顶管技术在市政给排水工程中的应用研究

发表时间:2020/12/2   来源:《建筑实践》2020年22期   作者:赵路
[导读] 顶管施工技术是当前市政给排水施工中越来越常见的一类处理手段

         赵路
         济南市济阳区农业发展集团有限公司 山东省济南市济阳区 251400
         摘要:顶管施工技术是当前市政给排水施工中越来越常见的一类处理手段,其作为非开挖施工方法,确实在很多城市区域表现出了明显的应用优势,对于施工现场环境的影响较小。但是顶管施工技术的要求同样也较高,需要技术人员重点围绕着各个关键技术要点进行严格把关。
         关键词:市政给排水工程;顶管施工技术;应用
         城市建设的步伐不断加快,在市政管网的建设当中,涉及的工程内容也不断增多,因此要采用合适的施工工艺来满足建设需求。顶管法可减少大量土方工程、对周边环境影响较小,节约施工用地,减少拆迁工作等优点,被广泛应用于市政基础建设中,在一定程度上被认为实现文明施工。市政给排水施工中,施工管道不断加长,因此管道的埋置深度也在不断的加深,在一些地区地质比较复杂的区域,施工难度更大,因此针对这种使用顶管法施工的施工工艺应进行系统的研究分析,采用合理的方案,保证施工工程的质量。
         1顶管技术特点
         一是作业期间占地面积小,与同管径的开槽施工法相比,可节约用地,施工面由线缩成点,使地面活动不受影响,可保持交通运输畅通无阻;二是小噪音特点,施工噪音低,对周边声环境的污染小,不会影响到周边的居民日常生活;三是综合造价低特点,穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍时可减少沿线的拆迁工作量,节约资金和时间,降低工程造价;四是具有较强可操作性。市政给排水工程顶管技术基本原理易于理解和掌握,经系统化的培训后,可很快上手操作,故其具备极强可操作性特点;五是具备较强的实用性特点。市政给排水工程顶管作业期间,挖土面积小,作业可达地面下合理最深处位置,可安全穿过周边建筑底部、地下管道、河床等,因而顶管技术的实用性强,适宜在市政给排水项目建设工程中应用。
         2市政给排水施工中顶管施工技术的应用措施
         某市政给排水工程项目截污管网中设计管线长22.5km,其中顶管施工段长1122m,采用DN800Ⅲ级砼管,管道埋深为4.5m~5.4m、接收井内径为4.0m、井壁厚度45cm,工作井内径为7.0m、井壁厚度55cm,均选用C30现浇砼,抗渗等级P6。接收井和工作井周边布设φ600@500两排止水的帷幕桩。现以该市政给排水工程项目为例,探讨市政给排水工程顶管技术具体运用。
         2.1设备选型及安装作业
         2.1.1选定顶管装置及主顶装置
         选定顶管装置:结合地勘调查报告、物探资料、土质实地调研分析报告,合理选定泥水平衡式挖掘装置。顶管装置,内含电气操控系统,还有显示、泥水、纠偏、液压、动力、刀盘切削等装置;选定主顶装置:用200t两部液压式千斤顶,予以并排布设。顶进时借助主顶装置活动底架,将轴线调整好,底架部分用槽钢焊接固定。
         2.1.2安装作业
         首先安装顶进装置。在一定程度上,顶进装置以液压、传力这两部分装置为主。设备布设合理与否对顶进作业效果影响较大。故安装作业前期,需开展液压装置单体实验操作,细致检查该液压装置内所有零件是否处于正常工作状态。待液压装置完成安装后,及时实施检查调试工作,以保证其维持正常稳定的工作状态;其次安装压浆装置。压浆装置需特别注意到工作井周边实施组织安装作业,为后续施工作业提供便利。压浆装置其内部有螺杆泵1台、泥浆泵2台、沉淀池和过滤池各1台,一般配有2寸的白铁管连接沉淀池内螺杆泵和顶进中的管节压浆管;最后安装基坑导轨。该工程项目顶管的顶进导轨,选用25B型号双拼槽钢经焊接加工而成,在焊接坑处断开导轨,在内衬墙位置将延伸导轨安置好。


         2.2顶进作业
         2.2.1凿洞口及后座墙作业节点
         凿洞口作业期间,经测量放样,将洞口位置确定好,以风镐凿除洞口,凿除洞口砼渣块,应当从其底部彻底清理,保证作业面干净整洁、操作空间充足;后座墙作业期间,应选定C25素砼浇筑,参数即为:厚度0.5m、宽度3.2m、高度3.5m,验算分析力学参数。为确保顶镐反力可均匀传送给后座墙,在顶管作业前期,后座墙的外部侧面处需加焊钢板1块,确保钢板稳定性、刚度、强度均能够与施工标准相吻合。
         2.2.2安置止水橡胶圈及下管作业节点
         在安置止水橡胶圈期间,对于洞口侧壁,应先将带法兰的钢套管安置好,便于将止水封板和橡胶圈均固定好,避免出洞口和顶进期间,泥浆涌入至工作井中,避免井内进入地下水;在实施下管作业期间,选用小型龙门吊下管或者使用16t轮胎汽车吊,首节砼管吊装到导轨上面后,需测量管中线及前后两端管底部标高,对导轨具体位置精准度实施校核。
         2.2.3顶进和出土作业节点
         泥水平衡式挖进作业,选定全自动化泥水输送装置,机舱内连续搅拌所挖掘泥土与泥水,确保能够有泥浆形成,经泥浆泵和管轴排放到沉淀池、过滤池内予以循环利用。在工作井周围需将沉淀池配套安置好,重视沉淀余土积累,通过挖掘机转运,外运到弃土点。挖掘作业期间,把控好作业参数,以PLC全自动化操控系统平台,对水仓压力和流量值加以控制,保证泥水的良好平衡效果。如果机头上所在仓内压力比压力的控制值小一些,地面会有沉陷或者下沉等现象产生。因顶进作业期间可能会出现这些情况,故将掘进速度和出厂速度合理把控好较为重要。
         2.2.4触变泥浆作业节点
         由于给排水市政项目施工现场环境通常较为复杂,倘若想降低顶进阻力,顶进实操期间应使用触变泥浆作业,达到减阻作用。泥浆需压至管壁外形成的泥浆套内,确保管壁周边的摩擦力得以减小,让管道维持小顶力状态,确保顶进泥浆作业可顺利高效实施。同时,为让触变泥浆套的压力在停止后,无快速降低现象产生,工作井内的注浆总管当中需将单向阀合理设置好,谨防产生回浆现象。泥浆压注作业其实就是借助顶管机实施连接补浆,掘进机和顶进作业同步实施。在泥浆压注作业期间,技术员务必要遵循的是先压再顶、顶压同步和及时实施补浆这些基本操作原则予以合理执行下去。控制注浆时,务必要密切观察所在浆池内的浆面可有下降现象产生,若下降明显,则证明浆已处管内输送状态;还需密切观察高注浆的泵压力、注浆管所在前端的压力表动态变化等,以维持正常的压力状态。
         2.2.5测量及纠偏处理节点
         一是测量中心线。地面上借助莱卡TSO6型号全站仪放样顶管的方向桩,用棉绳的挂吊锤,把工作井两侧投引至井底部位置。工作井内,借助DSJ3-Z型号激光水准专用仪器,照准这两个吊锤,实施前端中心尺的刻度读取,被顶管道在缓慢复位后,中心尺的刻度若重叠,表明顶进依照着设计方向实施。如果尺刻度并没有重叠,显示差值是偏离所设定方向的差值;在高程测量上,把附件水准仪器基准点,合理引到工作井当中,顶铁上将激光式水准仪器架设好,对管前端底部的高程加以测量;二是实施顶管的纠偏处理。顶进时,如果发现所敷设管道的位置与设计偏差在10mm以上,需操作机头,对千斤顶加以纠偏,以达到顶管合理纠偏效果。借助DSJ3-Z型号激光水准专用仪器所发射出的激光束,将其照射于掘进靶处,纠偏角度以2.5°为宜,经左右上下四个不同方位分别实施纠偏。每次纠偏的角度均应把控至0.5°范围,便于更好地调节管道铺设的方向。
         3结语
         在当前市政给排水工程项目施工建设中,顶管施工技术的应用优势明显,适用范围更广,但是技术操作难度往往更大,如此也就需要重点围绕着各个关键技术要点予以严格把关,以更好提升管道顶进效果,优化给排水系统运行状况。
         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(3):81-82.
         [2]关永泉.污水管顶管施工技术在市政道路排水工程中的应用探讨[J].建材与装饰,2020(8):14-15.
        
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