田甜
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摘要:随着我国城市化的发展,顶管技术在给水管道工程中的应用越来越广泛。城市给水管道工程的建设对城市的发展有着重要的意义,其施工质量直接关系到城市居民的生产生活和人民生活的安全,促进国民经济的可持续发展。本文从施工前准备、设备安装调试、顶管孔、顶管等方面介绍了顶管技术,并介绍了顶管期间的偏差校正和预防措施。
关键词:顶管施工;供水管道;技术要求;
前言:随着我国城市建设的快速发展和城市化进程的快速推进,城市供水管网建设面临着严峻的挑战。市政给水工程中传统的管沟施工方法不仅会对道路、建筑物和地下室造成破坏。同时也影响着交通甚至铁路运营的安全。顶管施工技术有许多优点,既能满足管道敷设的要求,又能最大限度地减少对城市交通、周边建筑和地下工程的影响。
1顶管施工概述
顶管是随着施工技术的发展而产生的一项科学技术,其工作原理是利用顶管井油缸产生的顶管力将预制管道推入地下。顶管过程中,通过人工或机械疏浚清除管道内原有的土壤,达到管道敷设的施工方法。顶管对周边居民生产生活的影响最小,施工场地占地面积较小。其次,顶管施工不会影响地面交通,车辆也能在地面正常行驶,大大缓解了管道施工与道路交通的矛盾。最后,顶管穿越高速公路路基、高速铁路路基、河流等非开挖区域,大大提高了该方法的适用性。
2顶管施工在市政给水管道施工中施工技术要点
2.1施工前准备与方法选择
在工程开工前,应做好地质勘查工作,掌握工程所在区域的水文地质条件、土壤类型及地基土的物理性质如土壤密度、含水层渗透系数、地下水水位等。为保证灌浆施工过程中土层的稳定性,还应该对地表水的流量和排水进行研究。当工作坑水位降至基底以下0.5~1.0m时,应进行吊装作业。施工基坑开挖时应做好排水、降水系统的安装。吊装过程中,根据地质调查、土质类型等地质资料,对开挖面不稳定、吊装管线有高程和方向偏差的部位,应进行预处理,防止坍塌。吊装过程引起路面隆起开裂,对周围建筑物造成破坏。若采用短管进行施工,则对施工可控性要求较高,需多次安装。因此,应根据工作井和接收井之间的距离以及具体的技术条件来确定灌浆长度。市政给水管道施工时,应提前准备好管道施工设备。设备主要由铁千斤顶、高压油泵、土方设备等组成。
2.2顶进设备选择、安装及调试
顶管过程中,需要开挖目标管段的接收井和工作井,将预制结构推入基础,形成本工程的作业通道。利用顶管头在地层井内施工,施工过程中,顶管井应承担顶管作业空间。因此,应根据工程实际情况进行合理规划,顶进设备的选型和安装,千斤顶的数量按最大作用力配置,设备安装后调试。要逐渐增加气缸压力检查千斤顶功能是否异常,管路是否泄漏。还应该推入管体,确定初始推力,设备调试时,一般推入管体,试验时,每个位置和观察点应指定专人。随时注意变化,当油泵打开后油压上升5~10MPa时,应停机观察,如有异常应及时处理,并注意背部和地板的变化。
2.3顶管出洞
线路张拉是线路张拉的重要组成部分,出管时应特别注意孔口和开挖面处土的稳定性。过高时,可用工具管代替普通管件。机械疏通用于将管道推出孔内,要防止挖掘机穿墙、加长导轨、预留孔下部和预留间隙砖墙等。
2.4中继间的设置
中继电器室是长距离和超长距离管道施工的关键设备,其原理是将顶管分为多段。
在管段之间填满圆筒,推动管段,分散主执行机构顶升力,增加管段顶升长度。顶升推力计算准确后,根据地质和工程要求设置接力室,顶管就位后,接力站间壳体和管道的焊接质量与顶管的质量有关。因此选择,伺服电机的数量和位置直接影响顶管工程的质量和速度,甚至影响整个顶管工程的成败。
2.5注浆减阻
常用的接头材料主要是聚合物、膨润土泥浆等,接头的主要作用有两个:一是润滑,接头后,泥浆在管壁与地面之间形成一层液膜。这将使管道与土壤之间的干摩擦变为湿摩擦,管道外壁与土体之间的摩擦大大减小。第二种方法是填充管道外壁和土体之间的空间。施工过程中,灌浆填充管外壁与土体之间的空隙。同时,在注浆压力作用下,水泥浆会渗入周围土体,加固土体,减少土体变形,稳定路面。
3顶管施工在市政给水管道施工中施工注意事项
3.1顶管内部环境控制
在管道张拉过程中,由于地质条件的不确定性,管道张拉线的土壤质量和成分可能存在死点,张拉过程中管道在张拉过程中可能通过有机质含量高的土壤如污泥层、填埋场等。下管是容易发生事故的施工环节,下管前必须对管子进行严格的外观检查,检查合格后才能继续机器吊运。使用起重设备尝试起吊,起重机将被放置在稳定的管道中,工人可以进入工作坑。必须正确安装轨道上的管道,才能进行起重工作。长期厌氧发酵后,可能会产生大量有毒气体,有害气体不及时从管道外排出,会对内部施工造成严重伤害甚至死亡。因此,在给管道通电的过程中,特别是采用开挖手册时,必须及时检测管道中的有毒有害气体,并为施工人员提供通风和防护,必要时必须穿戴防护服和防毒面具,确保施工人员施工的人身安全。
3.2施工现场已有管线的保护
管线通电前,应提前对工作井和接收井受影响区域的管线进行测量,避免损坏现有管线。采用专业的地下管线检测设备,人工开挖沟槽进行孔洞、管线检测,现场与产权单位、管线管理单位确认。加强对电力、燃气、供水、通信等影响居民生活的重要管道的保护。为保证管臂得到有效保护,使长管起吊前管子周围地面平整,一般方便起吊管子,对管子周围的土壤进行灌浆。通过这种灌浆处理,一方面可以更好地支撑管道周围的土壤,可以有效防止土壤出现大面积沉降现象。另一方面,管道在提升过程中的摩擦力大大降低,并计算顶管前顶管至顶管的距离,制定合理的保护方案,如穿越地基加固等。控制管线变形,缩短既有管线顶升时间,当既有条件不能保护时,配合业主单位对管线进行改造,保护既有管线,保证顶管施工不影响周边居民。
3.3顶进纠偏
顶管过程中,由于地质构造、土体强度、岩石等因素的影响,顶管高度和方向容易发生偏差。使顶管无法按设计路线到达接收坑,应实时测量管道标高和位置,并及时纠正偏差,按要求整改。通过过度开挖纠正偏差,即土方开挖方向与中心线相反,通过顶管相反方向达到纠偏目的。超挖纠偏适用性强,使用方便,但纠偏量小,适用于管道轴向偏差小于2cm时。而顶杆轴向偏差大于2cm时,可采用木支架或千斤顶进行校正,当管道偏离原轴线时,一端可采用圆木或方木支撑,另一端可采用钢板或木材支撑开挖面上的地面。不同之处在于千斤顶法在木杆顶部加一个千斤顶,施加千斤顶推力,使偏置管更快地回到直线上,而且由于顶管过程中管道与地面的摩擦力增大,工作轴后部应承受较大压力。因此,顶管前应加强工作井后部,保证工作井在承受较大顶管压力后仍能正常工作,并保证顶管顺利进行并投入使用。
4结语:管道张拉在市政给水管道建设中应用广泛,但管道张拉是一项专业技术,施工难度大,技术要求高,价格昂贵,限 制了张拉技术的推广和发展。随着我国科学技术的发展,各种先进的管道张拉设备不断研发,人们对管道张拉技术的需求越来越大,居民对周边居住环境的要求也逐渐提高。
参考文献:
[1]何耀涛.市政工程中顶管施工技术要点[J].中国市政工程,2008(12).
[2]褚若升.大口径供水钢管顶管出洞施工技术[J].安徽建筑,2009(1).