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摘要:随着我国现代化城市的建设水平的提高,人民生活水平也越来越好。所以,对城乡基础设施建设的关注也越来越重视,要求也随之提高。在城市建设的过程中,非开挖管道工程技术是至关重要的。本论文主要介绍用于市政管道施工中的顶管和牵管这两项及其关联的技术。
关键词:顶管施工;牵管施工;市政管道
地下管线是城市供水系统的重要组成部分。传统的地下管线往往使用埋地管道,在一定程度上影响城市交通,影响人们的生活。要采取什么方式才能不打扰到人们的生活是现在的当务之急。所谓非开挖技术,是指不开挖或开挖少量的工作坑,利用当前的岩土钻掘技术进行管道的维修和更换技术,其效率高、成本低、方便简单和环境无污染。
1 非开挖技术的重要意义
非开挖技术是管道施工采用岩土钻探技术。在原需要开挖的情况下,尽量不开挖或尽量少开挖。随着城市建设的提高,人们提出了越来越高的要求。传统的市政管道工程技术已经不能满足人们的需要。市政管道工程技术是不断变化的,但传统的开挖技术逐步被取代。而且占用较大空间,存在着影响城市交通和城市居民生活的缺陷,这是将被淘汰的开挖技术[1]。在大多数情况下,非开挖技术存在着工期比较短,经济效益好,并具有一定的安全性等特点所以在城市的市政建设中被广泛的应用。尤其是像铁路、城市中心、名胜古迹、公路等不具备开挖条件或者不准开挖的地区,可以采用该方式来进行自来水管道、燃气管道、电力通讯、市政给排水等管道的安装铺设。
2 非开挖技术应用价值
所谓的非开挖技术就是在施工过程中,不需要对施工地区直接进行挖掘,而是利用先进的技术手段机机械设施,地下开挖,非开挖技术不仅可以被应用到市政工程地下排水管道电缆等的铺设施工中,还能实现维修地下管道及修改地下电缆线路等作业,与传统管道施工相比非开挖管道施工技术具有多方面优势。首先非开挖技术施工过程中可以通过机械设备实现管道的挖掘减少管道施工工人降低,管道挖掘,资金投入,其次非开挖技术可以不需要运用大型的挖掘设备,便于在狭窄地区及大陆地区进行施工,不会影响人们日常生活,最后运用非开挖技术挖掘的管道坑更精密,在提升管道称自身质量的同时,避开与建筑物的接触,保证管道的安装符合预期要求。非开挖施工技术在市政管道施工中运用可以取得良好的效果,但是,需要先进的非开挖设备进行配合,与其他发达国家相比,我国的非开挖施工技术还存在一定差距,近年来随着人们对非开挖施工技术认识的提高,都在探索非开挖施工技术在我国城市管道施工过程中应用,的具体措施,也取得了较好的效果。
3 非开完技术的具体运用方式
3.1 顶管施工技术
顶管技术是利用主千斤顶推力与管道中继间的千斤顶将管道从工作坑推至接收坑。此外,工具管或挖掘机软管也埋在两个孔之间。根据管道直径、土壤质量、管道长度和工艺经济等因素,采用机械加压、水射流顶进和挤压顶进、人工顶管。目前在600mm~4000mm 管道进行管线直线铺设、混凝土管道、黏土等情况下,大部分管道采用机械顶管施工。机械式顶管施工分为气压平衡法和泥浆水平衡法。顶管施工广泛应用于管道工程中,其中混凝土管道技术在管道工程中较为成熟。
管道工程中最流行的工作面平衡理论是:
3.1.1 气压力平衡:上部管道和开挖面的空气充满一定的压力,地下水和土壤的压力通过风压保持平衡。
这是一个完全平衡和分压平衡;
3.1.2 土压力平衡:上管室土压力用于平衡管道机械土压力和地下水压力。控制地面沉降的平衡通风方法;
3.1.3 泥水平衡:泥浆中含有一定量的粘土和一定浓度的泥浆,采用泥浆平衡上板法控制含尘地面沉降。
3.2 顶管施工的施工原理
在施工过程中,在管道侧挖井,有效地将导轨安装在基坑中。轨道通常安装在混凝土或木材基础上,管道安装在轨道上。此外,应有效完成顶管施工测量,有效控制顶管坡度、标高、中心线方向。采用液压千斤顶将预制钢筋混凝土管逐渐推入土层,并以水平推力为核心保留工具管。同时,清除管道中的污垢,直到工具管被推入接收井。顶管施工中,管渣可分为湿渣和干渣。在长距离复杂地形的施工中,如果采用吊装方法,必须采取相应的辅助措施,如激光校正、泥浆夹套润滑等,在顶管施工过程中,必须合理考虑井筒沿线的地质条件。同时,在满足顶管长度要求的基础上,尽可能有效地减少工作井、接收井的数量。施工过程中,施工井应尽量设置在顶管的中间位置,以便施工时左右移动。
3.3 牵管施工技术
近年来,在世界各国和建设行业中牵管技术的应用是十分普及的,特别是在环境保护、市政管道建设和大型跨江工程等方面显示出独特的优势[2]。操作过程由计算机指导和测试,挖掘并设计相同曲线的孔,将管线从导向孔中穿过,完成整个工程的管道建设。牵管是地下管线常用的非开挖方法,它比顶管管道法更适用于管径较小的管道工程。这是因为转动惯量较小。牵管技术法适用于小直径,可用于长距离管道工程,这种工程容易产生长距离管压缩误差。
3.4 牵管施工工艺
施工前,采用埋管探测器对埋管进行检测,确定孔的位置和深度,保证孔的进入。地下管线和埋地管线的安全距离必须要符合设计标准。下水道通常不是金属水泥管,地下管道检测仪也不能检测。所以要详细确定污水管道走向、直径和深度,必要时用雷达进行调查。试验结果还表明,在地面上有效地避开了定向孔,保证了安全性。在进行施工时,首先探测棒插入导管的头部,导管的尖端与钢管相连。通过施加来自管道的压力将顶部推至地面。钻头可以是直的或弯曲的。此外,钻头通过障碍物、道路、河流、铁路等时,可调整钻头的方向,导向器可随时接收导向器的方向和深度。根据这些信息,转动导向器的头部,随时改变导向器的深度和方向,在地下形成一个圆形洞穴。防护罩内设有孔板中心线。一旦位形成,它将扩展、解锁位并接受位的旋转反转[3]。良好的护壁、泥饼和泥球,良好的失水控制,以保证钻机的性能。根据地层的地质结构,泥浆是不同的。一旦钻孔完成,管道就连接到所需的长度。这样,可以关闭管道的两端,一端相连钻头,拖入孔洞,也就是说,我们已经完成了管道工程。
3.5 牵管施工的特点
牵管技术工程不妨碍交通,解决传统开挖工程对人们生活的影响,也解决了开挖对交通、环境和周围建筑地基造成破坏的影响。它具有电弧波处理距离长等优点,足以满足地下岩屑埋深的设计要求。不影响河道通航,不破坏河道两岸河床结构,工程不受季节限制,工程周期短,安全性高,成功率高。与其他方法相比,进入施工现场更快,施工速度更快。是一个面积小、价格低、建设速度快的技术。
参考文献:
[1] 李海泉 . 道路给排水施工的非开挖技术探讨 [J]. 江西建材,2017(21):148-148.
[2] 刘倩 . 浅谈顶管施工技术在市政工程的应用 [J]. 门窗,2017(7):246-246.
[3] 徐桂学 . 关于市政排水工程中的非开挖技术应用探究 [J]. 中国房地产业,2017(20)162-162.