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摘要:顶管施工技术是继盾构施工之后发展起来的一种非开挖技术,被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不具备开挖条件的各种管道铺设,可有效降低综合成本、缩短施工工期、减少对环境及交通等的影响、提高工程施工的安全性,在市政地下管线中应用广泛。基于此,以下对顶管在电力工程中的应用进行了探讨,以供参考。
关键词:顶管;电力工程;应用
引言
电力管沟工程作为市政工程的重要构成部分,其中电力管沟的布线关乎着整个电力工程建设的进度与效果。由于电力管沟工程所涉及的施工项目比较多、施工范围比较广、施工作业量比较大、施工环境比较复杂等特点,在具体施工过程中常常会对周边环境以及地下管线产生破坏,在一定程度上影响了电力管沟工程的建设速度与施工质量。
1顶管施工技术原理
1896年在国外的某次铁路铺设当中首次采用了顶管技术,其发挥出的应用价值得到了人们的认可,全面推进了顶管技术的进一步发展。随着时代的发展和科学技术的不断进步,顶管技术应用越来越多,促使顶管技术愈加成熟。目前,顶管技术在我国市政管网铺设当中得到了广泛应用,是一项非开挖掘进式管道铺设工艺。其技术原理为利用主顶油缸和管道之间的中继间等推力,便能在工作井下放工具管、掘进机等设备,并从土层穿过,直至进入接收井。通过这种施工方法,无需开挖路面,便可穿越构造物,实现开挖敷设目的。相比开挖埋管工艺,顶管施工具有以下明显优势:①对周围环境干扰小,几乎无影响。②施工占用土地少,减少资源浪费。③不会产生较大噪音、污染小等。
2顶管技术应用特点分析
2.1地面影响小
顶管技术作用下电力管道敷设,无须开挖沟槽,可从地下直接穿越完成敷设工作,减少了对电力工程施工区域的地面影响,避免引发管道应用中的安全问题。顶管技术应用优势的充分发挥,可将原有的线状破坏地面转变为点状施工处理,方便施工处理,使道路工程管道处于良好的施工及应用状态。
2.2施工效率高,施工经济安全
在老城区电力工程管道改造或者人群密集的区域中可以充分发挥出顶管技术的优势。顶管施工技术无需开挖地面,避免了大量的拆迁工作,不会影响到地面正常的运营,能够在保证施工效率、安全的同时将电力工程的经济性提高。
2.3增加环保效益
顶管技术应用中具有环保性强的特性,可减少对地面环境的破坏影响,逐渐增加电力工程施工中的环保效益。由于顶管技术作用下的电力施工中产生的噪声小,减少了对周围土地的扰动影响。在增强道路工程环保施工效果的过程中,应重视顶管技术的科学应用,避免对电力施工区域产生较大的振动。
3顶管施工基本要求
为了保质保量地开展顶管施工技术,该技术的要求、施工工艺、验收规范方面也有着严格的要求。首先,在技术方面需要按照国家标准开展测量工作、降水止水工作、开槽沟槽工作、管道处理、合槽等工作。其次,在铺设管道时对地基密实度有着严格要求,需要保证基础的稳定性,避免后期受到外界荷载导致地基沉降进而影响给电力管道的运行。在开挖过程中可能受到地下水影响发生渗漏问题,所以还要注意做好防排水。最后,在顶管施工技术中也明确规定了沟槽回填工作,不能采用机械方式回填管道、检查井、顶管工作井、接收井等,当前最为常见的是人工、分层等方式。如果采用钢板桩支护那么需要在回填到指定高度后拔柱,参考国家标准严格落实管道敷设和功能性检验工作。通常按照质量验收要求进行电力工程顶管施工技术的要求,保证按照国家规定现象的标准进行钢套管、混凝土强度的检验,同时要严格按照设计要求设置预留孔洞并且精确地确定其位置,按照规定要求做好沉降和隆起监测点,加强检测防水材料。
4顶管在电力工程中的应用
4.1顶管施工方法
4.1.1泥水平衡式顶管
以全断面切削土体,将适当压力的泥浆注入到装置隔板的密封舱内,在开挖土体表面形成一层致密的泥膜,利用泥水的压力来平衡周围土体压力及地下水压力,保证工作挖掘面的稳定性,泥水同时也作为输送弃土的介质的机械顶管施工方法。
4.1.2土压平衡式顶管
以切制轮开挖的流料作为支撑介质,刀盘通过旋转来开挖土层,挖下的土体流料经切制轮的开口,压入开挖腔内与塑性土浆混合,通过压力舱壁将推力传递到土浆上,以此来保护未开挖地层土体进入开挖腔内的机械顶管施工方法。
4.1.3挤压式顶管
在掘进机下部安装有螺旋输送装置,施工中将进入喇叭口形破碎室的泥土通过压力墙破碎,然后再通过砂石泵排出至地表。
4.1.4人工顶管
人工顶管是一种以人工作业为主的施工方法。在施工时,人通过借助辅助工具进行开挖作业及输送作业。常用的开挖类辅助工具有镐、锹以及冲击锤等,输送类辅助工具有传送带、手推车或轨道式的运输矿车等。
4.2顶管线路、井位的设计
在电力管沟施工中,采用顶管施工技术,对于顶进距离的设计,则需要考虑到设备条件以及施工现场周围的情况。对于工作井位置的确定及设计需要考虑到成本,由于工作井的成本较高,所以在施工中最好少设置一些工作井,尽可能地安排从两个方向顶进。因此,在顶管施工的过程中,需要对每个工作井进行设计,并对工作井的位置进行检查,确保线路与附近结构物的距离处于合理状态,避免存在冲突。
4.3接口的处理
完成顶管施工之后,针对两管间的缝隙,可通过膨胀水泥砂浆材料进行抹平、压实。膨胀水泥砂浆主要材料为硅酸盐膨胀水泥、中砂、水,配合比为1∶1∶0.3。在拌和之后,要及时使用,一般情况下应在30min内使用完。填抹施工前,先湿润接口,随后逐层填入,待抹平、压实之后,还需要做好养护工作。
4.4管材选用
目前顶管法施工中使用最多的就是钢筋混凝土管。一般单根管节的长度不宜超过顶管机或微型隧道掘进机的机身长度,管道长度通常以2.0m~3.0m为宜。根据调查,目前太原地区生产的最大顶管内径3000mm,壁厚300mm,采用C40混凝土。单节长度2.5,参考重量18.3t。根据国标,顶管分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级三种荷载级别。Ⅱ级管用于覆土小于6m时,Ⅲ级管用于6m~9m覆土。
4.5顶管施工要注意的问题
在电力管沟施工的过程中,对于顶管施工技术的应用,需要注意的问题较多,所以这就需要提前制定安全且可操作性强的施工技术方案,并结合施工现场的具体情况进行操作,确保顶管施工的规范化、标准化。在工作井中需要做好防毒、防爆、防水淹等安全措施,对于施工供电设置则需要设置成自动切换的双电路电源,以此来保证施工作业区的供电与照明。同时,在顶管后座安装的过程中,若是存在枕木不正的情况,则需要在施工时将枕木调整到均匀受压后,对其进行加固,再进行顶进作业。而对于土质较差的施工区域则需要在顶进管道头部灌满水,以此来避免塌方情况的出现。
5结束语
总之,作为一种市政很常用的非开挖施工方式,顶管及沉井方案也能很好的解决电力工程中遇到的如下穿高速路等特殊地段的施工要求。在保证对高速影响最小的情况下,也能同时保证电力工程顺利竣工。目前该工程顶管部分已完成施工。
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