市政工程顶管施工技术探讨

发表时间:2018/7/25   来源:《建筑细部》2018年1月上   作者:刘艳艳
[导读] 本文主要结合实际,对市政工程施工中顶管施工技术的运用进行了相关探讨,希望对这方面的工作有所助益。

西安市市政建设(集团)有限公司  陕西  710054
        摘要:在市政工程建设中,管道工程是一项重要内容,其的施工质量直接关系着市政工程的整体施工质量。不过,传统的市政管道工程施工方式在人力和物力上的耗费较大,并且还容易影响到城市环境及城市文明。所以,后来我国又逐渐引进了一种国外先进的市政管道施工技术——顶管施工技术。本文主要结合实际,对市政工程施工中顶管施工技术的运用进行了相关探讨,希望对这方面的工作有所助益。
        关键词:市政工程;顶管施工技术;探讨


        引言
        当今时代,由于科技的日益发达,市政工程施工建设水平也日益提升。市政工程的建设无疑关系着整个城市的建设发展,所以每一项市政工程项目都十分重要。而在市政工程中,管道的开挖铺设一直都是重点内容之一,其对施工技术的要求很高。国外发达国家在市政工程管道施工中早已普及了顶管施工技术,这是一种十分先进的管道施工技术,其最大的优势在于不用开挖地面。但我国对该技术的使用较晚,还需进一步对其技术要点进行实践和探讨。
1顶管施工技术简介
        顶管施工技术是一种非开挖的管道施工技术,目前,这项技术多被用于地下管道、线路以及电缆等的施工。不过,顶管施工技术虽然在施工过程中不需要开挖地面,但这并不代表着其完全不需要开挖,实际上在施工前还是要开挖工作沟的。城市中有很多重要建筑、文物古迹或者或商业繁华街道等,是不能轻易前移及实施开挖的,所以很难通过开槽埋管或者空中架线的方式来铺设管道;还有些城市中原有的地下管道线路非常复杂,以往的图纸也不好寻找,所以若想再实施新的地下管道铺设往往无据可依;再就是如今随着城市建设水平的不断提高,城市中的一些桥梁、街道等工程也十分复杂,在这些地方采用人工开挖管道的方式也非常麻烦。而对于以上这些情况,均可以利用顶管施工技术来解决。
2市政工程施工中顶管施工技术的运用
(一)施工准备
(1)场地环境勘察
        在顶管施工之前,首先要对施工的场地环境进行勘察。其一,现场车流和人流量的多少、交通拥挤程度等,都是影响施工的重要因素,要在了解这些情况后在施工现场放置指示牌,以提醒行人该地在施工。其次,要勘察施工区域的地下管网情况,包括原有的给排水管道、煤气管道、电力管道等,据此来设计施工方案,以免对原有地下管网造成破坏。其三,要调查施工区域周边的建筑基坑情况,了解其桩基深度、距离等等,以免施工对周围建筑物造成影响。最后,还要重点考察施工场地的土质情况,若存在不适宜施工的疏松土质,应先进行一定的处理后再开始施工。
(2)施工前设计
        在顶管施工之前还要对工作沟和顶管线路进行合理、详尽的设计。一般工作沟在能够满足施工要求的前提下越少开挖越好,并且很多地区受周围综合环境的影响及设备条件的制约,本身也不易开挖过多的工作沟,所以总体来说以减少工作沟的挖掘为原则,这样也可以节省人力和物力。顶管线路的设计应尽可能避开周围的深桩基建筑物和土质不利于施工的土层,以保证施工安全。
(二)施工步驟
(1)工作坑沟开挖
        在顶管施工之前,首先要开挖工作沟,然后当工作沟中的水位降到一定程度(一般是低于基底0.5-1米)后,才能够顶进。在工作沟的开挖过程中,必须要做好安全防护工作,安全问题永远是最重要的问题。必须要提前将排水系统做好,开挖时会使用到专门的挖掘机械,此时要禁止不相关人员靠近,以免发生危险事件。在具体的开挖过程中,首先要制作后背版和工作底板,为了确保其的平整度,一般还需要运用到方格网控制高程的技术。具体的方法是,先在混凝土中埋入16mm直径钢筋头,分成2.5m的方格网来控制高程,按照点来进行找平,之后再以水泥砂浆抹面、整平,即完成了工作底板混凝土灌注。还要注意底板的顶面必须是斜坡,前边高、后边低,两侧要设置方向墩,管身则放置在工作底板上。
(2)设备安装
        在安装设备时,需要根据实际的顶进力度,配备合适的千斤顶。在安装之前,还要先对千斤顶进行仔细检查,确保其无异常状况后再进行施工;其次还要检查液压元件,保证其运行的可靠性;再就是要认真检查工作坑中的预制设备。另外,还要合理调整溢流阀压力。
(3)顶进步骤
        在整个顶管施工过程中,试顶是一项必要的工作。试顶时必须要在每个测试部位都安排专人进行监测看管。


油泵开启后,要定期停泵观察,一般是在油压每升高5-10MPa时停泵观察。正式顶进之前,要先认真检查所有的相关设备,并进一步对之前已经勘察过的事项再进行一次检查,确保一切没有问题后才能够进行顶进。顶进的主要步骤是:安装顶铁,启动油泵,开始顶进,达到计划距离后顶进完毕。
2.3管井降水施工
(1)施工工艺流程。
        放线定井位→挖泥浆沟(坑)→钻机就位→成孔→回填井底砂垫层→下井管→填滤料→封井→洗井→安装排水管→装泵→抽水→水位监测→降水井正常工作。
(2)施工方法。
        管井井径为600,一径到底,井管为300无砂混凝土管。由于④层含水层为细砂,为防止细砂流入井管中被抽走造成沉降,故针对各段情况对④层细砂层位置井管外缠双层60目尼龙砂网,④层以上外缠单层60目尼龙砂网。井管与井壁填2mm~4mm水洗豆石,豆石填至地面下2m,必须保证豆石填埋高度,1m以上则用粘土填实。对管井采用空气洗井法,水泵间隙抽水直至抽通为止,达到水清砂净。
(3)降水前准备。
        根据图纸上的管线位置,对拟建场地降水管井位置处进行平整、清理。开挖泥浆坑和泥浆沉淀排放沟。
(4)钻孔。
        钻机按照管井中心位置就位、施钻。钻井采用泵吸反循环钻机,自造浆护壁。钻探施工达到15.5m,钻孔深度比管井深度深0.5m。
(5)管井安装。
        检查水泥砾石管无残缺、断裂和弯曲现象,并检查井孔。水泥砾石管要用竹片夹牢、绑紧,防止弯曲或脱落。水泥砾石管井要加井盖。
(6)洗井。
        由于降水井分布集中,连续钻进,及时进行洗井,不得搁置时间过长或完成后集中洗井。安装前进行洗井调整井底泥浆的重度,洗井方法为,填入滤料后,应及时洗井,当井内泥浆清除后,先用活塞洗井器洗井,再用压缩空气洗井,采用空压机气举法,要从井底逐节,逐层吹洗,将井底泥砂吹净,洗出清水为止。
(7)设备安装。
        降水井内安装潜水泵装好后,立即进行试抽水。根据出水量的大小,可以掌握基坑涌水量大小,以及井的效果,并及时来调整泵的型号。潜水泵用钢丝绳吊在井内,水泵在井下的入水深度以动水位1m~5m,根据出水量及降深调整置泵位置,直至达到降水要求。
2.4顶进施工。
        ①顶进前检查设备、测量高程中心及排水设施等,具备条件后,方可进行顶进。拆除钢木支架洞口处工字钢,并保证上方支撑稳固。②为防止土方坍塌,确保顶管质量,在首节管前端安装管帽,将管帽项入土中后便可在帽檐下挖土。③首节管顶进高程及中心位置是保证以后顶管质量的关键。初始顶进5m~l0m范围内,增加测量密度,要缓慢进行,防止管子上下、左右摆动,增大顶力,影响质量,出现偏差进行纠正时。首节管允许偏差为:轴线位置3mm;高程0~+3mm。④管前挖土长度:土质良好,在正常顶管地段,可超越管端30cm~50cm,并随挖随顶;在土质不良地段,开挖超越管端距离,不得大于30cm。在正常项管地段,管顶部位最大超挖量控制在1.0cm左右,管底部位135°范围内不得超挖,在房屋及道路下等不允许土层下沉的顶管地段,管子周围不得超挖。⑤顶进作业时,禁止进行工作坑内的垂直运输;进行垂直运输时,禁止顶进作业。⑥顶进过程中要加强测量复测,首节管每顶一镐测一次中线及高程,随时纠偏,在顶迸一根管后要求每50cm测量一次中线及高程,并做好记录,交接班时必须复测上一班的高程及中线。全段顶完后,及时对管道进行中心、高程的验收。⑦每班均填写施工记录。施工记录包括项进长度、顶力数值或油泵压力表数值、管位偏差及其校正情况、机械运转情况、土质水位变化以及出现的问题和应注意事项。交接时将施工记录向下一班交接清楚。
        结语
        改进和完善顶管技术在市政污水管道中的应用,有利于保证污水管道施工的技术和质量标准,做到设施利用率高,避免浪费;加强市政污水管道工程施工管理力度,使工程施工趋于成熟、规范、科学、合理,有利于提高管理水平,降低工程成本。因此加强对顶管施工技术的深入研究具有十分重要的意义。
参考文献:
[1]张志勇.复杂环境下大截面矩形顶管施工管线保护技术[J].施工技术,2011(10).
[2]胡讯华.大口径自来水管道施工中顶管技术的选择[J].中国给水排水,2011(4).
[3]赵剑伟.顶管技术在市政工程中的应用研究[J].价值工程,2011(7).

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