小清河菜园桥倒虹跨河顶管施工质量控制

【摘要】结合济南市小清河综合治理工程菜园桥倒虹跨河顶管施工经验，阐述了沉井及跨河顶管施工中控制质量的一些措施，为以后类似工程施工中提高质量水平具有一定的借鉴意义。

【关键词】沉井；跨河顶管；质量控制

1.工程概况

济南市小清河综合治理工程在菜园桥以西设倒虹一座，将滨河北路的污水接入滨河南路污水干管。主要工程内容包括进水井1座、出水井1座，深度分别为12.458m、13.97m，d800钢筋砼管（Ⅲ级管）2×132.56米。根据勘察报告，结合施工现场地质条件因素，采用沉井、泥水平衡顶管施工方式，顶管施工跨越小清河河底。胜建集团小清河综合治理工程项目部参照以往施工经验，不断优化施工工艺，严格实行过程控制，最终圆满完成施工任务。

2.沉井施工过程质量控制

沉井具体施工工艺为：基坑测量放样基坑开挖刃脚垫层施工首节沉井立内模和支架首节沉井绑扎钢筋首节沉井立外模和支架首节沉井浇筑混凝土首节沉井养护及拆模封砌预留孔首节沉井凿除垫层、挖土下沉二节沉井立内模和支架二节沉井绑扎钢筋二节沉井立外模和支架二节沉井浇筑混凝土二节沉井养护及拆模封砌预留孔二节沉井挖土下沉三节井底清理沉降观察铺筑封底混凝土绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土混凝土养护。

2.1沉井制作的质量控制

由于沉井高度达13～15米左右，因此，井身混凝土分三节浇筑完成。

（1）钢筋绑扎立模，浇注砼均要求严格按设计文件、规范等进行施工。

（2）要求对角线距离相等，沉井尺寸准确。

（3）要求模板拼装整齐、平直、漏缝嵌密实，防止漏浆。

（4）要求模板内清洗干净，才允许浇灌砼。

（5）串筒相距3-4米，分层浇灌砼用振捣器振捣密实。

2.2沉井下沉过程的质量控制

（1）刃脚高差控制：排水下沉时，由于不带水作业，故刃脚高差锅底的形成和移动都比较直观，根据高差的大小可以有效地改变锅底的大小、深浅和平面位置，以此来达到对刃脚高差的控制。

（2）沉井下沉速度控制：①在沉井刃脚高差不大时（在水平间距的0.5%以内），沉井的下沉速度越快越好；②沉井下沉速度均匀为宜；③沉井在粉砂土等易引起涌砂的土层中下沉时，应加快下沉速度。

（3）沉井平面位移控制：主要通过控制沉井刃脚高差来实现，如果沉井刃脚高差不大，则沉井平面位移较易得到控制，它们之间的关系并无定量计算，但有一些联系：① 沉井哪个角下沉得快（即刃脚较低），则沉井就会向哪个方向移位；② 沉井刃脚高差大时，沉井位移量大；③ 沉井始终在同一个方向的刃脚高差下下沉时，沉井位移量较大。施工过程中需要具体情况具体分析，决定采取相应的方法和措施。

2.3测量控制与观测

沉井平面位置与标高的控制是在沉井四周的地面上设置纵横十字控制线、水准基点进行控制。

沉井的垂直度的控制，是在井筒内按4或8等分标出垂直线，以吊线锤对准下部标板进行控制。在挖土时随时观测垂直度，当线锤距离墨线大于50mm，或四面标高不一致时，应及时纠正。

沉井下沉的控制，通常在井壁上的两侧用白油漆或红油漆画出标尺，可采用水平尺或水准仪来观测沉降。在沉井下沉中，应加强平面位置、垂直度和标高（沉降值）的观测，每班最少观测两次，并作好记录，如有倾斜、位移和扭转，应及时通知值班负责人，指挥操作负责人，及时纠偏，使偏差控制在允许范围之内。以上施工测量纠偏参照点应设置在不受沉井下沉影响的点位上，并派人经常进行复核。

2.4下沉裂缝防治措施

以往施工中曾经在沉井竖壁上出现纵向或水平方向裂缝，有的集中在隔墙上，或预留孔洞口两侧。在这次施工中，我们采取了以下预防措施：（1）做好地质勘察工作，深3m以内障碍物应在沉井制作、下沉前挖除，下沉时采取先钎探，挖除障碍物再挖土下沉；（2）考虑沉井受侧向不均匀土压力作用，按实测内摩擦角，加减5°～8°计算井壁强度，提高受不均匀荷载强度的能力，下沉过程中注意避免过大的倾斜和突然下沉；（3）考虑沉井脱空情况，验算竖向钢筋，一般按自重的25%-65%计算其最大拉断力，或按最不利情况（在墙高度分节接头处即施工缝位置）计算最大拉断力。最终，未产生任何下沉裂缝。

3.跨河顶管施工过程质量控制

图1 泥水平衡式顶管施工工艺流程图

3.1顶进穿墙措施

顶进前所有顶进设备必须全部安装就位，并需试运转。在穿墙前通过沉井墙上的预埋螺栓安装好帘布橡胶板、圆环板、扇形后板等止水装置。将掘进机机头顶进至工作井墙面，拆除封门板后，马上启动主顶千斤顶和顶管掘进机顶进工作。

3.2顶管轨迹控制措施

初期顶进顶管掘进机先行入土，然后在其尾部拼接特殊纠偏段。初期顶进应均匀出土，控制好初始偏差，并及时调整后座千斤顶合力中心来控制初始偏差，确保工具头初始状态稳定和轴线顺直。

纠偏是指工具管偏离设计轴线后，利用工具管内的纠偏机构（纠偏油缸）改变管端方向，减小管线偏差的过程。纠偏必须遵循以下规律：（1）纠偏应在顶进过程中进行；（2）钢管纠偏比较灵敏，纠偏角度不宜过大；（3）第一段管节质量要好，因为它在纠偏过程中承受多次反复应力；（4）第一段管节不宜过长，不宜超过 2.0 米；（5）纠偏过程中，要在网格底上绘制工具管的测点轨迹，推算出其行进轨迹，根据行进轨迹及时调整纠偏角度；（6）及时了解工具管穿越的土层的土质情况。

3.3地下防治措施

管内设置排风管道，由数台轴流风扇通过皮带接力输送到工作井口，一旦报警装置显示管内有有害气体，即启动排风系统，迅速抽取管内有害气体，并通过程控电话通知供气房，加大对管内净化气体的供气量。

3.4顶管接收井进洞措施

在顶管掘进机接近接收井洞口10M-15M时，作一次全面的轴线及高程复核，确认无误后，在接收井内做好接收的一切准备工作，包括接收平台的搭设。工具头顶进到井壁后，停止压浆，拆除接收井的封门，顶管掘进要穿进井墙上接收架，马上采取临时止水措施，并继续顶进，待完全上架后采取永久性止水封堵措施。

4.结束语

由于顶管施工具有显著的优点，在管网施工中应用越来越广泛。本文结合济南市小清河综合整治工程菜园桥倒虹跨河顶管施工的经验，对施工质量控制做了总结，以对以后同类型施工提供一定的借鉴，借以推动该项施工工艺的推广普及，从而不断提高我国的施工技术水平。

【参考文献】

[1]廖霞柳.洛河电厂取水工程顶管施工质量控制分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2010，（01）.

[2]马福海.发展中的中国非开挖事业[J].非开挖技术，2006，（03）.