浅谈某过江顶管穿越方案设计_论文发表__墨水学术,论文发表,发表

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　　浅谈某过江顶管穿越方案设计
　　徐海艳
　　中国市政工程中南设计研究总院湖北武汉430010
　　摘要本文从工程投资、施工安全、施工工期等方面针对本工程的具体情况对过江顶管一次及二次穿越方案进行比选，并提出超长距离顶管顺利完成的技术保障措施。
　　关键词方案比选技术措施
　　一、工程概况
　　某取水应急工程管道需穿越珠海磨刀门水道，水道宽2300m，河中央有一无人江心沙洲，水道临近入海口，水面宽阔，水深约10m，通航等级较高。管径2400mm要求施工工期控制在12个月以内。
　　二、工程地质及水文地质特征
　　该部分管线所经过地层均为第四系海陆交互相沉积层，除河道两侧堤岸自然地面处分布有人工填土外，其它主要以淤泥质粘土层为主，饱和，呈流塑~软塑状，含大量粉砂，层厚达40m左右，河床地带局部夹有粉砂层或淤泥—粉砂互层，呈现交互沉积的主要特性。该层土以下为中砂、粘土层等，埋藏深度均较深。
　　地下水位较高受潮汐影响变化较大，场地地下水对钢结构具中等腐蚀性。
　　三、管道高程的确定
　　根据水下地形图及航道部门的要求，确定管中心标高-16.88m，即管顶覆土最小厚度为6.78m，两岸河堤处自然地面标高为3.20m，顶管井埋深约23m。
　　四、穿越方案的比选
　　穿越大江大河等水域的大型管线工程一般有沉管、盾构、顶管等施工方法。根据本工程的具体特点，若采用沉管法施工，由于水域宽阔，临近入海口受潮汐的影响及管道埋藏深等原因，其水下开槽难以成形，该河床底又为淤泥，开槽坡度缓，工程量很大；水深、管道长、水下作业多，施工安全性低，因此不论从工期还是从工程投资来看，沉管方案都不可行。盾构法能克服上述缺点，但盾构法一般适用于3.0m以上较大管径，且工程造价也相对较高。
　　针对上述分析，根据本工程DN2400管线穿越水域的地貌特征、工程地质条件及水文条件，从施工技术、施工工期、施工安全、工程造价等方面综合考虑，认为以采用顶管施工方案较为合理。现就两个顶管施工方案进行比较如下：
　　方案一：一次顶进穿越方案
　　在磨刀门水道堤上设置一座工作井，将管道直接顶至水道对岸的接收井内，全长2300m。
　　方案二：二次顶进穿越方案
　　在磨刀门水道中间的江心洲设一接收井，在水道两岸各设一工作井，将2300m管道分二段进行顶进。该方案可同时顶进，也可分别顶进。
　　1、技术方案比较：
　　①一次顶进穿越方案
　　管线长2300m，若采用一次顶进法施工只需建一座工作井、一座接收井，顶进长度属超长距离顶管。超长距离对顶管的施工技术、顶管工艺及设备的要求相对较高，国内现有的顶管工艺和设备、施工技术来看，一次顶进长度完全能够达到甚至超越这个长度，能够完成超长距离顶管的技术保障措施主要体现在以下几个方面：
　　a、顶管工具管的选择
　　超长距离顶管在施工过程中可能需要对工具管进行维修和更换易损部件，或者是顶进过程遇到障碍物需要清除，对地面沉降控制要求高低，及地质情况等因素进行工具管的选择。考虑过河涌对地面沉降控制要求不高，地质又为软弱土层，顶管过程中硬度不大的障碍物可直接切削清除，或是选择人员可直接进出的顶管机进行人工清除，结合以上原因综合考虑如采用三段双铰气压平衡工具管或泥水切削气压平衡工具管均可满足施工要求，并且该项技术在一些超长距离顶管施工中已成功运用。
　　b、中继环的选择
　　中继环是实现超长距离顶管的关键设备，它起着接力顶进的作用，也就是将超长距离顶进变为普通距离顶进，从而减小顶进力。中继环可选可调组合型中继接力环，此环除具一般中继环的优点外，还具有二道密封装置，一道为工作密封，另一道为修理密封，随着顶进距离的延长，密封条容易出现磨损，尤其是砂性土中更为严重，如果出现漏砂、漏水现象，顶进将不

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