摘要:随着科技的发展,在城市发展中,市政工程占据着重要的地位,直接影响着人民的生活质量和生活方式,其中,最重要的应用是顶管工程技术。在传统的市政建设过程中主要的方法铺路、挖槽,然后将管道放置其中,但传统的方法存在着许多弊端,阻碍了城市的发展,并且传统的方法需要消耗大量的资金。目前,随着城市市政建设的发展,对传统的方法进行改进,更加全面的认识市政建设,其中顶管工程技术在市政建设替代了传统的方法。市政建设是城市发展中必不可少的一部分,重视市政建设工程的发展,对于城市的发展至关重要。
关键词:顶管技术;市政道路;给排水;应用
引言
城市建设包含着多方面的共同建设,但市政工程始终是城市建设的重要核心,随着城市化进程的不断推进,也不断促动着市政工程的高速发展。给排水建设是城市基础建设的工程之一,关系着城市中日常生活和工作的方方面面。传统给排水工程施工时,需要占领大面积的街道进行挖掘等施工,对于道路交通、城市环境、居民生活都造成了较大的影响。顶管施工技术能够通过更具有技术含量的施工方式,减少给排水工程带给城市的多方面不良影响。
一、顶管法的基本原理
顶管施工技术是基于予力技术原理的基础上发展而言,利用顶管机头对顶进管材沿线岩石、土壤进行持续、不间断地施加予力作用,以此切割、扰动土壤,促使土壤变形碎化并压实土壤,从而形成土压力,保证顶进管材的管外壁紧密结合周围的土壤、岩石,且对已顶进管道持续挤压,从而构成管网。作为一种综合性较强的机械化施工工艺,顶管施工适应性显著,可根据土层组成、土质条件以及施工条件等具体情况,选择与其相适应的顶管设备及施工工艺。同时,根据不同材质、管径规格和顶进轨迹等将顶管施工技术分为不同类型。
二、市政工程建设中顶管施工技术的主要优点
在对城市建设高度发达的城市中进行市政工程建设,不仅需要考虑到施工会对周围环境产生的不良影响,还需要考虑到在道路、建筑、地下设置广布的区域进行施工的难度。顶管施工技术可以穿越在公路、铁路、河流等地上和地下环境复杂的区域,既不需要施工对路面进行破坏阻碍交通,也不需要绕开环境复杂的区域增加施工周期和成本。顶管施工技术在施工过程中,由于技术的特殊性,也不会产生粉尘和噪音的污染,有利于保障工程周围的自然环境和居民生活质量。
三、顶管技术在市政道路给排水管道中的应用
3.1前期准备工作
前期准备工作主要是施工物探和管线交底。所有的非开挖铺管工艺都具有一个特点,管道铺设过程中无法暂停,一旦管道铺设中遇到无法能过的障碍导致施工暂停,周边土体挤压力增大,且缺少的泥浆减阻作用,施工将无法继续。因此,施工前充分做好施工物探和联系相关单位进行管线交底是一项必要工作。
3.2现场踏勘和调查
在正式将顶管施工技术应用与市政工程建设之前,需要安排施工管理人员到施工现场,对人流、交通运输情况进行实地勘查,并了解情况,并且应做到在施工的路口设置警示牌,如遇人流、车流高峰期,应安排专人进行道路指挥,以免造成交通事故的发生。并且,在施工之前还需要对施工场地的排水系统进行实地勘查,并详细了解情况后,设计最合适的路线。如排水系统不佳情况下,则需另外设置临时的排水系统,防止出现污水乱流的情况。并对道路施工管道现场的天然气、通讯设备、水管、煤气等管道设备进行标记,确保是否对这些管道进行关闭,甚至搬迁。专业技术人员需要对雨水箱、原有污水管道等进行了解,并结合实际情况,对桥台基础、深度和桩基的间距等进行详细的了解调查后,确定桥梁的基坑。
3.3顶管出洞
作为顶管施工的重要工序之一,顶管出洞是指顶管机和第一节管子由工作井中破出洞口封门向土内进入的过程,属于顶管施工初期阶段,也是最易产生事故的环节。井内顶管机头在管床就位,待调试正常后,须采用风镐等工具,将洞口的砖墙凿除,机头由橡胶密封圈穿过直至顶进土内,此时将膨润土泥浆注满机头和洞口的缝隙,保证管道润滑,支护土体。一般情况下,为避免出洞口外土体产生坍塌事故,须加快出洞施工速度,保证施工质量。由于该路段车流量较大,为保证通行安全,严禁采用爆破法,拟采用水平钻抽芯工艺且以风镐为辅破除岩石施工。在整个施工中,因支撑面不足,工具管出洞,极易造成工具管下跌情况,此时为避免管线偏斜,须将一道支撑设于工具管下面的井壁之上,以此来加大支撑力度。此外,该工程对施工操作人员的技术具有较高要求,出洞过程中,若土体未能全面包裹顶管机就会处于自由状态,将大幅增加顶头出洞主千斤顶的顶力,加之操作控制不当,很可能使顶头及第一节管子与设计轴线出现偏离情况。此时,机头将产生巨大反力,且土体无法起到导向约束作用,将很难修正管线偏差。为此,一定要做好出洞顶进监测工作,一般可采用激光经纬仪进行测量,从而保证管线位置准确。
3.4、测量技术
需要根据相关建筑单位提供的中心路线图和高程桩的控制点位图,进行管道位置、工作井位置和水平点位置的规划,便于在管道顶进的过程中对管道进行数据测量。通常工作井需要设置水平点2~3个,以确保在水平点位对管道的测量数据的准确性,测量的误差必须控制在5mm以内。对于顶管技术中固定配件的测量,需要使用测量设备进行。在管道的顶进部位完成第一部分后,要对管道的顶进情况进行测量和校正,在300cm左右时再进行一次测量和校正工作,如果测量发现了偏差能够及时进行调整,确保管道顶进的准确性。
3.5、钻导施工
定向钻导向施工是该工艺的核心,施工过程中严格按照图纸要求和物探成果设计管道轨迹,根据设计好的轨迹使定向钻杆从起始井依次穿越沉井预留孔一直到结束井。定向钻导向有两种方式,一种是坑内导向,不需造斜坡,但是需要制作工作井,设备直接在工作井内将钻杆水平送入指定标高平面,该方法标高控制准确性高;另一种是地面造斜坡导向,设备放置在地面上,通过导向钻头从地面钻孔造斜坡钻进土层,达到设计标高后调整钻头水平钻进至顶拉井位,该方法节省地面空间,施工速度更快,对标高控制要求高。
3.6、注浆减阻
在顶管施工中一项最重要的措施是注浆减阻,主要是通过将泥浆注入管道空隙,形成泥浆保护层,以此减少阻力的作用。注浆减阻的方法适用于长距离的顶管施工过程。在顶管施工的过程中,首先对顶管机头尾进行压浆,并在中续间和管道间进行补浆。
结束语
综上所述,改革开放40年,随着我国,城市化进程不断加快,市政道路工程是城市建设的基础设施项目之一,在优化城市交通等方面发挥了积极的作用。作为一种非开挖技术,顶管施工无须开挖就可以穿越地面建筑物、公路和各种地下管线。因此,在污水管网施工中,必须重视顶管施工技术的应用,提高施工技术水平,规范施工工艺,全面提升工程建设质量。
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