某城市输水管线长4．28km，DN1200mm钢管，管道覆土约5．0m，管线位于城市主干道路的南侧非机动车道下。除交通路口采用土压平衡顶管机进行套管施工外，均采用开槽敷设法施工；施工区域土质为回填杂土及粉质黏土，有浅层滞水和少量潜水层。依据交通导行方案，施工期间需占用道路南侧非机动车道和人行道，施工项目部办理了管线开挖占路手续，并按照有关规定进行围挡。
在施工方案论证时，发生如下事件：
事件一：道路设施管理部门不同意沟槽两侧井点降水方案。
事件二：专家建议改土压平衡顶管机为泥水平衡顶管机，进行交叉路口段穿越施工。
事件三：钢管吊运前，作业队在管道内按间距4m加设木支撑。回填作业在沟槽局部偏窄处，钢管下腋角部位采用木夯夯实。回填完毕发现管道竖向变形50mm。
问题：
1．本工程需要编制安全施工专项方案吗，为什么
2．分析道路设施管理部门不同意沟槽两侧井点降水方案的原因。
3．比较土压平衡顶管机和泥水平衡顶管机在本工程的适用性。
4．本工程防止管道变形措施是否正确为什么

2023-05-10

参考答案：

1．需要编制安全施工专项方案，并进行专家论证。本题属于安全施工管理内容，属于判断题型。
依据住房城乡建设部颁布的《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》(以下简称“办法”)(建质[2009]87号)规定，需要专家论证的工程范围如下：
(1)开挖深度超过5m(含5m)基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。
(2)开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建筑(构筑)物安全的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。
(3)地下暗挖工程、顶管工程、水下作业工程。
依据背景资料，开槽施工段的槽深已达到(1)的规定范围，简单计算：基槽底控制标高为：　5．0+1．2+0．5=6．7m；
路口顶管施工属于(3)规定范围，必须进行危险性较大的分部分项工程安全论证和穿越道路设施施工安全论证这两项专家论证。
2．道路设施管理部门主要为避免井点降水施工对路面的破坏，以及井点降水施工对路面交通的影响。
本题考点是施工降水内容，属于实践型考题。
工程实践中，降水施工无论井点还是管井都要从路面向下钻成排孔洞，会对路面结构造成破坏。作为道路设施管理部门或权属单位出自对道路设施使用安全的考虑，必然要避免井点降水施工对路面的破坏和对路面交通的影响。
当降水施工会对基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路等造成危害或对环境造成长期不利影响时，应采取截水方法控制地下水。
3．本工程中土压平衡顶管机比泥水平衡顶管机更为适用。
本题考点是顶管施工内容，属于工程实践型考题。
泥水平衡顶管机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面，在机械式盾构的刀盘后侧有一个密封隔板，把水、黏土及其添加剂混合制成的泥水，经输送管道压入泥水仓，待泥水充满整个泥水仓，并具有一定压力，形成泥水压力室，开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂，经分离后泥浆重复使用。因此，现场需要设置泥浆池和泥水分离装置。
土压平衡顶管机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质，刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室，刀盘旋转开挖使泥土料增加，再由螺旋输料器旋转将土料运出，泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋出料器出土量(旋转速度)进行调节。
因此，依据背景资料，本工程土压平衡顶管机比泥水平衡顶管机更为适用。
4．不正确。因为钢管的竖向变形已达50mm，超出规范允许变形值。
本题考点是柔性管道施工内容，属于实践型考题。
有关规范规定：直径大于900mm的钢管的竖向变形率不能超过管径的2％。那么DN1200mm钢管的竖向变形率允许值为1200×2％=24mm。但是背景资料中钢管的竖向变形已达50mm，超过规定值的一倍多，显然施工质量达不到合格标准。依据背景介绍，分析原因主要有：
(1)管道内支撑间距过大，在管节吊运时，已产生变形；
(2)管道内支撑间距过大，在管道两侧回填压实时，会产生变形；
(3)管道基础支撑腋角回填土料压实度不合格，钢管两侧压实度必须大于95％。