热带雨林沼泽地域供水管线顶管施工技术方案

李廷彪 张兴阳 杨玉红

(中国能源山西电力建设第三有限公司,山西 太原 030006)

热带雨林沼泽地域供水管线顶管施工技术方案

李廷彪 张兴阳 杨玉红

(中国能源山西电力建设第三有限公司,山西 太原 030006)

结合工程实际概况，从测量放线、基坑开挖和基础浇筑、顶管设备安装等方面，阐述了热带雨林沼泽地域供水管线顶管施工的主要施工方法，并对主要施工机具设备和安全保证措施进行了总结，以供类似工程参考。

热带雨林，沼泽地，顶管施工，管道

1 工程概述

施工地点位于印尼西部的南苏门答腊省北部地区、南半球赤道附近低纬度地区(东经103°51′22.1″，南纬2°09′41.1″)，东北面距海边约96 km，属典型热带雨林气候区，全年分为雨季和旱季，该地区11月～次年5月为雨季，其余月份为旱季，全年逐月平均气温差较小。平均环境温度26.2 ℃,年平均降雨量2 237.1 mm，海拔高度10.9 m，见图1。

SUMSEL-5电站补给水取自Lalan河，Lalan河位于电厂北面，距电厂直线距离约为13 km，补给水管道埋地敷设，规划埋深-1.50 m，该管线有6 km地处沼泽地带，在取水管线61号～62号里程桩之间有一条东西走向的公路和埋有一条煤气管道，过公路和煤气管道设计顶管施工,套管采用φ820×12管道，顶管管道长度54 m。原设计套管尺寸为φ720×10，后因管内空间过小，施工困难和原管道设计受力满足不了要求，所以变更为φ820×12，27节，每节2 m。

2 特点分析

该施工地点位于沼泽区域，雨季时顶管作业区有地表水，顶管用作业坑不利于开挖施工，所以选择旱季开始施工。开挖后，基坑挖深6.8 m，土质为淤泥软土，要有边坡防护措施(采用混凝土边坡表面硬化)和防渗水排水措施(污泥泵排水)。套管内空间狭小，人工作业困难，采取加强通风和轮流作业措施。因软地基原因，顶管作业时要有预防管道偏斜和下垂措施。

3 主要施工方法

基坑开挖采用机械开挖，人工辅助清理方式。考虑到当地为沼泽地，专门雇佣当地有经验的司机进行开挖作业。顶管施工采用300 t单缸液压千斤顶顶进，人工在套管内挖土，小型手推车管内运土，勤观测纠偏的施工方法。

顶管施工流程：测量放线→放样复核→开挖基坑→混凝土施工→边坡表面硬化→顶管设备安装→管道顶进→管道焊接(焊口检验)→防腐作业→拆除顶管设备→回填→场地清理→竣工验收。

3.1 测量放线

首先现场确认煤气管道的具体位置和埋深，然后根据设计图纸进行测量放线，见图2。

3.2 基坑开挖和基础浇筑

开挖施工时采用挖机2台，雇佣当地有沼泽地施工经验的司机开挖基坑。因本次顶管作业为单向顶进，所以工作坑布置在管线的下游端，以利排水。接收坑设置在管线上游。工作坑后壁作为千斤顶承力段，设计为500 mm厚C30钢筋混凝土墙，并预埋T2525预埋件8块。坑内采用300 mm厚C30混凝土浇筑，并预埋T2525预埋件6块。因工作坑开挖后，两侧软淤泥挤压力大，所以两侧壁采用300 mm厚C30钢筋混凝土浇筑。基础高程偏差±20 mm。

3.3 顶管设备安装

1)轨道安装：采用12号工字钢，固定在基底混凝土基础预埋铁板上，要求焊接牢固。两轨道之间的间距：A=2(C2-B2)1/2=2×(412-352)1/2=43.6 cm。

2)液压千斤顶和液压站安装：根据现场实际情况合理摆放液压站，要做好防晒防水淹措施，液压千斤顶安装在距管底高度1/4～1/3管径位置处，保持其中心线与管道轴线一致，并固定牢固，然后用高压油管与液压站可靠连接。

3.4 管道顶进

采用千斤顶进行管道向前推进，作业人员在套管管内挖土的方法。

1)顶力计算:该顶进管道属于钢管，其壁厚为12 mm，顶进时阻力很小，故计算时可忽略不计，顶力只考虑摩擦阻力。P=f×γ×D×[2H-(2H+D)×tg2(45°-φ/2)+ω÷(γ+D)]×L=0.25×17×0.82×[2×7-(2×7+0.82)×tg2(45°-20/2)+0.24÷(17+0.82)]×48=1 526.2 kN。顶进液压千斤顶的额定推力须大于1 526.2 kN才能满足现场施工需要，考虑复杂地况采用单缸额定顶力3 000 kN的千斤顶施工。

2)管道顶进：采用人工边挖土边顶进的方法进行施工，挖土时不得超出管前0.5 m，严禁超挖。顶管时的管道测量是一项关键工作，采用经纬仪和激光水准仪进行测量。开始顶第一节管子时，每顶进20 cm～100 cm时。开始校核，每顶进一节测量一次。中心线测量，根据工作坑内用经纬仪设置的中心桩挂小线，使拉线对准垂球，读管前段的中心尺刻度，若拉线与中心尺上的中心刻度相重合，其差值即为偏差值。高程测量一般在工作坑内引设水准点，停止顶进，将激光水准仪支设在顶铁上，测量前段管底高程。

3)顶管过程中的纠偏：顶进中发现管位偏差10 mm左右，即应进行校正。纠偏校正应缓缓进行，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。

4)挖土作业面通风套管内挖土作业面通风采用压入强制性通风措施，用鼓风机、空压机向套管的工作面压风。

3.5 管道施工

包括管道对口、焊接、焊口检验、防腐等，管道防腐后应有一定的固化和干燥时间。由于顶管工程的特殊性，管道焊接24 h连续作业，并采取防雨措施。

3.6 基坑回填和场地清理

回填采用机械分层压实回填，不得使用淤泥回填，回填结束后对施工周围环境进行清理，恢复原貌。

3.7 竣工验收

做好施工过程中隐蔽验收记录，焊口无损检验记录和最后验收。

4 主要施工机具设备

主要施工机具设备明细表见表1。

5 安全保证措施

1)施工前，对所有作业人员进行技术交底和安全交底，特别是对当地印尼施工人员的安全说明，并组织工程、质量、安全等部门进行施工前检查，对于不安全的和与措施不符项及时整改，直至验收合格后再进行施工。

2)严格按照措施要求进行管内土方开挖，防止发生偏位，超挖等现象。

3)施工人员准备进入套管时，由专职安全人员先进行套管内的气体测试。

4)施工人员进入套管前，先正确佩戴安全带、防尘口罩、安全绳。

5)在套管内挖土人员1名，管外运土人员2名；专职监护人员1名。

6)施工人员离开套管后，由专职人员操作顶管设备，完成推进工作。

7)由现场专职安全员保管与携带急救箱，有专用防蛇咬急救用药。

表1 主要施工机具设备明细表

8)工作坑、接收坑降水专职降水人员24 h在岗，每班2名，自动调节降水工作要做好防洪、防雨措施。

9)工作坑上部周围设护栏和警示标志，设安全标示带。

10)做好机械设备操作、维护、检查和保养。顶管设备由专人操作，认真遵守该机械安全操作规程。套管内挖土作业面照明采用充电头灯及应急灯。

11)在顶管作业坑、接收坑两边设围堰、拉警戒带、挂设“当心塌方”“注意安全”等宣传警示标牌，其他非工作人员严禁进入。

12)施工时严禁破坏施工区域外的植被。

燃气管道附近施工强制防火措施:燃气管道附近施工禁止吸烟,燃气管道附近施工须配备10个灭火器,设立安全警示标志。套管内作业时，利用鼓风机通过软管给套管内强制通风，防止施工人员高温中暑及有害气体伤害。

6 结语

与国内顶管施工不同的是热带雨林气候下，高热多雨，人员施工效率较低，所以在该气候条件下，施工人员应做好防雨防暑措施，深基坑作业要合理避开雨季，人员尽可能利用当地人员，降低施工成本；沼泽地区域，施工人员要有防沼气措施，基坑内作业要做好防止边坡滑坡措施，顶管工作坑底板和侧墙做好受力分析，设计合理满足现场要求；施工人员要有防蚊虫和毒蛇等伤害措施，备急救药品箱；施工地点如与当地有关系，要专门有人与当地沟通和协调，防止发生冲突；注重环保和生态保护，施工过程中严禁毁坏施工区域外的植被，绿色施工应该在施工前做重点交底。对于短距离顶管施工，千斤顶顶进人工清土该施工方法简单易行，投入小，成本低，施工流程与国内基本相同，关键点是结合当地环境条件，针对性的做好施工措施。

Water-supplypipelinepipe-jackingconstructionschemeoftropicalrainforestmarshland

LiTingbiaoZhangXingyangYangYuhong

(ChinaEnergyResourceShanxiPowerConstruction3rdCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

Combining with actual engineering conditions, starting from aspects of sampling, foundation excavation and foundation grouting, pipe-jacking equipment installation, the paper describes major construction methods of water-supply pipeline pipe-jacking construction of tropical rainforest marshland, and summarizes major construction machinery equipment and safety guarantee measures, so as to provide some guidance for similar engineering.

tropical rainforest, marshland, pipe-jacking construction, pipeline

1009-6825(2017)23-0107-02

2017-06-06

李廷彪(1973- )，男，工程师

TU991.36

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