玻璃鋼夾砂管頂管工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

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摘　要：介紹了沈陽(yáng)市崇山路污水截流干渠頂管工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)及技術(shù)要求，并敘述了污水截流干渠線位的確定和頂管管材的選擇，探討了污水截流干渠頂管穿越高架橋橋礅基礎(chǔ)的方法。

　　關(guān)鍵詞：污水截流干渠 玻璃鋼夾砂管 高架橋 頂管

　　1 工程概況

　　沈陽(yáng)市崇山路是沈陽(yáng)市區(qū)一條主要交通干道，道路寬60 m，車(chē)流量大，是沈陽(yáng)市重要的交通樞紐之一。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，崇山路上原有污水管渠已不能滿(mǎn)足污水量排放要求，因此，決定修建崇山路污水截流管渠，以進(jìn)一步改善沈陽(yáng)市污水排放的條件，提高沈陽(yáng)市污水排放的通暢性。由于道路兩側(cè)建筑物密集，地下管網(wǎng)縱橫交錯(cuò)，決定采用頂管施工工藝。工程起點(diǎn)為七二四明渠，工程終點(diǎn)為崇山西路泵站。污水截流干渠由東向西，全長(zhǎng)6.7 km，貫穿北陵大街高架橋、黃河大街立交橋，污水干渠設(shè)計(jì)斷面為2.4 m×2.2 m單孔方渠，設(shè)計(jì)污水量為5.59 m3/s ，工程頂管總長(zhǎng)度為2151 m，其中頂進(jìn)直徑2100 mm玻璃鋼夾砂管長(zhǎng)為1771m，頂進(jìn)直徑1550 mm 玻璃鋼夾砂管長(zhǎng)為380 m，工程總投資為3800余萬(wàn)元。

　　2 污水截流干渠線位的確定

　　崇山路上目前有兩座高架立交橋，它們分別為北陵大街高架橋和黃河大街立交橋。兩座高架橋橫斷寬均為17 m，兩高架橋中心線位于崇山路中心線上。 考慮到崇山路是沈陽(yáng)市北部地區(qū)主要交通干道不能阻礙交通，最后經(jīng)過(guò)詳細(xì)論證和研究，確定在經(jīng)過(guò)兩高架橋橋區(qū)時(shí)，管線線位應(yīng)選定在崇山路中心線上，即在兩高架橋橋下。

　　3 玻璃鋼夾砂管的施工特性

　　由于崇山路污水截流干渠線位處在兩座高架橋橋區(qū)下，污水截流干渠需在兩高架橋橋墩基礎(chǔ)間穿越，線位比較特殊，因此我們對(duì)頂管的管材進(jìn)行了綜合比選。比選的因素包括工程造價(jià)、使用壽命和施工周期等，最終確定的頂管管材為玻璃鋼夾砂管。

　　3.1 剛度和硬度大

　　此次崇山路污水截流干渠工程在橋區(qū)及橋臺(tái)區(qū)的頂管采用兩種規(guī)格的玻璃鋼夾砂管。其中在橋區(qū)下采用的是單排直徑2100 mm的玻璃鋼夾砂管，在橋臺(tái)區(qū)下采用的是雙排直徑1550 mm 的玻璃鋼夾砂管，兩種規(guī)格的玻璃鋼夾砂管的剛度均須≥10 kPa，其管材的巴氏硬度均≥40.

　　由于管材的剛度和硬度大，因此完全滿(mǎn)足崇山路地下地質(zhì)條件頂管的要求。

　　3.2 在流量一定的條件下，過(guò)水?dāng)嗝娣e小

　　新建崇山路污水截流干渠總設(shè)計(jì)流量為5.59 m3/s.在兩座高架橋橋區(qū)外，污水管渠設(shè)計(jì)為單孔暗渠，斷面尺寸為2.4 m×2.2 m，坡度為0.7‰，設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度為0.75，流速為1.48 m/ s，過(guò)水能力為5.86 m3/s.在兩座高架橋橋區(qū)內(nèi)，污水管渠設(shè)計(jì)為玻璃鋼夾砂管。由于玻璃鋼夾砂管粗糙系數(shù)n為0.008 4～0.009，而鋼筋砼暗渠的為0.013.因此玻璃鋼夾砂管的過(guò)水?dāng)嗝姹蠕摻铐虐登^(guò)水?dāng)嗝婵煽s小1.44倍以上。設(shè)計(jì)中在高架橋橋區(qū)下，污水管渠設(shè)計(jì)為單排直徑2100 mm的玻璃鋼夾砂管，設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度為0.75，流速為2.13 m/s，過(guò)水能力5.93 m3/s.在橋臺(tái)區(qū)，由于橋臺(tái)區(qū)橋礅之間的凈距只有3 m，因此設(shè)計(jì)采用雙排直徑 1550 mm的玻璃鋼夾砂管，設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度為0.75，流速為2.13 m/s，過(guò)水能力為6.45 m3/s.

　　3.3 頂進(jìn)力小，對(duì)周?chē)耐临|(zhì)擾動(dòng)小

　　由于玻璃鋼夾砂管管材粗糙系數(shù)小，壁面光滑。因此其在頂進(jìn)時(shí)，阻力小。其次，由于玻璃鋼夾砂管可最大程度地減小斷面面積且壁薄，設(shè)計(jì)中直徑2100 mm管壁厚為48.4 mm，直徑1550 mm管壁厚為34.8 mm，其壁厚只為同管徑鋼筋砼頂管壁厚的1/4～1/5.因此玻璃鋼夾砂管頂管在相同土質(zhì)的情況下，頂力只為同管徑鋼筋砼管頂力的1/10左右，對(duì)頂管周?chē)临|(zhì)的擾動(dòng)小。

　　4 工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)及技術(shù)要求

　　4.1 工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　沈陽(yáng)崇山路污水截流干渠由東向西，貫穿北陵大街高架橋、黃河大街立交橋。

　　北陵高架橋分引道、橋臺(tái)、橋區(qū)三部分，東西引道全長(zhǎng)314 m，橋區(qū)長(zhǎng)為316 m；橋臺(tái)處地下基礎(chǔ)為3根鋼筋混凝土樁，直徑2 m，兩樁之間的距離為5 m，凈距為3 m，樁深為 8 m；橋區(qū)處地下基礎(chǔ)為2根鋼筋混凝土樁，直徑2.4 m，兩樁之間的距離為8.5 m，凈距為 6.1 m，樁深為10 m.

　　黃河立交橋分引道、橋臺(tái)、橋區(qū)三部分，東西引道全長(zhǎng)297.612 m，橋區(qū)長(zhǎng)為1308.59? m；橋臺(tái)處地下基礎(chǔ)為3根鋼筋混凝土樁，直徑2 m，兩樁之間的距離為5 m，凈距為3 m，樁深為8.5 m；橋區(qū)處地下基礎(chǔ)為2根鋼筋混凝土樁，直徑2.5 m，兩樁之間的距離為9 m，凈距為6.5 m，樁深為8.5～9 m.

　　根據(jù)高架橋及立交橋的實(shí)際情況，分三段設(shè)計(jì)：

　?。?）污水截流干渠穿越引道：采用頂管施工，其管材采用玻璃鋼夾砂管，設(shè)計(jì)管徑為2100 mm，壁厚為?48.4 mm，坡度為0.7‰，頂管全長(zhǎng)為?477.54 m.

　　（2）污水管渠穿越橋臺(tái)：兩橋橋臺(tái)處橋墩基礎(chǔ)的間距為5 m，凈距為3 m；橋墩基礎(chǔ)深度為8 ～?8.5 m?。橋墩基礎(chǔ)為挖孔樁，設(shè)計(jì)采用了兩根直徑1550 mm，壁厚為34.8 mm的玻璃鋼夾砂管，管道坡度為0.7‰，分別穿越橋臺(tái)，施工方法采用頂管施工法，一次頂進(jìn)長(zhǎng)度最長(zhǎng)為50 m，頂管全長(zhǎng)為380 m.

　?。?）污水管渠穿越橋區(qū)：設(shè)計(jì)采用頂管施工，其管材采用玻璃鋼夾砂管，設(shè)計(jì)管徑為2100 mm，壁厚為48.4 mm，坡度為0.7‰，頂管全長(zhǎng)為1293.46 m?。

　　4.2 技術(shù)要求

　　由于沈陽(yáng)崇山路污水截流干渠工程在橋區(qū)及橋臺(tái)區(qū)施工條件的特殊性，橋區(qū)及橋臺(tái)區(qū)施工段的管材全部采用玻璃鋼夾砂管頂管施工，因此對(duì)玻璃鋼夾砂管的技術(shù)提出以下幾點(diǎn)要求。

　　4.2.1 璃鋼夾砂管頂管生產(chǎn)原材料要求

　?。?）樹(shù)脂選材：采用國(guó)內(nèi)名牌廠家生產(chǎn)的機(jī)械強(qiáng)度高、耐水性能好的纏繞型間苯不飽和聚脂樹(shù)脂。

　?。?）纖維選材：采用國(guó)內(nèi)名牌廠家生產(chǎn)的無(wú)堿無(wú)捻玻璃纖維直接纏繞砂。

　　4.2.2 玻璃鋼夾砂管管材的技術(shù)要求

　?。?）管材的剛度：規(guī)格為直徑1550 mm和直徑2100 mm的玻璃鋼夾砂管的剛度須≥10 kPa.

　　（2）管材巴氏硬度≥40.

　?。?）管道初始撓曲值：管道覆土厚度大于3.5 m時(shí)，須確保管道埋設(shè)后24小時(shí)之內(nèi)檢測(cè)的初始撓曲值≤2%.

　?。?）管道滲漏性能：帶水施工作業(yè)時(shí)，須保證管體及連接部位不應(yīng)有滲漏，須以管道壓力等級(jí)（本工程頂管為無(wú)壓管，按無(wú)壓管的最大承受壓力0.25 MPa計(jì)）的1.5倍水壓進(jìn)行檢驗(yàn)。

　　（5）管道頂進(jìn)：遇到砂土、淤泥等軟土層時(shí)管道采用帶土頂進(jìn)作業(yè)應(yīng)保證管道發(fā)生偏移的范圍≤15 mm.

　?。?）在頂進(jìn)過(guò)程中，管內(nèi)運(yùn)土?xí)r玻璃鋼夾砂管內(nèi)壁采取的墊層材料應(yīng)確保管道內(nèi)壁不受損傷。

　?。?）管材的使用壽命≥50年。

　　檢查井玻璃鋼夾砂短管與管材連接采用同材質(zhì)平口對(duì)接的裱糊連接方式。

　　5　結(jié)語(yǔ)

　　沈陽(yáng)市崇山路污水截流干渠工程施工歷時(shí)80天，現(xiàn)已圓滿(mǎn)結(jié)束，并于2002年9月驗(yàn)收完畢，工程質(zhì)量達(dá)到優(yōu)良。

　　崇山路污水截流干渠工程的建成，對(duì)完善沈陽(yáng)市北部排水系統(tǒng)起到了十分重要的作用，同時(shí)也為北方地區(qū)大型玻璃鋼夾砂管頂管工程積累了大量的施工經(jīng)驗(yàn)。

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