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摘要:在城市建设过程中,市政给排水是较为重要的一部分,在实际的施工过程中也需严格按施工步骤展开。顶管技术作为传统明挖施工作业的有效替代方式,在一些重要节点施工中具备明显的自身优势,现被广泛应用于市政给排水项目建设当中,作用较为突出。
关键词:顶管技术;市政给排水
引言
随着国家对城市化发展的重视,市政建设的质量尤为受到关注。但经常发现个别城市在阴雨天气下,许多区域会受到水漫,虽然其中一部分的原因是因为这些区域所处地理位置的海拔较低易积水,但是也离不开给排水建设质量的影响。在给排水工程施工过程中,需要进行管道的建设,这就需要运用到顶管施工技术,顶管施工技术运用到给排水施工过程中,能减少施工过程中产生的噪声,以减少产生的污染,这也符合“绿色建筑”的理念,而且能在一定的程度上,提升了工程建设的质量及效率,为建筑行业的发展提供了技术支持。
1顶管技术原理阐述
所谓顶管技术是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术,即以机械力量为基础,克服管道与周围土壤的摩擦力,完成工作坑及接收坑间管道连接施工,也就是借助油缸和管道相互间推力逐渐推动管道顶进,最终达到设计使用意图。市政给排水项目施工引入顶管技术,可以在不破坏或少破坏道路情况下,实现管道合理连接,即达到预期施工效果。
2顶管技术在市政给排水工程建设中的运用
2.1施工前期的准备工作
任何建筑工程都需要前期的准备工作,对于市政给排水工程也是一样。“三通一平”是施工现场的地面准备工作,在完成了该准备后,就需要对施工现场进行场地的布置,其中的内容包括对建筑材料放置场地的选择、建筑机械放置地点的布控、管道材料的购买及放置、膨润土放置、搅拌系统、浇筑系统地、弃土场等,对工作井内布置的设计(如对于后靠墙、导轨、主顶油缸、顶铁等井内设施的布置),以及对于爬梯位置的设计,确保施工人员顺利进出,确保施工安全。为进一步确保施工的安全,还需对工作井的后靠土体及井的出口处进行加固,如使用高压旋喷桩进行对工作井周围进行加固,用具有压实的机械对工作井洞口周围进行加固,同时还需在洞口建设止水装置。对施工人员进行安全技能知识的培训,增强施工人员的安全意识,对使用的机械进行全面的性能检查,在工作井底部建立安全防护措施。
2.2科学确定工作坑位置
一般来说,工作坑的作用在于避免在开展排水或出土施工中地表设施与地下建筑物遭到损坏。通常工作坑由石油混凝土、钢材料结构构成,属于密闭式的保护堤。在开展市政给排水作业时,施工方应将框架设置于作业区域中,用来保护支撑结构。顶管井通常是由工作井与接收井构成,通常会对两者同时进行施工,以降低工作失误,提高工作效率。
2.3顶管规格的选择
根据国家标准,不同规格的给排水工程,对于顶管规格的应用是有标准的。管道的选择也是顶管技术应用的一部分,会直接影响管道施工总体的成本及经济效益。首先是对管道直径的选择,根据实际的施工规模来确定管道的直径。通过对地质的测量,分析管道敷设出的压力大小来确定顶管的材质、壁厚、内外径以及所需要的钢筋规格。一般情况下,顶管的直径为0.5m,这也是为方便施工人员在井下进行作业。对顶管规格的选择,长度是其中重要的参数。顶管技术在运用过程中,顶管是通过接管来实现的,所以顶管长度的选择会直接影响接管次数。虽然顶管长度越长,接管次数越少,施工质量也会越好,但是一旦顶管施工出现较大的偏差时,施工人员的修正难度将会大幅提升,同时顶管越长,顶管井的尺寸也更大,费用也越高,成本也会增加。顶管越短,越能适应顶管弯曲,但可控性会变差,因为受到旁边土层的阻力增大。所以对于顶管长度合理的选择是顶管技术运用的重点内容。
一般而言,顶管的长度与直径比超过2.1则宜选择长管,比值为1.15则应选择标准管,若比值不超过1.1则宜选择短管。
2.4顶管井的建设
顶管井是顶管施工的基础,顶管井的建设非常重要,是顶管施工中排土、钻进、顶进等顶管作业正常运行的基本保障。顶管井可以分为工作井及接收井,在进行建设时需要进行隔开。一般而言,顶管井建设需要钢筋混凝土沉井、SWM工法井、钢板桩等作为顶管井的支护。在形式上有单排孔井结构及单孔井结构。根据实际的工程需求,确定顶管井的形状,对顶管井内部设施的布置也根据实际的需求确定。
2.5顶管井施工作业的技术要点
2.5.1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。
2.5.2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。
2.5.3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。
2.5.4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。
2.5.5顶管校正
在实施顶管施工时,常会有顶管与轴线相偏离的情况出现,一旦发生该类情况必须要在第一时间校正顶管。通常来说,主要是利用校正千斤顶的端部走向来实时修订,采取缓慢、小角度修正的方式,逐步恢复偏离的管线直至其达到预定位置,随后再根据事先制订的线路实施作业。
结束语
城市化的推进离不开市政给排水工程,为提高市政给排水工程的施工效率,可以运用顶管技术。顶管技术在市政给排水工程中的运用,能在很大程度上解决市政给排水工程与周围居民以及绿化建设之间的矛盾。相应行业应重视顶管技术,不断对其进行改善与创新,为社会的发展作出贡献。
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