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摘要:顶管施工技术是现代市政给排水工程施工中重要的技术之一,工程施工中如果受到不良影响会导致顶进过程发生偏差,影响给排水管道施工质量,为此,应当提高顶管施工技术水平,加强施工技术控制,进而保证市政给排水工程的施工质量。
关键词:顶管施工技术;市政给排水工程;应用
一、顶管施工技术的概述
通常市政给排水管道工程建设时,如果管道直径大于500mm时,并且在施工现场无法采用明沟开挖的形式进行管道敷设、管道敷设沿线无其他建筑基础,即可采用顶管施工技术。目前顶管施工技术被广泛应用于市政给工程建设中,而且采用顶管技术敷设管道不需要在地面进行大面积开挖,可以穿过地面建筑结构和地下管线,能够深入地下进行施工作业。同传统的开挖埋管技术相比,顶管技术施工范围较小,施工过程中产生的噪音较小,同时对周围的环境影响较小。顶管施工技术具有较强的适应性,能够适应不同的施工条件、地质和体形环境,并且具有施工安全和高效等特点。顶管施工技术具有施工效率高、无污染的优点,被市政给排水管道工程广泛采用。
二、顶管技术施工的优点和适用范围
大量的工程施工实践证明,与传统的开挖铺设管线技术相比,顶管技术可以最大程度地减少土方开挖的工程量,而且其适用面广,能适应城市各种复杂的地形条件。顶管技术的优势集中表现为五个方面:(1)它无需开挖地面,破坏城市道路交通。采用顶管技术施工时,城市道路上的设施、正常的交通不会受到影响,这个作用在城市繁华路段施工时就显得尤为重要。(2)它不会因地下施工的扰动而损坏建筑物的根基或影响居民的正常生活。由于城市的管道铺设常常要在公路、铁路、河流以及地下构筑物中穿行,时常会扰动地下已有的管线和设施,但采用顶管技术以后,这个问题得到了有效的解决。顶管施工时,管道可以以曲线前行的方式在地下穿行,它能主动绕开地下已有的管线或障碍物,所以不会对居住区下面的水电等管线造成干扰和破坏。
三、施工前期的准备工作
3.1布置施工现场
应用顶管施工开展施工之前,需要进行施工平面布置,主要包含以下工作:施工材料的堆放场所、料具间、弃土坑、起重设备以及拌浆场所等;首先要进行设备安装,为了保证施工可以顺利开展,如期完成,必须保证设备安装质量。为了方便施工人员开展相关工作,需要将下井扶梯设置在工作井周边。
3.2加固顶管后靠土体和进出洞区域
在应用顶管技术开展施工的过程中,为了保证顶管施工安全,对于进出洞区域以及加固顶管靠后的土体进行加固。加固技术通常有:混凝土后背墙技术、堆土反压技术以及高压旋喷桩加固技术等,为了保证加固效果,施工人员注意充分考虑工程实际特点选择加固技术。不仅如此,为了避免在施工过程中出现水土流失,还需要将止水装置安装在工作井的洞口。
3.3施工机械准备
顶管施工大部分工作都是在黏土层以及淤泥质砂中完成,如果无法应用明沟开挖技术进行施工,那么采用顶管技术进行施工通常会取得较好的施工效果。应用顶管开展施工的过程中,控制管道直径必须超过800mm,另外施工人员还应充分考虑管径大小,施工现场的土体摩擦力以及管道材料等,以此为基础确定千斤顶及其它设备的数量。另外,施工过程还需要应用到1台全站仪、1台激光水准仪、水泵以及电焊机等设备。
四、市政给排水施工中顶管技术的应用
顶管施工过程中,对于周围的环境有着一定影响,最直接的是对于底层的沉降影响,因此要对此进行相应的施工预案制定,通过采取具体的应对措施以控制地层沉降在可控范围之内,尤其是在商业繁华或交通繁忙的地段。
4.1进出洞技术
顶管施工工作井洞口需进行止水处理,止水装置密封主要采用橡胶止水法兰,需要提前预埋注浆孔以能够便于膨润土泥浆的压注。洞外工作井土体密封加固采用SMW工法桩加压密注浆等方案。为使得出洞更加方便快捷,需在支护结构内进行钢圈的预设。此外,为确保止水安全,在内衬的预留洞上,需安装双道橡胶止水法兰装置。顶管过程中为减小出洞段土地的扰动情况,需加强出洞口的触变泥浆压注。
4.2泥浆制备与注浆
顶管施工过程中,对于泥浆材料的使用,以及注浆工艺的要求是较为严格的,因此对于泥浆的制备以及注浆工艺的应用要提高要求,不断完善[3]。①泥浆的制备。
首先,触变泥浆的材料要选用优质的膨润土,通过对工程实际情况的分析并结合经验采用合理的配比,这是保障泥浆减小摩擦效果以及支承能力体现的有效措施。泥浆液需搅拌充分,在膨润土泥浆压入前要对储浆箱内的泥浆进行二次搅拌。②控制注浆压力。在具体施工过程中,注浆压力需要进行严格的控制,要求其压力要大于管体上部静止土压力和水头压力,在顶进过程中,要时刻注意地面是否形变,地下水位是否有变动,并根据实际变动情况适当的进行压力和压浆量的调整。此外为防止回浆,要在泥浆出口处安装单项阀,这样能够保证不回浆的同时,如果临时停泵其触变泥浆的压力也不会造成较大变化。应结合工程实际情况在合理位置设置中继压浆泵,为保证注浆压力的稳定性,应采取有效措施抵消输送管的压力损失。③由于曲线段外侧存在法向分力作用,土体扰动和摩阻会在此作用下增大,所以,在掘进机进入到曲线段时,应把曲线外侧的注浆量适当增加,确保可以形成较为完整的泥浆套。④贯通顶管后,为减少管道的后期沉降,应及时利用触变泥浆压注孔对顶进时处于管道外的触变泥浆进行纯水泥浆置换。
4.3管节止转的技术措施
顶管在顶进过程中,由于在刀盘和螺旋机的综合作用下,顶进机头会发生旋转,但如果机头旋转角度过大则会影响顶管施工的进行,因此要要采取相应的纠正措施。主要措施是在在机头前方筒的水平二侧焊翼板,机头旋转的对应措施主要是采用压重块的措施,在机头两侧分别进行铁支架的平均焊压。机头在工作过程中如果发生偏转,通过对压铁的移动保证其机头的稳定。
五、顶管技术施工工序以及注意事项
(1)穿墙穿墙时要在闷板开放的同时快速将工具管推进,在这一过程中要做好阻水挡土工作,并要保证穿墙孔周边土体的稳固性,这就要求工人在穿墙前做好足够的准备工作,并且有足够的预案来应对工作中的突发状况。
(2)出洞出洞是开始顶管前的关键工序,这一过程容易出现安全事故,需要特别注意。要实时观测管线的前进方向并及时调整,加固出洞处的井壁,保证顶管按预定路线进入土中。
(3)纠偏纠偏在顶管技术施工过程中也很重要,通常在顶管顶进方向出现偏移时进行。一般运用纠偏千斤顶,根据不同的偏移情况进行操作,及时调整顶管的顶进方向,保证施工效率。
顶管技术的应用还需要关注到管道材质的合理选用上,一般这种管道的材质包括钢管材质以及混凝土材料的管道材质[4]。而随着材料技术的发展,顶管中的管道材质出现了新的材料,如夹砂玻璃为主要材质的管道,要求施工中根据需求和标准来慎重选择不同材质的管道。此外要重视各种准备工作,做好前期的规划和布局,提高施工组织管理工作和施工质量试验检测工作的力度和强度,全力保障顶管施工环节乃至整个给排水工程建设的质量过硬
六、结语
总而言之,市政给排水施工作为一项复杂的技术需要严格按照建筑部门设立的各项规章制度进行给排水施工,才能真正解决给排水网管铺设过程中的弊端问题,有利于减少开挖土方所带来的负面影响。顶管技术在市政建设中得到了极大的认可,在保护环境节约能源的同时,还带动着社会经济的稳定发展,使得我国市政给排水施工技术越来越全面化。
参考文献:
[1]熊兆华.顶管技术在市政给排水施工中的应用探讨[J].中国高新技术企业,2019,(33):31-32.
[2]郭雨.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术概述[J].江西建材,2016,(14):68-69.