《顶管施工技术在城市给排水工程中的应用》

发表时间:2020/7/21   来源:《城镇建设》2020年4月10期   作者:丁天琪
[导读] 地下给排水管网是城市基础设施的重要组成部分。
        摘要:地下给排水管网是城市基础设施的重要组成部分。为城市处理污水的系统、自来水、等等都属于地下给排水管网之内。要对上述市政设施进行改建、新建、扩建,需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大。使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜,同时给市民工作、生活带来许多不便。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术,随后在市政工程中得到了广泛运用。
        关键字:顶管施工技术、城市、给排水工程、应用
        一、引言
        顶管敷设管道施工技术在近年来得到快速推广,特别是在城市市政工程建设中应用极为广泛。由于它不需要开挖面层,能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道。这项技术的快速发展也使市政工程在需要敷设大量上、下水道, 通讯和路灯等工程时,对城区的交通、噪音、粉尘的危害和影响大大降低,是污染小、高效率的施工技术,并且可以节省大量建设投资和缩短城市建设的开发周期。
        顶管技术在城市给排水中的发展
        二、顶管技术在城市给排水中的发展
        地下给排水管网是城市基础设施的重要组成部分,对城市给水管网进行改造的时候,管道安装工作需要专业的工程技术人员进行。传统的地下管线施工技术通常对地表有很大的破坏,而且地下管线的改造是在城市道路下的工程,必然会对本来就拥堵的城市交通带来更大的不便,也严重影响了人民群众的正常出行,施工后的道路恢复工作也比较麻烦,在一些人口密集交通易堵塞的大城市这个问题显得更加明显,因此,这个问题成为了众多专家研究的话题,也是我们急需解决的问题。
        非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的,它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。非开挖技术是指在进行地下管线的铺设改造中尽力不开挖或者少开挖。
        顶管技术就是在目前的形势下发展起来的一种菲开挖技术,这种技术在国外应用非常普遍,在我国也有很大的普及空间。伴随着顶管技术的投入使用,在运用中也经常出现一些问题,本文主要提出在顶管技术施工中容易出现的技术问题,值得施工技术人员重视,并以此和同行共享。
        三、顶管施工的特点
        顶管法又称为非开挖管道敷设技术.它具有不需要开挖面层.就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术。投资和工期将大大节省。同时,顶管施工技术可以降低噪音,减少粉尘.减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏.属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点.在市政工程中尤其是在市政给排水管线工程中得到了广泛地应用。概括起来,顶管施工技术具有几大方面的优点:施工面由线缩成点,占地面积小;地面活动不受施工影响,对交通干扰小;噪音和震动低.城市中施工对居民生活环境干扰小.不影响现有管线及构筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷设管道,可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物,减少沿线的拆迁工作量.降低工程造价。其主要缺点是施工技术难度较高,需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。
        四、顶管技术在市政给排水工程中的应用
       
        1. 施工机械与工作坑
       
        市政给排水工程施I中技术力量的组成是多方面的,其中以施工机械和施工作业地为基础,施工机械主要包括千斤顶与顶管机头,这两个机械是顶管技术施工最重要的部分,机头一般分为敞开式工 具管和封闭式掘进机,施工中敞开式顶管工具管有挤压式、网格式、手掘式、机械臂推式等;封闭式顶管掘进机主要有土压平衡式、加泥式、多刀盘等。施工作业面以顶管工作坑为主,通常分为顶管工作坑和接收工作坑。顶管工作坑的主要是以为顶管机头或千斤顶的安装提供保障,而接收坑则是以机头出坑或出管为主。


       
        2、施工设计与前期勘察
       
        市政给排水工程施I前必须要对实施顶管的区域进行较为细致的勘察,需要施工技术人员确定施工区域和工作坑的具体位置,同时了解顶管施工中可能对周置环境和附近楼房造成的影响,合理的选择施工位置和施工时间都是非常重要的。施工中在保证结构整体安全性的同时还要保障管线施工不会影响周围居民的正常生水,例如:停水.停电、交通中断、施工噪声等。其次勘察的目的是为了了解管线在地下的具体位置和方向,同时对土层的分布情况进行排查,施工前还要判断地下水和深基坑承压水头突涌的情况,通过测量和计算来确定深基坑开挖的深度和范围,并考虑士层对水的渗透性。物理勘察时要了解管线的布局和施工方向,且包括通讯和市电电网等地下管线的情况,避免施I中意外事故的发生。土层勘察情况主要包括:顶管替换后覆盖层的厚度、平行管道间的水平距离、空间交叉管线的直径等。
       
        3、确定顶管的线路和井位
       
        设备的条件和施工周边的环境,决定了顶进距离。由于工作井造价较昂贵,为节约开支要少用工作井,尽量安排向着两个方向顶进。设计院现行设计管道时多按明挖方式进行设计,因此进行现场调查后要尽量地优化路线的设计,避开结构物、树木,以及不利于顶管的一些土层。检查井位的设计,最好每个工作并都有,或者设计在接收井内。在线路设计上,要充分考虑其与附近结构物的距离,避免冲突,以便日后的检查井作业。检查井的间距,可以在现行规范的前提下与设计单位进行协商适当加长。遇到顶进深度的范围内的土层较复杂的情况,要和设计部门进行协商,采取降低或者抬高标高的措施。
        五、顶管施工的工艺
        顶管施工又称为顶进法施工.是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基.以构成立体交义通道的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收,在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体,机头导向。将预制的钢筋混凝上管向前顶进.前端土体通过上作井运出,最后完成管道铺设。
        5.1、顶管井的设计
        顶管井分工作井与接收井两种,顶管井的建造结构有很多种类,一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井,它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一矩形。结构布置时,可在井内设置内支撑.改善结构受力。在建造过程中工作井按双向顶进设计,问距与设计枪杳井间距一致.施工完毕,在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。
        5.2、顶管施工工序
        (1)穿墙:打开穿墙闷饭将工具管顶出井外.并安装穿墙止水装置,主要技术施工措施如下:a穿墙管由填夯压密实的纸筋粘上或低强度水泥粘土拌和土.以起到临时性阻水挡土作用;b为确保穿墙孔外侧一定范嗣内土体基本稳定并有足够强度.工作井工具管穿墙,对穿墙管外侧采取注浆同结措施;
        (2)穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处坪措施:d蝴板开启后迅速推进工具管.同时做好穿墙止水.
        结束语:
        总之,顶管施工必须严格控制好顶管推力,顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力,包括工具头正面泥水压力、管壁摩擦阻力。压力过大,会增大主千斤顶负荷,严重的可能产“生冒顶现象。顶管技术从根本上改变了城市给排水工程施工破损路面的现象,大大保护了城市的环境和交通畅通性,可极大满足城市发展对给排水工程的要求,顶管技术将成为市政给排水工程施工中的一种常用工艺。因此,加大推广顶管施工技术力度势在必行。
        参考文献
       
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        [3]范志武.顶管施工技术在给排水工程中的应用[J].企业科技与发展,2008(20):79-81.
       
        [4]李小坤.泥水平衡顶管施工工艺在污水管网敷设中的运用探讨[J].绿色环保建材,2020(05):163+166.
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