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摘要:顶管施工技术是一种比较典型的非开挖施工技术,它有着十分显著的应用优势,例如,它能够呈现出节能环保的效果,而且占地很少,可以穿越河流、道路等等,在城市的管网建设过程中有着十分广泛的应用。当前,随着顶管应用范围的进一步扩大,顶管施工过程中也面临着很多方面的新话题。基于此,本文重点探讨和分析顶管水下进洞施工技术在流砂地层中的应用情况等,希望能够为同行提供一定的启示。
关键词:顶管;水下进洞;施工技术;流砂地层;应用
引言
当前,随着我国国民经济的迅猛发展,在各类基础设施建设方面也有了长足的进步,在各类施工工作中,经常面临着各种类型的施工,在本文中所列举的水下进洞施工,就是十分典型的代表,该类地质有着比较明显的流砂层。因此,在实际的顶管施工技术运用过程中,就要充分把握施工现场的具体情况,针对顶管施工技术的要点充分把握,使技术优势在实际的施工过程中得到充分应用和体现。
1、工程概况
污水管线是一条南北走向城市污水管线,经雁翔路向南拐至规划路经规划路拐至交大科技园路,经较大科技园路接入西影路现状DN1200钢筋混凝土管管道。雨水管线是一条南北走向钢筋混凝土管管线,经雁翔路向南拐至规划路,接入规划路现状DN2600雨水管线。顶管穿越土层有着很多的层次,而且分布不够均匀,在性状方面有着很大的差异,在工程的沿线有着丰富的水量,水位相对来说比较高,埋深在地面下1.4~2.6 m,场地地下水类型主要是潜水。含水层的组成主要包括人工填土层和新近沉积的软弱黏性土和砂性土。工作井(接收井)采用NKSP- IV 型拉森钢板桩作为挡土结构,结合1排φ800 mmm高压旋喷桩进行止水,井内采用φ800mm高压旋喷桩进行坑内土体加固,采用逆作法工艺进行施工。
2、顶管施工技术的概念和主要优势
通常情况下,我们所称之为的顶管技术也就是不开挖管道敷设技术,在不通过开挖地表的情况下,直接在地下进行相对应的管道敷设的施工技术。与传统意义上的施工技术进行对比,能够充分看出,该施工方式的投资相对来说更小,有着更短的施工工期,对于地面的交通和居民生活的具体情况,不会造成很大程度的负面影响,都是在具体的施工过程中不会造成严重的噪声污染,进一步有效减少因为施工推进而使城市环境受到的污染程度。具体施工而言,该技术所呈现出的应用优势主要体现在以下几个方面:第一,这种顶管施工技术可以进一步有效缩短整体施工现场,使其成为一个点,这样能够使施工的面积进一步缩小。第二,对于地面的群众不会造成影响,也不会干扰正常的交通情况,可以使工程的施工效率得到显著提升。第三,可以在很深的地下和水下进行施工,不会受到公路铁路建筑以及拆迁工程的限制和影响,使整体工程施工造价有效降低,
3、水下进洞施工方案
顶管水下进洞施工技术主要指的是为了防止顶管在进洞的过程中地下水土从开放的洞圈中大量涌出,通过接收井内外水土压力平衡的作用,针对渗漏问题进行有效控制的机理,采取被动或者主动的形式用水将接收井回灌,然后在水土压力平衡的作用下,把顶管推进到接收井的施工工艺。根据之前的施工经验和方法,针对多种类型的水中进洞方案进行对比和分析,然后再进一步结合本工程中现场的交通情况,水文地质情况,管线情况等一系列因素,在本次施工过程中所采取的施工方案以及思路主要体现为:“回水压仓、割除板桩、顶管推进、注浆加固、吊装机头”。具体而言,相应的施工步骤主要体现在以下几个方面:
3.1、迅速将接收井回灌满水;
3.2、采用抽泥法清理接收井内泥沙等垃圾;
3.3、水下割除洞圈处拉森钢板桩;
3.4、顶管顶进,机头水下进洞;
3.5、在洞圈与管节间隙处水下填充砖块、双快水泥,预埋注浆管;
3.6、水平、竖向压注双液浆(水泥浆和水玻璃);
3.7、接收井内抽水,清除泥沙,将机头与管节的连接解除,吊出机头,水中进洞完成。
4、顶管水下进洞施工技术在该工程流砂地层中的应用分析
4.1结合技术的应用要求和实际情况选派专业水下作业施工队伍
该工程水下进洞所涉及的关键步骤,必须要在水下进行作业,其顶管水下进洞方案能不能得到落实,取得怎样的效果,从根本上决定着顶管可否顺利进洞。针对这样的情况,就要选择更专业更有施工经验的水下作业队伍,这样才能确保水下进洞成功,这也是关键所在。
4.2顶管进洞在过程中要从根本上有效规避机头“磕头”问题
接收井底板和顶管管道底标高两者有一定的高差,因为机头重量分布情况并不是特别均匀,通常情况下机头的重心往往是在靠前的位置,所以在具体的顶管进洞过程中,如果没有通过外力对机头的重量进行有效的平衡,在这样的情况下就会导致机头出现下坠的情况,也就是我们通常所称之为的“磕头”。“磕头”现象有着很大的危害性,所以在实际的顶管工程施工过程中,要有效规避此类问题,并采取切实可行的预防措施,可以在井内制作接收基础或托架。在具体的工程施工过程中,因为接收井内有砖块、泥沙等杂物,选择用横担在接收井上的钢板桩吊住机头的措施,结合顶进的坡度、速度等,利用手拉葫芦的方法对于机头的高度进行控制,使其维持在动态平衡的状态,这样能够有效地接住机头,防止出现下坠的问题。
4.3把洞圈与管节间隙封堵,双向压注双液浆加固洞圈周围土体洞圈周围土体
在顶管进洞过程中,最为薄弱的环节就是洞圈与管节的间隙,针对这样的情况就需要在机头进洞之后,在第一时间把这个薄弱环节进行封堵。在本次工程的进行过程中,水下进洞采取双快水泥砌筑砖块法,地面上拌合好砂浆之后,把它放到水下,然后通过潜水员在第一时间对其进行砌筑,砌筑好的砖墙外侧用双快水泥抹面,对其进行加固处理,从根本上有效防止渗水的问题出现。与此同时,要在洞的四周预留相对应的4根1m长带球阀的注浆管,在洞圈处水平压注双液浆。双向压注双液浆加固管道周边土体,形成有一定强度的复合加固体,把管道包裹住,通过这种方式能够使地下水通道有效隔绝,同时要通过深井降水,使地下水位降低,有效规避涌水涌砂问题出现,使周边的环境更加安全。双液浆的强度及凝结时间可以有效利用试样进行掌握。
4.4采取“拉风箱”措施防管道抱死
每隔2 h通过压浆环管向管节外壁压注入相对应的触变泥浆,然后利用多点对称的方法压注使泥浆均匀填充在管节外壁和周围土体间的空隙,使所注泥浆在管道外壁形成均匀的泥浆套,通过这种方法使管节与土体两者之间的阻力得到充分的降低,以此进一步有效降低顶进阻力。压浆的过程中要结合实际情况进行及时有效的补浆,更有效地控制好压浆泵输出压力,使压力能够维持在0.4~ 0.5 MPa。在操作的过程中要使用千斤顶对其进行来回的伸缩,这样可以使管道周边的土体能够被有效的扰动,从根本上有效规避粉土及粉砂在管道的外侧进行吸附,由此导致顶进的过程中面临巨大难度。
结语:
通过上文的分析,我们能够充分看出,在该工程的具体施工过程中更有效的应用顶管水下进洞施工技术,能够呈现出巨大的应用优势,结合具体的工程实际情况,有效利用该技术,能够使高水位得到充分的规避,避免流砂层中进洞的过程中出现某种程度上的工程事故。这是一种全新的进洞施工技术,在实践的过程中,要对其内涵,优势以及施工步骤,施工要点等进行全面的掌握,从当地的水文地质条件等具体情况出发,使此项水下进洞施工技术的应用优势得到充分的体现。
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