管道深基槽施工技術(shù)分析

王俊鋒

摘要： 針對(duì)目前管道深基槽開(kāi)挖施工工藝，對(duì)管道深基槽開(kāi)挖方案放坡開(kāi)挖、松木樁護(hù)坡腳、水泥攪拌樁及槽鋼支護(hù)和鋼板樁支護(hù)進(jìn)行比選，并對(duì)鋼板樁施工進(jìn)行分析，包括支護(hù)方式、施工準(zhǔn)備和場(chǎng)地布置、拉槽、鋼板樁施工、卸載、圍檁、橫撐安裝分析、施工布置和主要施工機(jī)械、施工注意事項(xiàng)，為管道深基槽開(kāi)挖技術(shù)研究奠定一定基礎(chǔ)。

Abstract： Aiming at the excavation technology of the deep foundation slot of the pipeline， the comparison and selection of the slope excavation， pine pile slope foot， cement mixing pile， channel support and steel sheet pile support of deep foundation slot excavation program is conducted，and the construction of steel sheet pile is analyzed， including the supporting method， the construction preparation and the layout of the slab， slot broaching， analysis of unloading， purlin and cross bracing installation， the construction arrangement and the main construction machinery， and the construction precautions， to lay a certain foundation for the excavation technology of deep foundation slot.

關(guān)鍵詞： 管道開(kāi)挖；方案比較；鋼板樁；施工

Key words： pipeline excavation；program comparison；steel sheet pile；construction

中圖分類(lèi)號(hào)：TU992.05 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）33-0109-02

1 工程概況

東河塘油田注氣開(kāi)發(fā)試驗(yàn)地面工程，東一聯(lián)單井集輸能力217t/d（液量），注氣規(guī)模40×104m3/d，新增低壓氣增壓規(guī)模13.7×104m3/d。本工程位于阿克蘇地區(qū)庫(kù)車(chē)縣境內(nèi)，庫(kù)車(chē)縣位于新疆維吾爾自治區(qū)西南部，大致可分為隔壁、塔里木河谷平原、渭干河沖擊扇平原三大部分。

2 施工方案比選

深基礎(chǔ)開(kāi)挖常用方法有放坡開(kāi)挖、水泥土攪拌樁、鋼板樁支護(hù)、槽鋼支護(hù)等。

2.1 放坡開(kāi)挖

放坡開(kāi)挖特點(diǎn)是施工技術(shù)含量低，工程造價(jià)高，負(fù)面影響大，除中斷交通外影響到施工區(qū)域其他單位并征用大面積土地堆放廢棄物。

2.2 水泥土攪拌樁

水泥土攪拌樁施工必須達(dá)到水泥硬結(jié)齡期后才能開(kāi)挖基槽，由于水泥硬化需要一定時(shí)間導(dǎo)致工程工期延長(zhǎng)。如果地質(zhì)狀況不佳，設(shè)置單排樁進(jìn)行擋土，由于樁體抗剪切、抗彎強(qiáng)度相對(duì)較低，無(wú)法滿(mǎn)足支撐要求產(chǎn)生滑動(dòng)導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，但設(shè)置多排不僅增加工程造價(jià)，同時(shí)增加了工程量導(dǎo)致延長(zhǎng)工期，因此要根據(jù)具體工程需要合理設(shè)置。

2.3 鋼板樁支護(hù)

鋼板樁支護(hù)主要是通過(guò)插打鋼板樁法，使鋼板樁與鋼板樁之間通過(guò)鎖口連接形成整體結(jié)構(gòu)的擋墻結(jié)構(gòu)物，鎖口不僅擋水同時(shí)還能擋土。由于鋼板樁斷面較薄弱，剛度較小，因此在開(kāi)挖期間要時(shí)時(shí)對(duì)鋼板樁變形進(jìn)行監(jiān)控，確保施工期間鋼板樁滿(mǎn)足施工要求，保證作業(yè)人員安全。鋼板樁施工簡(jiǎn)便、施工周期短、現(xiàn)場(chǎng)整潔，工后可隨即對(duì)基坑進(jìn)行開(kāi)挖。

2.4 槽鋼支護(hù)

在必須用槽鋼替代鋼板樁的特定工況下，可以按照鋼板樁的布置來(lái)設(shè)置槽鋼，但工程造價(jià)更高，槽鋼間無(wú)連接扣接絞口，整體穩(wěn)定性比較差，槽鋼不能止水，施工定位困難。

經(jīng)過(guò)上述綜合比選，結(jié)合工程特點(diǎn)及管道深基槽開(kāi)挖工程進(jìn)度指標(biāo)、造價(jià)控制指標(biāo)，最終決定使用鋼板樁支護(hù)方案。

3 鋼板樁施工方案分析

3.1 支護(hù)方式

在鋼板樁施工前，需要在基槽兩側(cè)分別開(kāi)挖管道槽，管道槽距離管道中心線兩側(cè)為2.5m 位置，然后在管道槽內(nèi)連續(xù)施打鋼板樁，在鋼板樁與鋼板樁之間設(shè)置鎖口進(jìn)行防水，鋼板樁型號(hào)采用德國(guó)拉森 III號(hào)板樁，長(zhǎng)10m。距離鋼板樁頂部1m位置設(shè)置縱向圍檁和橫向支撐，距離樁頂 位置1.8m 處設(shè)置一道HP300×300 型鋼橫向支撐，橫向支撐之間距離為3m。鋼板樁、縱向圍檁和橫向支撐之間用電焊焊接給予固定。

3.2 施工工藝流程

3.2.1 施工準(zhǔn)備工作

施工前首先工作為平整場(chǎng)地，做好三通一平工作，確保水電等施工正常進(jìn)行，施工場(chǎng)地劃分為生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)、辦公區(qū)等，生產(chǎn)區(qū)主要包括鋼板樁堆放場(chǎng)地、機(jī)械設(shè)備拼裝場(chǎng)地、機(jī)械設(shè)備停放保養(yǎng)場(chǎng)地，生活區(qū)主要包括生產(chǎn)生活用地，場(chǎng)地布置完后下一步工作為放線測(cè)量，采用全站儀放出管道中心線并用白灰給予標(biāo)識(shí)，然后對(duì)開(kāi)挖邊線和鋼板樁平面位置進(jìn)行放樣。

3.2.2 拉槽

使用自卸汽車(chē)配合挖掘機(jī)完成基坑槽的開(kāi)挖任務(wù)。拉槽兩側(cè)邊坡坡度設(shè)為1：1，槽底寬5m。為了保證開(kāi)挖面的穩(wěn)定，需要將開(kāi)挖出的土料進(jìn)行外運(yùn)至安全地方，以免影響堆土荷載對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響。

3.2.3 鋼板樁施工

施打鋼板樁時(shí)，首先用纜繩捆綁鋼板樁，然后采用吊機(jī)將鋼板樁吊起至鋼板樁設(shè)計(jì)位置附近，并用人工扶正使吊起的鋼板樁落在布置線上。使用打樁機(jī)把鋼板樁打進(jìn)土中，用鎖口連接相鄰的鋼板樁，再用電焊固定或用纜繩拉緊，以防在打樁過(guò)程中將相鄰鋼板帶入土中。采用單根插打法施作鋼板樁，一來(lái)作業(yè)速度快，二來(lái)樣架高度比較低，如果地面出現(xiàn)傾斜坡度可以進(jìn)行二次打樁，或者采用氧割切斷鋼板樁。在鋼板樁打入土中以后必須與上一根鋼板樁焊接做固定，一是防止先打入鋼板樁背后打入樁帶入土中，二是可以確保打進(jìn)土中的鋼板樁不會(huì)傾斜。打樁前需要對(duì)所有鋼板樁進(jìn)行檢查，檢查內(nèi)容包括鋼板樁銹蝕情況、鋼板樁是否變形及是否需要調(diào)整，主要減小施打過(guò)程中鋼板樁鎖口阻力。如果地層屬于軟土，在施打過(guò)程中容易使鋼板樁傾斜，當(dāng)發(fā)生傾斜時(shí)應(yīng)該及時(shí)調(diào)整或者采用特制異型鋼板樁進(jìn)行糾偏。endprint

3.2.4 卸載、圍檁、橫撐安裝

當(dāng)所有鋼板樁按照設(shè)計(jì)要求施工完成后，需要安裝圍檁、橫撐。安裝前首先采用挖掘機(jī)挖土卸載，卸載深度與拉槽一致，卸載坡度為1：0.5。卸載完成后開(kāi)挖基槽，挖至圍檁、橫撐安全高程。然后采用吊機(jī)將圍檁吊運(yùn)就位，并將圍檁于鋼板樁焊接在一起，當(dāng)兩側(cè)縱向圍檁安裝完畢后，采用吊機(jī)將橫撐吊運(yùn)就位，將橫撐兩端與縱向圍檁焊接。

3.2.5 基槽開(kāi)挖

卸載后的地表土質(zhì)疏松，承載力大大降低，此時(shí)車(chē)輛運(yùn)輸荷載及材料堆放荷載對(duì)于邊坡穩(wěn)定性影響較大，因此在基槽開(kāi)挖過(guò)程中運(yùn)輸汽車(chē)不能靠近開(kāi)挖基槽，應(yīng)保證一定的安全距離，開(kāi)挖時(shí)每個(gè)工作面安排2臺(tái)挖掘機(jī)作業(yè)，一臺(tái)挖基槽土方至卸載平臺(tái)，另一臺(tái)緊接挖土裝車(chē)。當(dāng)開(kāi)挖至一定深度后，安裝第二層橫向支撐。

4 施工布置和主要施工機(jī)械

根據(jù)管道整體長(zhǎng)度和開(kāi)挖面，劃分成A、B、C三個(gè)工作區(qū)進(jìn)行鋼板樁同時(shí)施工。在施工過(guò)程中要保證施工材料和施工機(jī)械的利用率，同時(shí)要保證每個(gè)班組施工材料滿(mǎn)足施工進(jìn)度要求，鋼板樁施打一段需要進(jìn)行基槽開(kāi)挖、管道安裝、基槽回填，拆除支撐、圍檁、拔板等工序，然后進(jìn)行下一段施工。

鋼板樁施工機(jī)械設(shè)備選擇主要根據(jù)施工企業(yè)自有設(shè)備及工程特點(diǎn)：通常鋼板樁施工機(jī)械為振動(dòng)錘及起吊設(shè)備。振動(dòng)錘產(chǎn)生振動(dòng)強(qiáng)迫土體發(fā)生振動(dòng)降低土體沉樁阻力，使鋼板樁在自重及振動(dòng)力作用下沉入土體。

5 施工注意事項(xiàng)

鋼板樁施工過(guò)程中時(shí)時(shí)檢測(cè)鋼板樁變形、移位，發(fā)現(xiàn)鋼板樁變形過(guò)大或者發(fā)生位移及時(shí)匯報(bào)并制定方案進(jìn)行加固處理。在施工過(guò)程中要控制鋼板樁的傾斜率在1.5%以?xún)?nèi)，如果超出這個(gè)值需要采用必要方法進(jìn)行糾偏中。

鋼板樁合攏口安裝容易發(fā)生滲水，因此在鋼板樁鎖口安裝一定要檢查半成品質(zhì)量及合格證書(shū)及安裝是否合理。特別是靠近合攏口附近20根鋼板樁垂直度，確保合攏口寬度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

6 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)管道深基槽開(kāi)挖方案放坡開(kāi)挖、水泥攪拌樁及槽鋼支護(hù)和鋼板樁支護(hù)比選，對(duì)鋼板樁施工工藝支護(hù)方式、施工準(zhǔn)備和場(chǎng)地布置、拉槽、鋼板樁施工、卸載、圍檁、橫撐安裝分析進(jìn)行了分析，在管道深基槽開(kāi)挖過(guò)程中只有采用科學(xué)合理施工工藝才能確保工程順利進(jìn)行。

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