长距离曲线顶管技术在电力管道工程中的应用

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1、长距离曲线顶管技术在电力管道工程中的应用陈　勇1陈永光2黄以华2(1福建省东辰岩土基础工程公司厦门分公司,2厦门电力工程集团有限公司)摘要：非开挖技术在市政管道铺设中的应用越来越广泛，从直径50mm通讯光缆~直径3000mm混凝土管道，采用非开挖安装各种都变得很普遍。同时，鉴于非开挖技术综合效益优越性、环境友好型施工特点，也逐渐被工程建设方、社会所接受和认可。泥水平衡顶管技术是非开挖最为成熟的技术之一，在城市市政设施建设中也起着举足轻重的作用。采用泥水平衡顶管技术进行城市雨污分流改造已经在国内大量城市取得应用，但是，采用泥水平衡顶管在岩层中铺设直径达2000mm

2、埋深在5m电力管道，在国内为数不多，在福建厦门地区也是尚属首次。通过在工程施工中对设备、施工工艺的摸索和改进，最后采用泥水平衡顶管施工技术成功铺设建设所要求的电力管道。本工程将为在福建地区采用顶管技术铺设大口径长距离、曲线管道提供了指导和借鉴。关键词：非开挖技术；泥水平衡顶管；岩层掘进。1.前言城市的发展将涉及到地下空间的开发和利用，采用非开挖技术进行城市地下公用设施的开发和利用是一种逐渐被社会广大民众所接受新型的施工公用设施施工方式之一。采用非开挖实施城市地下公用设施具有以下优势：①工程施工具有环境友好型特点；②与传统开挖等施工工艺相比，综合经济成本具有很大优

3、势；③能够准确、快捷的实现地下公用设施的安装铺设；④对地面交通、商业、社会活动等影响很小。因此在当前采用非开挖技术安装城市地下公用设施是较为经济合理、安全有效的一种施工方法。厦门市地区在改革开放后的浪潮中，经济得到了蓬勃的发展，对城市地下设施（电力、通讯、给排水、燃气热力等）管道的运输能力需要不断的提高和增大，因此需要大量的修建或扩建现有的地下设施。本论文中所涉及的工程正是扩大区域输电能力、空中电网入地缆化的方针政策的大背景下的工程。工程经过建设方、设计方、业内专家教授以及施工方的综合研讨确定采用泥水平衡式曲线顶管铺设该区域内的电力管道。工程主体为两座顶管沉井、

4、顶进长度约180m直径2000mm管顶埋深为5m的预制混凝土管道顶管工程。受场地建筑群体及工程地质条件限制，工程拟采用曲线泥水平衡式顶管施工工艺铺设电力管道。工程通过招投标形式,最终选定福建东辰岩土公司厦门顶管分公司作为该工程的施工单位,下图-1给出了2003年～2010年8月份采用土压平衡和泥水平衡顶管铺设管道的施工业绩。图-12003年～2010年8月份止东辰厦门顶管分公司业绩情况82.工程地质条件顶管工程场地位于文曾路两侧,顶管工作井位于文曾西侧山坡坡脚位置,接收井位于文曾路东侧,位于立交桥交界位置,场地空间十分受限。位于顶管施工段位置，文曾路西侧属于山地

5、地形，局部位置有基岩出露，坡脚位置主要为中沙或粗砂冲击地层。由于后期人为活动，沿文曾路两侧20m范围内都是商业建筑和民用建筑。顶管施工区域总体高差在1.5m范围之内。顶进轨迹总体位于文曾路沿线方向。根据市政工程岩土工程勘察要求，位于施工区域范围需要进行初勘和详勘，以便详细了解施工区域工程地质条件和水位地质条件。通过工程区域居民调查和相关水文和地质管理部门核实区域工程地质和水位地质条件，并通过在顶进方向上进行勘察孔直观钻探勘察，准确详尽了解了该区域内的施工地质条件：工程地质条件：施工区域内地表以下2m范围主要是以回填层为主，回填层最大有300mm大小等的建筑垃圾块

6、体，且致密度很差，透水性很好，其中局部是山体冲积沉积砂层和卵砾石层。西侧山体坡脚位置有基岩出露，属于中风化砂岩和强风化花岗岩，岩石强度在15Mpa~25Mpa之间。如图-2所示：水位地质条件：施工所在地属于亚热带海洋性气候，降雨频繁，除市政公用设施、商业建筑和民用建筑外，区域内植被良好。区域内常年地下水位位于地表以下6.53m。图-2管道顶进区域地质剖面图注：为杂填土，碎石和块石占40%左右；为坡积粉质粘土或残积粉质粘土，其中>2mm砂砾含量为10%~15%左右；为残积粉质粘土，主要是由全风化的花岗岩堆积而成；为全风化和强风化花岗岩，花岗结构较清晰，质地坚硬，上

7、部全风化花岗岩强度达50Mpa，下部强风化花岗岩强度高达65Mpa。3.设计考虑顶管工程设计主要涉及顶管工作井和接收井的设计、顶管顶进轨迹设计和设备选型。各部分设计需要考虑的因素侧重点存在差异，但是都是建立在对施工区域内工程地质条件详尽掌握的基础上才能确定设计方案。3.1顶管工作井和接收井设计8通过对工程区域内工程地质条件和水文地质条件收集和分析，采用沉井施工工艺进行顶管工作井和接收井的施工，综合经济效益显著。鉴于两个井功用上的差异，在进行设计时将工作井设计成直径为6500mm深度为9.8m的沉井，主要考虑工作井施工区域条件及顶进过程中顶进力的需要及工作井的后期

8、功用（顶管作业完毕作为电