试论市政工程非开挖顶管施工技术

发表时间:2020/9/4   来源:《建筑实践》2020年39卷第9期   作者:盛宴
[导读] 现代社会经济的不断发展对我国市政工程建设提出了更高的要求

         摘要:现代社会经济的不断发展对我国市政工程建设提出了更高的要求,在具体开展市政工作建设过程中,顶管施工是现代科技发展过程中形成的新型施工技术,对其进行合理应用,能够有效提升市政工程建设质量,使其整体工程建设具有更高的经济效益和社会效益,保障现代人生命财产安全。本文首先分析该项施工技术的施工特点和应用价值,然后深入探究施工准备工作,分别从现场勘探,技术准备,顶管线路和材料选择四个方面展开具体论述,最后综合探究如何开展具体施工,分别从注浆止水处理、穿墙、顶管出洞、注浆减阻、顶进偏差校正、施工质量控制六个方面展开具体论述。希望能够有效提升整体施工质量,使其项目施工更高程度的满足现代市政工程建设需求,推进我国现代建筑行业的进一步发展,为我国现代社会经济水平的全面提升创造良好的条件,确保能够进一步推进我国现代城市化发展进程。
         关键词:市政工程;非开挖顶管施工;施工技术
         引言
         在近年来,我国市政工程建设得到了很大程度的发展,在此过程中,非开挖顶管施工技术得到了较为普遍的应用,相对于传统施工基础而言,施工技术难度有所降低,在很大程度内推进了现代市政工程发展。为了进一步明确在市政工程建设过程中如何更为有效的应用顶管施工技术,特此展开本次研究,希望能够为其相关人员具体工作提供更为丰富的理论依据,推进我国现代建筑行业的有效发展。
         一、非开挖顶管施工
         (一)施工特点
         顶管施工具体是以少开挖或不开挖实现的管道埋设技术,在开展具体工作时,在工作坑内,利用顶进设备的顶力,使管道与其周围土壤之间的摩擦力得到有效克服,基于设计坡度,将管道顶入土中,然后运走土方。在具体进行顶管施工时,不需要挖掘面层,便可以顺利穿过地下建筑和地面建筑。相对于开挖敷设技术而言,该种施工技术的合理应用,能够有效减少施工周期,使项目资金投入大大降低。与此同时,还可以有效避免干扰和破坏交通条件与环境情况,实现环保无污染,有效提升现场施工效率。顶管施工具有较高的应用价值,因此,在市政管道工程建设过程中具有较为广泛的应用,相关单位需要对其进行深入研究。下图1为顶管施工具体状况。
         
         图1 顶管施工简图
         (二)应用价值
         在以往市政工程建设过程中进行给排水施工时,在施工路段需要进行一定程度的开挖作业,此时,为了保护行人安全和施工效率,必须对其进行隔离处理。而随着我国现代城市人口数量的不断增多,私家车得到了一定程度的普及应用,路段隔离会在很大程度内增加周边路段的交通压力,甚至导致出现交通堵塞现象。而且,开挖施工会在很大程度内破坏地表结构,而且开挖过程中产生的污水和灰尘等物质会在很大程度内影响周边环境。在此过程中,非开挖顶进施工具有较高的应用价值,可以确保在管道铺设过程中不需要进行开挖处理,进而使其施工时间大大缩短,就客观角度而言,能够有效避免影响周围交通[1]。同时,非开挖顶管施工技术的合理应用能够穿越地下管线,河流和铁路进行铺设工作,使其施工难度和施工成本大大降低,从而实现现场施工效率的进一步提升。在具体开展施工作业时,顶管施工不需要开挖施工地面,可以使其污水,灰尘,噪音的污染得到有效减少。在具体应用该项施工技术时,相关人员需要合理应用工作井,利用高压液压千斤顶放置钢制管道,不需要进行开挖和穿越管线,对自然环境和沿线交通的影响也相对较小,因此,在市政工程建设过程中具有较高的应用价值。
         二、施工准备工作
         (一)施工现场勘探
         在具体开展顶管施工之前,首先需要对施工现场进行严格勘察,深入观察施工现场车流和人流的情况,然后确定交通线路,并在交通路口进行导向牌等各项标志的合理设置,设置专业人员指挥交通。其次,需要对其周围排水系统建筑进行深入考察,并以此为基础,科学设计管道和排水线路,有效避免污水横流。与此同时,还需要对施工现场煤气,通信,电力等管道进行科学有效的定位勘察,明确需要搬迁或临时关停的设备设施[2]。最后,需要对周边构筑物及建筑物基坑,桩基深度及间距,桥台基础的结构形式进行认真调查,明确是否需要实施喷锚结构施工,为顺利实施顶管技术创建良好的条件,确保能够更为高效的开展各项工作。
         (二)施工技术准备
         在具体开展顶管施工之前,需要综合分析当地地质资料,明确土层的分布状况,力学参数和物理性质,同时还需要进一步了解施工现场的水面标高数据和地下水源情况。在此过程中,如果存在砂层,可需要进一步了解砂的级配关系,细度和含沙量[3]。基于岩层地质情况,需要勘察是否存在裂缝发育状况。如果地质为风化岩,则需要明确弱风化,中风化和强风化等级,同时还需要进一步了解其结构状况,抗剪强度和抗压强度。施工单位在开展具体工作之前,必须对其施工地质状况进行认真考察,基于业主单位给出的各项资料合理应用各项施工技术,对其进行严格勘察,确保能够更高程度的满足顶管施工要求,进而确保有效提升相关行业发展,使其整体施工具有更高的经济效益和社会效益。
         (三)确定顶管线路
         在我国现代建筑工程建设过程中,管道设计通常选择明挖方式,在完成施工现场调查工作之后,需要对其线路设计进行合理优化,将其不利于顶管施工的土层尽量避开,确保顶管线路能够避开树木或结构物等障碍物。在此过程中,可以选择在每个接收井或工作井内进行检查井位的科学设计。在设计附件结构物和线路的距离时,需要对其检查井的工作环境进行综合考虑,确保能够对其进行更为合理的应用,避免出现冲突[4]。同时,还需要基于相关规范对井间距进行严格检查,和施工单位基于具体施工情况进行深入研究,对其进行适当延长,如果顶进范围内土层具有较高的复杂性,可以和设计部门协商,将其标高降低或抬高,更高程度的保障整体施工效果。
         (四)施工材料选择
         在市政工程建设过程中具体进行排水管道施工时,相关工作人员通常选择使用钢筋混凝土管,在此过程中,在确保钢筋没有腐蚀的同时,需要严格基于施工技术规定和相关标准确定混凝土管的配筋,规格设计和应力验算,在此过程中,还需要基于项目需求和工程性质确定顶进管内径,基于顶进管荷载的具体情况确定外径,然后确定混凝土管的壁厚和配筋,在具体进行顶管施工时,通常需要配合人工作业,管径内径必须低于500毫米。一般而言,顶进管长度对其顶管的经济性和可控性具有一定程度的直接影响,在直线推顶施工过程中具体应用长管时,需要将其装管次数有效降低,实现施工效率的进一步提升,保障整体施工效果[5]。
         三、市政工程非开挖顶管施工技术具体应用
         (一)注浆止水处理
         在具体开展顶管工作时,相关人员需要注意在穿墙洞口前方进行压浆止水处理。在此过程中,将粘土,水泥和石灰搅拌成浆液,作为注浆材料,在具体进行搅拌作业时,需要将其范围控制在4×4m2之间,确保工具头可以顺利出洞[6]。在具体配置浆液时,需要将黏土,水泥和石灰的配合比控制在3:1:2,注入的浆液在与自然土实现固结作用之后,不仅能够确保工具头出墙的有序性和高效性,同时还可以实现挡水和止水的作用,在此过程中,相关人员需要注意,注入浆液量始终在自然土的17%以内。
         (二)穿墙施工
         首先,需要在穿墙管内进行水泥黏土拌和土和植筋黏土的填充夯实,实现临时挡水阻水效果。在此过程中。为了保障穿墙孔外侧土体的稳定性和强度,针对工作井进行穿墙处理之前,需要对穿墙管外侧进行注浆固结处理。在穿墙之前,需要深入分析可能出现的各项问题,同时科学制定解决措施。最后,在开启闷板之后,需要将工具管迅速推进,同时有效落实穿墙止水,在此过程中,通常选择使用止水法兰加压板,然后在其中间按住厚度为20毫米的止水板环,确保其耐磨性和拉伸率能够更高程度的满足具体施工要求,利用管道顶进对齐橡胶板进行合理安装,实现逆向止水装置的有效形成,有效避免穿墙管外侧土体长时间暴露导致出现扰动流变[7]。
         (三)顶管出洞施工
         在进行顶管作业时,顶管出洞是其具体施工过程中极其重要的工作内容,在此过程中,为了有效避免管线出现偏斜,需要合理应用工具管,对其进行调零处理,在位于工具管下方的井壁上进行支撑的合理加设,工具管出洞之前,需要进行初始角的科学预订,使其下跌现象得到有效弥补。在和接收井距离15米左右的位置,需要对顶进轴线加强观测,如果发现顶进轴线出现偏差,需要合理应用主顶油缸,对其进行纠偏处理。
         (四)注浆减阻施工
         在具体进行顶管施工时,相关工作人员进行触变泥浆的合理压注,对管道周边空隙进行有效填充,使其顶进阻力大大减少。在此过程中,需要注意注浆减阻能够高度满足长距离顶管施工的各项要求,在开展具体施工作业时,首先需要在顶管机头尾部进行压浆作业,使其和顶管工作同步[8]。然后在混凝土管道和中续间的适当位置,科学实施跟踪补浆,使其顶进过程中出现的泥浆损失得到有效补充。
         (五)顶进偏差校正
         在开展具体施工作业时,管位不可避免会出现一定程度的偏差,此时如果偏差超过十毫米,现场工作人员需要对其进行科学有效的纠偏矫正处理。在具体实施管道纠偏矫正工作时,相关工作人员需要注意,不能猛纠硬调,需要对其管道进行缓慢矫正,使其调整到位。在具体进行纠偏作业时,需要科学应用设置在机械设备后部的纠偏千斤顶组,使其机头断面方向得到科学改变,确保机头能够回到之前的设计位置,使其偏差得到有效减少,确保管道可以严格基于设计轴线方向实施顶进作业[9]。在开展具体施工作业时,如果方向和高程同时出现偏差,施工人员需要对其中偏差值相对较大的部分进行合理优纠正。在具体进行纠偏作业时,需要确保勤调微纠,分级逐步开展纠正工作。在开展具体施工作业时,如果顶管机头方向出现旋转现象,在施工人员需要在管内反方向进行压重块合理增加,或者在中间站设置旋转纠正,确保能够对其进行合理纠正。
         (六)施工质量控制
         沿管线土层的水文地质条件和工程地质变化频繁,因此,在具体开展顶进施工之前,必须深入明确土层变化情况,如果需要经过回填土则需要进行加固处理,避免顶管施工完成之后,地面出现较大的下沉现象。其次,在对土层进行防护顶管施工时,需要通过腐烂动植物体和淤泥层,进而使其地下空间形成有毒气体,对施工人员的生命健康造成很大的危险,因此,施工单位需要对管内有毒气体进行实时测量,科学设置通风装置,使其得到有效解决。在对地下管线进行超前探查时,需要合理应用顶管设备,确保及先进性[10]。在具体施工之前,还需要对其前进路线进行科学探查,此时还需要对其地下管线提前查明,确保煤气,排水,上水,电力,通讯等其他管线运营的安全性,使公众生活需求得到更高程度的满足。最后还需要进行顶进计算,在此过程中,首先需要进行顶进推力的科学计算,基于计算结果确定中继间分布和油缸类型,其二为工作井设计,基于设计结果获得最大顶力,提出加固工作井的具体方案。
         四、结束语
         总而言之,在市政工程建设过程中具体应用非开挖顶管施工时,施工现场勘探,施工技术准备,确定顶管线路和施工材料准备是其施工准备过程中极其重要的工作内容,与此同时,注浆止水处理,穿墙施工,顶管出洞施工,注浆减阻施工,顶进偏差矫正和施工质量控制对该项技术的合理应用具有极其重要的价值,能够有效提升整体工程建设效果,确保整体工程建设具有更高的经济效益和社会效益,进而确保能够更为高效的开展市政工程建设,确保项目工程建设能够更高程度的满足现代社会经济建设发展对市政工程建设提出的最新要求,为我国现代社会经济水平的全面提升创造良好的条件。
         参考文献:
[1] 尤冬. 市政给排水施工中的非开挖顶管施工技术研究[J]. 中国房地产业, 2018, 000(003):120.
[2] 解延锐. 非开挖顶管施工技术在市政管网中的应用探究[J]. 建材发展导向, 2019, 017(002):85.
[3] 袁鲁峰, 李平山. 复杂环境条件下的市政顶管施工技术[J]. 建筑安全, 2018, 033(001):66-68.
[4] 熊海滨. 非开挖顶管施工技术在市政管网中的应用探究[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2018, 000(020):P.160-160.
[5] 苏海法, 马普耀. 市政工程建设中顶管工程技术的应用[J]. 市场周刊·理论研究, 2018, 000(002):137.
[6] 邵文烨, 刘璐. 浅论非开挖施工技术在市政给水管道施工中的实践[J]. 农家科技(下旬刊), 2019, 000(004):290.
[7] 滕鸿翔. 关于市政给排水管道工程顶管施工的探讨[J]. 建筑发展, 2019, 003(004):P.43-44.
[8] 张阳, 赵宏浩. 市政工程建设中顶管施工技术的应用分析[J]. 建筑与装饰, 2018, 000(007):177,182.
[9] 宋益冬. 浅析非开挖施工技术在市政管网工程造价审计中的常见问题[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2018, 275(29):61-62.
[10] 黄静. 顶管施工技术在市政道路建设中的应用分析[J]. 建筑工程技术与设计, 2018, 000(008):118.
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