基于市政工程给排水管道顶管施工技术的应用思考

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年40卷4月(上)10期   作者: 吴锐
[导读] 市政给排水工程与城镇居民日常生活有着密切联系,是保障所有工厂以及居民正常生活的关键条件及必备设施。
        吴锐
        上海通通市政工程维护有限公司     上海市      201600
 
        摘要:市政给排水工程与城镇居民日常生活有着密切联系,是保障所有工厂以及居民正常生活的关键条件及必备设施。为此,需对市政工程给排水管道施工技术予以高度重视。在市政工程给排水管道施工时,顶管技术是极其重要的技术。该项技术的应用,可切实提高给排水工程管道敷设效率。所以,本文就围绕顶管施工技术,积极探讨其在市政工程给排水管道中的应用实践,以供参考。
关键词:市政工程;给排水;顶管施工技术;应用

        顶管技术,是现代化地下管线敷设技术,在很多工程项目中都得到了广泛应用。最近几年,顶管技术频频出现于市政给排水地下管道建设中,被很多建设单位及施工单位所青睐。应用顶管施工技术,极其符合绿色施工观念。在具体施工之际,无需开挖地面,可以有效减少其对周边环境以及居民生活的负面影响。为此,探讨市政工程给排水地下管道施工中的顶管技术,可谓是刻不容缓。
一、顶管施工技术概述
(一)顶管施工技术原理
        在应用顶管施工技术时,需要应用主顶油泵及其它顶进设备推力,促使工具管、掘进机等穿过工作井,并进入接收井。同时,在其身后的管道,也需要依次连接并埋设到两个井之间的管线土层内,顶管施工技术和开挖沟槽敷设地下管道方法截然不同,其主要就是敷设地下管线的技术,且是非开挖施工技术。
(二)顶管施工技术特点
        首先,在应用顶管施工技术铺设地下管道时,并不需要挖掘大填土方,不会对周边环境带来强烈的影响,且具有超强的地下穿越能力。同时,施工作业面积相对小一些,即使是在繁华的市区内,也可以实时施工作业,在一定程度上缓解了因施工导致的交通堵塞以及道路破坏问题。其次,顶管施工技术属于综合性施工技术,从选线开始、定位放线以及测量定位等,都需要按照具体方案科学执行,以便能高效完成敷设地下管线的任务。在每一个施工环节,都要进行严格的控制,避免出现任何疏漏。如果出现任何干扰问题,都应及时解决,以防会对工程造成事故影响。此外,顶管施工技术适应性偏强,即使是土层组成不同、土质条件不同、施工条件不同,都可以选择与其相适应的顶管施工工艺,且所收获的施工效果都比较良好。最后,顶管施工技术带有高科技意蕴,在应用该技术铺设地下管道时,可以有效保护周边环境,具有超高的施工安全性[1]。
(三)顶管施工方法分类
        于顶管施工而言,其施工方法多种多样,需在不同侧面强调顶管施工特征,以便能从各个分类角度认识这些顶管施工方法。如,可以按照顶管管径的大小尺寸区别施工方法,这就意味着大口径、中口径和小口径的施工方法不一样,需要选择不同的施工技巧。其中,大口径顶管主要是指2000毫米以上的顶管,而中口径顶管具体数值不小于1200毫米,不高于1800毫米。小口径顶管的范围则在500毫米至1000毫米之间。其次,可以按照顶管顶进管道的轨迹曲直程度进行划分,这就可以划分为直线顶管以及曲线顶管了,曲线顶管对测量精度提出了严格要求,所以施工技术难度也会更大一些。另外,也可以依据顶管顶进距离的长短划分,则可分为普通顶管与长距离顶管。最后,还可以按照顶管前端工具管或掘进机作业形式划分施工方法,如挤压式作业形式、手掘式作业形式以及半机械式作业形式等。
二、市政工程给排水管道顶管技术施工应用分析
(一)顶进管的选择
        一般来说,在选择顶进管时,如果不存在腐蚀度要求,就可以选择钢管。反之亦然,如果对腐蚀度有要求,那就应该选取“钢筋砼管”。但是,钢筋砼管的应用极其考究,需要科学设置砼管规格,并且还要强化配筋应力,进行多次验算,以确保其能够达到具体的技术规程及标准。

具体来说,在选择顶进管时,需要遵循下面几点:首先,合理把握顶进管直径。在选择这个管时,首要任务就是参照工程情况敲定内径,关注顶进管荷载,确定与优化钢筋砼管壁厚和配筋,最终明确其外经。在顶管施工时,需要配备专业的挖土工人,所以馆内内径不应小于500毫米。需要注意的是,顶进管的长度应如何控制,还需要考虑其应用时的经济性、可控性等。若选取“直线顶管”,就要优选长管,这样才可以减少装管的次数,并且达到预期效果。然而,在长度不断增长后,如果出现了偏离路线的情况,为了能够促使其迅速恢复路线,则应更换为短管。
(二)顶管施工前期准备
        在施工前期,需要做好平面布置工作。在设置平面的时候,包含的内容偏多,如起重、自动控制与注水等。在实际施工环节,要在工作井中设置顶管机和千斤顶。同时,在工作井的侧边,还要添加扶梯,这样才能为所有施工人员的上下来往带来便利及保障。为了避免顶管机进洞出洞导致泥水流失,还需要在顶进的过程中添加泥浆,并合理装置止水设施。
(三)顶管施工工艺
        顶管施工,实则就是采用顶进设备,将一些圆形构造物依次顶入路基,从而形成涵洞或者立体交叉通道,这是一种新兴的施工方法,施工过程繁琐,但是施工效果极其良好,顶管施工前需要明确管段间位置,合理设置接收井与工作井,同时还需要在工作井内安装推力设备,并将导轨上的顶管机头推入到土体,由机器导向,慢慢地向前顶进,最后完成道路铺设工作[2]。
1.顶管井的设计
        顶管井只有“工作井”和“接受井”两大类,但其建造结构非常丰富。工作井结构形式体现为单孔灸和单排孔井,前者主要是矩形的、圆形的以及正方形的,而后者普遍都是矩形。其中,圆形结构受力性能更高一些,而矩形的受力性能则更弱一些。
2.顶管施工工序
        首先,第一道工序就是穿墙,需要把穿墙闷板打开,并且用工具管顶出井外。在这个过程中,需要精心装置穿墙止水设备。具体的施工措施,就是要在墙管内部夯实低强度水泥粘土以及纸筋粘土等,这样便可以发挥稳定的止水挡土效果。为了增强土体稳定性与强度,在工具管穿墙顶时候,需要用“注浆”的方式固定穿墙管,保障其外侧足够牢固。在穿墙过程中,极有可能会出现各种各样的问题,这就需要针对具体问题进行分析,制定有效的处理措施,在闷板开启后,就要立即推进工具管。同时,还要加强穿墙止水力度,以避免穿墙管外侧土体长时间暴露而扰乱水流流变。其次,是顶管出洞。在针对顶管部分进行施工之际,要格外关注顶管出洞这个环节,这是一道必不可少的工序,但在顶管机和管子在工作井中“出土”的时候极易出现问题,所以万万不可忽视这一环节。为了防止管线偏斜,就需要合理应用工具调零,以便能及时纠偏,为后续顶管正常施工做好铺垫。此外,是注浆减阻工序。在顶管施工时,这也是一个极其重要的技术措施。通过注浆,可以形成泥浆保护套,从而发挥支撑作用,避免地面下沉,也可以减少顶进的阻力,防止在顶进过程中出现泥浆流失。最后,是顶管纠偏。何为“纠偏”,实则就是要控制偏离设计轴线的机头,改变其作业方向,从而杜绝出现任何偏差,确保千斤顶与机头都能正常作业。在具体施工时,需要结合测量报表绘制顶进轴向的控制图,并且需要在该表内直接展示轴线顶进偏差情况,以便能为相关操作人员了解纠偏方向带来便利,确保顶管机始终处于良好的工作状态内。
结束语:
        总之,在针对市政给水管道施工之际,要积极引入“顶管施工”技术。在确定工程条件后,该项技术要比开槽埋管技术更具优势。在不断完善市政设施后,地下管道建设工作程序愈加发展,工作量也越来越多了。这就意味着,顶管设计以及顶管施工会越来越重要。在未来,管径越来越大,长度越来越长,有曲有直且种类繁多,终将成为大城市顶管施工的发展走向,理应引起重视。
参考文献:
[1]孟祥伟.市政工程给排水管道中的施工技术探究[J].建材发展导向,2020,18(08):75-76.
[2]姜静.刍议顶管技术在市政工程管道施工中的应用[J].建材与装饰,2019(34):6-7.
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