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污水管顶管施工技术在市政道路排水工程中的应用探讨

发表时间：2020/7/2 来源：《基层建设》2020年第6期作者：周冬明

[导读] 摘要：在城市发展过程中，市政道路排水工程建设是一项重要的基础设施工程，污水顶管施工技术在排水工程技术应用中的应用及关键控制，已引起施工单位和业主的重视。

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        摘要：在城市发展过程中，市政道路排水工程建设是一项重要的基础设施工程，污水顶管施工技术在排水工程技术应用中的应用及关键控制，已引起施工单位和业主的重视。如何合理选择顶管技术，保证顶管施工质量，已成为城市污水排放工程建设中的主要研究课题。有鉴于此，本文对市政道路排水工程中的污水顶管施工技术进行了分析。
        关键词：污水管顶管施工技术；市政道路；排水
        在城市建设过程中，排水工程作为一个极其重要的基础设施，在城市发展中发挥着重要作用。城市污水管道埋藏在地下深处，给施工带来了很大的困难。近年来，顶管技术已广泛应用于污水管道建设，对提高排水工程的建设水平和质量起着重要作用。
        1.污水管顶管施工技术概述
        1.1顶管施工技术及其原理
        就施工原理而言，顶管施工技术属于非开挖施工技术，具体的施工工序如下：首先需要在施工位置挖建工作井，将高压液千斤顶或钢制管道压进地下，污水管道随着顶管顶进设备进入地层以后，即可开展后续的预管埋设工作。该施工技术具备施工范围小、速度快、影响小以及安全系数高等突出优势，因此在市政道路污水施工中有着广泛的应用。与此同时，该施工技术也具备一定的缺点，包括工程造价高以及施工周期较长等。就目前而言，顶管施工工艺具备一定的多样性，其发展日渐趋于成熟。
        顶管施工的平衡理论与气压、土压以及泥水密切相关。在顶管施工过程中，施工技术的适用性是核心问题，因此需要根据施工所在地的实际情况制定施工计划与方案。在正式施工之前，需要对施工所在地进行实地勘查，充分掌握施工场地的地质与环境等条件，在此基础上，结合设计要求以选择出合适的施工工艺与设备，从根本上保障施工质量与进程。此外，工具管的质量直接决定着施工质量，因此在施工过程中，需要使用符合规定标准与要求的钢管或者混凝土管等工具管，上述材质具备优良的耐腐蚀性与抗压性，在很大程度上保障了施工质量与进程。
        1.2顶管工艺及特点
        （1）泥水式推进法，该方法具备一定的优势，主要体现在施工速度快且不间断、地表沉降不明显等方面，同时，该工艺还省去了地基改良以及降水处理等工序。主要借助刀盘掘进机完成具体操作，在施工过程中，需要对顶进速度进行合理控制，以可以平衡正面压力为准，采用循环水平衡地下水压力。
        （2）土压式推进法，该方式省去了对输送设备以及泥浆整理工作的要求，因此在一定程度上降低了施工成本。在操作过程中，需要向切削仓注入混合材料，以平衡正面土压与地下水压力。
        （3）泥浓式推进法，该方法的适用性较高，可以应用于除岩石地质以外大多数的地质环境。其中，因为应用了二次注浆处理技术，因此在施工的同时，可以及时排出顶管过程产生的废弃物，避免设备与地层之间出现过度摩擦，在此情况下，施工效率得以大幅提升，同时，也有利于提高施工过程的安全性。此外，在施工过程中会产生一定的废弃物，为了不干扰后续施工，需要及时将其清除，在进行处理时，首先要对其进行分类，然后再送至地表进行统一处理。
        2.市政道路排水工程污水管顶管施工技术的应用方法
        2.1施工准备
        本工程施工准备方法如下：（1）入场后，应在熟悉图纸、施工位置、顶管接受位置、项目交通情况的基础上，选址搭设临时设施，熟悉图纸，掌握顶进管道的长度，确定管道埋深，了解工程的设计要求，详细分析施工当地的地质与水文情况，为工程施工过程的顺利开展提供保证。（2）测量放线：施工前，施工人员应进行测量放线，后纠正偏差，确保施工数据无异常。本工程中，当管道直径<1500mm时，轴线位置允许偏差为100mm以下，管道内底高程允许偏差为+30～-40mm。如偏差超过该数值，需立即采用工具头自身纠偏法给予纠正。（3）场地平整：测量放线后，施工人员需对场地进行平整，明确施工材料的存储区域。因施工需使用吊车，规划场地时，建议留有吊车的行车空间。针对施工区域小者，应采取其他措施给予处理。本工程施工区域宽阔，无须做特殊处理。

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        2.2工作坑施工
        （1）工作坑开挖。工作坑开挖的方法如下：①工作坑开挖初期，为避免占用施工区域，开挖所产生的土壤，应运输至50m外集中堆放。②本工程的盾构工作接收井为支护+锚杆结构，开挖手段，以垂直开挖为主。③污水管顶坑开挖成型后，需对其深度等参数进行测量，将深度控制在7.5m。护壁成型后，应将其深度控制在5.5m。接收坑成型后，深度应设置为6.5m。④为确保工程安全性，开挖过程中，应进行探挖，发现管线应暂停施工，协商后及时迁改，以便于下吊机械和管节，避免对施工的安全性造成影响。⑤为确保坑内无水，应于顶坑周围设置集水坑，对污水进行处理。
        （2）工作坑支护。本工程中，工作坑的深度为7.5m。施工过程中，应于基坑分层开挖后，给予工作坑支护，以免发生事故。为达到上述目的，本工程采用以下手段，进行了工作坑支护施工：①钢筋锚杆：施工人员应于距离坑底0.5m的区域，设置1.5m×1.0m的钢筋，钢筋长度应视基坑宽度，自2.0m～3.0m中进行调整。②连接筋施工：本工程中，连接筋排数为3排，可有效满足支护需求。连接筋施工完成后，应将其与锚杆焊接牢固。③钢筋网施工：钢筋网施工的过程中，施工人员应首先于基坑底部浇筑20cm的混凝土层。④钢筋网施工绑扎：工作坑支护施工的最后环节，施工人员应对连接钢筋进行绑扎，确保绑扎牢固，后开挖下一层，以免对工程施工的安全性造成影响。
        2.3 设备安装
        工作井上下设备的安装方法如下：（1）设备调试：安装设备前，应确保设备质量无异常，且能够正常运行。为达到上述目的，本工程于设备安装前，对泥水处理系统、顶进构架进行了调试。顶背设置的过程中，工程采用C20现浇混凝土进行了施工，混凝土厚度为50cm，高度为1.5m。（2）设备安装：设备调试完成后，施工人员应对导轨、千斤顶、顶管机进行安装。以顶管机为例：该机械的自身重量、摩擦力，均为影响顶进速度的主要因素。工程需根据理论计算出需求顶力，选用符合条件的顶管机械。为提高施工效率，改善施工效果，工程决定通过2台泵站联合作业的方式，对顶管机进行推动，以满足顶进要求，确保工程能够于工期内顺利完成。
        2.4 管道施工
        （1）管道顶进。管道顶进的过程，为市政道路排水工程污水管顶管施工的重点环节，施工方法如下：①接口密封：为预防渗漏，施工人员应于顶管前，对接口进行密封，继而采用水泥砂浆勾缝，采用纯水泥浆抹内带压光，避免渗水。②顶进：施工人员应根据当地的土质，选择顶进方法。如为干性土壤，则采用人工掘进的方式施工。工程的顶程，应控制在60cm以内。③参数控制：顶进的过程中，轴线、高程均应严格控制，不得存在偏差。一旦发现误差，需立即纠偏。④坡度控制：施工人员应按照管道的设计坡度，对导轨及推进的坡度进行控制，将误差控制在10mm左右，确保工程施工质量达标。
        （1）管外壁压浆。本市政道路排水工程中，污水管顶管施工技术的应用方法如下：①压浆管：压浆前，施工人员应采用直径为50mm的钢管，制作压浆管。管道长度为1.95m/节，间距为30cm。②布置：压浆管制作完成后，施工人员应对混凝土管道的内径进行测量。根据测量结果，对压浆管进行布置。本工程中，砼管道的内径为800mm，混凝土管与混凝土管的连接处，应采用钢片进行焊接，避免导致管道渗漏。③压浆：本工程压浆施工中，压力最大为2.0MPa，最小为0.5MPa。为确保压浆效果良好，应分次进行压浆，使水泥浆能够包裹混凝土外壁，避免存在缝隙，以免诱发导管下沉、裂缝等病害，对工程的施工质量造成影响。
        3.结束语
        在现代市政道路排水工程污水管道施工中，顶管施工技术是一种较新的施工技术，它可以降低施工难度，加快施工工期，促进施工质量的提高。在具体应用过程中，要及时分析和处理可能的影响因素，并在实践中不断创新和完善，使其在排水工程中的应用价值最大化。
        参考文献：
        [1]关永泉.污水管顶管施工技术在市政道路排水工程中的应用探讨[J].建材与装饰，2020（08）
        [2]张宜飞.市政道路排水工程污水管顶管施工技术研究[J].建筑技术开发，2020，47（04）
        [3]沈立俊.市政道路排水工程污水管顶管施工技术研究[J].中国新技术新产品，2020（03）