市政排水非开 挖顶管施工技术及实施要点之研究

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年第9期   作者:余惠芳
[导读] 在长距离顶管这种技术的支持下,顶管作业的成本和难度得到了有效控制
        摘要:在长距离顶管这种技术的支持下,顶管作业的成本和难度得到了有效控制,节省了大量经费和工期,经济效益和社会效益非常突出。实践中应用注浆减阻,解决了阻力要求,为轴线控制和快速顶进提供了很大的帮助。作业中,如果和周围建筑物相近,必须使用支护技术,减少对周围建筑物、地下管线影响。非开挖顶管造价低、无排污、基本没有噪音和振动,很适合市政项目的排水。
        关键词:市政排水;非开挖顶管;施工技术
        1顶管技术施工的特点
        1.1安全、高效、造价低
        随着城市进程的进一步加快,旧城改造速度也随之加快。许多老城区基础设施不完善,管道老化,无法满足城市的发展需求,因此就必须要进行改造。在以往的施工过程中,往往都是采用明开挖埋设管道的施工方式,但随着社会发展,人们对环境的要求越来越高,常规的管道埋设技术就遭到淘汰了,取而代之的是顶管施工技术。
        1.2对周围环境影响较小
        城区建筑物密集、原有的管道管线设备多,如果采用常规的管道铺设技术,必然会导致拆迁和管线迁改工作量大,需要的工作面和土方工程量也大,对周围环境的影响极其大。顶管在施工过程中采用非开挖方式,而且在线路选择过程中,可以根据现场地质情况灵活改变线路,避开干扰区域,降低对原有设备的破坏程度。
        1.3顶管施工不受恶劣气候的影响
        常规工艺施工时,工期在很大程度上受到气候的影响,一旦遇到恶劣的气候,几乎会导致整个施工现场停工,工期和费用损失均很大,二顶管是施工技术主要是在封闭的地下施工,而且主要依靠设备,人工用量较少,受到气候的影响几乎可以忽略不计。
        2非开挖顶管施工技术分析
2.1顶进管选择
给排水施工中运用非开挖顶管施工技术,合理选择顶进管比较关键。常规情况下如果对抗腐蚀性没有要求,就选择以钢筋土管作为顶进管,严格按照规定来综合做好相关计算。在施工中需要确定工程的性质与实际情况,需要综合考虑顶进管受到荷载的实际情况。因为施工都是采取非开挖顶管施工技术与人工施工配合方法,因此顶进管的内径要在500毫米以内。此外钢筋混凝土顶进管的长度直接影响到工程施工的经济效益与质量控制。在实际的施工中其经济性一般都比较好,但是在具体的施工中,往往会出现与原定路线不符的问题。在施工中为减少这类情况的发生,设计人员设计时需要按照钢筋混凝土顶进管的长度和管径,确定管道的选择,从一定程度上节省成本,确保工程的经济效益和施工质量。
2.2施工准备
顶进管完成后施工人员需要架设发射架设备,并且科学安装到工作井内,选择合理的高压旋喷桩加固土体、进出洞的合理范围,从一定程度上保证安装施工工作良好开展。实际的施工中人员还应该把止水装置安装在工作井内部,以免顶进机进出预留洞时,出现大量泥水。
        3工程实例
3.1工程概况
本次的工程对象为金海道排水项目。该项目地理位置在海河东路的东面,作业区域的两侧是大量的居民楼、住宅楼。管线和楼的外侧只有12米。顶管的总长度为514米。所用的顶管外径2640毫米,内径2200毫米,每一段管节有2400毫米,一控189米。施工现场的顶管坡度为0,覆盖4.3米厚的土体。施工中外径应用土压平衡多刀盘顶管机,外径为2640毫米。施工中的最大顶力是1400吨,这里每吨为10千克。施工现场的周围不论是地表还是地下都十分的复杂。在衬砌接缝作业中,防水使用的材料是天然橡胶圈,以锲型形式出现。
3.2多刀盘土压平衡顶管机选择和使用
在作业中工程使用了多刀盘土压平衡顶管机。这种顶管机的刀盘切面为断面百分之六十。虽然这种顶管机并没有大刀盘土压平衡顶管机所拥有的全断面切削搅拌能力,不过已经足以应对软土地层的顶管作业。一般情况下,大刀盘土压平衡顶管机质量能够达到施工现场所排出土体的0.6倍质量。而多刀盘土压平衡顶管机则只有0.4倍。从这个数据对比得出的结果是,本次项目所用顶管机能够防止机头过重问题引起的方向失控,规避了走低问题的出现。本次生产中用对称布置的方式分配四把切削刀盘。因此只需要反方向旋转左右刀盘就能够让刀盘转矩保持平衡,而不是经常出现偏移,就好像大刀盘顶管机一样。顶管结构如图1所示。
       
        图1土压平衡多刀盘顶管机
3.3顶进中进出洞施工
出洞顶进在作业中是非常基础和重要的环节,自从离开工作坑以后,就开始了生产。为了确保顶管机的出洞足够顺利,避免土体的塌落进入到工作井当中。在出动前就需要先打钢板桩在砖封门前。在钢板桩到达工作井底板的深度后结束。出洞时需要先拆除砖封门,此时因为有钢封门所以没有土体涌入。在顶管机到钢封门的50至100毫米以后,此时的洞口止水圈开始发挥作用。随后从其中的一侧朝向另外的一侧开始去除钢板桩。为了减少钢板桩在拔除中带给顶管机周围土体的影响,引起建筑间隙出现。在拔出钢板桩以后需要第一時间顶进,减少停顿。
        3.4长距离顶进作业
3.4.1轴线控制?
        在施工中最关键的部分就是控制顶力。考虑到顶管作业中,影响顶力最突出的要素就是纠偏,顶管机顶进作业中很有可能会因为受力不均,出现管道设计轴线偏离的情况。故本次工程作业中选择在机头旋转和前进方向做纠偏,确保机头能够按照预期规划的方向稳定前进。顶进作业中纠偏是必不可少的工序,需要贯彻顶进作业适中。每一次的纠偏都要通过施加力矩的方式让顶管机能够改变正在前进的方向。力矩的施加如同在顶管机增加了一种压力、阻力。在规范中阻力并没有直接反应但却是不容忽视的内容。
3.4.2注浆减阻?
        注浆减阻在长距离顶管作业中是非常重要的技术,其关系到最后能否成功顶管。为了在施工中,减少管道外壁摩阻力就需要使用该技术。要结合图纸情况合理调整润滑泥浆配方,要确保泥浆足够稳定,从而应对各种施工环境。注浆孔一定要合理布置。混凝土的管节雄头一次按120度分别设置三个孔。管节的断面右侧安装压浆总管。本次工程中每隔7.2米设置一个注浆孔和三通阀门连接管柱注浆孔。生产中要用到合适的压浆手段,要严格控制压浆操作、压浆流程。确保顶进中的建筑间隙能够被泥浆填补,构成泥浆套。泵的出口压力为1至1.25*105Pa。管节雄头一侧近边设置压浆孔。完成管节拼接以后,前一节的钢环就能够覆盖注浆孔。浆液压出以后,会在混凝土管节外壁和钢套环出形成浆套,最后被挤出。易于形成的泥浆套有着非常明显的减摩效果。
3.4.3中继网?
        本次项目用到了中继间做顶进辅助。布置中继间的时候充分考虑了操作和顶力要求,将顶进速度和质量的提高作为出发前提。第一个中继间放在了靠前位置。由于顶管机在正面土压顶进时会受到施工情况和土质条件影响出现变化,因此总推力在来到设计推力60%以后设置中继间。在来到80%时继续设置中继间。在到达90%时候重复设置中继间。本次工程总长189米,一共设置了两套中继间。第一个中继间被布置在了工程104米,因为有着良好的泥浆减阻结果,有效完美的控制了顶进和走线,故实际顶进过程中的阻力臂理论设计、理论计算结果要小非常多,直到最后第二套中继间都没有发挥作用。简化了顶进流程,极大的提高了顶进速度。
        结束语
        综上所述,在市政给排水工程建设过程中,必须提高市政给排水工程的施工水平,合理利用顶管施工技术,满足给排水系统的建设需要。加强对市政给排水工程中的顶管施工技术的研究,有利于提高市政给排水工程中的顶管施工技术水平。
参考文献:
[1]何锐广.给排水管道的顶管施工技术探讨[J].中国科技博览,2018(20):262-262.
[2]王新涛.非开挖技术在电力工程中的应用[J].中国新技术新产品,2
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