市政道路排水工程中污水顶管施工技术

发表时间:2021/4/16   来源:《建筑实践》2021年第2期   作者:潘启宁
[导读] 顶管施工技术是一项非开挖施工技术,在市政道路排水工程当中,
        潘启宁
        华蓝设计(集团)有限公司   广西南宁市    530011
        摘要:顶管施工技术是一项非开挖施工技术,在市政道路排水工程当中,具有在不开挖的情况下,施工速度快、安全性能好、封密性能好、作业面占地小,不影响交通等优势,因而被广泛应用于市政道路排水施工中。

        关键词:市政道路;排水工程;污水管顶管;施工技术


1市政污水管顶管施工技术

        在市政管道施工中,应用较为广泛的非开挖掘管道推进技术就是顶管施工技术,其具有施工速度快的优势,施工管道内表面较为光滑,且具有较好的密封性,安全系数较高,一般情况下不会对施工区域周围环境造成较大的困扰,除需要较深的作业深度外,只需要较小的场地就可以完成施工,且产生的噪声也不会很大,但是,在排水管顶管技术的应用中,也会有一定的问题存在,例如,施工工期耗时较长,工程造价较高等。现阶段,顶管技术发展较快,且施工工艺以及方法也在不断更新。

1.1顶管施工工作原理分析

        顶管施工技术是地下管道施工技术的革新,其在具体施工中,不需要对路面进行开挖,只需要在与地面垂直的方向开挖顶管施工工作井即可,而后将水泥或者钢制管道借助高压液压千斤顶顶入地下。排水管顶管在具体施工中,还需要充分借助主顶油缸以及管道间中继站等方面的推力作用,从而使工具管等顶管施工顶进设备能够透过工作井到达地质层。此外,还需要埋设与市政排水管道相关的顶管顶进设备,从而达到排水管道非开挖敷设的目的。

1.2顶管施工工艺流程分析

        就目前的技术而言,顶管施工方式分为开放性和密封型两种。其中,密封型的施工方式较为普遍运用。密封型顶管施工方式在实际操作中有三种设备推进的方式,分为土压式、泥浓式和泥水式。其中土压式推进方法主要是在工作切削仓中投入一定比例的材料,保持正面土地的压力和地下水位的压力处于平衡状态。该工程施工中不需要对泥浆进行处理,也不需要使用泥浆泵设备;施工过程时间短,效率高,而且投资成本低。在该工程施工中的掘进机器可以使用单刀机器,也可以使用多刀进行掘进。泥水式推进方法使用的掘进机是刀盘式的,通过对水压调节来保持地下水水压的平衡。此种施工方式速度非常快,节约时间。施工过程中不需要间断,连续性较强,而且该种技术对道路表面的损伤比较小,不会造成道路的沉降。所以不需要对地基进行处理,节省了许多工序。最后泥浆式推进方法是进行了二次注浆,使施工机械设备和地下层之间的摩擦力减小,还可以将施工过程中的废弃物有效排出,长距离排水管道施工中经常使用此种方式。该技术的优点是,在遇到地表下的废物时可以自行分类,泥浓式推进法使用较为普遍可以运用在任何地质结构中。

1.2.1泥水式推进法施工

        在泥水式推进法应用中,需要借助刀盘掘进机以及科学设计顶速使正面土压力维持平衡状态,同时对循环水压力进行调节,保证地下水压力能够维持平衡。此外,还能够保证连续施工,且维持较快的施工速度是此项施工工艺的特点,在具体施工中地表沉降不大,且无需进行地基改良以及降水处理。

1.2.2土压式推进法施工

        此种方法就是在工作间的切削仓内将混合材料注入,直至其能够将整个泥仓充满,达到正面土压力以及地下水压力能够维持平衡的目的。在实际施工中,不需要使用输送混合材料设备,例如泥浆泵,只需要购进价格较为低廉的整套施工推进机器即可。同时,也无需处理泥浆,在整体推进顶管施工中的成本不高。一般情况下,单刀或者多刀盘土压平衡掘进机是土压式推进法的主要施工设备,其施工管径保证在Φ1000~3000mm即可。

1.2.3泥浓式推进法施工

        此种工艺方法主要就是应用二次注浆处理,从而将地层间的摩擦阻力降低,将粒径为顶管直径1/3的砾石等一系列废弃物有效排出,从而使顶管施工的顺利进行得到保障,此项施工方法在城市排水管长距离顶管推进施工中较为常用。在实际施工操作中,泥浓式推进方法能够将地下的土以及砾石分开,通过两种方式向地表输送,而后再实施外运。由此可见,泥浓式推进方法具有较为广泛的适用性,除岩石不可用之外,其余土质条件都可以应用此种方式,Φ700~2200mm的顶进管径较为适用。

        在顶管施工工艺中,首先需要完成工作坑挖掘,而后对顶管的混凝土管进行制作、组装,对油泵进行顶进处理,直到实现出泥,再将管道贯通,操作完成后,就可以将工具管拆卸下来,对井进行检查,最后做好回填工作。



2提高污水管顶管技术施工质量的措施
         
         2.1止水圈
        
        对于泥水平衡顶管机来说,当顶管机通过洞口开始慢慢进入土体时,一旦出现建筑空隙与顶管机止水密封不好时,会影响到开挖面的土体平衡,导致泥水的流失,严重的时候会诱发洞口土体的塌方,所以在进行污水管顶管技术施工过程中,要做好洞口密封处理,加强对止水圈的施工。止水圈一般包括压板、压环及橡胶圈等三部分,首先在对止水圈进行安装之前需要打好膨胀螺丝,然后把橡胶圈套在膨胀螺丝上,并在橡胶圈上面压上压环,最后还需要将压板压在压环上,并拧上螺丝。通常情况下,压板需要有36块,并且能够在沿径50mm的范围内进行移动,从而对橡胶圈的压紧程度进行有效的控制,提高其密封效果。
        
         2.2润滑材料
         
        在污水管顶管技术施工中,润滑材料一般按照要求选择膨润土及粘土等材料经过一定的工序配制而成的泥浆液体。当选择膨润土作为原料时,要将其泥浆浓度控制在5%~15%,并保证膨润土泥浆能够跟随顶管机一起向前移动,这样可以形成连续的环状浆套。对于出洞位置,当其土体比较稳定时,可以适当的降低润滑材料的浓度,当离洞约6m的位置时,可以换成清水,这样可以将泥水压力控制在最低点,有效的降低了正面的土压力,降低土体的扰动。
        
         2.3偏差校正
         
        在顶进过程中,如果偏差大于10mm时则需要对其进行校正,但是纠偏校正是一个缓慢的过程,要一步一步的使管子逐渐复位,严禁过快调节。在施工过程中,当方向和高程偏差同时存在时,要先对偏差较大的位置进行纠正,并采用小角度逐步进行,从而提高偏差的校正效果,确保后续工程的正常进行。
        
         2.4注浆减阻
        
        在污水管顶管技术施工过程中,注浆减阻是一项非常关键的技术,其一般是借助压注触变泥浆来对管道周围的空隙进行充填,从而在其中形成一道泥浆保护套,其不仅可以起到减少地面支撑地层、沉降的作用,而且还能降低顶进阻力,其一般在长距离的顶管施工中广泛应用。
        
         2.5挖土校正法
        
        当污水管顶进的偏差值在10mm~20mm时,需要借助挖土校正法对其进行纠正。而当管子偏向设计中心左侧时,一般可以在管子的中心右侧给予一定程度的超挖,但是在偏向管子中心―侧可
        
         结束语
        
        总之,随着城市建设的发展,城市生活对用水的需求量也在不断增加,污水排水管不断加人和增多,对管道施工要求相对提高,而顶管施工做为污水排水管施工当中的重要环节,对当施工过程中存在的问题,应做好前期准备工作,采用先进的技术和设备,提高数据精准率,对施工人员加强专业知识的培训,加之所有污水管道都具有腐蚀性,故应增加人员对其进行定期的检修与更换,不仅可以提高排水工程的整体质量,也可使我国建筑业得到进一步发展。
        
         参考文献
        
        [1]周维国.对市政道路建、管、养体制改革的探讨[J].当代建设.2000(05).
        
        [2]宋家志.市政道路施工质量控制与管理[J].经营管理者.2009(17).
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