在顶管工程施工中的止水与防渗漏技术 3页

'全国中文核心期刊钎建巍在顶管工程施工巾的止水与防滢漏技术苏卫勇(广州市宝盛建设实业有限公司，广东广州510620)摘要：广州市西江引水工程顶管工程顶进的钢管直径大，穿越地层主要为中砂层，地下水丰富，具有一定的施工难度。为确保顶管的顺利进行，在工作井与接收井的沉井施工中以及在管线顶进施工过程中采取可靠的止水与防渗漏技术措施，详细介绍具体的施工措施。关键词：顶管工程；工作井；接收井；止水；防渗漏中图分类号：TU592文献标识码：B文章编号：1001—702X(201O)02—0064—03ThewaterproofandseepagepreventiontechniqueinpipejackingconstructionSUWeiyong(GuangzhouBaoshengConstructionIndustryLimitedCompany，Guangzhou510620，Guangdong，China)Abstract：InGuangzhouXijiangRiverDiversionPr~ect，thesteelpipejackedinthepipjackingengineeringhasbigdiameter，themainstratathesteelpipepenetratingismediumsandlayer，andthereisabundantgroundwater，SOthereiscertaindegreeofconstructiondificulty．Inordertoensuresmoothgoingofthepipejackingwork，reliablewater-proofandseepagepreventiontechniqueandmeasuresareadoptedduringconstructionofworkingwellandreceivingwellandduringpipejacking．Inthispaper，detailedconstructionmeasuresareintroduced．Keywords：pipejackingengineering；workingwell；receivingwell；waterproof：seepageprevention④、粉细砂、粗砂、砾砂层⑤、粉质黏土层⑥、残积层⑦、下伏基1工程概述岩为早石炭系测水组泥质粉砂岩及炭质页岩，早石炭系石磴广州市西江引水工程是为迎接亚运会、保障供水水源安子组灰岩、中晚石灰世壶天群灰岩等。该工程顶管所穿越的砂全并提高供水水质的重点工程，设计规模350万mS／d，自佛山层为场地的第1个含水层，水量丰富，位于粉质黏土和淤泥质市三水区西江思贤浯下陈村附近的西江取水，经下陈村取水土层②之下，按颗粒大小可分为粉细砂③一1、中砂③一2、粗砂泵站增压后，通过2DN3600管道输至鸦岗配水泵站。原水在③一3等3个亚层。鸦岗配水泵站分配提升，通过DN2400钢管输送至广州市西我们在该工程中对工作井与接收井采用沉井施工方法，部白云区的江村水厂(40万mS／d)、石门水厂(80万mS／d)和西并采取泥水式顶管施工工艺。在施工过程中，为了顶管操作人村水厂(100万m3／d)。员能在工作井与接收井内进行干作业，为了使井内顶管仪器江村支线自广州市白云区鸦岗村鸦岗路东侧至机场高速设备不泡水受损，避免井内积水，工作井与接收并的底板与井公路平沙立交西侧石井西岸止，管线采用开挖埋管、顶管以及壁必须具有一定的防水抗渗能力。在顶管过程中，无论是钢管过河倒虹管等方式敷设，长5140m，采用DN2400钢管，其中从工作井中出洞，还是在接收井中进洞，管道与洞口之间都有穿越广清高速路段266．1m(KJ0+757．62一KJ1+023．72)，采用一定的间隙。如果没有把这些间隙封住，地下水和泥砂就会从DN2800套管顶管后内敷DN2400钢管方案。这些间隙流到工作井或接收井中，轻者会影响工作井的作业，场区土层主要为现代的人工填土层①、粉质黏土和淤泥严重的会造成洞ISl上部地表的塌陷，甚至造成事故，殃及周围质土层②、粉细砂、中砂、粗砂层③、淤泥质土、(粉质)黏土层建筑物和道路管线的安全。对此，我们在该工程的工作井与接收井的施工中以及在管线顶进施工过程中，采取了止水、防渗收稿日期：2009—11一墙技术。作者简介：苏卫勇，男，1972年生，广东广州人，工程师，一级建造师。2工作井与接收井的防水抗渗地址：广州市天河东路21—29号2楼陈坚荣收转，邮编：510620，E—mail：gz61371973@tom．eom。该工程的工作井和接收井都设计为钢筋混凝土矩形探·64·新型建筑材料2010．2 苏卫勇：在硕管工程施工中的止水与防渗漏技术井，工作井净空11mx7rex8．8m，井壁厚1．3m、底板厚1．3m；内对垫层进行洒水湿润，采用“一个坡度、分层浇筑、循序推接收井净空为9．5rex5_3m~8．65m，井壁厚1．3m、底板厚1．0进、一次到顶”的斜面分层法浇筑。混凝土浇注要连续，一气呵m，混凝土均为C30、S6。工作井封底混凝土厚2．0m，接收井成，不留冷缝。为了控制板面标高及平整度，在内衬壁的预留封底混凝土厚1．45m，强度等级C20。钢筋上要做好板面标高标记，并焊上十字筋。振捣密实后用刮由于沉井施工时低于地面，下沉时应砌筑370mm厚挡尺修平，初凝后为了防止板面出现收缩裂缝，再用灰匙压抹表土墙防止雨水、杂物进入井中。工作井和接收井施工采用组合面，底板养护不少于14d。式定型钢模板，由U型卡连接。在预留洞、井壁底板位置等特3管线顶进中的止水防渗殊部位采用木模，在沉井插筋部位用木板间隔拼装，拼装的木模表面应进行刨光，拼缝严密平整不漏浆。围擦立筋采用3．1穿堵进出洞(I)50mm钢管或8槽钢，拉杆螺栓采用中16mm圆钢，中间设顶管进出洞是整个施工过程中的关键环节之一，进出洞置50mmx50mm、6=3mm的止水片，周边焊，拉杆螺丝设置水成功相当于整个顶管工程成功了一半。该工程是采用地下预平间距75crfl，垂直间距60cm。为防止浇筑混凝土时爆模板，埋钢盒作为预留进出洞口，在进出洞口安装可拆式止水钢环，应加强支撑及模板接缝处检查，所有拼缝及模板接缝处要逐再在钢圈上安装止水胶圈(见图1)，达到止水效果，并在洞口个检查嵌实。前方挨着顶进方向的沉井墙的外边线做3排搅拌桩止水幕该工程采用商品混凝土，由搅拌车送至施工点。混凝土浇墙，搅拌桩为(I)600mm，深度与开挖深度一致。筑时自由倾落高度不大于2m，对称平衡进行，采用分层平铺法，分层厚度30cm左右，振捣时防止漏振和过振现象，以确保混凝土的质量。每次浇筑混凝土前应充分做好准备工作，搅拌车到达现场及时测试混凝土坍落度，每次浇混凝土时，根据规范做好抗渗、抗压的试验工作。施工中严格控制层差，杜绝冷缝出现，混凝土振捣时振捣器插入下层混凝土10cm左右，注意不漏振、过振，钢筋密集处加强振捣，分区分界交接处要延伸振捣1．5m左右，确保混凝土外光内实。止水洞口平面图1—1施工缝处理：在沉井上、下节井壁间设置施工缝，施工缝表面混凝土凿除松散部分，并用水冲洗，充分湿润，但不得有图1洞口止水环结构积水，在井壁宽度内设置凸槽作为施工缝，宽度约为井壁厚度在出洞前先割掉预埋钢盒外侧钢板，并将止水钢环焊接的1／3。沉井接高前，施工缝进行凿毛冲洗干净，使骨料外露，到预埋钢盒的外侧，再将止水橡胶圈安装在止水钢环上。在准先灌注10ram厚1：2水泥砂浆或水泥浆。新混凝土要在砂浆备出洞时，在将钢盒内侧挡土钢板割掉，清理预留孔内的杂物初凝前浇注，浇完后要注意保养，经常洒水保证表面潮湿，养后立即将工具头推进预留孔，缩短停顿时间，这时止水橡胶圈护时问不少于14d。紧抱工具头外壳，发挥止水作用。该工程沉井均采用不排水下沉法，沉井下沉至设计标高顶管出洞的施工环节相当关键，顶管穿墙时要防止工具经过观测在8h内累计下沉量不大于10mm或沉降率在允许头下跌，在穿墙的初期，因入土较小，工具头的自重仅由2点范围内，沉井下沉已经稳定时，可进行沉井封底。工作井与接支承，其中一点是导轨，另一点是入土较浅的土体。因此，工具收井分别采用2000mm与1450mill厚C20水下混凝土封底。头穿墙时，要带一个向上的初始角(约5。)，且穿墙管下部要封底时，要求将井底浮泥清除干净，新老混凝土接触面用水冲有支托，并且加强管段与工具管、管段与管段之问的联结。此刷干净，并铺碎石垫层。封底混凝土用导管法水下封底混凝外，工具管的推进一定要迅速，穿墙管内的土体暴露时间不宜土。在封底混凝土达到所需要的强度后(一般养护7d)，方可太长。从沉井中抽水，按干封底法施工上部钢筋混凝土底板。3．2正常顶进封底混凝土达到一定强度后，可从沉井中抽水，进行底板顶管机的作用是切削土体并搅拌均匀和控制顶进的方施工。在浇筑钢筋混凝土底板前，应将新旧混凝土接触面凿向。穿墙止水环具有防止地下水、泥砂和触变泥浆从管节与止毛，并洗刷干净，钢筋混凝土底板钢筋与井壁予留钢筋宜采用水环之间的间隙流到工作井。穿墙止水圈的组成部分为预埋电焊接头，沉井底板应对称一次浇筑完成。混凝土浇筑前24h钢板环、橡胶圈、钢压板、钢压环、螺栓。止水环结构采用钢法NEW13UJLDINOMATERJALS·65· 苏卫勇：在顶管工程施工中的止水与防渗漏技术兰加压板，中间夹装20mm厚的橡胶止水环(见图2)。该橡胶口)，内填质量比为1：5·的水泥黄黏土拌和料。为了增加钢盒环具有较高的延伸率(大于300％)和耐磨性，硬度为4555，内填充物与环61钢板的粘结力，在环向钢板用钢筋焊上2道永久性变形不大于10％，借助管道项进带动安装好的橡胶板竹片压板，为达到止水防流砂效果，在压竹片的同时也压上稻形成逆向止水装置。安装固定后，预埋钢环板与混凝土墙接触草和膨胀土，然后与拌和料一起填充。当顶管机穿越预留孔面处采用水泥砂浆堵缝止水。时，顶管机外壳带到穿墙钢合内的土体及周边的土体往喇叭口挤压，使管壁与预留口问的缝隙挤实土体，防止泥水从缝隙喷涌。穿墙是项管施工中的一道重要工序，要防止井外的泥水大量涌入井内，严防塌方和流砂，因此必须做好洞口止水环节。首先在预埋钢盒上焊接钢套环(法兰)，然后在套环上安装25mm厚橡胶法兰，用10mm厚钢压板通过M20螺栓压紧。当发现有地下水和泥砂流入工作井内时，可以收紧橡胶法兰和压板上的螺栓，达到止水效果。图2洞口止水环3．3顶入接收井顶管机顶入接收井是一项关键的施工环节。在顶进接近接收井前，先将接收井施工好等待顶管机的接收。当项进到接收井边3排搅拌桩时，须放慢顶进速度，等顶管机慢慢切削搅拌桩体，形成一个较完整的止水孔，否则会因推进过快使预留孔前的搅拌桩体破坏，不能形成止水孔，严重时损坏顶管机或顶力剧增，使管节破裂而无法完成接收顶管机。必须先复测本段管道的长度与设计长度相符，然后通过测量得知顶管机出口的具体位置，将接收井工具头出洞位置的混凝土护壁凿除。图3接收井穿墙管示意当顶管机进入接收井边时，顶管机要快速顶进，直至顶管机完4结语全顶出接收井。如遇地下水丰富时，用棉纱堵塞住管和洞口问的空隙，等顶管机完全出洞后即用水玻璃或水泥浆压住止水。该项目项管工程钢管直径大，穿越地层主要为中砂层，地管道埋深较深时，水压力大，而且洞口周边是流塑状淤泥，下水丰富，具有一定的施工难度。在工作井与接收井的沉井施承载力低，在深层做水泥搅拌桩出洞止水效果不是很理想，费工中以及在管线顶进施工过程中采取止水、防渗技术措施，确用高。针对此情况，我们改进穿墙止水环的结构，在接收井施保了工程施工的顺利进行。该工程的止水、防渗技术可为其它工时，先预埋喇叭形钢盒(见图3)，上圆(背土)直径比管径大同类工程的设计与施工提供参考。20em，下圆(靠土)直径比管径大60om，采用单边封板(上圆A(上接第63页)[4]AndersonDA，KennedyTW，ThomasWLDevelopmentofthe学学报(自然科学版)，2003，23(2)：17—21．SHRPBinderSpecification[J]．AssociationofAsphaltPavingTech—[2]PartalP，Martinez-BozaF，CondeB，eto1．Rheologicalcharacter—nologists，1993，62：481—507．istiesofsyntheticbindersandunmodifiedbitumens叨．Fuel，1999，[5]李葵英．界面与胶体的物理化学[M】．哈尔滨：哈尔滨工业大学出78：l一10．版社，1998．[3]LuX，IsacssonU，EkbladJ．Rheologicalcharacterizationofstyrene—[6]陈惠敏．关于沥青针入度指数[J】．石油沥青，2003，17(4)：1-9．butadiene—styrenecopolymermodifiedbitumen[J】．Construction[7】詹小丽，张肖宁，卢亮，等．沥青延迟时间谱的计算及应用[J】．公路andBuildingMaterials，1997(1)：23-32一交通科技，2007，24(12)：38—41．A·66·新型建筑材料2010．2'