市政给排水施工中长距离顶管施工技术研究 章颂飞

发表时间:2020/5/15   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:章颂飞
[导读] 摘要:市政给排水施工系统质量的优良与否,直接决定着居民生活质量的好坏。
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        摘要:市政给排水施工系统质量的优良与否,直接决定着居民生活质量的好坏。要进一步提高市政给排水系统的质量,就必需对长距离顶管技术继续深入的研究与实践。基于此,本文对市政给排水施工中长距离顶管施工技术进行简要阐述。仅供业内同行参考。
        关键词:市政给排水;长距离顶管;施工技术
        1 长距离顶管施工影响因素
        市政给排水工程施工过程中选用长距离顶管技术(如下图1所示),一般100m 的距离是每次顶管施工的前进距离。在顶管施工时通常对距离有较高的要求,在长距离顶管施工与普通顶管施工时,应当注意二者之间的明显差异。
       
        图1  长距离顶管施工作业示意图
        在长距离顶管正式施工前,应当对现场情况进行实地考察,对给排水技术的应用进行全面掌控,以此来增强该技术的有效适应性。在施工中应当注意以下制约因素。
        1.1 推力限制
        长距离顶管施工时主要是借助机械设备产生的推力,其中推力、距离之间呈正比例关系。当给排水距离增大时,根据施工情况适当增加了顶管机推力即可。长距离顶管相较于混凝土管而言,钢管自身的摩擦系数相对较小,管道材料关系着推力大小,因此应当加强管控。
        1.2 通风系统
        在市政给排水工程长距离顶管施工时应当注意通风,这直接关系着施工作业人员的人身安全,如上图所示,施工人员需在管道内进行施工作业,通风系统非常重要。如图1,长距离顶管施工作业时,通风系统中的管道施工具有一定的局限性。在具体施工作业时,管道容量受到一定的影响,管内的氧气损耗较大,容量有限的条件下施工人员容易出现缺氧等风险,严重时会危及他们的生命健康。
        2 市政给排水施工中长距离顶管施工技术
        2.1 非开挖顶管施工技术
        随着社会科技的日新月异,高效的经济形态开始展现在人们的视野中,很多情况下,市政给排水施工会用到的是非开挖的施工模式。非开挖的施工模式确有诸多优势,但由于自身基础条件没有达到发展要求,该技术没有得到切实有效的应用,进而影响到了排水施工的进程,导致系统安装环节频频出现缺陷,甚至发生过施工后排水管道无法使用的现象。不过,相关工作人员没有放弃对高质量的追求,开始不断提高自身专业水平,排水施工系统也得到了进一步的扩张,非开挖顶管施工技术在施工过程中得到推广。
        2.2 顶管施工法
        顶管施工法主要应用在施工顶进无钢套管或钢套管中,该施工法的特点是对地表干扰小、噪音小、震动小等。顶管施工法的具体流程:在地面挖两基井坑,在井坑中实施对钢管的安防过程,在通过千斤顶的作用将钢管顶进,推进钢管后,使得钢管穿出工作井预留口,穿出土层到预留井口边缘处,最终从接收井预留口穿出。
        2.3 水平螺旋钻井法
        水平螺旋钻井法依靠螺旋杆的转动的力量,推动钢管至合理位置,再结合管道施工方法,将地表形态保护起来,使其免受施工的破坏,也在一定程度上抑制洪涝时期水土流失等破坏环境的因素发生。水平螺旋钻井法施工过程中的最大问题是准确度的调节问题,如果处理不当就可能造成结果与预期效果出现严重的不符,最终导致工程的整体质量低下。该施工法的优点是对土层和地表的干扰性小,缺点是控制螺旋钻杆方向的难度大,对管道控制难度也很大。
        2.4 通风系统
        管道通风是市政给排水施工过程中比较现实的问题,工作人员在施工过程中极有可能出现氧气供应的不充分的情况,外加管道内时刻在释放着有毒气体,对工作人员的威胁是巨大的。因此,通风换气、提供氧气是保护管道工作人员的生命安全最有效的措施。由此可见通风换气的重要性。绝大多数管道施工过程会采取四种通风措施,即抽风形式、鼓风形式、鼓风抽风以及三种方式的组合方式。
        3 长距离顶管施工技术应用实践
        3.1 工况概述
        以某市政给排水工程为例,随着城市化建设进程的不断加快,城市建设整体规模扩大,该区域范围内的给排水系统亟需改进。通过对该区域的仔细调查,该区的给排水管道铺设长度3.8km,采用的是铺设钢筋混凝土类型的管道,其直径是1600mm,地下埋深为10m。通过地勘调查发现,该区域范围内的道路交通比较复杂,地下管线也比较多,加之给排水管道需铺设的长度较较长,综合权衡各方面的影响因素,最终决定选择长距离顶管施工法进行施工作业。
        3.2 本工程中的顶管施工质量控制要点
        3.2.1 顶管设计
        在长距离顶管工程施工过程中需对管体进行优化设计,尤其要注意以下事项。第一,钢筒设计时应当注意选择合适的钢筒原材料,比如利用冷轧钢板进行施工建设,其厚度应当控制在 1.5mm。在此过程中为确保钢筒质量,避免管道漏水,建议在其两端位置布设插口以及承口环;第二,对钢筋骨架网进行优化设计,并且将其布设在钢筒内外,以免管体遭到损害;第三,管体设计时,应当在钢筒外部位置浇筑适量的混凝土。
        3.2.2 顶管施工技术应用和管理要点
        本工程施工时采用长距离顶管施工技术,无需对土层进行大面积的开挖;在具体施工建设过程中通常采用灰浆喷射法进行操作,该种方法可以有效确保整体施工质量。具体而言,应当对工作沟进行有效控制。第一,根据图纸要求,对工作沟所在的具体位置及其发展等进行准确把握,尤其是开挖与顶管施工所在的位置不能出现太大的误差;第二,应当保证工作沟与实际工况以及施工要求相符。在给排水工程项目施工建设过程中,采用长距离顶管技术进行顶进施工前,需对施工中可能用到的相关设备进行全面检测,保证设备自身的性能及其正常运行;根据施工质量要求,在确定的位置布设导管,以免土或者地下水进入其中。钢管接入施工过程中需严格控制安装位置,保证管道其处于科学合理的位置,然后布设混凝土管。土方开挖之前应当对现场进行彻底清理,然后再进行顶管施工作业。在水平螺旋钻进过程中通常基于给排水工程管道口径进行施工作业,为此需严格按照施工设计要求,将事先准备的钢管置于指定位置,对其科学合理的调整,保证钢管位置准确,再进行顶进施工作业。本工程长距离顶管施工时不开挖地面,在施工中为了能够有效保证施工质量及其安全可靠性,应当注重通风系统的设计和管理。同时,还应当将市政给排水管道整体容量进行严格控制,使其能够在合理范围之内,利用鼓风机、抽风机等进行管道通风。其中,鼓风机的通风效果良好,可将管道内有害气体有效排出来,以此来确保给排水系统中的长距离顶管施工质量及其安全性。顶管加固过程中应当先完成上述施工任务,应当对防治的顶管加固处理,以免因顶管漏水而出现不良问题。进而保证顶管稳固性及其安全可靠性。
        结语:综上所述,伴随城市的不断扩张,地下管网、管线系统也愈加复杂。市政给排水工程是一项与居民生活息息相关的基础设施,如何提高工程质量成为了关键。顶管施工作为一种非开挖技术,无需开挖便可穿越地面建筑物、公路、各种地下管线。为此,在市政给排水工程施工中,必须重视顶管施工技术的应用,提高施工技术水平,规范施工工艺,全面提升工程建设质量。
        参考文献:
        [1]张子钧.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[J].住宅与房地产,2019(15):182-185.
        [2]张国超,朱惠伟.长距离顶管技术在平顶山新城区排水管道工程中的应用[J].建筑技术开发,2019,37(09):157-159+174.
        [3]孟秋生.市政给排水施工中长距离顶管施工技术研究[J].农村经济与科技,2018,28(12):155+157.
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