探讨顶管施工技术在市政工程中的应用莫重明--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

探讨顶管施工技术在市政工程中的应用莫重明

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：莫重明

[导读] 摘要：如今我国社会经济飞速发展，市政工程的建设对城市公共服务功能的实施有重要意义。

        中国水利水电第三工程局有限公司甘肃省兰州市 730070
        摘要：如今我国社会经济飞速发展，市政工程的建设对城市公共服务功能的实施有重要意义。在市政工程的建设过程中，地下管网建设水平至关重要，需要在满足市政工程功能需求的同时降低对其他城市系统的影响。顶管施工技术则是一种十分适合市政工程地下施工的技术，具有污染小、成本低等特点。为了进一步提高当代城市建设水平，需要对顶管施工技术的应用进行深入研究。
        关键词：顶管施工；市政工程；顶进施工
        引言
        随着我国城镇化建设进程的加快，城市基础设施建设不断加快，为城市居民的生产生活提供了极大的便利，其中雨污分流工程就是非常典型的利民工程之一，可将雨水及生产生活中的污水实施统一排放及管理，对于确保城市正常运行具有非常重要的作用。但是对于城市来说，其建筑相对密集且交通量较大，所以在雨污分流工程施工中采用传统开挖方法是不合适的，因此要采用不会严重影响地面正常秩序的地下管道施工技术进行施工，此技术无需开挖施工就能够穿越公路、铁道、河川及地面建筑物进行施工。只需从地面开挖2个基坑井，之后在工作井中设置管节，利用主顶千斤顶或中继间的顶推机械顶进，推动管节从工作井预留口穿出，穿越土层到达接收井预留口边之后利用预留口穿出而形成管道，顶管施工技术能很好满足此方面的要求，得到了普遍应用。
        1顶管技术的主要特征
        给排水的施工对于管道技术的应用是必不可少的，其中顶管技术又是管道技术中的常用技术，也是目前市政给排水工程中重要的应用技术。顶管技术也称作非开挖管道敷设技术，顶管技术最为明显的特征就是在管道敷设过程中不用人为对施工地面进行开挖，减少了管道施工的工作量。这也就降低了市政给排水施工对自然环境以及周围居民的影响。顶管技术在市政给排水中，还可以运用到给排水的管道铺设以及维修中。这是因为其能与地面及地下的建筑实现接触，实现铺设与维修的功能。由于顶管技术的应用处于地下，不易产生噪声，同时也不需要对周围居所进行拆迁，对周围的水源及建筑物的影响较小。顶管技术能节省工作量，加快了工程的进度，同时还能维持工程与生态环境的平衡关系，减少工程产生的负面作用，可以让市政给排水工程的经济效益得到提升。
        2顶管施工技术在市政工程中的应用
        2.1顶管设备的选择
        主要指的是顶进顶管的顶管机。目前使用的类型有手掘式顶管机、泥水式顶管机、土压式顶管机、气压平衡顶管机。不同类型顶管机的选择主要依靠土质条件，正常情况下，淤泥质黏土主要使用的顶管机类型是泥水式和土压式两种；砂性土主要选择泥水式顶管机，在实际施工过程中，可以通过改良开挖面来达到理想的顶进效果；黄土地质条件一定要进行改良，使用敞开式和气压平衡式顶管机；强风化及中风化岩根据现场的情况进行选择，同时根据内部的结构和构造层选用不同的刀盘和管头，确保顶管施工的质量和水平。
        2.2设备选型和布置安装
        针对该市政工程的具体情况，技术人员选择了两台电动空压机，以此作为气压系统。再选取了鼓风设备，用于净化施工场地的空气，给施工人员提供良好的施工环境。针对主顶、中继间千斤顶用到的压力油，选取了专用液压系统。在所有工作井中配置了两台高压泵，以此作为并联循环作业的基础，同时还配置了压浆系统。另外还选择了一台性能可靠的门式吊机，用于执行施工现场设备、材料的吊装工作。针对井内的顶进设备，技术人员结合实际情况选用了两台油压为2000kN的千斤顶，按照对称结构布置于两侧。需要注意的是，千斤顶油程需要控制在1500mm左右。在设备系统中，电动油泵用于主顶油管的供油。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.3沉井施工分析
        沉井施工是最为重要的工序之一，在沉井施工时要遵照如下工序进行：基坑开挖→模板制作→钢筋绑扎→混凝土浇筑→模板拆除。在沉井施工时要特别注意以下几方面内容。（1）基坑开挖时一定要保证井壁的密实性，可以通过3∶7的灰土替换掉素土。（2）在进行模板支设前须进行放样复核，同时确保背墙平面和管道顶进方向的垂直性。完成模板的支设之后要对其尺寸以及位置进行核定，一定要保证外模上口尺寸不大于下口尺寸，这样便于沉井下降。（3）在进行混凝土浇筑时一定要顺着井壁周边进行，采取对称分层的方式，防止由于混凝土高差较大而引发压力不均所造成的基底不均匀沉降。（4）在进行刃脚砖模拆除过程中一定要对称实施，可从井壁中间向两边进行，首先要将垫木之下的砂挖掉，之后将支撑排架下垫木拆除。下沉抽垫之前需将刃脚下回填密实，避免发生不均匀沉陷问题。
        2.4顶管出洞
        顶管出洞是为减少顶管在作业过程中发生倾斜，需将工具管进行归零处理，同时还需对工具管的下方墙进行支撑处理。为避免出现倾斜的现象，可在施工过程中直接设定一个反向的角度，如已出现倾斜，可通过主顶油缸来进行矫正。在进行顶管出洞施工时，工作人员需结合实际施工情况来预留入洞口，同时，需将止水幕墙设置于洞口前段及顶进方向临近的连续墙外边线部位，并且控制其宽度为8m，厚度为2m。在出洞初期，顶管机的正面主动土压力大于导轨间的摩擦力及顶管周边摩擦力的综合，所以会导致顶管机反弹的情况出现，进而引发顶管前段土体坍塌，并导致顶管机无法进行推进。所以工作人员可往洞口两侧及地面平行部位装置1条工字钢，例如，一旦主顶千斤顶立刻回缩加顶铁的情况下，需要保证2条工字钢能够焊固在第一个顶贴上，随后对千斤顶进行回收，避免出现反弹现象。1）穿墙首先是确定好穿墙的施工方案，实际的施工将按施工方案进行。为确保穿墙周围土体的稳定性，需要进行加固处理，如可使用混凝土进行浇筑。为防止漏水，需要在移除闷板之后迅速顶出工具管。2）注浆减阻为减少顶管顶出的阻力，可在顶管与周围土体之间进行浇筑压触变泥浆来减少顶管在作业过程所受到的阻力。3）管线顶进与地面形变控制因为顶管端头位置地层损失极易致使周边土体发生变形或沉陷，并且在顶进管道过程中，和土体间形成的摩擦亦会引发地层扰动情况，所以在进行顶管作业前，工作人员需按照地质勘测报告来强化控制覆土深度，同时要开展土样试验，确保土压平衡。不仅如此，还需要严格控制顶管速度，保证地层形变及排泥量在可控制范围中。此外，工作人员还要控制注浆数量与压力，确保能有效控制地层变形。
        2.5检查和纠偏
        在顶管施工中，需要确保管道中心线符合设计要求，执行顶管测量工作时，不能随意改动线路，并且保证测量处清晰无误。按照规范设置测量平台，然后选取临时水准点，每次测量时都要做好核查，从设计管道到工作井，做好观测。一般情况下，针对顶管施工的检查，按照每顶进500mm测量一次为宜。执行顶管纠偏工作，目的在于减少机头和设计轴线的偏差，避免施工结果不符合设计规范。在发现机头出现偏离时，一般是通过合理调整千斤顶设备组让机头回归正规。
        结语
        顶管法在市政给排水施工中已经相对成熟，但是在实际过程中仍存在各种各样的问题，而且地下情况的复杂性不能一概而论，因此在实际施工中，要合理规避风险，严格审查技术方案，保证理想的施工效果。
        参考文献：
        [1］许建文．基于复杂环境管线迁改项目的顶管法施工技术研究［D］．淮南：安徽理工大学，2019．
        ［2］周方正．黄土地区大直径长距离混凝土顶管顶力控制的关键技术研究［D］．西安：西安科技大学，2019．
        ［3］谭颖垚．深部煤矿岩巷顶管法掘进的可行性研究［D］．广州：华南理工大学，2019．
        ［4］郝唯．综合管廊下穿既有铁路顶管法施工控制研究［D］．重庆：重庆交通大学，2018．
        ［5］肖冬冬．新管幕法下穿太原火车站隧道结构设计与施工力学效应研究［D］．石家庄：石家庄铁道大学，2018．