长距离的顶管技术在市政给排水施工中的应用

发表时间:2021/9/2   来源:《建筑实践》2021年40卷第11期   作者:张家毓
[导读] 提高整体工程的质量,确保城市给排水系统更加科学地运行,为人民的生产生活提供便利。

        张家毓
        深圳市利源水务设计咨询有限公司 广东深圳 518031
        摘要:市政给排水施工工艺在现代城市市政工程中,应用的层面和数量不断增多,其涉及内容较多,对施工人员的技术要求也不断加大。由于具体施工工程的不同,其面临的技术要求也是多种多样,做好市政给排水施工过程中中长距离顶管施工技术的研究,能够更加合理和完善地解决给排水施工过程中带来的污染问题和交通影响等问题,提高整体工程的质量,确保城市给排水系统更加科学地运行,为人民的生产生活提供便利。
关键词:长距离;顶管技术;市政给排水施工
引言:当前发展阶段,市政给排水工程影响到现代城市化的进程和发展,也关乎人们的生活质量,因此加强对其研究有着重要的现实意义。从施工的技术层面来讲,给排水施工项目工程所涉及的内容比较多,工种相对复杂,这就对施工的工艺和技术提出了更高层次的要求。因技术方面的限制,给排水施工面临重要技术难题,也会对城市环境和道路等造成污染,影响城市交通等,而长距离顶管施工技术能有效解决这些问题,为城市给排水工程项目的施工技术带来新的参考,能提升施工的质量,也能确保城市给排水系统的正常运行,因此具有重要的探讨价值。
        1    顶管施工技术概述
        1.1基本概念
        所谓顶管技术,是指借助顶推装置,将管道在地下逐节顶进的管道施工方式,管道铺设之时无需进行沟槽开挖的一种技术。与开挖沟槽的管道铺设技术相比,顶管施工技术的优势在于不需要开挖沟槽,减少对地面及周边建构筑物的扰动,且当管道埋深较大时,可有效降低工程投资。一般工程应用中,一次连续顶进距离大于400m以上时,可称为长距离顶管。
        1.2应用优势
        顶管施工技术的主要优势体现在:
        (1)顶管施工不影响公路、铁路交通,避免对地形地貌的影响,从而避免开挖施工对交通的干扰和居民生产、生活的影响,且对周边建、构筑物基础环境影响小,有效降低噪音和空气污染。
        (2)大幅缩减开挖施工的地下土方作业工程量,加快了工程施工进度,缩短了施工工期,综合施工成本低,是地下管线施工的一次技术革命。
        (3)在开挖施工难以进行或根本不允许进行的情况下,非开挖施工技术的采用使管线施工成为可能,并且可保证管线设计管位尽量最经济合理。随着城市基础设施的日渐完善,城市地下工程管线逐渐增多,也越来越复杂,在市政工程施工中,这些地下管线比较容易受到影响,进而影响人们的生活。灵活运用顶管施工技术可有效提高管道施工的可行性,降低工程投资。
        2长距离顶管技术的优点
        2.1长距离顶管占地面积小
        长距离顶管与其他顶管相比,其显著特点就是占地面积小。因此在市政给排水施工中应用长距离顶管很大程度上减少对于长距离顶管安装周围地域环境的影响。因为市政给排水施工的施工地域必定在城市内部,且多在交通干道之上,那么安装长距离顶管就可减少市政给排水工程施工对城市交通的影响,在很大程度上避免市政给排水工程施工造成交通堵塞。
        2.2长距离顶管施工产生的渣土较少、成本更低
        施工产生的渣土少,成本低也是长距离顶管在市政给排水施工中的特点与优点之一,因为长距离顶管与其他排水管道相比,不需要大规模的开挖施工地段,能在很大程度上减少给排水施工产生的渣土。在这个意义上,由于渣土的面积减少与开挖工量的降低也会节省挖土机、推土机的工作量及渣土运输的工作量,因此能降低给排水工程施工的成本。


        2.3长距离顶管能减少污染、提高工效
        长距离顶管技术在市政给排水工程中符合绿色环保这一理念,与传统的市政给排水施工技术相比,在很大程度上减少了对于城市环境的污染。这是因为传统的暗挖技术,需要通过多次的泥浆灌注才能稳定住市政给排水工程中所运用的普通水管。而长距离顶管技术的泥浆灌注工作都是同施工一起进行的,且不需要重复的泥浆灌注就可以稳定住市政给排水管道,因此,长距离顶管技术所运用的泥浆更少,能通过这种方式有效减少施工时长与施工成本的同时,减少对周边环境的污染。
        3    市政给排水中长距离顶管施工技术的应用分析
        3.1水平螺旋钻进技术
        在长距离顶管施工环节,水平螺旋钻进技术是一项必不可少的内容。此技术方法优势在于能够大幅减小在进行长距离顶管作业时对地表所产生的扰动,防止出现土层被破坏的情况。同时水平钻进技术一个重要特点就是目的性很强,通过使用螺旋钻杆,可以轻松把钢管推入到预留井里面。然而需要注意的是尽管水平螺旋钻进技术使用比较广泛,然而其对于市政给排水中长距离顶管施工有着很大的要求,比如一般只适用于小口径的给排水管道当中,主要是为了防止管道顶进过程中出现的各种偏差,同时也可以有效减少水平钻进技术对整个管道行进方向产生的影响,因而可以保证长距离顶管可以保持相当准确的预定位置。
        3.3泥水平衡顶管技术
        泥水平衡顶管施工法的原理:使用送水泵将浓度合适的泥水送至挖掘面,再利用压力调整阀及调整排泥泵转速,对进水压力进行调整,使其与地下水压与土压能够保持平衡,如此,掘进机刀盘就可以在平衡压力状态下运转,能够有效提高挖掘面的稳定性,避免地面沉降与隆起现象的发生。在泥水平衡顶管施工过程中,一般会利用挖掘机挖出两个坑井,安放钢管,接着利用顶推机械或者是千斤顶将钢管推出,使得钢管穿越土层到达接收井预留口的边缘,最终穿出预留口,从而完成顶管的施工。这种施工方法快速、不中断,与其他施工方法相比,具有一定的优势。同时,在泥水平衡顶管施工法中,不需要进行降水处理,也不需要改良土质,施工结束后地表沉降量比较小。
        4    长距离顶杆施工技术施工具体应用过程
        (1)施工前的准备。在施工前期,需要对整个施工现场进行全面的调查和分析,了解施工现场的布置,如设施设备、管材等材料的安置,控制系统的建立等,都需要做全面地了解,熟悉整个现场环境,因为施工中所用的设备比较多,因此需要保持现场的井然有序。
        (2)顶管施工的设备分析。顶管施工所处的施工环境多是黏土层和淤泥沙土,管道的直径多是800mm之上,施工中需要用到千斤顶、起重机等一些较大型的施工设备,还包括一些常用的辅助设备,如电焊机、水泵、全站仪等。在整个施工中,需要提前准备好这些设备,并将设备布置在准确的位置,保证其能正常运行。
        (3)顶管施工的关键工序。首先是顶管出洞技术,主要是用顶管机从工作井中破出进入土中,先把工具管进行调零,然后在工具管井壁上放置支撑设备,这个过程中需要在工具管试用期内,预先设定初始角;其次是注浆减阻,主要是减少地面沉降的发生,一般是在管道空隙中注入压注触变泥浆,从而形成保护套,对地层起到支撑的作用;最后是校正顶进偏差,要将偏差控制在一定的范围内,一般不能超过10cm,校正需要确保精确性。
结束语:
        总而言之,市政给排水施工作为城市基础设施建设重要环节,长距离顶管施工技术的应用优势显著,对土层破坏性小、适用于各种复杂环境、工程量小,能够确保城市道路交通顺畅,为施工的顺利进行创造条件。所以,加强长距离施工技术保护具有重要作用,在实际施工中做好各环节控制,加强现场安全监督管理,这对市政排水工程的运用有现实意义,为人们生活、交通运输提供便利条件,推动城市化进程。
参考文献:
[1]周子健.简析长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用[J].装饰装修天地,2019(9):159.
[2]宋书磊.浅谈长距离顶管施工技术在市政给排水施工中的应用[J].环球市场,2018(11):226.
[3]顾雪飞.市政给排水工程中长距离顶管施工技术措施的应用研究[J].环球市场,2019(35):297.
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