胡冲坑水库输水涵顶管施工的经验与教训-广东水利水电科学研究院.PDF

胡冲坑水库输水涵顶管施工的经验与教训 王士恩 袁明道 杨光华 (广东省水利水电科学研究院， 广州， 51061) 摘 要：本文通过工程实例，系统地介绍了水库输水涵顶管施工中遇到的问题及其解决方法，总结了施工中的经 验与教训，对类似工程的施工具有借鉴意义。 关键词：输水涵 顶管施工 纠偏 推力 1 引言 胡冲坑水库输水涵管为浆砌石方涵0.5×0.5m、长约110m，涵底标高为105m，最大泄水流量 0.2 立方米/秒。由于涵管防渗性能差，经多年运用，涵内存在多处隐患，有明显渗水现象，特别 是库水位较高时，严重影响坝体安全，急需进行更新改建，但改建涵管的施工方法却有多种选择。 若按传统大开挖的办法施工，将坝体挖出一个深槽，再放置输水涵管回填坝体土料，分层压实， 这样原坝体土的完整性将遭到严重破坏，压实质量也很难得到保证。再者，胡冲坑水库坝体相对 较高，长度却相对较短，用大开挖的办法改建涵管，其开挖回填土方量与新建同样的坝体相差无 几，既不经济也不够科学。近年来，在市政工程、通信工程中应用较为成熟的非开挖技术[1]可望 引入水利工程中用于输水涵管的加固改造。运用该项技术，不必开挖坝体，只需采用一套特制的 设备，在涵管位置或改建涵管的新位置重新设置管道即可。如运用顶管机、盾构机、夯管机等机 械置管都是常用的方法。根据本工程的特点，拟采用水平顶管机置管就位的办法建造内径1000mm 的预应力混凝土输水管。该法具有技术相对成熟，使用设备相对轻小，施工方法简便，工期短， 质量易于保证等优点，是一项值得在水利工程中推广的新技术。 2 施工准备及其要求 新改建的输水涵管位于大坝右侧，原输水涵靠近坝体中部约6m 处，轴线与原涵管基本平行。 岩土组成主要为人工填土和下覆冲积、残积粘性土层，涵管底板基本上位于岩层之上，可不考虑 遇岩开挖的问题。 改建涵管实际长度为110m，考虑到坝体前后坝脚处可用开挖法置管，顶管施工段拟定为80m。 选用的输水涵管为钢筋混凝土管，由有质量保证资质的正规生产厂家提供，管材内径为1000mm， 壁厚为100mm，纵向受力筋为12 根Φ10(冷拉)均布配筋，环向按双层Φ6.5@50(冷拉)配筋，保护 层均为20mm，C50 混凝土。 考虑到一站顶进 80m 涵管，对管材的要求偏高，对其受力情况进行了全面分析计算[2]，计算 成果表明，顶管需要的推力在382 吨至496 吨之间，设计管材强度完全可以承受。 为完成本项任务，拟成立由15 人组成的施工项目部，投入一整套顶管施工设备，请具有施工 甲级资质、专门从事顶管施工的非开挖工程公司完成顶管工作，并对其施工提出了具体要求。 3 施工中遇到的问题及其解决方法 顶管施工于4 月1 日开始开展外业工作，原计划4 月底完成，但施工过程中出现了许多意外 问题，拖延了工期，浪费了许多财力、物力。 首先，施工单位对本工程的重视不够，项目部配备人员不够得力，只有一个项目经理从事过 类似工程的施工，其余工作人员多是从未接触过顶管施工的农民工，无施工经验和技术，施工一 开始就埋下了隐患。为说明问题起见，我们结合施工后的测量成果来分析施工过程中存在的问题。 403 图1. 各节管底高差测定成果图 图2. 各节管中轴线偏差图 图1 和图2 分别为施工到45 米处对各管节的高程偏差和水平偏差的测量成果。如假定后续各 节管依据前节管形成的管道前进，那么，靠近管口的第2 节管就已存在偏高、偏右的误差，从第 3 节管处开始调整偏高、偏右误差到4 节管处得到调整，到第5 节管处，偏高误差得到调整，但 管节却发生了向左偏差，从第6 节管开始，各节管都在累加偏差，到第18 节管时，管道前端底部 已累积偏低达380mm，到第12 节管时，水平偏右误差达70mm，后经纠偏处理到顶进第18 节管时， 水平误差基本上得到纠正。由于已顶进的18 节管偏差过大，管道弯曲，顶管阻力较大。若继续顶 进，管材强度，管道的高程控制误差均不许可，只好停止继续顶进，选择对应方案来解决问题。 造成以上问题的原因，明显与施工人员的素质有关。顶管施工不同于一般的体力劳动工作， 它要求从业人员要撑握一定的技巧、纠偏技术、监测方法等，且要有较强的责任心，协调配合工