城市道路排水管顶管施工技术应用分析

发表时间:2021/5/31   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:易星胜
[导读] 摘要:市政管网建设中涉及的管道很多,如热力管道、排水管道、电力管道等,地下管网错综复杂。
        陕西中正建设工程咨询服务有限公司  陕西省  710000
        摘要:市政管网建设中涉及的管道很多,如热力管道、排水管道、电力管道等,地下管网错综复杂。给排水是城市用水供给和排水系统,确保市政给排水施工安全,保障施工质量,对城市建设发展意义重大。作为一种常用的施工形式,顶管法凭借自身优异的性能在市政管网建设中取得了良好的应用效果。为此,结合具体案例,提出了顶管施工法,并对施工技术要点进行了分析与探讨,以期实现顶管施工顺利开展。
        关键词:给排水工程;顶管施工;应用
        引言
        随着城市基本建设的飞速发展,越来越多的外来打工者都聚集到城市里寻找就业机会,这样极大增加了城市的人口密度,进而加大了城市整体的用水量。为了保障人们的正常生活和城市建设的稳步发展,道路排水工程的顺利进行发挥了重大的推动作用。市政道路排水工程是完善城市化基本建设的重要决定因素,市政道路排水工程的实施直接影响城市交通的正常运转,因此城市要想得到稳步的发展,就需要加强对市政道路排水工程的管控,保证工程的顺利进行。污水管顶管施工技术是市政道路排水工程施工中的一个核心技术,它的实施有效保证了排水管道运行时的安全性和疏通性,是市政道路排水工程顺利进行的一个核心因素。
        1顶管施工工艺概述
        顶管施工技术是非开挖施工方式,施工时可避免或少开挖进行管道埋设;此项技术也叫做顶进法施工,采用了专业顶进设备,将提前设置完好的管道依据设计的坡度顶至地下,形成立体交叉通道。顶管施工具有十分明显的优势,具体如下:①地下顶进施工不会使道路受到破坏,也不会对附近居民生活造成影响,只需要在适当的位置开挖一部分路段即可;②不会影响城市交通,不会妨碍城市运输;③管道埋深程度大,较传统方式更加具有可靠性和安全性;④施工过程主要集中于地下,不会产生噪声污染,不会影响施工周边人们的生活和工作,不会产生粉尘污染,可以起到有效保护环境的作用;⑤施工过程无需拆迁,大幅度降低施工成本,提升工程施工效率;⑥可以达到安全穿过公路和铁路。
        2城市道路排水管顶管施工技术应用
        2.1工作井施工
        在展开工作井施工工作前,需要使用全站仪监测工作井的定位,并且得到沉井壁的位置参数。在基坑开挖时采用反铲挖机实施挖掘过程,并且需要人工实施挖探管线。在实施砂垫层的铺建时,要确保铺建品质,同时使用分层铺建和分层夯实。在制造沉井时,避免反复施工。针对井壁模板的定型中,需要使用钢组合式的形式。在沉井施工时,需要确保钢筋支撑的坚固,同时保障沉井的受力均衡,避免造成倾斜和裂缝的后果。沉井下沉前,必须对其结构外观和混凝土抗渗性能与强度加强监测,利用有关参数作为计算整体承载力、下沉系数及分段摩阻力的参考依据,从而为施工技术提供有效的数据。
        2.2顶进施工
        按照“先挖后顶,随挖随顶”的施工规定,连续进行顶进施工。前期施工当中,应尽可能放慢速度,保证所有接触部位充分结合,再根据正常速度进行顶进施工。待完成工作坑内各项设备安装作业时,做好各部件检查工作,保证设备始终处于良好的运行状态,随后便可进行试顶施工:向导轨处下放工具头,准确就位,安装顶铁,做好各系统连接工作,并对其情况进行检查,待检查无误之后,将工具头顶进,随后进行混凝土管节安装,并对其标高进行测定,检测合格的情况下进行顶进施工。
        2.3顶管注浆减摩控制
        顶管注浆质量的好坏,对后续施工有着较大的影响。在注浆施工时,除了需依靠一定的工程设备来实现之外,还需确保所使用浆液具有良好的混合配比。

泥浆的配比需要施工人员结合现场地质条件的基础上,通过分析对比,确定膨润土的最佳比例。配比通常以1:10的质量比,确定为膨润土与水的配比。在长距离顶管中,机头迎面阻力占顶进阻力的比例较小。为尽可能长的顶进或是减小总顶力,应尽量减小后背墙面、管节和主顶机具的受力。这是降低顶进中的管壁外周摩阻力的最好办法,不仅有利于降低工程成本,也有利于降低设备、管材受损风险。为达到此目的,在管壁外周间隙加注触变泥浆,以使土层与管道间形成一定厚度的泥浆环。管节在有泥浆环中向前滑移,是减阻的理想方式。在泥水加压平衡式顶管中,由于顶管机切削的前方土体失圆,加之高压泥水填充间隙,造成其极易与后方管节外周间隙相通,导致触变泥浆的流失。为此,将注浆断面设置在机头后8~10m处,每6m设一注浆断面,机头30m后每20m设补浆断面。每个断面设置球阀,以便于各断面单独注浆。顶进过程中,每顶进0.5m注浆一次,注浆量为理论间隙体积的1.5~2倍。
        2.4顶管出洞
        对于顶管出洞普通民众几乎是不了解其含义,顶管处是指第一节管子和顶管机从工作井中打破洞口封门进入土中;在此施工工艺中,有一个关键性的工序,即为正常顶管做准备前的过程,这个工序出现事故的几率极高。若想在一定程度上防止管线产生偏斜的情况,那一定要工作管调零,对工具管下方的井壁上加设支撑,如果有下跌现象,则立刻采用主顶油缸实施纠偏,在工具管出洞前要采取初始角填补下跌等方式。
        2.5管道顶进施工
        ①通过对顶进的钻头进行相应的技术改良,能够有效地降低顶进所受到的阻力,提升的推力速度会跟着顶管距离的拉大而持续地加速。在对管材进行顶进时,一定要防止管材由于受到压力后出现的损坏,只有大幅地降低管壁处的阻力才能够使工程圆满地完成。在进行施工的过程中,所使用到的管材周边在进行注触时会变成泥浆,通过相关的工艺保持管材与土之间形成的干摩擦转变成为湿摩擦,这样做的好处就是能够将阻力减小到最低。制作工程所使用的触变泥浆的具体方法就是将膨润土、烧碱、CMC、水按照一定的比例进行混合,具体的比例为0.3∶0.2∶0.01∶1混合配制后将其进行放置24h,等其充分地混合均匀以后才能够投入工程使用。在对其进行施工时,要从机头开始进行通过压浆系统,将触变泥浆通过注浆孔压进位于前三节的管道,由此可以形成一个厚度大约10mm的泥浆套,确保顶管能够滑行于泥浆套中,这样就可以最大限度地使摩阻力降低。利用压力表和流量表对压入的泥浆进行有效地控制,使其所受到的压力能够达到1.1~1.2倍的地下水压。在进行施工操作的过程中,必须先将泥浆进行压入操作,然后才能够进行顶管,之后保持两个操作逐项完成,最后先将顶进停止,然后不断地进行补浆,通过这种操作方式能够最大限度地保持住泥浆套的性能。②对施工中的顶进线路要进行科学地控制。具体操作方式要利用相关设备,并按照正确的操作方式进行施工,要保持一定的预见性。为了确保管道的设计思路是按照高程和顶进方向进行设计的,那么就要在开展顶进的过程中利用相关的工具持续地测量高程方向,通过不断地测量将出现的偏差进行调整,然后根据反馈的情况,再对千斤顶进行纠正,从而使机头的方向得到相应的调整,最终实现控制顶进的方向,使得工程设计的管道能够沿着轴线进行顶进。
        结语
        顶管施工工艺在市政管网施工中得到普遍应用,且取得较好的效果,通过采用顶管施工工艺可以对市政管网施工的工期有效缩减,且降低对周边居民日常生活的影响,具有一定程度的社会效益和经济效益。此项施工技术也会减少传统开挖施工对环境的污染,促进城市建设的绿色发展。
        参考文献
        [1]欧阳小定.顶管施工在市政道路给排水管道中的应用研究[J].建筑与装饰,2019,(013):137-138.
        [2]胡建.顶管技术在市政工程管道施工中的应用方法探究[J].城市周刊,2018,(033):P.84-84.
        [3]李小坤.泥水平衡顶管施工工艺在污水管网敷设中的运用探讨[J].绿色环保建材,2020,No.159(05):171+174.
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