市政给排水施工中顶管技术的应用与分析

发表时间:2021/5/20   来源:《城镇建设》2021年第4卷2月4期   作者:王启乾
[导读] 顶管技术是一种在工程建设中新兴的建筑技术,并且在现有的工程建筑施工的过程中由于工程成本较低、施工效率较高以及对环境较为保护等特点,得到了广泛的应用。
        王启乾
        杭州余杭良渚供排水有限公司  浙江 杭州  316000
        摘要:顶管技术是一种在工程建设中新兴的建筑技术,并且在现有的工程建筑施工的过程中由于工程成本较低、施工效率较高以及对环境较为保护等特点,得到了广泛的应用。对于我国市政给排水管道施工工程项目而言,在具体的施工过程中,使用顶管技术是社会发展的必然。基于此,本文对顶管技术进行适当的分析,从而对我国的市政给排水管道施工的建设工程进行合理运用,促进我国社会的发展。
        关键词:顶管技术;市政给排水;应用
        引言
        市政工程建设不仅可以打造良好的城市环境,而且为人们的生活居住提供了更多便利,其是加快城市发展的关键途径。进入到新时期以来,市政工程的建设规模迅速扩增,其建设难度也在相应提高,必须转变传统建设理念和方法,使市政工程建设能够满足城市发展的基本需求。顶管施工具有便捷性和安全性的特点,在当前市政工程中得到广泛应用,可以有效推进工程项目的进度,获得良好的社会效益。为此,应该加强对施工全过程的有效掌控,明确其技术要点,避免由于技术应用不当引起的问题。在顶管工程当中,也应该对城市各要素进行充分考量,降低外界因素对技术应用的影响,从而达到市政工程项目的预期目标。构建完善的质量控制体系,实现对关键环节的严格管理与控制。
        1顶管施工原理概述
        顶管施工方法属于当前较为常见的一种关于地下管道方面的施工方法,其主要是利用了主顶油缸还有中继间的顶进力,将顶管掘进机由工作坑内穿过土层顶进到接收坑内吊起,从而把管道在掘进机后展开相应的跟进埋设。在具体的施工过程中结合施工区域的土层地质方面的情况以及管线的实际长度等方面因素从而科学合理地确定对工作面的具体开挖方式。管道顶管通常在施工的过程中采用的有两种工作方法,分别有泥水平衡式还有土压平衡式。泥水平衡顶管主要是利用的泥水平衡机展开有效地施工,同时在施工的过程中借助顶管机泥水仓中的泥水的压力进行对顶管机所在的土层内的土压力还有地下水压力予以有效地平衡,借助所排出的泥水进行对弃土运输。泥水平衡式较土压平衡安全可靠,技术先进,且施工速度快,所需要的设备成本相对高些,投入的资源也相对大些。
        2市政给排水施工中顶管技术的应用
        2.1现场勘察
        做好现场勘察工作,能够明确市政工程的建设特点,分析施工区域的真实情况,为顶管施工技术的合理运用做好充足的准备,防止由于意外因素对施工整体质量和安全造成威胁。尤其是要对地下管线的分布和走向情况等加以明确,在顶管施工中做好有效保护,防止对原有给排水管线、通讯管线和电力管线等造成破坏,满足城市的正常运转需求。注重对施工区域地质情况的深入分析,针对土质和结构采取合理的技术应用方案,使顶管施工技术的应用优势得到体现。对于顶管施工线路中的阻碍加以明确,提前做好处理,防止对市政工程的进度造成限制。工作坑的位置和安全情况,也是决定顶管工程建设效果的关键因素,因此应该确保具备可靠的支撑体系,对其稳定性进行实时监测,防止由于失稳问题造成的坍塌。通过加固和托换等方式对顶进施工加以有效控制,以满足根底施工的基本要求。
        2.2顶管工作井、接收井位置选择
        根据施工测绘进行管线位置的确定以后,顶管工作坑的具体位置应当根据地形、地下管线等障碍物综合考虑,从而尽可能的降低土方开挖量以及支撑保护还有排水等方面的工程工作量。根据所在采用的顶管的具体材质、管道吊装、出土、排水等方面的相关因素予以有效地考虑,避免出现在施工过程中吊车在高压线路下或燃气管道附近施工等严重违反安全规范的相关施工行为的出现。通常情况下,工作井和接收井应布置在相对空旷的地方,如只有一处空旷位置,则优先考虑布置顶管工作井,以保证顶管材料堆放、顶管监控室、吊装硬化场地、泥浆池等工作场所占地空间。

一般而言,为保证工程顺利实施,大口径顶管工程工作井施工区域占地面积不宜小于900平方米,接收井施工区域不宜小于400平方米。
        2.3顶管顶进
        管节用起重设备进行吊装,第一节管放到导轨上作为工具管,测量管子中心及前端和后端的管底高程,确认一致后方可顶进。在确认管节拼装良好,首先进行试顶进,待所有机械运转正常的情况下,即可开始正常顶进。通过千斤顶推力,推动管道前进。在推进管节的同时,机头刀盘切削土体,土体进入泥土仓,经刀盘搅拌与进浆管送入的清泥浆搅拌成浓泥浆,从排泥管道系统排出。通过管道一节一节向前推进,顶管机不断前进到达接收井,形成整段管道。
        2.4顶进后背施工
        顶进后背是设置在顶管千斤顶后,为千斤顶提供后部支撑和发力点的结构,后背刚度强度和稳定性直接影响顶管施工的顺利进行。后背的强度应满足顶管推进最大推力要求,且后背墙面要垂直于顶推方向,整个顶进过程中保证后背不发生明显形变。根据顶管施工现场实际情况进行后背结构的选择和施工,当工作井埋深较浅或周围土体松软时应人工构筑后背结构,当覆土较深时可采用天然土体夯实的方法构筑后背结构,在混凝土工作井内,可采用混凝土现浇的方式构筑后背结构。
        2.5测量与顶进方面的控制以及顶管偏差的调整
        想要确保大口径管道顶进轴线保持在设计轴线所能够接受的偏差内需要进行有效地测量控制,在具体的顶井作业的实施阶段应当注重激光点的偏向。将轴线测量方面的控制系统设置在工作井内液压主顶装置中间。在具体的施工过程中应当经常性的展开对控制台的复测,从而一定程度上确保测量的实际精准程度。根据独立坐标系展开放样,完成放样以后通过测量控制台将其极为精准地移动到顶管轴线上,借助其实现对顶管施工方向的科学合理地指挥。并且在后顶观察台进行相应的激光经纬仪设备的架设,利用后实测机头的光靶还有后标点的水平角以及树脂胶分别进行测回,同时进行程序的科学合理的编排进行对顶管的首尾的平面还有高度进行科学地计算。在进行对顶管施工第一次放样还有顶进作业过程中极为重要,并且因为顶管后靠顶井中会出现一定程度的变化,后台的布置需要保持不变形的状态,以及保持位置的不产生变化从而保障顶管施工的正确性。在顶进过程中对于其速度也应当进行有效地控制,刚开始的顶进主要可以合理地划分为两个阶段展开有效地控制。一方面是机头入洞的时候,应当将其速度尽可能控制在每分钟3毫米到5毫米之间;另一方面第一节管在入洞的时候,机头顶进的速度应当尽可能保持在每分钟10毫米到20毫米之间。在初始顶井作业的过程中其关键人物是进行对正管子中心、高程,并且其偏差应当尽可能保持在上下5毫米之间,因此顶进的速度不需要过快。在具体的顶进过程中,机头顶进速度往往会设定在每分钟50毫米。若是顶进速度增加,应当确保泥水仓泥压的背景下,应当适当的提高泥浆流量,并且进行对顶进速度的再次计算。
        2.6闭水试验
        闭水试验的开展,能够针对顶管施工的效果进行有效检测,从而保障良好的密封性,避免在施工后出现严重的渗漏问题。应该根据施工标准及要求开展闭水试验,重点关注管线的对接位置处理效果,达到国家验收标准后才能投入使用。在闭水试验中应该严格控制压力大小和时间,针对出现的渗漏问题及时查找原因,采取针对性的弥补措施。
        结语
        由于顶管技术在市政给排水管道施工中具有重要的应用,这就需要相关工作人员在了解顶管技术的前提下,明确顶管技术中的具体应用以及技术要点,并且明确在实际的工程环节中可能出现的问题,及时地制定各类有效的解决措施,最终实现我国市政给排水管道工程的高质量和高效率的建设。
        参考文献
        [1]徐燕翔.试论顶管技术在市政给排水管道施工中的应用[J].中国科技投资,2017(27):21.
        [2]相有鹏.长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用[J].住宅与房地产,2017(12):6-9.
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