浅谈市政给排水顶管施工技术的研究

发表时间:2021/7/22   来源:《城镇建设》2021年9期   作者:罗建文
[导读] 顶管技术是一种在工程建设中新兴的建筑技术,
        罗建文
        44182719900305****  清远市清新区代建项目管理中心

        摘要:顶管技术是一种在工程建设中新兴的建筑技术,并且在现有的工程建筑施工的过程中由于工程成本较低、施工效率较高以及对环境较为保护等特点,得到了广泛的应用。对于我国市政给排水管道施工工程项目而言,在具体的施工过程中,使用顶管技术是社会发展的必然。
        关键词:顶管施工技术;市政给排水;控制措施

        在城市化建设发展过程中,相应促进了施工技术的发展,建筑行业开始广泛应用顶管施工技术,技术成熟度日益提升。在施工期间,无需大面积开挖地面,铺设地下管道,既可以防止施工所致环境影响,也不会破坏周边建筑与道路,维护经济效益与社会效益。在市政工程施工建设中,规范应用顶管施工技术。不同管基位置,所应用的施工技术和方法也不同,当管道埋深大于5m时,则不能应用原土地基,为了维护地基稳固性,必须应用适宜材料。比如浇筑钢筋土垫层,作为施工底板。开挖施工极易受到地下水影响,所以要采取科学降水措施。由于开采埋管需要考虑多种因素,同时会影响环境工程。为了维护地基牢固性,应当确保回填土密度达到设计标准,铺设级配碎石,浇筑混凝土垫层,将其作为底板,避免发生沉降问题。联合多方因素,开槽埋管在实践操作、经济性等方面,和顶管差距较大,顶管限制与成本,都明显少于开槽埋管。

1顶管技术的介绍
1.1 技术概述
        在市政给排水施工中应用顶管施工技术可以避免开挖地面,主要是借助顶进设备将管道顶进土中然后将多余的土方处理掉。设备在工作坑中利用主顶油缸及管道间、中继间等推力给予土体一定的顶力,把管道顶进到土壤中,管道克服和周围土壤的摩擦力按照一定的角度和路线顶入到土中,在完成一节管道顶进后继续顶进下一节管道,工具管从工作坑中穿入到下一接收坑中,然后再将管道吊起,然后将给排水管道埋设在坑洞之中。在采用顶管施工工艺前工作人员要注意研读关于顶管技术的标准规范,加强对机头、主顶、中继间、接口、注浆工艺的分析。当前开放型和密封型是两种主要的施工类型。通常施工单位会选择密封施工方法,该方法可以分化为三个小类,不会对路面交通产生影响,在市政工程施工中应用价值较高。此外,该技术不会产生严重的噪声污染,能够降低对市民的伤害。在合理规划路线后不会受到其他地面因素或者管道影响,施工效率较高。总体来讲,顶管施工技术在市政工程中应用有着较高的经济效益和社会效益,是当前备受青睐的一种施工技术。
1.2顶管技术的优势
1.2.1施工效率高,施工经济安全
        在老城区给排水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、安全的同时将给排水工程的经济性提高。
1.2.2能够保护地表植被和卫生设施
        顶管施工技术占用的面积小不会影响到管道周边的地表植物,不会破坏周围地面的构筑物,不会产生大量的垃圾,所以属于较为环保的一项施工技术,不会损害城市卫生。
1.2.3不会受到天气因素影响
        由于顶管施工技术大部分工作在地下完成所以受到天气因素的影响很小,及时是在雨雪天气依然可以施工作业,有助于施工效率的提升,能够保证施工进度。

2工程概况
        该项工程是市区项目,其建设主要是为了处理城市产生的工业污水、生活废水以及降雨量过多时无法及时排出的雨水,故而需要建立两个处理体系:其一是污水处理体系;其二是雨水处理体系。污水管道分为上游和下游两个部分,其中上游与第一标段相连,下游与排水管总网相连。明挖段包括两个部分:其一是人行道;其二是自行车道。这些都属于非机动车道,若是管线埋设的深度大于5m,或是管线埋设的位置在闹市区,那么应当采用管道安装的方式,并灵活应用该项施工技术。因为该项目存在特殊之处,相关单位对于安全性和经济性也会提出较为严格的要求,综合衡量之下,顶管方式是最为合适并且最具可行性的。

3泥水平衡顶管施工介绍
3.1 施工前准备
        ①施工操作开始之前,相关的负责人员和操作人员应当按照相关的要求和标准,合理配置水电资源和线路,确保施工任务能够顺利且安全地进行。具体来说,变压器的功率应当设定为200kW,水源需求应当采取就近原则,将机械设备放置在恰当的位置上,避免对施工过程产生阻碍,此外,施工现场应当全封闭。
        ②配备足够的人力资源和物力资源,避免项目中断。预留一定长度的管线,至少应当有35m。


        ③建立测控网,实时控制较为重要的环节,并对其进行复核。
3.2 井下准备工作和井内布置
        该过程中可能会用到如下设备:钢梯、油泵以及导轨等。具体来说,顶管基座使用的材料为Q235B级钢,安装管线时应当首先进行测量,然后予以定位,确保足够的稳定性。
3.3 管线运输
        按照项目要求,经过相关部门的车辆和管线安排,便能在最短的时间内完成装配工作。
3.4 管线顶进施工
        顶管的制作材料为成品钢管,材料运送至施工现场,需要进行检测,各项指标合格之后方可使用。掘进设备也需要进行位置调整和质量检测。

4顶管施工遇到的问题
4.1土体变形与破坏问题
        施工时,土体会发生或多或少的变形,也会遭到一定程度的破坏,究其本质,原因在于产生的挤压作用,如此一来便会失去原本的平衡状态,若是土体能够承受的最大重量也无法达到应力作用的大小时,土体便会被破坏。
4.2周围土体环境破坏
        施工时,可能会因为操作不当或是其他方面的因素而发生超出范围,或是方位有所偏差等现象,顶进过程中,周边土体可能会受到较大的顶管作用,这也会导致土体所受的作用有所变化,进而产生变形或是位置改变等现象。

5 控制措施
5.1 管线顶进与地面形变控制
        从各个角度出发研究地层发生变形的原因可以得出,若是端头地层有所损失,周围的土体环境便会产生变形现象,甚至会发生沉陷,除此之外,管道与土体之间存在着一定的摩擦阻力,会使地层发生变动。故而在施工操作开始之前,相关的负责人员和施工人员应当明确勘测报告中的相关指标,据此来控制各种类型土质应当挖出的深度。若是想要使坡度较为平缓,可以采用控制偏差的方式,这样也能够避免对土体产生过多的不利影响。与此同时,施工人员也应当将顶管速度控制在合理的范围之内。
5.2 顶管进接收
5.2.1 顶管机进洞前洞口土体加固
        考虑应用该项技术之后的实际推进情况,施工人员应当利用合适的机械设备来加固洞口部分的土体,这样接收井中便不会掉入水泥。具体来说,加固操作所采用的方法是灌浆,如此形成的土体往往具有较高的质量,接收井中也不会有泥土进入,后续的施工操作也不会因此而受到影响。
5.2.2 顶管过程中设备状态复核测量
        在采用顶管技术时,相关的负责人 员和操作人员应当特别注意以下两个方面的问题:其一是管线应当铺设在何种方位;其二是如何准确,且有效地测量管线的进程。只有完成好这两项工作任务,顶管施工的质量也就能够达到预期的标准和要求。具体来说,测量人员需要特别 注意以下三个位置:首先是顶进桩头;其次是出洞口;然后是进洞口。必须严格遵循相关的标准,不能出现任何的偏差。
5.2.3 沉井护壁的砌筑
        为避免施工现场周围的土体环境受到过多的不利影响,相关的操作人员应当首先采取恰当的方案措施保护井壁,避免影响其稳定性。若是遇到质量较差且不易进行施工的土体,应当采取一边开凿一边砌筑砖墙的方式。
5.2.4 顶管机进的接收
        在接收顶管机进时,施工人员应当控制好行进的速度,使得顶管能够连续运行,避免留出过长的时间差,这样便不会产生严重的水土流失现象。全部进洞之后,应当在最短的时间内进行分离和接头操作,确保最终完工的质量能够尽可能地达到预期的标准和要求。
5.3 复杂地质条件下顶管喷浆处理
        若是施工现场的地质条件不利于操作,常见的情况包括土质液化或是土体产生的摩擦作用较为明显等,那么在顶进施工时,便会出现较大的难度,遇到这种现象时,相关的负责人员和操作人员可以考虑采用机头刀盘,这种刀盘的半径往往较大,可以有效弱化施工过程中受到的摩擦作用,从而避免对周围土体环境产生过多的扰动。

结束语:
        在我国市政工程建设中,给排水作为基础的设施,影响和城市的运营和居民的日常生活。顶管施工技术是当前常见的一种施工技术,施工方式可以降低对国民的影响,有助于保证施工效率,为居民创造舒适的生活环境。

参考文献:
        [1]倪威.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术运用研析[J].黑龙江交通科技,2020.
        [2]汪黎萍.市政给排水工程施工中的长距离顶管施工技术探讨[J].建筑技术开发,2020.
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