探讨市政给排水工程顶管技术的应用

发表时间:2021/3/8   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:陈灵洋
[导读] 摘要:在现代的给排水系统中,给排水设计的方法和理念都出现了不同程度的创新,为现代市政给排水施工创造了有利的条件,而就目前的情况来看,顶管施工技术已经作为市政给排水工程中一种比较常见成熟的施工技术,能够从根本上提高市政给排水工程的整体质量,扩大施工范围,促进市政给排水工程项目的快速发展。
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        摘要:在现代的给排水系统中,给排水设计的方法和理念都出现了不同程度的创新,为现代市政给排水施工创造了有利的条件,而就目前的情况来看,顶管施工技术已经作为市政给排水工程中一种比较常见成熟的施工技术,能够从根本上提高市政给排水工程的整体质量,扩大施工范围,促进市政给排水工程项目的快速发展。
        关键词:市政给排水工程;顶管施工技术;探究
        一、顶管施工的特点
        顶管是一项不容易施工好的工程,也是一种不太为人知的工程。顶管法又称为非开挖管道敷设技术,它具有不需要开挖面层,就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术,投资和工期将大大节省。同时,顶管施工技术可以降低噪音,减少粉尘,减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏,属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点,在市政工程中尤其是在市政给排水管线工程中得到了广泛地应用。概括起来,顶管施工技术具有几大方面的优点:施工面由线缩成点,占地面积小;地面活动不受施工影响,对交通干扰小;噪音和震动低,城市中施工对居民生活环境干扰小,不影响现有管线及构筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷设管道,可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物,减少沿线的拆迁工作量,降低工程造价,其主要缺点是施工技术难度较高,需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。
        二、顶管施工技术适用范围
        一是适用于城市繁华的路段:由于其施工范围小,因此不会对城市交通造成影响,也不会对道路外观造成破坏,从而能够合理控制好经济成本;二是适用于人口相对较密集的地区:由于顶管施工技术具有噪音小无污染的特点,因此在进行施工过程中不会对周围居民正常生活产生影响。此外,利用该技术施工对地下建筑物、公路等施工也不会造成不利影响;三是适用于地表植被较多、绿化环境较好的区域:由于顶管施工技术具有点状施工的特点,有效减小了施工的动土面积,因此对地表植被即绿化区域也不会造成消极的影响;四是适用于天气恶劣的区域:该技术在实际应用中不会受到所在区域的天气情况影响。
        三、基于市政排水施工运用顶管技术的注意因素
        3.1顶力
        在运用顶管技术开展施工时经常会使用顶铁、千斤顶、油罐、油泵等众多设备,上述设备均属于顶进设备。制约顶力的因素取决于顶管管道材质、施工地质、管道直径、工作坑以及施工设备等多方面因素。由于施工过程中需要纠正顶管方向,故此,在施工前应细心设计顶力规划,在设计中预留充足的后备量。
        3.2工作坑
        工作坑主要分为工作井和接收井,形状既有圆形也有矩形,使用钢筋与混凝土进行构建。在施工时以装配式与现浇式为主,通常在排水施工中选择现浇式。在工作坑附近放置支撑设备,提高后背墙定理。工作坑内部建立钢制蔷薇,提高稳定性,提高施工强度。工作坑的建设直接影响顶管技术的施工质量,必须认真建设工作坑。
        3.3管道材质
        在开展排水施工建设中,经常使用钢管、塑料管道与钢筋混泥土管道等材质的管道。在运用顶管技术施工时,管道材质的选择也直接影响施工效果。通常情况下,基于顶管技术会选择承压能力较强的钢筋混泥土管道或专用顶管管道。由于管道接口处理工作由人工操作完成,故此管道直径应大于50cm。长度可根据施工预算与施工技术进行选择。


        四、市政给排水施工中顶管施工技术的应用
        4.1前期准备工作
        首先,在场地的“三通一平”完成后,应当进行合理的施工现场平面设置,主要包括控制室、起重机械、管材堆放点、膨润土堆放点、拌浆系统、注浆系统、弃土场等,以及工作井内后靠墙、主顶油缸、顶铁、导轨等,并且应当在工作井内适当位置设置爬梯供作业人员出入工作井使用。其次,为确保作业得以顺利进行并保证作业安全,应当对工作井的后靠土体以及进出洞位置土体进行相应的加固处理,如高压旋喷桩施工等,并且应在洞口位置设置止水装置,以防顶进途中泥浆流失,而且还应当在工作井内通过逆作法施作内衬钢筋混凝土防护等措施,以保障作业安全。最后,应当在施工作业进行前,对作业机械进行检验调整,对作业人员进行相应的技术交底与安全培训,并在工作坑及作业场地四周做好围挡等防护措施。
        4.2严格把控施工材料与施工设备的质量
        市政给排水工程需要应用大量的材料和设备,而材料设备的质量直接关系着市政给排水工程施工效果和质量。当前很多工程存在不合理分配、材料型号不明确等问题,这必然会降低顶管施工技术效果。为此,应当严格控制施工材料和设备质量,严格按照设计方案采购相关材料,避免影响施工进度和质量。同时,应当健全给排水工程材料管理制度,加强材料利用率,减少浪费。
        4.3穿墙施工
        将穿墙闷板打开,将工具管向井外顶出,然后安装穿墙止水装置,技术措施包括:利用水泥黏土或者纸筋黏土对穿墙管进行回填,并且严密夯实,发挥临时挡土止水功能。在利用工具进行穿墙施工前,需要对穿墙管外部进行注浆固结处理,以此保证穿墙孔外部周围土体的强度和稳定性;在正式施工之前,需根据现场实际情况分析施工过程中可能存在的不确定因素,以此为基础制定科学合理的应对方案;在开启闷板后,将工具管迅速向前推进,在此过程中要做好止水工作。一般使用止水法兰加压板来进行穿墙止水,并且将厚度为20mm的橡胶止水板环按入其中,在工具管的顶进作用下,橡胶板会形成一个逆向的止水装置,以免穿墙管外部周围土体暴露太长时间,从而对土体流变产生影响[4]。
        4.4顶管出洞
        在顶管技术施工中,顶管出洞是一个关键的环节。所谓的顶管出洞是指顶管机的第一节管子从工作井中破出进入土中。这一过程的具体操作方法是先将工具管进行调零,再将支撑设备设置在工具管的井壁上。在这一过程中有一个问题需要引起注意,即在使用工具管前,需要预先设定一个初始角。
        4.5注浆减阻
        在顶进作业过程中,可使用于顶管同土壤间注压触变泥浆的方式以起到减小阻力、减少沉降的效果。在注压时,应当先对机头尾部进行压浆,然后随顶进作业一同进行,而且还应当在适当部位实施补浆操作,使作业过程中消耗的泥浆得以及时补充。
        4.6顶进偏差的校正
        顶进偏差校正是在顶进过程中管位的偏差超过了一定的限度时进行的一项操作。这个极限的偏差值通常在 10cm 左右。校正的过程速度要慢,防止猛纠而影响精读。
        4.7做好闭水试验
        工程完工后,应当通过闭水试验确定给排水工程施工质量情况。首先,在闭水试验前,要对给排水管道进行全面的质量检查,保证施工的各个环节没有出现纰漏才能开始进行闭水试验;其次,在进行闭水试验时,要严格按照闭水试验的工艺要求和步骤进行,要有专门的人员在实验过程中进行监督;最后,确保给排水管道闭水试验的满水浸泡时间大于24小时,在水位达到标准之后开始计算时间,在这个过程中要不断地对管道进行补水,始终保持管内水位在标准线。渗水量的观测时间要大于30分钟。
        五、结语
        综上所述,市政给排水工程建设是城市建设的重要内容,在市政给排水管道工程施工过程中,合理运用顶管施工技术具有较好的社会效益和较低的施工成本,不会给施工场地造成较大破坏,施工范围较小,对周围环境影响较小,因此对市政给排水工程建设的顶管施工进行分析具有重要意义。
        参考文献:
        [1]林凡康.顶管施工在市政给排水施工中的应用[J].住宅与房地产,2018
        [2]林敏.市政给排水施工中顶管施工技术应用分析[J].江西建材,2017
 
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