穿路定向钻施工方案.docVIP

一．方案选择 自来水管道穿越河流的工程事例在国内并不少见,但各地所采取的过河方案因各地所处工程环境不同而有所不同[1 ,2 ] 。本工程提出三个方案:一是随桥过河;二是离开桥在河中砌筑支墩过河;三是在河底下牵引法穿管过河。 第一方案经桥梁设计方验算,因荷载问题被否定,技术上不可行;第二方案由于工程横穿行船航道,不仅要求支墩跨度和管道架设高度不小于桥主跨的跨度(60 m) 和水面以上高度(9 m) ,而且要求施工期间不得影响行船安全,此方案最终因技术上难以实现、安全措施上难以保证而被否定;方案三采用的是非开挖技术[ 3 ] ,通过导向控制定向钻孔牵引管道从河床下穿越过河。此方案的优点是非开挖技术牵引法在国内应用已相当普遍,使用经验成熟,在技术上没有问题,此外该技术最大的优点就是最大限度地减少了地面上作业工程量,对交通、环境影响小,基本上不存在安全问题。采用该方案的缺点是工程造价相对偏高,不过这与长期供水的经济效益和促进五河县经济发展的社会效益相比还是值得的。最后选择了第三方案。 华山路为科技园区的主干道，为维持其正常交通及避免破坏路面结构，考虑到现场的地质情况、地下水位、管道覆盖深度、管径、管材、管节长度、顶进长度及现场周边环境等因素，经对比分析，采用施工操作简单、成本低、进度快的逐步扩孔特殊顶管施工方法。 具体工程地点选择在沿新浍河大桥东侧10 m处。由于河北岸较陡,河滩地较窄,在河堤内实施牵引法施工作业无法展开,故将牵引工作坑和接受坑放在堤外,导向孔钻进、管道连接牵引在堤外进行,这样本次管道工程非开挖施工段长度达320 m 依据文献[4 ]中相关要求和河道部门提供的河道断面尺寸,在满足防洪冲刷、航运、河道清淤等要求的前提下,确定管道中心线控制高程, 由于牵引法施工中是先扩孔再牵引管道,先前形成的孔的孔径大于管道的外径,这使得穿堤段管道外壁与导向孔之间存在空隙,如不处理对防汛极为不利,因此在设计中一定要强调管道牵引到位后,对穿堤段管道外壁的空隙要进行灌浆密实。 (4) 管材的选择。在给水工程中,用于牵引法施工的管材主要有钢管和高密度聚乙烯管( HDPE管) ,钢管由于其刚性较??、防腐要求高一般用于导向孔比较顺直、非开挖段比较短的工程,而PE 管因其柔韧性好、质量轻、耐腐蚀、外壁光滑易牵引等诸多优点,几乎适用于所有牵引法施工的非开挖工程,因此本次工程中选用了PE100 级高密度聚乙烯管( HDPE 管) ,最高工作压力0. 8 MPa 。 （7）线路布置。为了降低费用，过路管线与公路垂直相交，管道中心线距离路面2150mm。管道扩孔直径选1.4倍管道直径，即1.4×300=420mm。 2　工作井与接收井的设计 1)工作井与接收井的深度根据所顶进管道埋深确定,比管道中心线低1.5m 左右, 本工程采用工作井为3.6m, 接收井为3.6m。 2)工作井长度:按正常顶进计算: L = b1 + b2 + l1 + l2 + l3 + l4 + l5 式中: L为工作井长度(内径) , m。 b1 为后座厚度, 0.16m; b2为顶铁厚度, 0.15m; l1 为管径长度,m,本次取2m一节; l2 为油卸长度,m, 50 t千斤顶0.18m; l3 为前一节管留在井内的长度,取0.15m; l4 为管道回弹量, 取0.12m; l5 为富余量, 取0.11m; 经计算,取L = 3.0m。 3)工作井宽度: 根据管节直径、导轨宽度及铺助设施的安装和操作人员作业空间确定,本次取4.5m。 4)工作井布置:安装千斤顶、导轨、后座支架、集水井、人行梯、手动升降机设备安装有序,并留有足够作业空间。 5)工作井处部分要求:因顶管工期较长,因此应充分作好防雨、防汛、防日晒工作,工作井四壁要高出地面0.13m,井口上方设雨棚。 6 )接收井:同工作井深度相同。 3　工作井反力墙 工作井采用钢筋混凝土浇筑,工作后墙要特别予以加强、墙面要光滑、后墙与顶进方向垂直,且有足够的厚度用最大顶力进行剪切应力核算,确定墙的厚度。 反力墙最小厚度: B = 2b +C 式中: b为单只千斤顶外侧墙最小宽度,m; C为顶力作用点间距,m ; 计算结果B 取5m。 4工作井施工 工作坑开挖时（沉井除外）应按施工设计规定及时支护，可采用与墙体连接的钢筋混凝土圈粱和支撑梁的方法支护，也可采用钢管支撑法支护。 在外墙后设光滑袋或抛石,用作围堰和防滑。 工作井壁形成后,对井底浇筑水下封底。第一次封底厚110m, 3d后排出井内积水并凿出排水沟和集水井。井底和井壁成形后,于设计顶入点施工穿墙管。穿墙管的作用是在顶管之前起防止地下水和泥砂涌入井内在顶管时起导正和防渗漏作用。 5 钻机 6回拉力计算（φ300 管）（参照1MPaφ315管道的单位长度计算。）