市政给排水工程长距离顶管施工技术的应用

发表时间:2021/7/22   来源:《城镇建设》2021年9期   作者:昝燕
[导读] 在城市给排水工程施工中,为了满足城市交通流量的需要,
        昝燕
        身份证号:15010419841006****
        摘要:在城市给排水工程施工中,为了满足城市交通流量的需要,减少对地面建筑物及周边环境的影响,必须采用长距离顶管施工技术,采用非开挖法进行顶管施工,以提高施工效率和质量。由于整个施工过程是在地下区域进行的,施工工艺较高,难度较大,施工作业环境较差,需要合理使用混凝土施工技术,保证市政给排水工程顺利进行。本文分析了长距离顶管技术施工难点分析,并详细介绍了长距离顶管技术在城市给排水工程中的应用。
        关键词:市政给排水;长距离顶管;水平螺旋钻进通风技术
1长距离顶管技术施工难点分析
        1.1管道材质及长度的选择
        顶管的材质应根据管道用途、管材特性及现场的具体情况确定,一般使用的管材类型有钢管、钢筋混凝土管、球墨铸铁管等。市政给排水工程顶管施工中,由于千斤顶提供的推力较大,且管道内流淌的多是生活用水或生活废水,对管片腐蚀性较大,因此选用强度高且抗腐蚀性较好的钢筋混凝土管可以长期使用而不漏水,有利于保证工程进度和质量。另外,管道长度要根据管线弯曲弧度进行选择,若管线弯曲弧度小且较长、较缓和的地段,顶管长度不宜过短;若管线弯曲弧度大且较短的地段,顶管长度不宜过长。
        1.2顶管机的选型
        市政给排水工程顶管施工应根据工程地质及水文情况、地下水位、施工技术要求等,在保证施工质量及安全的前提下,合理选用顶管机型。地下水位以上的稳定地层顶管可采用敞开式顶管机或土压平衡式顶管机;在不稳定地层和地下水位以下的顶管可根据地层条件采用土压平衡式顶管机或泥水平衡式顶管机;在卵砾石及地下水发育的破碎岩石中顶进施工员时,宜采用泥水平衡式顶管机。
        1.3工作坑的施工
        市政给排水工程顶管施工时,工作坑主要采用现场浇筑的方式,其形状一般有矩形、圆形、多边形等,其中最常见的为矩形工作坑。矩形工作坑的长边与短边之比一般为3:2,一般用于直线顶管或两段交角接近1800的折线顶管的施工。
        
        若两段交角较小或在一个工作坑中需要向几个不同方向顶进时,且工作坑深度较大时,一般采用圆形工作坑,并采用沉井法施工。施工过程中为了加强工作坑的刚性与稳定性,一般在工作坑周围设置支撑物对其进行支撑;也可采用水泥搅拌桩或在坑内打入钢板制成围墙。
        1.4管道偏移的控制
        顶管施工过程中,管道偏移会对整个顶推控制系统带来不利影响。顶管在推进过程中需要对顶进的轴线进行实时检测,每顶进一节管就应当测量一次轴线,确保顶进轴线和设计轴线的一致性,必要时可复测或增加监测的频率,避免管线偏移现象的出现。在管道偏移发生时,施工操作人员应严格控制压力,确保顶推系统的持续正常运转和安全顺行。
2长距离顶管技术在给排水施工中的应用
        2.1顶进施工中测量与纠偏技术
        顶进施工过程中,首先需要对给排水管道的中心线及高程控制点进行测量,一般在顶管工作坑的两侧设置中心线,其高度与管件线路应保持一致。为了使顶进轴线和设计轴线保持一致,在顶进过程中,通常每顶进一节管节测量一次,在进出洞及纠偏时,测量次数需适量增加。为了保证测量的精度,还应经常对测量控制点进行复测。在施工过程中,施工操作人员应及时了解纠偏的方向,并根据测量报表绘制出管道顶进轴线控制图,便于跟踪掌握顶进轴线的偏差状况并进行动态调整。

顶进轴线和设计轴线经常容易发生偏差,纠偏的方法可以采取调节纠偏千斤顶的伸缩量,逐渐较小偏差值,最终使顶进轴线与设计轴线调整到一致的位置。纠偏时应当按照“勤测、勤纠、缓纠”的原则,严禁剧烈纠偏,否则会对管节和顶进施工造成不利影响。若实际偏差值为10mm~20mm,可采用挖土校正法。若实际偏差值大于20mm,则采用顶木或千斤顶校正。
        2.2洞口土体加固技术
        洞口土体加固技术一般有注浆技术、深层搅拌桩技术、高压旋喷技术和冻结技术等,加固时须考虑土的摩擦角、渗透系数、渗水量和标准贯入度等参数。若土质较软,在顶进施工中须对整个断面进行加固;若土质不是很软,可在管道两侧和顶部一定长度及宽度范围内进行土体加固,避免顶管在进出洞过程中发生坍土现象;若土质较硬、较好,且开挖面上的土体有自立性和温度性,也可以不对土体进行加固。
        2.3注浆减阻技术
        注浆减阻技术就是在顶管施工过程中,通过在管道和地层之间的环状间隙中注入润滑减阻浆液,形成泥浆保护套,以达到湿润管壁、减小管道顶进施工中的摩擦阻力的效果。
        长距离顶管施工线路长,为了保持全程注浆压力的稳定性,一般每间隔400m须增设压浆泵以增大注浆压力。长距离顶管的布浆与补浆应分别设独立的注浆系统,布浆宜使用低压力、大流量的注浆泵;补浆可使用高压力、小流量的注浆泵。在注浆过程中,应经常检测注浆压力、浆液的黏度和用量,并尽可能使浆液在管道外壁分布均匀。管道顶进过程中,注浆应和顶进同步进行,遵循同步注浆与补浆相结合,先注后顶、随顶随注、及时补浆的原则,使管壁外围形成泥浆润滑套,充分发挥减阻和支撑作用,并且顶进中不允许中断注浆,若因故中断注浆,须先停止顶管再停止注浆。
        2.4管节止转技术
        顶管施工过程中,机头在刀盘及出土机的作用下可能会发生旋转,对机头的旋转主要采用加压重块的方法,即先在机头两侧做好放压重块的架子,并均衡放置重块,当机头右转时,将右侧压重块搬向左边,反之将左侧压重块搬向右边。
        2.5水平螺旋钻进技术
        水平螺旋钻进技术是沿管道中轴线将螺旋钻杆钻入土中,以确定管道导向,并按设计管径用螺旋扩孔钻头进行扩孔,再用螺旋钻杆把管子拖入孔洞中。因螺旋钻杆直径较小且装有导向仪,可以精确定位并控制管道轴线质量。由于水平螺旋钻进技术在顶管施工中对地表的影响较小,一般适用于小口径给排水管道施工,可降低管道顶进的偏差,保证管道安装位置准确无误。
        2.6通风技术
        给排水顶管施工一般在地下区域进行,由于施工作业场所比较封闭,空气流通不好,一些施工人员经常会出现缺氧、呼吸不畅等问题,且施工环境也比较恶劣,所以,为了确保施工人员的安全,施工单位需要在施工现场构建良好的通风系统。通常是在长距离管道施工区域安装常规通风设备抽风机和鼓风机进行抽风、供氧,加快施工区域的空气流通。一般情况下,施工人员下井前应先通风10min,并利用仪器对施工区域的有毒有害气体进行检测。该方法通风效果较好,但由于通风设备的长时间运转使施工单位的成本增加较大。
结束语
        总而言之,在市政给排水工程施工中,长距离顶管施工技术具有施工过程中对地表干扰小、对城市交通及周边环境影响小、施工精度高、速度快且施工成本较低等显著优势,是市政给排水工程施工的常用施工方法。市政给排水工程施工中应用长距离顶管施工技术,不但可以提高施工效率和质量,而且还可以降低施工过程中对交通和环境的影响,具有较好的经济效益、环境效益和社会效益。
参考文献
[1]冯志丹.长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用[J].现代物业(中旬刊),2018(11):183.
[2]陈麟.长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用研究[J].建材与装饰,2018(42):15-16.
[3]袁新清.市政给排水长距离顶管施工技术的应用[J].四川建材,2018,44(10):229+232.
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