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摘要:在当前市政给排水工程施工中,由于受制于地面建筑和交通等因素的影响,长距离顶管施工技术应用十分广泛,整体施工过程中对地面影响较小,而且能够有效提升施工效率和质量。因此在实际施工过程中,需要掌握长距离顶管施工技术的难点问题,并合理运用具体的施工技术,以此来保证市政给排水长距离顶管施工的顺利进行。
关键词:市政给排水;长距离顶管;施工技术
1长距离顶管施工技术的原理
在长距离顶管施工技术中,其需要利用到土压平衡顶管机,利用工作井中的油缸作为动力,使顶管机进入到地下管道内,并不断向前进行顶进。在顶进过程中管道前方土体会在顶管机切割过程中塌落,这些土体会进入到顶管机后仓和螺旋疏松结构中,经充分挤压后,这些土体会被输送至地面。在实际顶进作业过程中,由于顶管机开挖面地层特性存在较大的差异性,因此需要针对具体的地层特点,利用清水、粘土浆或是发泡剂等加入到刀盘的正面和土仓的内部,使施工土质变为泥状土,这样可以顺利将泥状土排出,同时螺旋输送机也能够承受住土和地下水的压力,保障刀盘前面土体的稳定性。
2市政给排水长距离顶管施工技术的影响因素
2.1顶管施工顶力
顶力计算一直是顶管施工过程中重点与难点,顶力计算结果决定了坑背的设计、管体强度,以及中继间的设计位置问题。现阶段,在顶力的计算方面还有着诸多的限制因素,需要进一步完善。(1)管径大小。在顶管施工的实际操作过程中,管径的选择方式通常是随着管径顶力的变动而改变。通过管径大小与管径的承压力大小的对比分析的方式进行计算,可以计算出不同位置下顶力大小与管径之间的关联。诸多的研究结果发现,相同的环境条件下,管径大小与顶力计算呈现出正比关系,也就是说管径越大,顶力也就越大。(2)管线设计误差。施工过程中,安装管道的顶进很容易出现误差,一定程度上增加了矫正次数,给施工过程带来了时间成本。正常条件下,阻力的增加的同时顶力也随之增大,如果管线偏差在不断增大的情况下,纠正误差的过程也会变得频繁,当然顶力随着变动而发生着变动。
2.2推力限制
长距离顶管施工时主要是借助机械设备产生的推力,其中推力、距离之间呈正比例关系。当给排水距离增大时,根据施工情况适当增加了顶管机推力即可。长距离顶管相较于混凝土管而言,钢管自身的摩擦系数相对较小,管道材料关系着推力大小,因此应当加强管控。
2.3通风系统
在市政给排水工程长距离顶管施工时应当注意通风,这直接关系着施工作业人员的人身安全,施工人员需在管道内进行施工作业,通风系统非常重要。长距离顶管施工作业时,通风系统中的管道施工具有一定的局限性。在具体施工作业时,管道容量受到一定的影响,管内的氧气损耗较大,容量有限的条件下施工人员容易出现缺氧等风险,严重时会危及他们的生命健康。
3市政给排水施工中长距离顶管施工技术要点
3.1非开挖顶管施工技术要点
非开挖式顶管施工并不是不挖进行施工,则是采用一中不需要大面积开挖的施工方式,只在较浅地表层挖掘施工,产生的沟壑便于恢复填充。现代高科技下,各种新的技术层出不穷,使得对施工的环境特点诊断更加精准,不开挖技术越来越多的工程中得以实现,突破了过去什么工程都要全挖才能实施进行的不足。市政的给排水施工前,同样要进行前期的分析调研,并设计一个合理的施工方案,然后选择经久耐用的管材,确保市政给排水工程的施工质量。非开挖顶管施工中常用的方法有顶管施工法和水平螺旋钻进法。顶管施工法常用于穿孔施工时顶进没有钢套管或进钢套管的状况,是长距离顶管施工作业的核心。在具体的施工过程中先是在地面挖两个基坑井设置在地表,然后把钢管上至下放置在工作井里,借助机械或者千斤顶推至顶部位置。
为了确保土层和接收井之间的紧密衔接关系,在工作井的设置应留下出口,钢管便可以从工作井预留口穿出,以实现地表与地下施工环境的布置与构建。二是水平螺旋钻进法,该方法是借助螺旋钻杆向切削钻头传递钻压与扭矩,使用电机顶推移钢管从工作井到预留井的过程。在小口径钢筋混凝土排水管的施工中可以使用该方法,利用该方法能够减小管道顶进的偏差风险,以及降低对管道方向的干扰,不足的是该方法施工中不好控制,会限制管道施工的精度。
3.2顶管施工技术
在对长距离顶管施工技术应用之前,还需要对各种施工设备进行严格检查,以确保设备能够在施工过程中正常运转,满足具体的施工要求。除此之外,相关工作人员还要结合给排水工程施工具体要求和规定,在导轨高程、坡度以及中心线对导管进行布置,以免地下水和沙土流入洞口,在完成上述工作之后再开始施工。另外,在工具管切入施工位置时,还需要对其水平偏差进行严格控制,在正式挖土之前,相关施工人员还需要做好施工现场的清洁、卫生工作,将施工障碍物及时清除,之后再施工。在顶管交接班环节,还需要妥善做好开挖交换工作,将施工过程中有可能会出现的故障及时排除。
3.3水平螺旋钻进技术
在长距离顶管施工设计的过程当中,水平螺旋钻进技术是一项必不可少的技术。此技术方法优势在于可以有效降低长距离顶管操作时对地表造成的波动,防止出现土层被破坏的情况。同时水平钻进技术一个重要特点就是目的性很强,通过使用螺旋钻杆,可以轻松把钢管推入到预留井里面。然而需要注意的是尽管水平螺旋钻进技术使用比较广泛,然而其对于市政给排水中长距离顶管施工有着很大的要求,比如一般只适用于小口径的给排水管道当中,主要是为了防止管道顶进过程中出现的各种偏差,同时也可以有效减少水平钻进技术对整个管道行进方向产生的影响,因而可以保证长距离顶管可以保持相当准确的预定位置。
3.4通风系统
在进行市政给排水施工的过程中,管道通风是不可忽视的。尤其是在展开长距离施工时,氧气不足的问题常会发生,而且对管道进行涂料时还会产生一些有害气体,这就使得作业人员安全无法得到保证,避免安全事故发生的主要途径就是通风换气。管道中存在大量有害气体的话,除了会导致人员安全受到威胁外,施工质量同样会受影响,只有做好通风换气方可使得问题能够真正解决。一般来说,管道通风可以采用的形式包括三种,即抽风、鼓风以及两种方式的结合。鼓风方式的有效射程是相对较长的,能够保证有害气体切实排出,然而由于通风距离较短,有害气体在排出时会对工作坑产生一定程度污染。抽风、鼓风相结合可以使得烟尘吸收的效果更为理想,而且在安全性方面也是具有优势的。
3.5顶管加固技术
在做好通风系统设计工作之后,还需要做好顶管加固工作,它主要是为了避免在工程投入正式应用时出现水泄漏问题。实践过程中,相关施工部门可对彭润土泥浆置换方式进行应用,同时还要强化地面顶管的补浆工作,使水泥能够顺利的进入到路面下方土体当中,使顶管和路面能够紧密的连接在一起,增强路面稳定性,避免对顶管产生较大影响。与此同时,通过强化下方顶管的补浆操作,还可让路面下方土体在较短时间内达到顶进前的状态,为给排水施工质量和安全性提供保障。
4结束语
伴随城市的不断扩张,地下管网、管线系统也愈加复杂。市政给排水工程是一项与居民生活息息相关的基础设施,如何提高工程质量成为了关键。顶管施工作为一种非开挖技术,无需开挖便可穿越地面建筑物、公路、各种地下管线。为此,在市政给排水工程施工中,必须重视顶管施工技术的应用,提高施工技术水平,规范施工工艺,全面提升工程建设质量。
参考文献
[1]李晋.市政给排水长距离顶管施工技术研究[J].技术与市场,2020,27(03):81-82.
[2]魏翠霞.探究长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用[J].科学技术创新,2018(26):130-131.
[3]许重阳,李梦芹.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(15):172.