市政道路工程顶管施工要点分析--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

市政道路工程顶管施工要点分析

发表时间：2021/4/20 来源：《基层建设》2020年第33期作者：杨称心

[导读] 摘要：随着城市现代化进程逐步深入，人们对城市功能和市容市貌提出了更高需求。

        身份证32092619730416xxxx
        摘要：随着城市现代化进程逐步深入，人们对城市功能和市容市貌提出了更高需求。不仅要求及具有健全的城市功能，还要求各项市政工程施工不得破坏周围环境，尤其地下管网工程。现代城市规划与建设中不可避免地将在地下铺设各种功能、直径不同的管道，为了不破坏施工现场周围环境，减少对车辆、行人出行不良影响，顶管施工技术在市政地下管网工程中得到广泛应用。与传统的挖沟埋管法相比，顶管施工技术是一种非开挖施工技术，具有了自身独特的优势。
        关键词：给水管道；顶管施工技术；要点
        1、顶管施工概述
        非开挖管道敷设技术也称为顶管法，需要在施工时按设计的方案进行管道沿线的工作井和接收井设置，并在工作井内设置坚固的后座，吊进油压千斤顶以及要顶进的钢管或混凝土管，连接好照明、泥浆管、油管等，慢慢推进油压千斤顶，并利用压浆系统定型泥浆套包围管道，确保管道在泥浆套中滑行，通过激光经纬仪测量顶管的方向，根据实际情况调整，让钢管和混凝土管最终顶到接收井内。
        2、顶管施工技术优越性
        顶管施工技术由于自身具有较多的优越性，因此在我国的市政工程中得到了非常广泛的应用。如果将顶管施工技术的优越性进行概括则可以发现，其主要的优点在于施工面由线缩减成点，因此导致了施工占地面积变小，与此同时施工地区的地面活动并不会受到施工的影响并且对于市内的交通干扰也同时小。除此之外，噪音减少和震动较低也是顶管施工技术具有的重要优越性，众所周知城市内的市政工程施工通常对城市内居民的生活环境产生不小的干扰，因此顶管施工技术的应用可以再不影响城市内现有的管线及构筑物的前提下进行高效的施工，并且可以在很深的地下或水下敷设管道同时可以安全的穿越铁路、公路、河流、建筑物，从而在减少沿线的拆迁工作量的同时降低工程造价，最终促进我国市政给排水系统整体水平的有效提升。
        3、施工工艺要点
        1）设备说明
        1.1顶管掘进机选型
        选择好顶管掘进机对顶管施工是至关重要的。根据提供的工程地质勘察说明书显示，该地区一般选用目前国内较先进且适合于本地区土质，较易于控制沉降量的DT式大刀盘泥水平衡式顶管机。这类机型在上海有优良的施工业绩，适用土质广、顶进速度快、沉降控制精确、操作维修简便、可靠性高。
        1.2活络节与转接环
        钢管顶管与混凝土管顶管和机头连接方式的不同之处就是要通过转接环与之焊接后，再通过活络节与后壳体采用承插口方式以内法兰及螺栓群连接。在长距离顶管中，钢管的纠偏是较很难的，一旦产生轴线偏差，仅通过一道纠偏油缸纠偏是不够的。我公司采用在原来前、后壳体这二段一铰的基础上在后壳体后增加一道或两道的活络节，并安装一定数量的启曲油缸，变为三段二铰以至四段三铰。平时用螺栓将活络节和后壳体紧固拉住，使之成为整体。
        1.3主顶进系统设置
        主顶进系统由油缸组、顶环、后靠及液压泵站等组成，其主要功能是完成管节顶进，是顶管设备系统的主要组成部份。主顶系统的顶进速度由VVVF控制可实施无级变速、启动和停止由电气系统联动控制。
        ①主顶油缸组
        油缸选用国产的双冲程、双作用等推力液压千斤项，每只油缸最大推力为2000kN，装备2只，可满足顶管最大允许顶力的要求。油缸行程3.5m，因此长度6m的管节加入四块加铁可一次连续顶进完成。
        ②液压泵站
        选用1台63升斜盘泵为主泵，一台25升斜盘泵为付泵。通过VVVF变频调速改变油泵的流量，根据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速。以满足开挖面土压平衡的条件，从而起到控制地面沉降的作用。
        ③后靠
        管节顶进时油缸的反力，通过钢后靠均匀地传递到工作井井壁上，避免井壁受力不均或局部受力过大造成井壁结构破坏。钢后靠安装时，将与顶进轴线保持高度垂直。它与井壁间的后部空隙用素混凝土填实，确保与井壁整体接触。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        ④主顶进装置主要技术参数
        油缸数量：2只
        油缸原始尺寸：D×L＝Φ350×2710mm
        油缸行程：S=3500mm
        最大推力：Fmax＝4000kN
        1.4电气控制系统
        传递各种操纵指令；调节各执行元件的状态；在顶管机机头内设有监听、监视、通讯、对话系统，顶管机的各部件工作情况均可通过电视及PLC互控传递至地面操作台，井内全自动全站仪也不断把对机内棱镜测得的三维坐标送达到操作台内的电脑，并显示为动态的靶上的偏离值和上下、左右的动态走势曲线。顶管机的全部操作均可在地面完成。
        顶管机供电系统：
        采用移动式变压器供电，供电电容量100Kw。
        考虑到长距离供电电压降的问题，机头内加装稳压电源，技术参数如下：
        ①额定电容量350KVA，输入电压范围：三相380V±30%；输出电压：三相380V±（1-5）%，可设定。
        ②外形尺寸：2000×1200×800(mm)左右
        ③自动、手动两档
        ④面板显示交流电压，每相交流电流。
        1.5机内液压
        接受控制系统PLC的指令，为机内各系统内截止阀、旁通阀、纠偏油缸等液压执行元件提供液压能。
        2）顶管出洞
        相关施工建设人员要格外注意，顶管出洞就是让顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口进入土中。在进行常规顶管前，需要施工技术人员严格对待，避免事故的发生。如果想要避免管线出现严重问题，可以运用工具管来处理，在工具管下的井壁上加设支撑，并进行适当调整，一旦发现下跌，立即用主顶油缸进行纠正，并在工具管出洞前设置初始角对下跌状况进行补救。
        3）注浆减阻
        通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙，在管线周围形成泥浆保护套，以防止土层严重塌陷，支撑土层减小外界阻力和压力影响注浆，减阻法是顶管施工中一项重要技术。这一技术的实施要先对顶管机头尾部压浆，同时进行顶进工作，之后当地在中续间和混凝土管道间补浆，将所损失的泥浆填补上，这种注浆法通常是在长距离顶管施工进行。
        4）管道测量复核
        如果在进行管道施工时出现误差，需要使用机头前预先装置纠编油缸和导向油缸来进行管道的纠正。当管道间已经形成连接再进行顶进时，如原有误差没有消减，就会和后出现的误差重叠，影响顶管施工效果，因此要在施工过程中不断进行调整和校正，及时利用趋势图对出现的偏差进行校正。可以在顶进过程中每0.5m进行一次测量，并对测量到的数据进行分析和整理，汇编成偏差趋势曲线图，作为参考数据进行机头偏差的发展趋势分析以及管道纠正。根据现场施工情况进行角度调整，当其达到相应峰值标准后，就可以上级汇报，管道偏差值已经有所减小，从而可以判断出其最前部管道机头已经开始逐渐往中心进行靠近。这种方式能够有效降低管道角度的偏差，进行适当校正后摆正机头。过大幅度的校正又会起到相反的作用，导致机头偏差扩大。因此，对于管道的纠正工作要循序渐进进行，不能操之过急，要将管道高程控制在适当范围内，逐渐将纠正角度归于零。顶管施工纠正操作一定要在管道顶进时进行，最大程度的减小纠正所导致的折角度数，以避免管道接口处产生连接应力误差。
        4、结束语
        总之，本文对顶管施工的技术要点进行了分析与阐述，具有较强的现场施工指导作用，市政道路的给水工程不仅直接关系到城市的建设发展，还与市民的生活息息相关，顶管施工挖掘面稳定，对交通影响较小。在城市施工环境中，相对于开挖管槽施工，顶管技术在社会效益与经济效益上具有较高的优越性。
        参考文献
        [1]刘晓军.顶管技术在市政给水管道施工中的应用[J].技术与市场，2017，18（12）：264．
        [2]肖鹏.顶管施工技术在市政工程中的应用[J].中国城市经济，2016，31（8）：331.