市政给排水长距离顶管施工技术研究王枫

发表时间:2020/7/1   来源:《城镇建设》2020年3月第8期   作者:王枫
[导读] 市政给排水工程在城市现代化进程中,占有重要的基础性地位
        摘要:市政给排水工程在城市现代化进程中,占有重要的基础性地位,它能够极大的改善人们生产生活的基本条件,在城市化进程不断加快的情况下,多数城市的基础设施建设无法跟上城市扩张的步伐,在有些市政工程建设过程中,采用中长距离顶管施工技术,能够减少因施工破坏给人民生活带来的影响,提高市政施工的便利性,加快工程施工的进度。
        关键词:市政给排水;中长距离顶管施工;施工工艺
        引言: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的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的运行,为人民的生产生活提供便利。
        1中长距离顶管施工技术的优势
        1.1 中长距离顶管施工技术的原理
        中长距离顶管施工技术是在无法满足土方开挖要求的市政给排水施工工程中,采用土压平衡顶管机的作用,进行管道顶进工作,最终完成给排水管道的铺设。其作业过程是在外部动力的作用下,先用旋转切割的方法把土体切削,再根据开挖的土方实际情况,加入粘土浆和清水等,对施工的土层进行改造,以使其能更好地适应地下水的压力和地面压力。
        1.2 中长距离顶管施工技术的优势
        (1)减少对居民生活的影响。采用中长距离顶管技术的施工工程,多是集中在已经完工并投入使用的道路、居民生活区和工况企业附近。采用这种技术,可以只在工程项目的两端和中间部门设置少量的围挡,减少因土方开挖带来的交通和居民出行方面的影响。(2)降低环保影响。传统的土方开挖模式在作业过程中,会带来较大的浮尘和噪声污染,采用顶管施工技术,主要是在地下进行施工操作,在施工过程采用添加粘土浆和清水,可以避免产生大量的浮尘,并且避免噪声污染的产生,其作业过程可以持续性的进行,满足施工过程中的环保要求。(3)提高施工的安全系数。中长距离顶管施工技术,摒弃了传统施工过程中的人工操作为主的工作方式,改善了工人的作业环境,在采用设备进行施工的过程中,只需要技术,人员对施工进度加强控制,极大的提高了施工的安全系数, 在各种工况条件下都能开展工作,拓展了其应用范围。(4)提高工作效率,降低施工成本。随着人力资源成本的提高,市政工程给排水施工工程要求采用更多的机械设备来进行施工,降低人力成本的比例,同时还能缩短施工工期,加快施工进度,从而大幅节约施工成本,提高企业的整体经营水平。
        2长距离顶管施工工程案例
        本文以某城市引水工程顶管施工工程为案例,具体分析其应用过程。
        2.1工程概况
        本工程是某城市三环线附近新建水厂管线引入工程的一个标段,其标段起始部位位于主线路南侧,沿路基部分向西延伸大约3km,向北折向进入水厂。整个工程环境地形平坦,作业环境较好,对当地交通影响可以忽略不计。顶管施工分为6个顶管井,其编号分别为n3~n7,其中n3- n4长度为236m; n4~n5长度为123m; n5~n6的长度为401m; n6~n7长度为398m。顶管使用材料为套管顶管后内铺设DN2400钢管。
        2.2顶 力计算
        本工程的顶管施工工艺采取的是水泥平衡式顶管。顶管施工的总顶力为前端灌入阻力和管道摩阻力相加之和。其中占据主要地位的是管道摩阻力,其受到土层结构、管道的埋深和管径大小等方面因素的影响,对总顶力的大小起到了决定性的作用。
        2.3顶进系统设计
        在本标段施工过程中,设备系统轴向推力为57340kN,所使用的钢管材料轴向允许最大推力为42065kN,依照两个轴向推力的数据确定其最小值为油缸的总推力。油缸采用单独油路控制的方法进行控制,并根据工程进度要求做出实时调整。

在工程进展过程中,要求通过调节油泵压力的方式进行控制,每个油缸的最大顶力允许值为1800kN。
        3中长距离顶管管体的设计要求
        随着给排水施工技术的不断提高,国家对于顶管施工技术的各个环节也做出了相应的要求,并制定相应的规范,以此来确保顶管施工过程中的施工环节能够安全稳定进行。相关部门在施工过程中,需要以这些施工规范为基准,以确保工程质量。
        3.1钢筒
        在顶管施工过程中,要求使用以冷轧钢作为材质的钢简,其厚度要达到1.5mm,在钢简的两端也分别设置插口环和承口环,在进行钢简连接过程中,要采用两层胶圈进行铺垫,保证接口的密封性,避免由于水压过大出现渗漏现象。
        3.2钢筋骨架网
        为了避免管道在使用过程中出现混凝土脱落的现象,在进行中长距离顶管施工之前,需要在钢筒内外两侧分别焊接一个钢筋骨架网。外层的钢筋骨架网需要采用双层设计,内侧的则可以采用单层设计。
        3.3浇筑混凝土
        根据顶管设计使用年限的要求,在必要的情况下,还要在钢简的内外侧进行混凝土浇筑,这样可以有效的减少钢结构的生锈及腐蚀现象的产生,极大的提升管道的使用寿命,同时还能保证输水过程中的质量要求,满足水厂的实际需要。
        4中长距离顶管 施工技术的应用方法
        4.1顶管施工法
        在工程施工前期,技术人员应该做好相关的检查工作,确保设备运行良好,导轨中心线和高度、坡度等技术指标符合规范的要求。在前期准备完成之后,就可以布置工具管导入土体。在初步导入之后,首先要对其进行角度调整,正常情况下偏差值不得大于5mm,高程为标高加抛高数。开挖工作应自上而下进行,以免产生塌方。在开挖过程中,在遇到障碍物的情况下,要先对其进行排除,减少对施工的影响,在开挖程序完成之后,就可以进行项进施工。遇到特殊情况,需要将顶管拉出,完成工况调整之后,再次进行项进工作,直至管体内的泥土被顶出管外为止。
        4.2水平螺旋钻进技术
        水平螺旋钻进技术在施工过程中具有速度快,对地面和土层的影响较小等特点,但是其施工范围具有局限性,只能适用于口径比较小的排水管。在市政给排水施工过程中,多是用于支线流量较小的给排水线路中,其施工执行前,需要向事先预留的井口内投掷钢管。采用水平螺旋钻进技术可以减少管道施工方向的偏差,保证施工位置的准确性,最大程度的减少误差。
        5结束语:
        随着城市人口数量和人口密度的不断增大,对于市政给排水工程的需求量也在不断增加,为了满足城市居民在用水方面的需求,中长距离顶管施工技术在城市基础设施建设过程中,必将被越来越多的部门和单位所采用。做好这方面的技术研究,不仅能够推动城市化发展的进度,而且对于提高市政给排水工程的施工效率和施工质量有着极大的帮助。目前在国内相关行业的发展中,无论是在施工材料还是在施工工艺上,都还与国外先进水平之间存在着较大的差异,这就要求相关的从业人员在施工过程中,做好相应的技术研究,从各个方面入手,加强整体的工程质量控制,为中长距离顶管施工的技术进步、安全保障和成本缩减等做出贡献,为促进相关行业的科学发展做出贡献。
        参考文献:
        [1]张安昆.市政给排水设计中输水方式的选择及管网分区探讨[D].居舍,2019 (13):189-190.
        [2]陈强.海绵城市理念下的市政工程给排水规划设计研究[J].居舍,2019(12): 87.
       
       
       
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