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摘要:在雨污管道施工工程中常规的施工方式为管道开槽施工,但这种施工方式往往会受到一定地形因素限制造成不利于沟槽开挖。市政雨污水管道大口径顶管施工技术是一种新式的施工技术,其能够有效地免除沟槽开挖、使作业面更加地光滑,在提升施工效率的同时有效地保持管道的密闭性,并且对原有工程影响极小。虽然管道顶管施工造价高于其它方式,并且施工周期较慢,但是由于其成熟的施工工艺依然应用较广。本研究将结合实际工程案例,对管道顶管施工的应用进行分析总结。
关键词:市政管道;雨污管道;顶管施工
引言
随着我国城镇化建设进程的加快,城市基础设施建设不断加快,为城市居民的生产生活提供了极大的便利,其中雨污分流工程就是非常典型的利民工程之一,可将雨水及生产生活中的污水实施统一排放及管理,对于确保城市正常运行具有非常重要的作用。但是对于城市来说,其建筑相对密集且交通量较大,所以在雨污工程施工中采用传统开挖方法是不合适的,因此要采用不会严重影响地面正常秩序的地下管道施工技术进行施工,此技术无需开挖施工就能够穿越公路、铁道、河川及地面建筑物进行施工。只需从地面开挖2个基坑井,之后在工作井中设置管节,利用主顶千斤顶或中继间的顶推机械顶进,推动管节从工作井预留口穿出,穿越土层到达接收井预留口边之后利用预留口穿出而形成管道,顶管施工技术能很好满足此方面的要求,得到了普遍应用。
1顶管施工法的重要作用
随着经济快速发展,城市设施与人口增长矛盾突出,城市设施不能满足人口增长需要,如煤气管道铺设维修影响交通,非开挖施工技术是工程建设技术水平的体现,顶管施工技术在城市地下空间施工得到广泛应用。顶管法施工是暗挖施工的常见形式,将掘进机从工作井穿过土层推到接收井,采用非开挖铺设地下管线施工。顶管法施工技术能顺利穿越公路、地下构筑物等。相比明挖施工可节约土地,可保证正常交通通畅,在穿越铁路等障碍时可减少沿线拆迁工作量。顶管技术已有100多年的历史,在国外发展起步较早,美国是最早采用顶管法施工技术的国家。目前顶管施工日益普及,近年来顶管施工运用到动力电缆等许多管道施工中。
2顶管施工工艺及方案
顶管工艺的施工流程:工作井施工、安装设备、将管吊装就位、准备施工、土方掘进、测量工程及纠偏、外运废泥、开机顶进。顶管施工时,工作井内需要沿着顶管的轴线在临时准备的后座墙上装上刚性后座、刚性顶铁、主顶千斤顶以及导轨等顶进设备。此外,还应在工作井边侧部位安放能够使施工人员上下所用的下井扶梯二座。需要在逐点千斤顶之间的轴线上安装好管内测量起始平台,并与千斤顶的支架相分离,这样能够有效保证顶进过程当中测量平台的稳定性。之后还需要再沿工作井井壁安装好二寸压浆管,四寸供水以及供电管线等设备。并且在施工阶段内,管道和工作井内排水设备应足量。
3市政管道工程中雨污管道顶管施工出来措施
3.1优化沉井施工技术
沉井施工是最为重要的工序之一,在沉井施工时要遵照如下工序进行:基坑开挖→模板制作→钢筋绑扎→混凝土浇筑→模板拆除。在沉井施工时要特别注意以下几方面内容。(1)基坑开挖时一定要保证井壁的密实性,可以通过3∶7的灰土替换掉素土。(2)在进行模板支设前须进行放样复核,同时确保背墙平面和管道顶进方向的垂直性。完成模板的支设之后要对其尺寸以及位置进行核定,一定要保证外模上口尺寸不大于下口尺寸,这样便于沉井下降。(3)在进行混凝土浇筑时一定要顺着井壁周边进行,采取对称分层的方式,防止由于混凝土高差较大而引发压力不均所造成的基底不均匀沉降。(4)在进行刃脚砖模拆除过程中一定要对称实施,可从井壁中间向两边进行,首先要将垫木之下的砂挖掉,之后将支撑排架下垫木拆除。
下沉抽垫之前需将刃脚下回填密实,避免发生不均匀沉陷问题。
3.2做好焊接处理
钢管采用坡口焊接形式,钢管焊接处应保持平顺、整洁,焊接施工完毕需要对焊接点进行超声波检验,焊接外观以及焊接质量必须严格遵守国家相关规范,并确保工程中无失败率,进行焊接作业时应以设计坡度为标准,使管内的高程与钢轨保持一致,以保证钢管进行焊接后呈现整体性。详细的焊接步骤为:将钢管及钢轨固定在设计高程,使管道在焊接后能够成为完成的整体;钢管在进行焊接前对接头部分进行处理,使其保持洁净、平顺,并且将钢管与钢轨的坡度控制在设计要求范围内;钢管的按接口需进行坡口处理,以保证钢管内外焊接的平顺以满足工程的检验验收标准,并防止发生管道出现破裂等突发情况;对于管道的各个焊接点,在进行施工之后必须立即进行防腐处理,以增加管道的使用寿命。
3.3控制进出洞口施工作业质量
在整个顶管施工过程中,进出洞口施工作业是十分重要的环节之一,需要采取以下几点措施加以控制:(1)采用盘根止水穿墙管在顶管工作井的穿墙处实施施工作业。(2)需要对井壁穿墙管外侧洞外的土体实施加固作业,一般利用3排高压旋喷桩实施加固,将其作为止水帷幕。在具体的应用中所使用的旋喷桩桩径为600mm,搭接长度为200mm,在管道底标高下3m为柱底的位置,桩顶与沉井顶部一直,旋喷桩加固宽度需要大于1.2m。在洞口实施加固作业期间,需要保证其土体的缝隙处于填满状态,保证在初凝之后短时间内不发生坍塌,同时可以顺利地推进机头设备。(3)进洞之后的管道应当结合有效的措施来实施接收孔封闭作业,避免外部的水土流入到作业井内部。(4)在管道进入到接收孔内部之后,应当按相关设计要求封堵缝隙。如果产生不均匀沉降,则需要采取柔性材料进行封堵作业。
3.4合理选择顶进方法
顶进方法直接影响施工的成败,在进行顶进方法选择的时候,要先了解项目的情况,项目所处地质条件,以及周边的环境,其次根据技术的角度,泥水式顶管机施工的时候选用直径较小的管道;如果地下水位低且土壤层相对稳定,则可采用手工掘进的顶管,地下水位较大且土壤层强度较低,宜采用掘进法施工;对于地质存在碎片的情况,则适用于手动式上管。当在粘性土层控制地面沉降时,采用土压平衡顶管法;烁石土壤层要采用带有支撑功能的工具管;在淤泥层中需要提升地面的情况,采用的是泥水平衡式顶管或者是泥土式土压平衡;当顶管所处位置的正上方具有较厚的土壤层时,则采用挤压或者网状顶管。根据确定的技术方案,综合考虑管材以及人工费用确定最经济的方案。最后一定要考虑安全因素,切不可因进度或者是赶工程进度而发生伤亡事件。
结束语
本文对顶管施工技术进行研究,总结顶管施工技术方法,提出顶管施工质量控制措施。随着我国城市化进程的加快,城市交通状况形势严峻,顶管施工技术优越性逐渐被人们接受,目前技术理论有很多不完善有待深入研究,我国顶管施工由于施工条件不同,有待进一步分析,针对实际工程情况提出完善方案。
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