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摘要:随着城市建设的不断发展,顶管施工技术的应用领域越来越广泛,在城市供水、排水、供电、供热、供气、移动通信等许多管道的施工中得到普遍应用。合理使用顶管施工技术,可以有效解决无法大范围开挖情况下的管道敷设问题,既提高了工作效益,减少了资源的浪费,为建设单位节约了资金,又维护了城市交通,保护了城市环境。随着科学技术的进步,设备的更新换代,顶管施工技术在市政给排水施工中必将得到更加广泛的应用和更加长足的发展,为推动城市发展进程起到积极作用。
关键词:市政给排水;顶管技术;应用
1顶管技术的应用优势
与传统的开挖铺设管线施工技术相比,顶管施工技术具有更明显的优势,其主要优势表现在以下方面:(1)顶管施工技术不需要开挖地面,不会对城市的道路交通产生破坏和不利影响。在利用顶管施工技术的过程中,城市道路上的设施以及正常的交通情况可以稳定运行。因此,在城市繁华路段对顶管施工技术能够充分应用。(2)在利用顶管技术的过程中,不会因为地下施工的幅度比较大,而对地表建筑物的根基产生不利影响。在城市管道铺设施工过程中,需要在公路、铁路以及地下建筑物中进行穿行,会对地下已经存在的管线和地下设施产生不利影响。而使用顶管施工技术能够有效解决这一问题。在顶管施工过程中,管道可以以曲线的方式在地下穿行,绕开地下已经存在的管线或者障碍物。因此,不会对地上建筑物的根基产生不利影响。(3)利用顶管技术有利于保护地表植被以及绿地环卫设施。因为顶管技术采用的是小面积、点状式方式,可以对管道走向进行灵活控制。在施工过程中,地表的动土面积比较小。因此,对地面植被以及绿地设施的影响基本可以忽略不计。
2市政给排水施工中顶管施工技术应用的施工工序
2.1穿墙止水技术
在建造城市的给排水工程管线时,可以选择黄色黏土以防止水和土壤渗入井中。打开填充板并提起工具管的时候,如果管道工具和管道的尾部比较困难,那么施工人员必须提前中断绳索,并且要在相应顶的压力下进行第二次压紧止水。
2.2测量技术
测量和放线要在顶进时期开展:市政给排水管道的中心路线需要以及高程桩的控制点通常由相应的建筑单位提供。通常,将中心线放置在顶管工作坑的两边,并且要与管道保持一致,从而进行良好的交流。一般情况下,我们都要在工作坑里设置两或三个水平点,水平点在坑上测量,会存在一定的错误,所以相关测量人员必须注意确保测量误差不超过5毫米。固定配件的测量和改造:采用最先进的技术和设备进行测量,以确保管道运行以建设市政给排水系统。在顶进部位完成到管道的第一部分测量后,校正误差一次,后续的测量工作需要在300厘米以内进行1次,如果有错误,那么必须立即修复。
2.3泥浆减阻技术
为了有效地控制后座力,可以将膨润土的泥浆作为主要材料推入壳体,以有效控制由管壁引起的阻力。如果在井中插入孔并开挖管道,那么要求会更加困难。在施工的过程中有些错误是不可避免的,但是为了确保正确的管道穿透,相关人员必须仔细查看水平和垂直的错误。管道结构可以使用先进的技术和设备来提高测量的准确性,同时允许在测量后正确构建平台,从而可以进行高效的准备工作。
3顶管施工技术分析
3.1管道顶进环节
选择工作坑的位置并进行开挖是顶管施工的首要步骤,要严格按照设计图纸管线的位置和坡度对工作坑底的基础进行修建,导轨安装应依照管径大小、管道坡度和顶进方向确定。管道顶进前还须开挖一个深约30~50cm的坑道置于顶管前端。顶进时,应严格遵循“先挖后顶、随挖随顶、连续作业”的原则,断续顶进将造成阻力增大,顶进困难,顶进过程中,如发现顶管前方出现土方坍塌、活油泵压力突然增大等情况,应立刻停止作业,现场分析解决问题后再进行继续作业。
3.2进出洞环节
在实际顶管工程中,工作井的预留洞口直径要略大于管节的的外径,有利于顶管顺利出洞。工作井洞口需用止水法兰对预留间隙进行有效封闭,事先需要先预埋相应厚度钢法兰,逐一焊接螺栓、稳妥安装橡胶垫圈并用钢板压紧。在顶管施工的过程中,为避免出洞口周围的土层松动,应当同步对出洞口进行加压注浆。
3.3注浆环节
注浆过程中需时刻关注注浆的压力,注浆压力应大于静止土方压力,为确保出浆压力稳定,还可通过设置中继压浆泵来稳定控制注浆压力,泥浆出口位置应安装单向逆止阀,避免产生泥浆回流的现象,注浆压力和注浆用量应根据顶管前进过程中的地质情况等进行随时微调,顶管拐角处应加大外侧的注入量,确保全面注入。
4顶管施工注意事项
4.1做好地表沉降或隆起监测及防治
在进行顶管施工过程中,在管道轴线两侧一定范围内会出现地面沉降或隆起现象,对公共道路、周围建筑物和道路交通及管道等公用设施造成一定的影响。沉降或隆起的主要原因有以下3方面:(1)开挖端取土过量或不足,造成土方压力与顶管推进压力失衡,引起地面沉降或隆起;(2)顶管施工轴线发生偏差后未及时纠偏,造成土层受损引起沉降或隆起;(3)顶进管与工程管外径存在管径差,环形孔隙没有及时填充引起沉降。因此,需对路面状况和周围构筑物的沉降情况进行跟踪监测,地面变形和构筑物的沉降多采用水准测量的方法进行测量,监测频次根据施工进度、沉降的速率、顶管施工的影响范围及监测对象的保护等级来确定。其中,墙体、柱、构筑物基础等作为监测对象,必须确保监测点具备可视条件。构筑物的倾斜情况测量一般采用倾斜电测法或倾斜位移法进行检测。构筑物存在裂缝时,应在施工前对重点部位进行刷白处理,标注原有裂缝,裂缝发生变化时,应通过裂缝观测镜详细读取裂缝宽度数据,并认真做好记录。为避免出现地表沉降或隆起,施工前严格做好施工准备工作,并加装压力监测装置,顶进过程中实时关注顶进轴线,第一时间进行偏差纠正,同时采用符合国标的润滑支承介质,对环形孔隙的进行及时填充。
4.2管线纠偏
顶管施工的行进路线须严格按照图纸设计的路线进行施工,如管道轴线与设计轴线出现偏差,会引起管道弯曲,严重偏差时甚至会出现管节损坏、接口渗漏等情况。引起管线偏差的原因主要有以下几方面:(1)地下土层构成不均匀,阻力不同致使顶进工具管受力不同形成导向偏差,引起管道轴线出现偏差;(2)顶进工具不同步或顶进工具出现压力差造成管道轴线出现偏差;(3)顶管合力出现偏差造成位移引起轴线偏差。因此,在顶管施工过程中需要对顶进的轴线进行定期检测,通常情况下,顶进一节测量一次,可通过复测或增加测量频次的方式来减少轴线偏差;设备安装过程中应选取高精度的顶进设备,提高设备安装的精准度。当管道轴线出现偏差时,首先要对顶进施工的轴线弯曲的发展趋势进行认真分析,可利用可伸缩的超提刀和千斤顶进行纠偏,纠偏需进行定量纠偏,避免出现纠偏过度的情况。
结束语
在当前的市政工程给排水管道施工过程中,对顶管技术进行有效利用,能够在最大程度上确保给排水管道的施工效率,并且能够减少给排水管道施工过程中对地面建筑物以及周边镇居民正常生活产生的不利影响。对顶管技术的应用优势进行研究和分析,同时提出顶管技术在应用过程中的具体控制要点,对提高顶管技术的应用水平有十分重要的意义。
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