解析市政道路中的污水管顶管施工技术

发表时间:2018/9/6   来源:《建筑学研究前沿》2018年第11期   作者:叶强
[导读] 顶管技术是指在市政施工中应用的一项非开挖掘进式顶管技术。

摘要:当前,顶管技术的市场前景和现代化建设进程具有紧密的联系,这为顶管技术的高速发展提供了有利的条件。目前,我国地下管网系统逐步成熟,为避开现有密集管网系统,大城市管线不断加大埋设深度,进而增加了开挖的成本,这种情况下,顶管技术的应用具有显著的优势。在市政污水管施工中通过对顶管技术的改进与完善,可以提高污水管道施工的技术水平与施工质量,提高设施利用率,防止浪费等情况的出现。
  关键词:市政道路;污水管;顶管施工技术
  
  
  1.顶管技术的概况
  顶管技术是指在市政施工中应用的一项非开挖掘进式顶管技术。这项技术的优势为对施工附近环境不造成影响,施工不需要较大的场地及噪音污染小,并且能够深入地下作业。其缺点为施工具有较长时间、较高的工程造价等。顶管施工技术原理为工作井设置在垂直地面,随后选用高压液压千斤顶进行施工,向地下顶入水泥与钢制管道。现阶段。在顶管施工中最常见的平衡理论有三种,气压平衡、泥水平衡及土压平衡。因施工现场地质情况、施工条件及设计要求等有所不同,选用的顶管施工方式也有所不同。因此,市政道路污水管道施工中,必须重视顶管机与配套辅助设备的选择,才能提高施工技术水平。
  2.顶管施工要求及工艺特点
  2.1顶管施工要求
  在进行管道顶进施工前,首先要对所需设备进行统一检查,保证其在施工过程中的良好工作状态。为了方便顶管顶进,在顶管过程中可以采用触变泥浆施工法,即在管道顶进的过程中压入泥浆来减少顶管顶进的阻力。触变泥浆施工法采取先压浆后顶进,少量多次的原则。其要求为:选用L150型号的压浆泵,压浆压力需保证在0.1~0.2MPa的范围内,而且泥浆的质量配合比为水:碱:膨润土=1:0.02:0.4。顶进结束后用水泥浆置换泥浆固定顶管,进而保证顶管的稳定性。在整个顶管过程中,最重要的就是顶管顶出洞口的环节。此外,在穿墙管顶进过程中通常采用深层水泥搅拌法对穿墙管前方2m范围内的土体进行加固,以保证穿墙管能够顺利顶出。
  2.2顶管工艺及特点
  ①泥水式推进法此种工艺使用刀盘掘进机,以顶进速度平衡正面压力,以循环水平衡地下水压力。具有施工不间断和施工速度快,无需进行地基改良和降水处理,而且地表沉降不明显的特点。
  ②土压式推进法通常使用多刀或单刀盘土压平衡掘进机。此工艺通过在切削仓中注满混合材料来平衡正面土压力和地下水压力。在推进施工中不需要使用输送设备,不需要整理泥浆,节省了一部分施工设备费用。
  ③泥浓式推进法此技术中使用的二次注浆处理技术可以在很大程度上降低地层与设备之间的摩擦力,将顶管中的废弃物顺利排出,有效地提高了施工的效率,适合在长距离顶管推进施工中使用。此外,在处理地下土、砾石等废弃物时首先需要对其进行分类处理,然后再送到地表进行处理。泥浓式推进法适用于除岩石地质之外的全部地质,适用性极强。



  3.某城市道路中污水管顶管施工技术实例分析
  某城市道路是一条南北走向的城市次干道,中间与多条道路相交,现场地形略有起伏,该道路全长1612米,污水管道埋深均超过6米且地下水丰富。下面,本节就该工程中污水管的顶管施工技术进行分析。
  3.1主要设备安装
  ①导轨安装:导轨采用钢轨与型钢焊接,导轨长2×4m,两条导轨顺直、平行、等高。导轨安装在工作井内砼垫层上,安装牢固,以保证在管道顶进时不发生位移;导轨安装的轴线偏差≤3mm,顶面高程误差控制在0-3mm,两轨内距误差为±2mm。
  ②千斤顶安装:采用2台300t千斤顶,千斤顶安装在稳定牢固的支架上。千斤顶的轴线与管壁重合。
  ③工作机头安装:采用泥水平衡机械纠偏式工作机头,直径大于钢筋砼管外径20mm,以减少管材与土壁之间的阻力,以利于注浆(根据需要)。工作机头与第一节砼管间采用胶圈接口。
  3.2管道顶进
  ①开始顶进前要对全套设备进行试运转,以确认设备的完好性,对导轨及管道的轴线、标高再次进行复测,确认无误后方可开始顶进。
  ②前5节管道顶进时每进尺0.5m测量一次,10m内的轴线偏差不大于3mm,高程差±0-3mm。超过规范允许偏差时应及时纠偏。
  ③管道顶进时应在相邻管端之间加设垫木,垫木厚不小于10mm。
  ④管道接口时应认真检查F型钢套环和胶圈质量,不合格产品不得使用。
  3.3管道顶进测量
  因单次污水管顶管顶段均较长,井内测量时需用长边控制短边,要求测量精度高。测量仪器采用J2激光经纬仪。测量时采用盘左盘右闭合测量,以抵消仪器差。水平测量正常情况下用激光经纬仪光束控制,在每顶进20米用水平仪在管道内复核一次。复核时前视、后视距离应尽量相等以抵消仪器差。具体工作如下:
  ①将管道的轴线及水准点引进工作井内,控制导轨及千斤顶的安装。
  ②设备安装完成并试运行后,在工作井的后部中心位置设置并固定测量架,以测量监控顶进过程。
  ③前五节管道顶进时每进尺0.5m测量一次轴线和高程;正常顶进后每顶进2m—5m测量一次。
  3.4管道接口
  ①管节接口主要由外套环(钢套环)橡胶止水带和软木衬垫组成。钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形,接口不损坏,以确保管节在对接过程中,橡胶带不移位、不翻转,确保管节的密封性。同时,钢环套在进场前还必须做好防腐处理。
  ②橡胶止水带应保持清洁、无油污,并存放在阴暗处,防止老化。施工中,将橡胶止水带用强力胶水粘贴于混凝土管口凹槽处,并粘贴牢固,在管节对接前涂无腐蚀性润滑油以减少摩阻,防止止水带翻转、移位和断裂。
  3.5顶进纠偏
  管道顶进发现偏差时应及时纠偏,管道纠偏过程采取偏差纠偏的方式。分次纠偏,不得猛纠硬调。纠偏油缸行程控制在50mm内,以防止工具管与管道脱离。纠偏需做到勤测勤纠。
  3.6管材的运输及吊装
  管材由供货厂家进行运输,管材运到现场后可利用运输车自带吊机卸车,将管材均匀排列在堆管场,尽量不要累加。堆管场设置在工作井边,铺设一槽钢及滚杆,利用人工将管材滚至工作井边;采用小型吊车进行。吊装作业前必须对吊装设备委托有资质的单位进行检测,检测合格后方可进行使用,在使用期间内对吊车进行定期检测;吊车操作人员必须经过考试取得资格证书后才能上岗操作。
  3.7动力配电
  本工程污水管顶管设备总电力需求为40kw/h。每个工作井附近安装一个总电力配电箱,总配电箱下端由电工自行接线安装。接线应符合有关规范要求,三相五线制。
  结束语:综上所述,顶管施工技术是市政工程中的一种非开挖技术,是一种安全、高效、环保、便捷的市政工程施工方法,在市政道路污水管顶管施工过程中必须重视其施工技术要点,不仅可以最大限度地提升市政道路施工的质量,还能延长工程的使用周期。
  
  参考文献
  [1]司旭安.市政道路污水管顶管施工技术[J].中华民居.2013.
  [2]李静,郭继红.浅析污水管顶管技术在市政道路施工中的应用[J].山东工业技术.2014.
  [3]江东胜.浅谈顶管技术在市政污水管中的应用.中国科技博览.2011.

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