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摘要:顶管施工技术通过非开挖方式,在市政给排水工程中采取不开挖或尽量少开挖的方式完成管道埋设施工。该方法是借助于工作环境内顶进设备的压力作用,最大化突破管道和土壤之间的摩擦,将管道沿原定设计轨道压入土内,然后将土方挪走。该技术无论从施工工艺、人员、设备投入等方面都领先于传统操作方式,并且对周边环境造成的影响极小。顶管技术优势显而易见,但要取得理想的效果,对操作人员专业施工技能及施工中精确度要求非常高。因此,本文针对相关问题进行分析,以供参考。
关键词:市政工程;顶管施工;关键技术;基本原理
随着城市现代化规模的不断发展,顶管施工技术得到长足进步,在市政管道施工过程中得到了广泛的应用。在市政项目的实施过程中,部分排水管道由于埋深较大,明挖施工费用较高昂;或者在征地拆迁过程中遇到了较大阻力,明挖施工边线无法拆迁到位,无法进行明挖施工;亦或是为了保证已经施工完毕的各类市政管线等构筑物结构完好,同时消除明挖施工带来的长时间对交通阻塞,方便周边居民出行,经常在设计施工过程中应用顶管施工技术。
顶管施工技术是借助顶进设备产生的顶力克服原本的摩擦而将管道放置于土中,从而达到土方运走的目的。该项技术是随着城市化进程的加快,管道施工项目的不断增加所产生的一种新型施工方案。在该项技术的运用过程中,不再依靠人工管道挖掘,以顶进设备来进行施工。相对传统施工而言,进一步节约了管道施工的人力与物力投入。且该项技术在不断的应用过程中得到了完善,逐渐走向了成熟阶段。
1顶管施工技术的基本原理
在市政工程施工的过程中,顶管施工之所以非常重要,主要就在于其工作施工原理。顶管施工技术的工作原理为在顶进井施工这一环节开始,有效的利用了掘进机以及相应的施工机械,将顶管放置在施工位置,通过顶管的油缸以及中间顶的相应推力,能够穿过土层将施工井内部的施工用具吊起,在施工尾端,将工作井的管道进行掩埋。这一过程就是顶管施工技术的主要施工原理。顶管施工主要是一种机械化的施工,在施工的过程中,我们采用的施工方式为封闭式的施工顶进方式。保障顶管施工平衡的方式有三种,首先是泥水方式的顶管施工平衡,其次是土压方式的顶管施工平衡,最后是气压方式的顶管施工平衡。
2顶管施工技术的主要施工工序
顶管施工技术在实际实施的时候,主要的施工工序有五个,首先是顶进施工工序,其次是顶管井的施工布设工序,第三是管道的施工顶进工序,再次是顶管的施工接口工序,最后是管道的施工压浆工序。
2.1在顶进施工工序进行的过程中,我们要根据现场的实际施工情况以及周边环境有效的选择施工管道的实际顶进方式。施工环境主要包含了施工过程中的水位条件,地质条件,地下建筑物的实际情况,施工管道的管径大小等等。在顶进施工的过程中我们还要注意五个问题。在顶管施工的过程中,如果地下土质条件为砂土或者是粘土,并且施工周边不存在地下水时,我们选择的顶进施工方式多为机械形式的挖掘施工;在顶管施工的过程中,如果地下土质中存在一定厚度的软土,同时施工环境中并没有阻碍施工的因素时,我们选择的顶进施工形式多为网格式的顶管施工或者是挤压式的顶管施工;当顶管施工的土质存在大量粘土时,我们在施工的过程中要注意施工的平整度问题,要有效的控制施工地面的平整度,在这一情况下,我们可以采用土压形式的顶管施工方法来有效的控制平衡;如果施工地质存在大量的粉砂土时,我们也要充分的考虑施工的地面平整度问题,因此我们可以选择泥水方式的顶管平衡来保障顶管施工的平衡;当顶管施工应用的金属管道长度过短或者是管径较小时,我们应该选择挤密形式的顶管施工来保障顶管施工的施工质量。
2.2在顶管施工的过程中,顶管井的施工布设非常的关键。在顶管井布设施工的时候,我们可以采用两种施工方式,一种是钢筋混凝土的施工方式,一种是碎石的施工方式,这两种施工方式能够有效的保障顶管施工基础的施工强度和质量。
在顶管井施工的过程中,如果存在施工土质硬度较大的情况,我们可以选择方木来强化基础施工质量,保障顶管井在布置的过程中的稳定性。需要注意的一点是为了有效的保障顶管井施工过程中的稳定性,我们还可以采取周边支撑架设的方式来强化施工基础强度,保障施工稳定性。
顶管井在布置的时候,施工基础是非常关键的一项施工,我们在基础施工的时候,要将管线的设计位置以及顶管井布设坡度进行细致化的要求和制定,要保障顶管井施工不出现施工沉降,保障顶管井内部的导轨放置准确。在顶管井布置的时候,我们要将顶管井的排水管放置在检查井的准确位置。在顶管井布设结束之后,我们要进行管道的实际顶进施工。在管道顶进施工前期,我们要准确的在管道的前部位置进行坑道挖掘施工,坑道的挖掘形状要同顶管的施工形状一致,这样才能够保障管道准确的顶进施工。需要注意的一点是在坑道挖掘的时候,坑道的深度要控制在30厘米到50厘米之间。
2.3在顶管施工管道顶进施工结束之后,我们要进行的施工工序就是管道的接口施工,很多时候,我们在进行此工序的时候,会选择电弧焊的形式进行管道的接口施工。在电弧焊施工的时候,我们要将管道顶入的部分同即将顶入的管道进行内部焊接。我们在实际的管道接口施工的时候,还要根据施工材料的不同选择合适的管道接口施工方法。电弧焊是常用的方法之一。除了电弧焊施工技术之外,还有嵌缝的接口连接方式,采用的嵌缝材料主要有橡胶圈以及麻丝油毡。在管道接口施工的时候,我们要注意接口缝隙的预留,通常情况下会预留1厘米到2厘米的施工接口缝隙,保障管道的伸缩要求。在管道接口施工完成后,我们就要进行管道的压浆施工。在保障管道接口施工质量达到标准之后,我们就要进行压浆施工。在压浆施工的过程中我们要注意压浆孔的预留,保障压浆施工的过程中不出现沉降问题。
3市政工程顶管井的主要施工介绍
3.1顶管井的主要施工结构
在顶管施工的过程中,顶管井施工的结构主要有两种,第一种是工作井的施工,第二种是接收井的施工。通常情况下,顶管井的施工形式是钢筋混凝土施工形式。工作井还包括了单排孔工作井和单孔工作井两种。单孔井的施工结构可以是圆形施工结构,矩形施工结构或者是正方形的施工结构,这三种施工结构要根据现场施工的实际情况进行选择。
3.2顶管井施工过程中洞口止水的设施选择
在选择洞口止水设施的过程中,一定要综合管道的不同埋设深度与洞口的结构形式,以及对止水设施的刚度和强度要求等特点,从而对其结构形式进一步确定。在对其安装的过程中,要使预埋件的锚固强度、焊缝的焊接质量得以保证,并保证管中心与洞口止水设施的同轴度等。
4结束语
随着城市发展步伐的加快,顶管施工在敷设深度较大管道或者无法中断交通及原构筑物的建设项目中的独特优势,让其应用越来越普及,使用的领域也越来越广泛,包括给排水、煤气、电力、通信电缆等各种管道在内,顶管技术都已经得到了广泛应用。相信随着人类对高新技术的不对追求以及经济的不断发展,顶管施工技术将会更加完善,得到更多突破性的发展。
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