摘要:市政截污工程技术管理人员要想妥善处置工程进行前拟定的针对各种状况出现的应急预案,达成市政截污工程项目建设中现场顶管施工技术的控制与管理的预期目标,必须将顶管施工工作的技术重点和难点了然于胸。与此同时,还要充分结合现场的实际情况,对顶管施工技术管理能够做出实时调整,在构建健全的工程技术管理体系的基础上,加强适应顶管施工技术管理发展的现实需要,为顶管施工技术在市政截污工程项目建设中的管理与控制能够得到强化产生积极的影响和决定的作用。
关键词:市政;截污管道;顶进;施工
工程概况:本工程为盐步污水收集系统(三期)工程西南片区截污管网工程(黄岐段),本工程造价约5866万元。本工程包括十五个子项:中南路污水主干管管线、潘阳路污水主干管管线、渤阳路污水主干管B段管线、洪湖中路污水主干管管线、北村公路污水管A段管线、九村路污水管管线、北村公路污水干管C段管线、新世纪大街污水干管管线、中北路污水干管管线、西湖路污水管管线、北海路西侧污水管管线、华海路污水管管线、横江村污水管管线、北村公路污水管A段管线、渤海路污水管管线工程。开槽施工段管径为DN500-DN600,顶管施工段为d800-d1000。施工内容有污水管道,路面破除,修复等。
一、在市政截污工程中顶管施工技术管理措施概述
1.1做好工程图纸测绘和对施工方案细化工作
市政截污工程项目施工前要本着实事求是的原则对工程图纸做好测绘,使工程进行能够有据可依。通过集思广益的反复审视,对工程图纸中发现的不科学之处要在第一时间更正和健全。在设计图纸时,要参照工程现场的各项因素,尽最大努力设计出最佳图纸。
混凝土的质量决定着市政截污工程的质量,也是整体工程的安全保障。鉴于此,处理混凝土必须运用科学的管理和施工技术,来确保市政截污工程的质量安全和作业安全。科学有效的施工方案是市政截污工程施工进度的决定因素。所以说,在测定绘制好工程图纸后就要拟定科学合理的各项应急方案,只有如此,才能够为市政截污工程施工顺利进行提供安全、科学的保障。工程造价成本,工程工期,工程质量,工程施工结构与施工工艺等这些都是应该在市政截污工程图纸测绘、应急方案等具体工作考虑的范围之内。
1.2做好施工材料和施工设备的质量控制
确保工程进度,提高工程材料利用率,制订并执行完善的市政截污工程材料管理体系,通过科学的材料管理和控制最大化提升材料分配和使用效率。在市政截污工程开工之前要对工程材料进行充分的界定,对材料的型号、规格、功用等属性要做到分配合理,尽量做到“物尽其用”。在降低市政截污工程材料成本前的同时,还要确保市政截污工程施工进度。只有对市政截污工程材料管理体系进行完善和健全,且依据执行之,才有可能高效科学地达成市政截污工程目标。
1.3强化工作人员的安全意识,提升施工人员的综合素质
“安全第一,预防为主,综合治理”是我国的安全工作方针也是安全文明生产的指导思想。在市政截污工程施工进程中,也要把安全管理工作作为头等大事来抓。无论是参与工程的员工人身安全还是工程质量安全都要确保其无懈可击。因为市政截污工程建设与经济、行政、技术等各方面内容有紧密的联系。
优良的团队执行力和高素质的综合能力直接决定着市政截污工程的施工进度、质量等各项考核指标的达成。在市政截污工程施工进行时,要保证对市政截污工程整体质量管理体系进行不留死角地有效控制。
当下,只有持续推动市政截污工程建设水平的发展和进步,在不断强化市政截污工程人员的安全意识,规范其岗位技术操作规程,才能够为工程进度的有效达成起到积极作用。在建立科学规范的选拔机制基础上,建立一支专业技能水平高、综合素质能力强的市政截污工程人员队伍,确保在第一时间内能够有效处理好施工项目中出现的安全、质量、技术等各种问题。
1.4充分考虑施工季节的技术措施
自然气候是影响工程项目进度的关键因素之一。在雨季来临之前,市政截污工程项目要集中建立给排水系统,健全集水和排污系统,确保施工场地中不会因为集中过多雨水而和影响工期。如果在雨季来临之前,工程没有竣工,在施工的进行时中,必须充分利用天气预报等科学手段,随时随地掌握好气象动态,在确保雨天不施工的情况下,做好防雨、防水工作,所谓的“未雨绸缪”,将防雨、防水的覆盖材料和应急材料提前准备好,确保万无一失。
二、顶进施工技术的应用
2.1顶进施工的施工前准备
截污管道一般采用螺旋缝隙埋弧焊钢管,进场前需要查看相关厂家的合格证与焊缝超声波检测报告,保证材质符合相关规范要求,焊接符合《现场设备、工业管道焊接工程施工规范》(GB50236-2011)以及《给水排水管道工程施工质量验收规范》(GB50268-2008)的相关要求。然后再钢管上涂刷防锈底漆两层,面漆四层。在截污管道的施工过程当中,一般施工人员会对管道进行踩踏,因此管道的管径一般要大于500mm,顶管的长度应当根据地勘报告当中的地质情况进行设计。
在施工当中使用比较长的管道可以减少安装顶管的技术,缩短施工工期,但是在推进的过程中,直线的调整是比较麻烦的,一旦顶进的位置出现偏差,后期对其进行矫正就比较困难。使用短管可以再一定程度上避免顶进路线发生偏移的问题,施工中的操作性也比长管要好很多,但是由于需要进行多次装管,不够经济。在施工之前需要对施工的设备进行精心的准备,经常使用的设备包括千斤顶、高压油泵、顶铁、运土设备等。设备的状态应当保持在最佳状态,设备型号的选用也应当根据现场施工情况进行,比如千斤顶型号的选择,取土机型号的选择等。除此之外如果现场能够进行良好的安排,也可以提高施工的经济型,加快施工速度。现场平面的布置包括起重设备的位置、注水系统的位置、材料堆放的位置、管片堆场与弃土坑的位置、料具间等。
2.2顶管施工工艺
截污管道顶进施工的施工工艺就是用千斤顶把事先制作好的构造物顶进图层中,形成施工作业所必需的涵洞或者通道,然后进行管线的布置。在施工中,首要的就是要开挖好施工管段的工作井与接收井。工作井与接收井开挖完成之后才能够进行顶管的施工,顶进施工由顶管机头进行操作。为了保证顶进施工的顺利进行,工作井必须有足够的空间保证顶进设备的运行,顶管井需要结合工程的具体情况进行合理的规划与布置。工作井与接收井通常采用钢筋混凝土结构或者采用SMW工法井,采用哪一种井要根据不同的地质条件进行选择。如果施工地质条件比较差,则可以采用在井体内部增设径向支撑的方法增强井体的刚度,防治施工中发生坍塌以及恶劣地质环境对井壁造成压迫等现象。工作井的设置与排列应当采用合理间隔的方式,或者在工作井与接收井之间设置检查井,方便对顶进施工的方向与位置进行调整。截面不同的工作井承载能力也不一样,所以工作井通常需要根据不同的地质条件与承载力选择合适的截面形状。工作井分为单排孔井与单孔井两种,单孔井一般采用的截面形式为圆形,因为圆形的管壁承载能力是最强的,其次管壁承载能力最强的就是正方形。矩形管的承载能力最弱,施工之前需要插入部分钢板桩或者H型钢。
2.3顶进施工的施工流程
截污管道顶进施工的流程就是先开启穿门板,顶出工具管后,设置好穿墙的设备,对穿墙设备的方向与位置进行调整。在穿墙施工当中,可以把穿墙管道内部封填低强度的水泥黏土拌合填充材料,当管道密实以后就可以有效地防止管道泡水。再穿墙穿孔时,需要再穿墙管外部进行注浆,使得穿墙管的强度得到保证,防止由于穿墙管的强度不足,再顶进施工中造成损坏。施工时应当高效利用穿墙管防水性能良好的时期,进行迅速推入施工,在穿墙的过程中,应当做好隐蔽工程验收记录。
顶进施工过程中,有一些环节是比较容易出问题与发生事故的,比如顶管出洞的环节。在下管之前应当对顶管的外观质量进行仔细的外观检测,检查合格以后才能够对顶管进行起吊操作。外观质量的检测包括对管壁的检测,查看管壁是否有坑陷或者鼓泡的情况出现,也应当查看管身是否有磨损或者纵向裂缝,其次应当看管壁是否平整光滑,端面是否平直。当外观质量检测合格以后,才能够采用起重机械进行试吊操作。基坑内的导轨安装完毕进行检测,保持稳定之后可以进行下管操作。在下管操作的工程中,施工人员应当注意管子与人员之间的安全距离。进行下管操作的时候,工作坑内不允许站人,防治工作人员出现安全事故。当下管操作完成,管身稳定后,工作人员才能够进入基坑内查看安装是否合理,质量是否符合规范的要求。
安装合理后应当进行顶进操作,其中,最重要的是第一节管的顶进施工。因为第一节管的顶进方向与顶进的高程直接关系着整个顶进施工质量的好坏,因此必须予以重视。顶进过程是整个顶管的施工技术中的重点,主顶采用液压千斤顶,在顶进的工程当中应当重点控制顶进速度。顶进速度不宜过快,在顶进的初期可以缓慢进行,等到管道的接触部位密切贴合再加快顶进速度直到正常。在顶进的过程当中,应当对油路的压力进行密切的关注,一旦油路的压力增加就应当马上停止顶进的工作,对前方的地质进行检查,查看前方是否收到阻挡,等到油压恢复正常以后才能够进行后续的顶进工作。在回镐时,也应当控制顶进的速度,不能够过快。此外还应当注意在顶进过程中,保证弃土的清理工作,免得影响到整个顶进施工过程。
如果施工的长度过长,需要降低施工的阻力,可以采用注浆的方法降低顶管施工过程中与土壁之间的摩擦力。在接管的部位增设膨胀垫圈,方便顶进方向的调整等。如果在施工中发现方向偏差的问题,可以在管壁的侧边进行超挖,一点点调整管身的顶进方向,直到逐渐回归到设计好的位置上来。顶管的施工过程是一个比较复杂的力学过程,因此必须进行严密的顶管计算,并采用先进的顶管设备,只有这样才能够完成好顶管的施工工作。
三、顶管过程控制要点
3.1、排水管道柔性接口施工质量控制
(1)预应力钢筋混凝土顶管承插口工作平面应平整光滑。
(2)胶圈套入管节头时接缝应平整牢固,每个胶圈的接头不得超过2个,粗细均匀,质地柔软,无气泡,无裂缝,无重皮。
(3)橡胶圈不得与油类接触,应安放在阴凉、清洁的环境下,不得在阳光下暴晒。
(4)对口时将管子吊离槽底,使承插口准确的对入承口锥面,利用边线调整管身位置,使管身中线符合设计要求。
(5)对于新型排水管材,必须认真熟悉、掌握产品性能及安装要求,安装前必须对施工人员进行培训,合格后才能开始安装。
3.2、工作井接收井施工质量控制
3.2.1、工作井接收井止水帷幕(高压旋喷桩)施工监理措施
(1)设备进场监理要点
A.机械设备进场必须严格检验施工方提供的机械年鉴证书,尤其要检验机械的稳定性。
B.根据设计要求的加固深度,检验钻杆的有效长度,根据水准点确定土体加固深度,在钻杆上定出加固深度的明显标志。
(2)材料进场监理要点:
A.根据本工程设计要求,应采用42.5#普通硅酸盐水泥,水泥参量为20%,28天无侧限抗压强度不小于1.5Mpa。
B.进入现场的水泥要有质量证明单,并在用于施工前先做好水泥的安定性试验,水泥的安定性合格,方可用于桩体施工。
3.2.2、你做法式工作井接收井施工监理措施
(1)顶管开工前施工单位要编制专项施工方案,主要审核方案顶力计算,是否需要增设中继环,以及中继环设置位置,过河段安全、质量保证措施等。
(2)施工单位完成井位放样后,报我方人员复核,我方人员放样内业资料,注意核实井位坐标是井中还是洞口位置。
(3)井壁钢筋原材料检测合格后方可使用,按设计制作绑扎,施工单位自检合格后,填写隐蔽验收申请,并报保证资料,经我方人员检查合格并确认后方可封模,在模板安装时,在这个过程中,主要检查钢筋尺寸、焊接搭接长度、帮扎是否牢固、防水措施是否到位等;钢筋绑扎和模板安装时督促施工单位做好安全防护工作,避免高空坠落,造成事故。
(4)砼浇筑前,施工单位书面提出混凝土浇捣申请,我方人员审核认为具备条件后同意进行混凝土浇捣,混凝土浇捣时我方进行旁站监理,查配比、原材料、振捣情况以及是否漏浆、施工防护是否到位等;浇筑过程中预留2组试块进行同条件养生,在砼强度达到设计25%可拆模。
(5)护壁浇筑时监理旁站检测,要求施工单位在专人指挥下对称、同步进行。
(6)下挖到标高时进行混凝土垫层施工完成后要观察垫层有无裂缝及拱起,无异常即可底板钢筋绑扎和混凝土浇筑。
3.2.3、封底困难或无法封底
原因分析:
A.地质条件有变化,与设计不一致;
B.施工经验不足,没有预见性
预防及处理:
A.施工之前认真地核实地质情况,发现异样时及时通知设计院进行核算或变更;
B.设计交底前认真研究施工图纸,了解相关施工经验及教训,确认设计有缺陷时要在交底前提出;
C.我方人员要及时了解下沉情况,提醒督促施工单位在根据实际情况调整或暂停观测;
3.2.4、路面完成后,工作井位置路面处路面塌陷
原因分析:
A.进出洞处没做好止水及防水处理,封堵没做或不及时、没做好,导致路面下陷;
B.止水桩达不到止不效果,井周围土体被扰动。
预防及处理:
A.督促施工单位按审批的施工组织设计和规范进行施工,认真做好进出洞口防水工作,尽量少扰动土体;
B.认真做好验收工作,避免出现漏做洞口止水和防水工作。
3.3、排水管道顶进施工质量控制
(1)检查顶管施工的准备工作是否按施工组织设计进行。
(2)检测第一根管的就位情况。
(3)机头顶进洞后,必须按土质情况调整操作,并监控各类技术参数。
(4)工作坑的洞口必须设置止水圈和封门板。
(5)管节顶进应在水位降至工作坑底一下在进行,若采用排水井降水时,宜在降水数日后在进行顶进,在构筑物下面严禁带水顶管。管节进洞前,监理必须严格监控机头的轴线和标高,并对准洞口,控制顶进速度和纠偏量。
(6)当机头端面临近洞口时,才准拆除洞口砖和开启洞口封板。
(7)监理人员随时掌握顶进情况,及时分析顶进中的土质、顶力、顶程、压浆、轴线偏差等情况,对发生的问题督促施工单位及时采取相应技术措施给予解决。
(8)在顶管进出预留洞的一段距离范围内,通常可取10~20m,视土体特性、机头类型、周边地下管线、建筑物的情况,应采取井点降水、土体加固及特设的保护措施,保持土体稳定,地下管线的安全,确保机头顺利进出洞口,防止水土流失、机头下沉磕头。
(9)钢筋混凝土管顶通后,应及时将两都端下混凝土基础做好,以免管端下沉,并将管内、管缝清理干净,勾填管缝,管端不能及时浇筑混凝土时,可用方木临时垫好。
3.4、检查井施工质量控制
(1)砌筑用砖、块石和砂浆必须满足设计要求,配合比准确。
(2)砌筑前,应将砌筑部位清理干净,并洒水湿润。
(3)检查井水平灰缝砂浆饱满度不得低于90%,竖向灰缝宜采用挤浆或加浆方法,使其砂浆饱满。
(4)检查井水平灰缝砂浆饱满度不得低于90%,竖向灰缝宜采用挤浆或加浆方法,使其砂浆饱满。严禁用水冲浆灌缝。井壁必须互相垂直,不得有通缝,瞎缝,灰缝平整,抹面压光,不得有裂缝、空鼓等现象。内壁勾缝直顺坚实,不得漏勾、脱落。
(5)砌筑时,要上下错缝,相互搭接,水平灰缝和竖向灰缝控制在8~12mm。
(6)圆形收口井井筒砌筑时,根据设计要求进行收口,四面收口时每层不应超过30mm;三面收口时每层不应超过40~50mm。
(7)管道穿过井壁处,应用水泥砂浆分二次填塞严密、抹平,不得渗漏。
(8)踏步应随井墙砌筑安装,位置准确,安装牢固,在砌砖时用砂浆埋牢,不得事后凿洞补装。
(9)井室盖板尺寸及预留孔位置要正确,压墙缝应整齐。井框、井盖必须完整无损。
(10)设在通车路面或小区道路下的各种井室,必须使用重型井圈和井盖,井盖上表面应与路面相平,允许偏差为±5。绿化带上和不通车的地方可以采用轻型井圈和井盖,井盖的上表面应高出地坪50,并在井口周围以2%的坡度向外做水泥砂浆护坡,重型铸铁或混凝土井圈,不得直接放在井室的砖墙上,砖墙上应做不少于80厚的细石混凝土垫层。
结束语
综上所述,市政工程中的截污管道顶进施工技术已经慢慢普及开来,这种先进的方法有效地改变了路面施工受影响,施工困难,工期过长等问题。在本文的阐述中,分析了顶进施工技术的优点,也对施工技术的缺点,施工过程中需要控制要点进行了分析,提出了本人的一些建议。
参考文献:
[1]城市污水管网顶管施工过程中经常出现的问题[J].徐政.科技创新导报.2018(4)
[2]城市污水管网顶管施工安全分析[J].任友安.建筑安全.2019(9)
[3]泥水平衡顶管施工在城市污水管网改造中的应用[J].潘涛.科技资讯.2018(9)
[4]黄竞辉.对某市政污水管道工程顶管施工技术的探讨[J].企业家天地.2019.1
[5]林伟民.探讨某给水管道施工中的水平定向钻进技术[J].广东科技.2017.8