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污水管道工程设计中顶管技术的应用

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污水管道工程设计中顶管技术的应用

摘要:针对珠海市香洲区港澳大道保利国际广场北侧污水管道坍塌情况,通过现状管线、现状地质情况的分析,提出合理的解决方案。

关键词:顶管;排水;污水管道工程设计

1工程概况

本项目位于珠海市香洲区港澳大道保利国际广场北侧,该路段有DN600污水管道坍塌,长约200米,经管线探测,部分管道已无法找到,本项目对坍塌管段进行新建。

2基础资料

2.1原设计污水管道情况该路段标高约5.2米,污水管内底标高约-1.4米,管道埋深约6.6米,管顶覆土约6.0米,采用的管材为HDPE管。

2.2现状管线情况

从机动车道从北往南依次为:①综合管廊(BXH=5000X3200,结构内底约-1.0m);②BxH=1200x1000雨水渠(埋深约3.0m);③1400x1000-10kv电缆沟;④DN600污水管(埋深约6.6m);⑤100x100-220V电缆线;⑥DN300冷冻管(位于河道桩顶);⑦DN800冷气管(位于河道桩顶);⑧DN300给水管(埋深约1.6m)。河道桩、桥梁桩(承台顶标高1.6m)、河道(底标高0.5m)。

2.3根据原道路设计路基处理

资料,采用预压方式进行地基处理。根据桥梁勘察的钻孔,有20cm左右的块石。

2.4地质概况

①-3.0m~3.0m为素填土层,褐灰色,松散,很湿;主要由黏土组成、夹少量中粗砂、碎石块及贝壳碎屑,土质不甚均匀。②-1.0m~-13.6m为淤泥层,灰黑色,流塑,饱和,微含有机质,味臭,断续夹薄层粗砂及少量贝壳,局部为淤泥质土。③-10.0m以下为主要为风化岩。说明-1.0m~-3.0m、-10.0m~-13.6m不同段地质情况不同。

3方案比选

3.1主要问题及设计难点

(1)地下水位高且具有腐蚀性、土质较差。场地环境类型属Ⅱ类。根据地下水水质腐蚀性指标,按《岩土工程勘察规范》之12.2.1~12.2.4条对场地地下水进行评价:在干湿交替及无干湿交替作用条件下,对混凝土结构有微腐蚀性。在弱透水层中对混凝土结构有微腐蚀性;在长期浸水状态下对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性,在干湿交替状态下对钢筋混凝土结构中的钢筋有强腐蚀性。土的腐蚀性评价:在干湿交替及无干湿交替作用条件下,对混凝土结构有微腐蚀性。在弱透水层中对混凝土结构有微腐蚀性;对钢筋混凝土结构中的钢筋有弱腐蚀性;对钢结构有微腐蚀性。(2)地面以下6米至13米为淤泥层,设计污水管道埋深为6米,地基承载力不足。(3)管线复杂。沿线有多种管线,且其它管线埋深较大,开挖施工对其它影响影响很大。

3.2方案一

按常规顶管施工。顶管管径一般大于等于DN800,顶管工作机的尺寸净空最小采用5000mm,考虑结构厚度,约6500mm,该段管廊和河道支护桩最小处间距约9m,每侧空间约1.0m。间距太小,施工中对管廊、河道支护桩、桥梁墩柱及承台影响大,负面影响难以评估,若对管廊产生扰动,修复难度大,桥梁基础扰动,则无法修复。现状污水管道为塑料管,施工中可能会影响施工顶进,建议选用具有破碎功能的机头。需对现状给水、电力、雨水管道迁改。

3.3方案二

采用二程式小型顶管机,顶管工作机、接收井规格可做到内径2000mm,外径3200mm,位置满足要求。但其设备小,遇到土层中的石块难以通过,可实时性难度大。3.4方案三更改管线位置,该段管道沿着河道绕出来。目前河道已做盖板,且河道底标高为0.50m,污水管道底标高为-1.4m,开挖工作量大。施工难度大,难以实施。

3.5方案四

在原位置开挖施工,埋设约6.6m,打桩(钢板桩/支护桩)长度约12m,打钢板桩震动可能影响管廊和河道支护桩及河道上盖板的结构安全,采用灌注桩等位置偏小,完成后其他管道管位难以按规范要求布置(该道路现状管线基本按规范最小净距离布置,如有其他变动难以满足要求)。同时需对给水、电力、雨水管道进行迁改。

3.6经以上分析,决定采用方案一。

4方案设计

4.1方案

沿现状污水管位,采用泥水平衡机头顶管施工。管材管径为DN1000Ⅲ钢筋混凝土管,顶管工作井、接收井及管道沿线采用高压旋喷桩处理地基。顶管中部采用开挖方式加设污水检查井,起止点与现状管连接采用开挖施工。

4.2管线迁改

对工作井、接收井范围内的管线进行迁改,对高压旋喷桩有影响的管线主要以加固保护为主,必要时进行迁改。

5结论

泥水平衡顶管技术具有诸多优点,广泛适用于市政给排水管网,在本工程中得到了很好的应用,妥善地解决了地下管线复杂跟地质不良的问题。

作者:张鹏程 单位:中国华西工程设计建设有限公司深圳分公司

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