜水员方可下井摸排作业。

潜水作业前，对潜水员进行下潜环境、水深、流向、下潜任务、工作内容、流速等交底。潜水及加压前对设备进行检查,确认良好后进行作业。供给潜水员呼吸用的气体纯度，必须符合相关规定。潜水员下潜或上升时,信号绳、下潜导绳、供气软管应分开。供气软管和信号绳放出、收回的速度,应与潜水员下潜或上升的速度保持-致。潜水员水下作业时，协助人员要认真收听潜水员发出的一切声响，发现可疑情况要及时查明，必要时采取紧急措施。

3.3高压旋喷桩施工

封堵工作完成后，接驳井与工作井采用高压旋喷桩加固土体，高压旋喷桩桩体互相咬合，加固范围为管底以下1m至管顶以上1m，防止微型顶拉管施工过程中土体松散造成塌孔。高压旋喷桩施工前，应进行现场试验确定其适用性，确定钻机提升速度、回转速度、喷浆压力、停浆面等施工工艺参数，应根据设计要求进行配合比试验，外加剂或掺合料的用量也应通过试验确定。

3.4封堵墙施工

作业时潜水员佩带轻潜头盔由空气压缩机供气设备下井进入接驳井上下游管口处进行封堵墙施工。为保证封堵处的封堵效果，需将封堵处的污泥清除干净，保证封堵与管壁有良好的接触面。在砌筑的过程中将之前加工好的泄水管及阀门同步安装在堵墙中部位置，在施工中管道处于满水运行状态，水流较急，该水流存在时无法进行堵墙施工，故加设泄水管进行分流污水，以便于后续施工。如遇水流急时，不着急砌完，在墙的最上端部分预留一部分，让水流通过，墙体凝固12小时。待第二天再次下水砌筑，并安装导流管和减压阀门。砌筑完成后再对挡墙进行抹灰堵缝，防止漏水。潜水员封堵墙施工结束后仔细检查漏点，如果有水流压力，需待墙体凝固后，用快速凝固材料进行封堵漏点，等待24小时后再进行后续的抽水，若抽干水后挡墙两端水位差过大，还须在挡墙部分再砌筑一道墙，增强墙体强度和刚度，确保安全后再进行后续作业。抽干水后人员下井前还须对井底进行有毒有害气体检测，确保万无一失并通风后人员才能进入管道作业。

3.5水磨钻破除接驳井井室、外井壁

根据现状接驳井破口位置,从新建井往现状接驳井方向破开洞口。开洞前在井壁上放出开口位置,采用水磨钻钻孔后开洞口,直到洞口贯通。拆除的井壁及时采用25t吊车运出。采用直径为150mm的混凝土取芯机沿井壁四周取出长约为600mm的圆柱体岩芯，形成圆外周临空面，然后对剩余的岩芯部分进行分块，沿圆半径取芯分块形成内部临空面。在分块的混凝土上钻1排小孔，然后在小孔内锥入钢楔子，捶击钢楔挤压混凝土，使岩石同时受到铅锤面上的拉力和水平面上的剪切力作用，当挤压力大于极限抗拉力和极限抗剪切力之和时，混凝土沿铅锤面被拉裂并从底部发生剪切破裂，取出分裂的混凝土块。依次按照分层取芯、破裂、取混凝土块的循环工序作用，最终达到成孔的目的。

3.6微型顶拉管施工

微型人工顶拉管施工工艺是利用顶拉管拉管帽、小钻杆、拉杆螺丝等钻具，在新建工作井内人工顶进需接驳井中。在工作井中两名工人依次安装钻具，拉管帽放置抽芯孔洞中，管帽后套入一根双密封自锁承插接口复合实壁短管，同时，在拉管帽后端连接一根40cm长小钻杆和90cm长小钻杆（小钻杆前端安装承插方盒，与拉管帽内置分动器相连，利用配套螺丝加固）安装第二根自密封承插接口短管与第一根接口处丝牙咬合1-2丝，连接特制拉杆螺丝、连接后顶板及锚环，对自密封承插接口短管进行反向承拉锚固；拉杆螺丝上放置手提式液压顶管机，手提式液压顶管机受力顶进，两根自密封承插接口短管丝牙完全连接后，手提式液压顶管机泄压完全收回；手提式液压顶管机后端与工作井井壁建立受力点再次顶井手提式液压顶管机，利用顶力1、2两根管正常顶进1米，以实现两井之间接驳要求。

4.应用实例

中山市狮滘河、沙溪涌、团结涌、西河涌新建污水管道接驳采用辅助坑道接驳微型顶拉管技术进行施工，大幅降低了空间的占用，同时对周边的市政设施的破坏降低至最低限度。

施工全程处于安全、稳定、快速、经济的优良状态，避免了因施工空间不足导致的征地拆迁工作，且引进了专业的顶拉管班组作业,安全性大大提高,无安全生产事故发生，得到了各方好评。

5.结语

辅助坑道接驳微型顶拉管技术简单，施工机具简易便宜，组装方便，施工作业面要求极低，是当前解决新旧管道接驳空间受限有效的施工方法，特别是在施工周边环境复杂，周边有大量的居民区、办公楼及工业厂房等建筑的情况下优势更为突出，随着地下工程的迅速发展，本技术在施工空间受限的新旧污水管段接驳施工中的应用必定会更加受青睐，该成功经验可为类似工程施工提供借鉴，对污水管网施工技术的发展有较大促进作用。

参考文献：

1、李瑞成，王吉宁  老城区排污管网改造中应注意的几个问题

2、乔昕，厉智成，张邓霖，郭鑫宇，寇晓霞，程树辉，田萌  顶拉管工艺在河涌截污工程中的应用

3、李满强  隧道浅埋段地表高压旋喷桩加固施工技术分析

4、王定江  水磨钻人工挖孔施工技术的应用研究