道路排水工程污水管顶管施工技术

发表时间:2020/7/15   来源:《建筑实践》2020年2月6期   作者:张豪
[导读] 道路排水施工来说,污染管施工作为主要组成部分

         摘要:道路排水施工来说,污染管施工作为主要组成部分,普遍使用顶管施工技术,避免开挖施工对周边环境产生影响。文中选择市政道路污染管施工为着手点,分析顶管施工技术的具体应用,有效控制污水管施工质量,为类似研究提供借鉴。
         关键词:市政道路;污水管施工;顶管技术
        
         污水管顶管施工,为市政道路排水工程施工的要点,具有施工难度大,技术复杂的特点。近些年来,随着城市化的进展,我国市政道路排水工程的数量逐渐增多。作为工程的重要施工环节,污水管顶管施工,受施工当地环境、施工技术等因素的影响较大。如未合理应用相应的技术,易导致工程质量下降。为全面改善施工效果,提高施工效率,对污水管顶管施工技术及其应用方法进行研究,具有一定的必要性。
         1、顶管施工技术及原理
         就施工原理而言,顶管施工技术属于非开挖施工技术,具体的施工工序如下:首先需要在施工位置挖建工作井,将高压液千斤顶或钢制管道压进地下,污水管道随着顶管顶进设备进入地层以后,即可开展后续的预管埋设工作。该施工技术具备施工范围小、速度快、影响小以及安全系数高等突出优势,因此在市政道路污水施工中有着广泛的应用。与此同时,该施工技术也具备一定的缺点,包括工程造价高以及施工周期较长等。
         就目前而言,顶管施工工艺具备一定的多样性,其发展日渐趋于成熟。顶管施工的平衡理论与气压、土压以及泥水密切相关。在顶管施工过程中,施工技术的适用性是核心问题,因此需要根据施工所在地的实际情况制定施工计划与方案。在正式施工之前,需要对施工所在地进行实地勘查,充分掌握施工场地的地质与环境等条件,在此基础上,结合设计要求以选择出合适的施工工艺与设备,从根本上保障施工质量与进程。
         2、顶管施工要求及工艺
         现阶段,顶管施工方式主要包括开放型与密封型两大类,后者相较于前者而言,应用范围更广。施工工艺主要包括三类,以下进行具体分析:
         2.1 顶管施工要求
         在正式施工之前,需要提前对设备进行全面检查,以保障其维持安全稳定的工作状态。在顶管顶进过程中,为了抵抗施工中产生的阻力,需要应用触变泥浆施工法,即同时压入泥浆进行润滑,避免顶进过程产生较大的阻力而对施工造成不利影响。同时,在上述操作过程中,需要始终坚持先压浆后顶进以及少量多次的基本原则进行操作。顶进结束后,需要用水泥浆置换泥浆以增强其稳定性与安全性。此外,在穿墙管顶进过程中,为了保障该过程的顺利进行与安全性,需要使用深层水泥搅拌法做好加固工作,加固范围为穿墙管前方 2m 范围内的土体。
         2.2 顶管工艺及特点
         (1)泥水式推进法,该方法具备一定的优势,主要体现在施工速度快且不间断、地表沉降不明显等方面,同时,该工艺还省去了地基改良以及降水处理等工序。主要借助刀盘掘进机完成具体操作,在施工过程中,需要对顶进速度进行合理控制,以可以平衡正面压力为准,采用循环水平衡地下水压力。
         (2)土压式推进法,该方式省去了对输送设备以及泥浆整理工作的要求,因此在一定程度上降低了施工成本。在操作过程中,需要向切削仓注入混合材料,以平衡正面土压与地下水压力。
         (3)泥浓式推进法,该方法的适用性较高,可以应用于除岩石地质以外大多数的地质环境。其中,因为应用了二次注浆处理技术,因此在施工的同时,可以及时排出顶管过程产生的废弃物,避免设备与地层之间出现过度摩擦,在此情况下,施工效率得以大幅提升,同时,也有利于提高施工过程的安全性。此外,在施工过程中会产生一定的废弃物,为了不干扰后续施工,需要及时将其清除,在进行处理时,首先要对其进行分类,然后再送至地表进行统一处理。


         3、顶管施工准备与配套工作分析
         3.1沉井预埋件
         沿顶管管道中心线两侧为(0.5~0.6m)R布施30cm×30cm预埋铁板(R为顶管半径),自沉井壁0.5m处开始预埋,一块和一块的相隔距离是1.2~1.5m,如此操作施工是为日后千斤顶座的设置和轨道安装做好准备。需要注意的是,沉井预埋件必须紧紧地焊接在沉井底板钢上,而且要让两者在一个齐平的状态,之后才可以进行沉井底板浇筑。
         3.2 穿墙套管与法兰闷板
         对于穿墙套管内径的要求通常要大于 100mm、小于200mm,这样才能保证比顶管管道外径 Φ2640 大。穿墙套管外口和内口的要求也不同,沉井墙外边和外口保持在一个平面,沉井也要低于内口 150 ~ 200mm。
         3.3 千斤顶安装
         主千斤顶通常会有 6 只 200t 千斤顶组成,6 只合力的中心一般要置于管道中心下方一些,这样就可以使千斤顶顶进受力时有一个优良的状态。对千斤顶进行安装时一定要保证放置的钢支架足够的牢固可靠,而且要保持安装和顶管的轴线处于平行状态,两者间的距离差控制在 5mm,千斤顶头部允许出现的偏差上下和左右分别为 3mm 和 2mm。
         3.4 工具管穿墙出洞
         穿墙出洞是一种经验要求很高的工艺,主要的工具是钢闷板。沉井开展前要把穿墙管提前放入。为避免水土流入,在井壁内侧安装止水法兰盘,外侧同样需要进行防范,一般会安装钢板桩,还可以依靠顶管旁建好的深井,使水位下降,从而有利于工具管穿墙出洞。一定要保证各项工作的规范合格然后进行开顶管开闷板,钢闷板上的螺丝拆除后,迅速把钢闷板取出来,而且要利用主千斤顶立即快速将工具管推进门洞。
         3.5 穿越地表建筑物
         一般情况下,顶管顶进时,保证距地面距离为9m左右时,对地面上建筑物的影响可以忽略不计,但为了进一步确保在顶管顶进过程中不会引起地面出现大范围的隆起、沉降或者其它不良反应。在实际操作时,需要按照以下原则进行施工操作。
         在顶管分布沿线设置地面沉降监测点,同时在顶管顶进过程中实行实时检测,一旦出现问题,要及时采取补救措施,比如进行地面加固等,确保地面建筑物的安全;在工具管穿墙出洞前,一定要提前做好相关准备工作,在开闷管时,一定要保证速度够快,确保穿墙洞时的止水措施安全有效。在顶管穿越地表建筑物顶进时,一定要把握好顶管连续施工的质量和顶进的速度,确保两者相协调,同时控制好顶进速度和出土量之间的对应关系,严禁超量出土现象发生。在工具管的头部或者局部施加一定气压,借此对水压力进行平衡。
         3.6 测量与纠偏校正
         在顶管测量过程中,主要应用激光线测设法明确施工偏差,并对施工过程进行合理的控制。具体而言,首先应在工作井内规定归置安装激光经纬仪,进行适当调整以后,在管内合适位置处安装标示牌并进行观察分析,只有管道符合相关设计标准的情况下,激光点才能显示在上述标示牌的中心,否则将视为存在偏差,需要做出适当调整。全段施工完毕后,还需要进行测量工作,包括各管节接口处的中心位置与高程、错口的高差,以对后续工作提供重要的数据参考,确保高程与中心偏差不超过合理范围。此外,还应该用砂浆将错口处抹平,提升其光滑度。
         对于顶管偏差的校正工作而言,需要遵循预防为主,及时校正的原则,采取挖土校正法、衬垫校正法以及强制校正法等进行校正。一般而言,在施工过程中,需要每一米进行一次测量,并根据测量结果加以调整。如果出现了 10mm 左右的管位偏差,则应立即采取合理有效的校正措施,其中,纠偏校正工作切勿操之过急,而是需要循序进行,在顶进的同时逐渐进行纠偏,确保管子在不受损伤的情况下缓慢复位。
         结语
         综上所述,对于市政道路排水工程而言,顶管施工技术发挥了至关重要的作用,为了切实保障施工质量与水平,相关单位应该做好充分的准备工作,在施工过程中,施工单位应该增强施工人员的责任与安全意识,不断更新与完善顶管施工工艺,重视施工细节,以推动排水管顶管技术的长远发展。
        
参考文献
[1]蔡宇.市政道路排水工程污水管顶管施工技术研究[J].工程技术研究,2020,5(02):99-100.
[2]张鹏英.城市道路排水工程中的污水管顶管施工技术探讨[J].居舍,2019(36):24.
[3]余正德.市政道路排水工程建设中的污水管顶管施工技术[J].工程技术研究,2019,4(16):128-129.
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