石家庄市供热管理中心 河北石家庄 050011
摘要：在设计和对供热管道工程进行施工的时候，往往会出现穿越河流、公路、铁路的情况，通常条件下，需要通过定向钻、开挖、架空、顶管穿越等手段进行操作，其中顶管穿越和定向钻穿越具有较高的施工成本，然而在穿越对象影响方面比较小，应用非常广泛。本文以某河堤穿越工程为例，具体论述了热水供热管道顶管穿越堤岸的工程设计。
关键词：热水供热管道；顶管穿越堤岸；工程设计
1工程概况
在某顶管穿越工程当中，所属河道是二级河道，通过顶管法进行施工。为避免河水渗入到供热管道和钢套管之间的通道当中，在完成穿越后的位置处进行黏土截渗环、橡胶止水圈的防渗设计。具体的堤岸穿越工程剖面如下图所述，图中的数值单位均以m表示。
图1 堤岸穿越工程剖面
2 热水供热管道顶管穿越堤岸的工程设计要点
2.1 钢套管设计
为了让供热管道穿越大堤设计了钢套管对钢套管的内径合理进行选择是非常重要的，供热管道外护管的直径一般情况下为1155毫米。在进行长距离穿管的过程中，为了确保穿管的可靠性，需要确保供热管道外护管外壁面和钢套管内壁面的净距大于300毫米，也就是说钢套管的最小内径需要控制在1755毫米，并且对钢套管内的人员的作业高度进行考虑和分析，钢套管的内直径需要控制在200毫米左右，钢套管壁厚度需要控制在20.5毫米。
2.2 工作井设计
工作井的长度L要达到了11米，工作井通过沉井法来进行施工，沉井中一般的形式主要有多边形沉井、圆形沉井、矩形沉井、腰圆形沉井等，其中矩形沉井的顶底部布置相对比较灵活，而且具有较高的利用率，且提供的后备反力与圆形沉井相比要比较大，另外矩形沉井在制作的过程中比较方便，施工模板可以多次进行利用。
2.3 供热管道穿管
在进行供热管道穿管之前，需要在钢套管的底部进行419毫米高的平台，对砖砌平台当中，表面需要进行抹灰，确保平台的平整，平台上还需要进行镀锌钢板的铺设，厚度为一毫米，在供热管道外，外弧面需要进行一层0.5mm厚的镀锌钢板的铺设，对物料管道进行保护，穿管工作完成之后，钢套管和供热管道之间是要利用泥浆泵进行岩土的填充，以确保对供热管道进行保护，供热管道穿管的截面如下图所示。
图3热管道穿管后截面
2.4 顶管机选型
工程当中使用泥水平衡岩石顶管机来进行操作，因为需要破碎岩石，所以在顶管机的机头进行了滚刀的布置，滚刀的刀刃部分有超硬合金刀片镶嵌，具有很强的耐磨性，挤压力也比较高，所以大量切入岩石，在滚刀破岩的过程中需要保证岩石的挤压力，达到岩石本身的长度，这样才能让合金刀片对岩石进行破坏，形成切削沟槽，刀刃需要继续对岩石进行挤压，确保自身及压力的岩石强度相等，再进行挤压，就可以让岩石出现破裂，向附近扩散，切削沟槽周围的岩石，泥水平衡岩石顶管机的特点在于可以长距离进行岩石顶管操作，可以从机内进行滚刀的更换。
2.5 注浆减阻
顶管施工的过程中需要保证顶进距离为150米，一定要通过注浆减阻的方式进行操作，可以让顶进阻力大幅度降低，顶进阻力降低的最好办法是通过触变泥浆注浆，让钢套管的外围形成一个泥浆润滑套，让顶进阻力大幅度降低，注浆孔在预留在管钢套管上。在顶进的过程中需要及时进行补浆操作，另外每12米处需要进行一台注浆孔的预留，以便及时进行补浆，主要是同步注浆为主，注浆泵为辅助。
2.6 出土石方案
泥水平衡岩石顶管机的出土石主要通过全自动泥水输送来进行，通过机头滚刀切削以及二次破碎后的土实体，利用机舱内的搅拌和泥水形成混合物，接着通过泥浆泵进行抽排，利用排泥管将它们排入到沉淀池当中，以确保排泥顺畅和泥水压力符合要求，另外在近、排泥水管道附近沿线需要进行若干台管道泵加压，布设在工作井的周围，需要进行沉淀池的设置，泥浆排出之后通过沉淀池，然后通过自卸汽车对其进行运输。
2.7 防渗设计
2.7.1 钢套管外壁触变泥浆置换
在顶进操作的过程中，为了让顶级阻力减小，需要在岩土和钢套管外壁之间填充触变泥浆，在完成顶管工作之后，需要置换触变泥浆，以水泥砂浆对触变泥浆进行置换，将钢套管外射超挖等空隙进行填充，水泥沙浆置换触变泥浆的过程中，需要通过隔膜泵进行加压，把水泥砂浆向钢套管外侧与粘土缝隙当中压路压力需要控制在0.2到0.3兆帕，完成置换之后，需要将注浆管道拆除，并且封闭钢套管上的注浆口。
2.7.2 钢套管出口防渗处理
供热管道和钢套管之间需要这些粘土的填充，因为黏土由于浆泵进行输送，粘土层的密实度比较小，透水性相对比较强，为了避免供热管道和钢套管之间产生解渗漏通道。需要通过一些防渗措施，施加在钢套管的出口处。
结束语
总而言之，对于一些不允许断流、防洪级别较高的河流，合理选择热水供热管道井穿顶管穿越堤岸工程的设计是非常重要的，在具体施工的过程中，一定要保证工程设计的质量和效果，在工作井施工的过程中，一定要依照设计进行操作，不能偷工减料，一定要确保工作井的强度符合要求，可以对顶管机的作用力进行承受。
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[2]臧洪泉，时研，苏暘，等.热水供热管道顶管穿越堤岸的工程设计[J].煤气与热力，2014，34（10）：A01－A04.
论文作者:王振家
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/26
标签：套管论文; 管道论文; 沉井论文; 岩石论文; 顶管论文; 堤岸论文; 泥浆论文; 《基层建设》2018年第15期论文;