长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用

发表时间:2021/7/15   来源:《城镇建设》2021年3月第7期   作者:邢敦鹏
[导读] 随着时代的发展和社会水平的提高,在城市的市政规划和施工过程中,各类施工技术的效率都得到了有效提升。

        邢敦鹏
        广州工程总承包集团有限公司   广东广州   510200
        摘要:随着时代的发展和社会水平的提高,在城市的市政规划和施工过程中,各类施工技术的效率都得到了有效提升。特别是随着相关技术水平的提高,在给排水施工领域越来越多的新型技术和施工工艺被逐渐普及运用。在当前的市政给排水工程施工中,因施工环境复杂和操作存在偏差等造成的给排水工程质量降低时有发生。为了进一步提升给排水工程的施工效果,帮助城市实现可持续化发展,应重点从施工技术的方面不断进行完善和升级。该文结合当前市政给排水施工中的长距离顶管施工技术的施工原理,应用现状及相应的施工技术展开深入的探讨和分析。
关键词:市政工程;给排水管网;长距离顶管;施工技术
引 言
        目前,我国开始注重长距离顶管施工技术在市政给排水工程施工中的使用,并对该项技术进行了质量管控,约束长距离顶管施工技术的使用,优化给排水施工环境,让其施工活动可以更为顺畅化地开展,分别就质量管控以及管理制度等层面进行分析,合理地应用长距离顶管施工技术,利用该项技术来提升给排水工程的施工效率,节省下资源能源,保障人们供水的良好状态,完善其技术的质量管控措施,构建相关技术应用体系结构,以实际的市政给排水施工现状为基准,选用适宜的长距离顶管施工技术。
一、长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用优势
        在进行市政给排水施工时期,将长距离顶管施工技术和其它的施工技术进行比较,长距离顶管施工技术的使用优势会比较显著,且该项技术的使用完全不需要去挖掘地面,轻松地就可以进行管道的铺设施工,这就极大程度地缓解了给排水工程施工的压力,减小了施工的任务量,同时还从根源上降低了市政工程项目开展的工程成本费用。除此之外,长距离顶管施工技术并不会影响到人们的正常生活,不管是对周围的环境,还是周围的管线设施等都不会造成不良的影响,所以,在实际的施工时期,长距离顶管施工技术的使用频率会比较高,其所展现出的优势也比较丰富。首先,长距离顶管施工技术的使用可以有效地保障施工效率,借助其技术,加快了各类施工设备的安装速度,在提升整体进度的同时,还可以有效的减小工程项目的工程成本费用。其次,其技术的使用对于周围环境的影响比较微弱,其技术使用所造成的噪声分贝量比较小,振动频率也比较小,其并不会影响到周围人们的正常生活,与此同时,其技术的使用也不需要进行地面的开挖,所以并不会给其交通出行造成不良的影响。在施工任务结束后,能快速的恢复周围的环境状态。
二、长距离顶管施工技术的原理及优点
2.1长距离顶管施工技术的原理
        在长距离顶管施工技术中,其需要利用到土压平衡顶管,利用工作井中的油缸作为动力,使顶管机进入到地下管道内,并不断向前进行顶进。在顶进过程中管道前方土体会在顶管机切割过程中塌落,这些土体会进入到顶管机后仓和螺旋疏松结构中,经充分挤压后,这些土体会被输送至地面。在实际顶进作业过程中,由于顶管机开挖面地层特性存在较大的差异性,因此需要针对具体的地层特点,利用清水、粘土浆或是发泡剂等加入到刀盘的正面和土仓的内部,使施工土质变为泥状土,这样可以顺利将泥状土排出,同时螺旋输送机也能够承受住土和地下水的压力,保障刀盘前面土体的稳定性。
2.2长距离顶管施工技术的优点
(1)适应性较强
        长距离顶管施工技术在实际的施工中,主要是由于一定的优势才被广泛使用,其不需要将路面大面积挖开就可以完成管道安装的调试工作,相对于其他方式工程技术而言,减少了实际工程量,以及人力投入,但是实际工程进度效果相差无几。由于其不需要对路面进行大面积挖掘作业,所以对于其所施工路面的交通不会产生实质性的影响,所以根据此条件,长距离顶管施工技术可以在城市复杂路况中实施,丝毫不会影响其交通状况及城市面貌,另外也不用占用过多的地面面积,对于城市交通的正常运行不会产生重大的影响。
(2)环保性强
        由于长距离顶管施工技术在施工过程中,整个施工过程都是在地下实行,且应用设备比较先进,所以工程建设实施中应用此技术可以产生较小的噪声与震动,不会影响到居民的正常生活与工作,对于国家环保理念也有着积极的响应。根据上述介绍,总结来说,市政给排水施工中的长距离顶管施工技术相对于其他施工技术而言,实际操作简便、操作工艺流程简单,并且根据技术的改进使工期大幅度缩短,减少施工时间成本与经济损耗,为市政给排水工程的施工质量与工期预算做出重要的贡献。
三、长距离顶管施工技术的影响因素
3.1管体的材质与选型
        长距离顶管技术施工的效果和施工工艺以及管材的材质选择都有直接的关联。由于给排水管道需埋设在地下,经历较长的使用周期。因此,对于管材材料的选择必须以稳定、安全、耐腐性好等作为选择的标准。在当前的管材市场中,适用于长距离顶管施工作业的管材种类繁多。在选择管材时,管材加工和生产的质量也是参差不齐,很多都存在瑕疵。给排水系统的设计者们必须谨慎做出选择,尽量延长给排水管道的使用寿命。目前来说,最常采用的是混凝土管材。
3.2 管道压力与推力
        在给排水管网中,由于日常供水的压力较大。

因此,在考虑设置管道的长度和管径方面,都要结合实际的需求进行综合考虑。在长距离顶管施工的作业过程中,需要根据城市规划和施工方案将顶管作业的区域进行划分。而不同区域的管道材质、型号和种类选择也存在一定差异。为此,对于长距离运输管道的承受压力限值和相应的推动力指标必须进行事先的实验和计算。避免在施工完毕后的使用过程中,因为压力数值不匹配而造成管道跑漏等问题。
3.3管道的位移
        长距离顶管作业所使用的管材一般较长。在施工过程中,由于机械设备的振动影响和人为操作的失误,造成管道发生位移的现象比较常见。而为了保持给排水系统的安装和运行稳定性,就要求施工人员除了谨慎施工操作外,还要确保顶管作业装备顶部油缸的推动力输出始终处于稳定状态。忽大忽小的推力极易造成管道的位移和安装位置出现偏差。除此之外,还要将管内的压力控制在合理范围内,符合相应的施工要求和标准。这样除了能保证管道施工的质量以外,还能够有效提升管道施工的安全性。
四、市政给排水施工中长距离顶管施工技术的具体应用
 4.1顶管施工技术
        在长距离顶管施工作业过程中,顶管施工技术是核心,另外关于该技术而言,其需要的技术性也比较高。在市政给排水施工实施过程中,为了公共管道的完整性不遭到破坏,一般会将管道顶进钢套管中进行顶管施工工作,而且对其要求是可以在施工作业完成后的短时间内被正常应用,因此必须在地面设置两个基坑,然后按照一定的顺序将作业井中插入钢管,并且同时利用千斤顶将施工所用的机械设备顶进顶部位置。在这里需要注意作业井的设计应当留出相应的出口,保证接收井和土层可以进行紧密连接,还可以为接收井的预留出口提前留出穿出位置。最后根据上述步骤的完成,为后续的顶管施工作业打下坚实的基础。
4.2 制备及浇筑泥浆,完成顶管加固
        在顶管技术工程作业中,还需用到相应的材料来巩固顶管。泥浆对于加固顶管具有着重要的作用。首先在制备泥浆的过程中,应该严格根据市政给排水方案中的施工方案泥浆配比,使其配比具有科学性和严谨性,控制好泥浆的原料性能以及注浆含水量,对泥浆进行充分的搅拌,尽量避免泥浆结块或者不均匀的情况产生,从而发挥泥浆在施工过程中的重要作用;另外在应用注浆机的过程中,应在顶管罐体的静止土压力的基础上进行压力调整,由于该施工技术将会改变地下土层结构,所以在施工中应根据现场实际状况调整并完善注浆方案,同时为避免管道沉降的情况发生,对于施工人员以及施工设备应做好相应的防护措施。
        最后在完成施工后,应对顶管进行有效加固,防止顶管出现漏水的不良状况,在实际施工中,采取路面补浆和膨润与泥浆相互置换的方法,保重施工地面下的土壤可以让泥浆顺利进入,从而使顶管与地下土壤的紧密性加强,不影响交通的运行流畅程度。另外在保证顶管稳固性的情况下,应确保路面的安全稳定性,从而提高市政给排水工程施工的整体质量。
4.3泥水平衡顶管施工方法
        泥水平衡式顶管是一种以全断面切削土体,同时用泥水压力来平衡土压力和地下水压力,另外将泥水作为输送弃土介质的机械自动化顶管施工法。泥水平衡顶管相对人工顶管而言其施工成本较高,但是地质为流沙情况时,采用泥水平衡机械顶管较为安全。泥水平衡顶管系统主要由顶管机头、地面操作台及其他辅助设备组成,机头内部有PLC控制箱,地面操作台队机头给出动作信号控制机头的动作。排泥系统将弃土排除,吊车下管,由千斤顶将管道分段顶进。随着顶管机的推进,刀盘在不断转动,进泥管不断供泥水,排泥管不断将混有弃土的泥水排出泥水舱。泥水舱要保持一定的压力,使刀盘在有泥水压力的情况下向前钻进。
4.4水平螺旋钻进技术的应用
        在长距离顶管施工中的另外一项重要技术就是水平螺旋旋进技术,这项技术也是市政给排水施工中的一项特殊技术,对于长距离顶管施工时的应用起到了十分关键的作用。在市政给排水施工中应用水平螺旋钻进技术可以减弱地表波动的程度,以及减少对土层的破坏程度,保护施工过程中的地基和土层结构,使其深度和硬度都有所加强。由于该技术主要是由小口径的给排水管道注入,其优点是能够减少管道顶进的偏差风险,另外还可以降低对管道顶进的方向干扰,使施工过程具有质量的保证;其缺点就是在市政给排水的施工中具体有一定的限制性,由于其注入管道口径小,对于施工速率将会有一定程度的影响,但是该技术作为市政给排水的特殊技术应用,在国家各类工程中都被广泛运用,在保证施工工期进度按时完整的基础上,同样为市政给排水施工中长距离顶管技术的稳定性做出技术的保障。
五、结束语
        综上所述,对于我国城市建设步伐不断加快的现状,长距离顶管施工技术在市政给排水系统建设过程中应用更加广泛。因而必须要深入研究和分析给排水工程施工当中长距离顶管技术的具体应用策略和质量管控方法。通过不断改善长距离顶管施工技术,让其能够在市政给排水项目中发挥更大价值。
        参考文献
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[3]市政给排水中的长距离顶管施工技术研析[J]. 王玉星.??中国标准化.?2018(16)
[4]试议顶管施工技术在市政给排水施工中的应用[J]. 朱雪宁.??居舍.?2017(31)
[5]市政给排水工程中长距离顶管施工技术措施得到的应用[J]. 张维娜.??城市建设理论研究(电子版).?2017(11)
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