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經(jīng)研究分析,初步查出由于管材材質(zhì)和頂管施工操作兩個(gè)原因?qū)е禄炷凉艹霈F(xiàn)裂縫,即:管材經(jīng)破壞性試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)存在管材混凝土保護(hù)層過(guò)厚、鋼筋型號(hào)不對(duì)、鋼筋間距不符合要求等質(zhì)量問(wèn)題;施工過(guò)程中出現(xiàn)工作井洞口橡膠止水漏水、配套O型頂鐵變?yōu)閁型頂鐵情況,致使混凝土管受力不勻的施工操作問(wèn)題。
退管方案
針對(duì)上述問(wèn)題,為確保如期完成建設(shè)任務(wù)及節(jié)約工程投資,經(jīng)充分論證,需做退管處理,將管道內(nèi)退出的空間填充粉煤灰與水泥,置換出壞管,重新頂管。本方案是重新頂管前的退管專項(xiàng)方案,頂管現(xiàn)狀及退管方案分別見圖1和圖2。
后背墻。將頂管出洞口的井壁內(nèi)墻面,作為退管后背墻,與頂管后背墻相反。加固頂管洞口后,制作后背墻,做法類似頂管后背墻,即:安裝后背鐵、澆注混凝土等。
安置頂鎬。在混凝土管兩側(cè)布置頂鎬,頂鎬總頂力4000kN,頂鎬與后背墻垂直、牢度接觸。如果需要多個(gè)頂鎬,需制作頂鎬架子。
制作頂杠。根據(jù)頂鎬的位置,制作頂杠。頂杠由雙層40#C型工字鋼焊接而成,在頂杠中部加工字鋼加固,見圖3。
拉索。本次退管,拉索采用工字鋼焊接,拉索兩端分別連接在頂杠和掘進(jìn)機(jī)上。拉索要連接在掘進(jìn)機(jī)機(jī)殼等受力結(jié)構(gòu)上,不可與混凝土管連接。
回拉方法。退管拉力過(guò)大,布置的頂鎬不能將管道整體拉出,故采用逐節(jié)退管的方法。即:將混凝土管最后1節(jié)脫開,再將倒數(shù)第2節(jié)脫開,同時(shí)壓縮與最后1節(jié)脫開的距離,然后是脫開倒數(shù)第3節(jié),壓縮倒數(shù)第2節(jié)脫開的距離,以此類推直至布置的大型頂鎬能夠拖動(dòng)掘進(jìn)機(jī)為止。將管道逐一退出,當(dāng)管道退出一定數(shù)量后,拉力減小,再整體退管。逐節(jié)退管時(shí),在混凝土管上打孔安裝牛腿,使用小型千斤頂將混凝土管脫開,脫開的距離以不超過(guò)接口鋼圈為宜,本工程為10cm,每次每節(jié)管退10cm,逐節(jié)進(jìn)行。通過(guò)逐節(jié)退管將第8至第4節(jié)管退出后,再使用大型頂鎬將第3節(jié)管至掘進(jìn)機(jī)整體拉出。
注漿和回拉速度控制。在拉索、頂杠牢固連接后,可以進(jìn)行管道回拉。為防止管道上方土體塌落,可從掘進(jìn)機(jī)的注漿孔向外注粉煤灰和水泥組成的混合漿?;旌蠞{的配制:主料為粉煤灰,輔料為水泥(含量8%);強(qiáng)度要求:12h達(dá)到初凝,28d強(qiáng)度為0.5~1.0MPa;注漿壓力宜為0.1MPa。每退管1m,至少向掘進(jìn)機(jī)前方由掘進(jìn)機(jī)退出的空間中注入6.52m3的混合漿,要求全部由混合漿填充,并要保證掘進(jìn)機(jī)前段的混合漿的壓力。退管時(shí),邊退管邊注漿,并且保持注漿壓力,如果注漿壓力過(guò)小,停止退管,繼續(xù)注漿,直至注漿壓力上升,再開始退管?;乩乃俣炔豢蛇^(guò)快,回拉的速度與注漿量和注漿壓力有關(guān)。每退管1m,停滯12h,使填充的混合漿凝固。
防管道位移裝置。在軌道和工作坑底板預(yù)埋件上,焊接短工字鋼和鋼板等擋板,防止退管末期管道在地下水和混合漿的壓力下突然被推出洞口。在退管的間隙,也要注意管道的固定,防止管道位移。
掘進(jìn)機(jī)退出及洞口封閉措施。在掘進(jìn)機(jī)將要退出時(shí),停止退管。洞口外采取封閉措施:在洞口外打3排粉噴樁和高壓旋噴樁,樁徑均為500mm,咬合150mm,樁長(zhǎng)16m,處理寬度5m。第1排樁距洞口1.7m,由11根粉噴樁和3根高壓旋噴樁組成,粉噴樁在洞口前,高壓旋噴樁在兩邊,粉噴樁雖然強(qiáng)度不如高壓旋噴樁,但是可以保證掘進(jìn)機(jī)不會(huì)被水泥澆筑造成無(wú)法退出。第2排、第3排樁分別為14和15根高壓旋噴樁,每排樁之間相切布置。
其他措施
1防止塌方措施
除掘進(jìn)機(jī)前部注漿外,在工作坑前部10m范圍內(nèi),做壓密注漿。壓密注漿尺寸為:長(zhǎng)10m×寬5m,壓密注漿深度達(dá)到掘進(jìn)機(jī)上方2m處。改良管道上方的土體,需增加土體自持力,防止大范圍塌方,見圖4。
2沉降觀測(cè)
(1)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)施位置進(jìn)行沉降觀測(cè)點(diǎn)布置,沉降點(diǎn)布置要牢固、明確。特別是在沉井上下都要放置觀測(cè)點(diǎn),嚴(yán)密監(jiān)控沉井的位移和傾斜。(2)在頂管段適當(dāng)位置設(shè)置地下水位觀測(cè)孔,每天進(jìn)行地下水位觀測(cè),并記錄、分析數(shù)據(jù)。(3)加強(qiáng)施工監(jiān)測(cè),確定有效防沉降措施。退管前,首先布置觀測(cè)點(diǎn),對(duì)各種沉降情況進(jìn)行詳細(xì)記錄和動(dòng)態(tài)分析,及時(shí)調(diào)整施工方案,控制工作坑周邊土體位移,減小施工對(duì)周圍環(huán)境的影響。在地上設(shè)施、周圍建筑物的沉降觀測(cè)出現(xiàn)異常時(shí),及時(shí)采取措施并增加觀測(cè)密度。(4)設(shè)專人定時(shí)觀測(cè),觀測(cè)儀器為專用儀器,不得挪用。(5)觀測(cè)警戒值為15mm。
經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)
在頂管工程施工過(guò)程中,由于管材材質(zhì)及施工工藝等原因造成混凝土管涵頂進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)開裂現(xiàn)象時(shí),首先要認(rèn)真分析研究原因,制定退管方案;其次要仔細(xì)計(jì)算退管拉力,拉力計(jì)算不準(zhǔn)確將直接影響到退管施工的整體安排;最后要按方案要求制作拉索、頂杠和橫杠等。同時(shí),防塌方的措施也要制定完善,只有這樣才能將壞管置換出來(lái),保證工程施工質(zhì)量。(本文作者:丁里廣、孫中禹、許平 單位:徐州市南水北調(diào)工程建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室、江蘇省南水北調(diào)邳州站工程建設(shè)處)