浅谈市政排污混凝土管顶管施工技术 徐跃

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:徐跃
[导读] 摘要:近些年,混凝土管顶管施工应用技术越来越普遍,技术也越来越娴熟,在新敷设的排水等地下管线及地下通道中,混凝土管顶管施工技术由于工程量小,环境破坏程度低,工程造价低等优势,已经成为市政排污工程建设技术的首选。
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        摘要:近些年,混凝土管顶管施工应用技术越来越普遍,技术也越来越娴熟,在新敷设的排水等地下管线及地下通道中,混凝土管顶管施工技术由于工程量小,环境破坏程度低,工程造价低等优势,已经成为市政排污工程建设技术的首选。本文中,笔者依据相关的理论知识并结合自身的工作经历,简略的分析顶管技术的特点、管网系统的特点及目前我国市政排污混凝土管顶管施工技术中应该注意的一些问题,希望能促进市政工程的建设,优化社会环境,提高老百姓的生活水平和生活质量。
        关键词:市政排污;混凝土管;顶管施工;问题研究
        1.市政工程建设的管网特征
        市政排污工程建设既需要保证其使用年限与适用范围,又需要保障人民群众的正常生活不因施工建设受到影响。但是市政排污工程建设不可避免会存在道路开挖修复和管道铺设等施工情况。因此,为了将工程建设对人民群众生活的干扰降到最低,了解市政工程建设的管网特征非常重要。
        1.1管线位置难以确定
        市政工程建设涉及到很多的方面,管线的布置非常复杂,尤其是老城区的管网更是相互交错和重叠,使得施工单位在市政排污管线建设施工中,很难确定和标记管线的位置,从而为市政排污工程建设造成了很大的困难。
        1.2管网重复建设严重
        市政工程建设受到的影响因素较多,如城市发展规划、人们生活实际需求和管网升级改造等,使得市政单位无法对管网建设施工进行全面的规划,为了满足城市发展的需求,只能不断进行返工重建,从而出现了管线功能相同但是埋设深度不同的情况。
        1.3建设工程量逐渐加大
        社会的发展和城市规模的扩大,使得市政排污管道的数量越来越多,建设的标准和要求也越来越高,建设工程量也随之加大,这也使得市政排污管线建设中急需采用新技术和新的施工工艺,以满足市政排污工程建设的要求。
        2.市政排污工程混凝土管顶管工程施工中的要点
        2.1钢筒、管体与钢筋骨架结构设计
        在市政排污混凝土管的顶管结构设计中,钢筒主要采用1.5mm的冷轧钢板进行制作,钢筒两端双胶圈接口为钢制的插口环与承口环制成,有利于管道安装及密封,使用起来也非常简单便捷。钢筒可以避免输送水出现外渗,形成良好的抗渗带。
        钢筋骨架是在钢筒内侧,利用电焊仪器进行焊接所构成的单层钢筋网,可以保证钢桶内侧的混凝土充分与钢筒的内壁充分结合,从而形成排污工程所需的封闭式空间结构。同时,在排污工程建设施工中,施工单位需要在钢筒外侧焊接钢筋笼,以承担排污管道的内水压与外部载荷。
        管体是施工单位在钢筒内侧与外面浇筑混凝土所形成的,而钢筒与钢筋骨架及钢筋笼也被埋入其中,从而保护市政排污管道的钢筋机构不受到外力损坏与腐蚀,确保其性能可以满足工程施工要求和质量要求。
        2.2土压平衡式顶管机及其工作方法
        在市政排污管道的地下顶进施工过程中,施工单位可以采用土压平衡式顶管机进行施工,这样可以在顶管的过程中,既不会出现土方欠挖或挖掘过分的问题,减少土方施工量,又可以通过取走顶管中土方而保护施工环境与土质不会受到破坏与影响。由此可见,在市政排污工程建设中使用顶管技术,对施工环境的保护非常有效。施工单位在利用平衡式顶管机作业时,需要充分考虑施工区域地层特质及设备性能,向刀盘的正面与土仓中加入适当水分,以及泥浆和粘土浆等材料,以改变砂土与硬黏土的性能,增加其可塑性与流动性,使平衡式顶管机可以顺利施工,从而达到排污工程建设目标。
        2.3.工作坑的位置要求及施工要点
        在市政排污混凝土管顶管施工中,施工单位需要设置工作坑,以保障工程结构稳定性,提高施工操作时的安全系数,便于安装与拆卸施工设备。

一方面,施工单位在选择工作坑的位置时,需要注意如下问题:①工作坑位置需要近邻检查井,在顶管施工结束后构筑检查井;②如果采取单向顶进方法,需要将工作坑选择在管道走向的下方,并依据土质与地形考虑原土靠背抗压能力;③工作坑需要与穿越的构筑物及建筑物保持安全距离,并远离距离电源、水源和交通要道。另一方面,施工单位可以采取沉井法进行工作坑的施工作业,其施工要点为:①挖土过程中保持对称均衡,避免井筒出现倾斜,坑底的开挖深度在0.5m以内,避免出现突沉情况;②在满足高程要求后,施工人员需要铺设碎石垫层,以混凝土封底,并留出钢封水管,等混凝土的强度适当后再进行封闭;③依据施工区域的地质情况,坑底需要铺设一定厚度的石垫层、防水垫层和地板,并对基坑进行支护处理。
        3.沉井施工中常见问题处理方法
        3.1井筒倾斜的监测与校正
        沉井施工中,施工人员需要时刻观察井筒的倾斜情况。井筒出现倾斜的主要原因为土质不均匀和土侧压力不对称等。施工人员可以利用加载法或者不均衡挖土法进行校正。
        3.2井筒不下沉
        如果土体的摩擦阻力比较大,井筒会出现下沉缓慢或者不下沉的情况,施工人员可以利用高压水枪冲射土体,减少井筒所受阻力;如果因有障碍物阻碍井筒下沉,施工人员可以将障碍物及时清除。
        3.3井筒出现裂缝
        如果井筒周围的压力不平衡或者有障碍物对井筒进行支撑,而混凝土的强度又不足,井筒可能出现裂缝。一方面,施工单位可以在井筒强度符合标准后才能下沉,或者在井筒内安装钢支撑支护进行加固。另一方面,施工单位需要分析井筒出现裂缝的原因,如果是压力不均的原因,施工人员需要挖去裂缝处的土方,减少其对井筒的压力;如果是障碍物的原因,施工人员需要清除障碍物,避免井筒裂缝扩大。同时,施工人员需要利用环氧树脂或者水泥砂浆对裂缝采取补强处理。
        3.4沉井上浮
        如果沉井在地下的含水层中,会出现上浮情况。在施工的过程中,施工单位可以通过增加附加荷载来增大井筒下沉阻力的方法,或者减少刃脚的开挖深度等措施,避免井筒出现上浮。
        4.市政排污混凝土管顶管工程中的施工技术及施工过程
        市政排污混凝土管顶管工程中使用的顶进用管主要为单管节与多管节,其中多管节为钢筋混凝土管,按照接口的形式分为P、Q、S与G等四类,管节的长度在2~3m。施工人员需要保证管接口的性能可靠,在施工中和应用时不会出现渗漏问题。
        在工作井与接收井的施工结束后,施工人员需要参照工作井的穿墙孔与接收井的收孔坐标进行测量放线工作,确定管道顶进的轴线,并将轴线投放在工作井井壁与测量平台上面。在施工的过程中,施工人员需要在工作井周围铺设测量控制网,并在铺设结束后定期对其进行检查与复核。同时,施工人员需要借助高精度的水准仪,将水准点引入接受井中,并设置后视点对其进行校核。在进行测量时,施工人员可以利用t2经纬仪经顶管的轴线放入工作井中,而仪器安放在预埋铁件上面。
        在管顶管的出土施工中,施工单位可以采用人工掘进的方式进行管顶管施工,实施人工挖土、手推车运土和卷扬机提升出土的方法。如果在管顶管施工中遇到流砂层,施工人员可以密封工具管,采用加气排水的措施,以水力出泥。当工作坑中的施工设备安装结束后,施工单位可以开始顶进施工。首先,施工人员将顶进用管在导轨就位,安装好顶铁,校测好顶进管的轴线与管底标高,在满足设计的标准与要求后开始管端挖土。安装顶铁并挤牢,在管前端掘进到一定长度时,施工人员需要启动千斤顶与油泵组成的液压系统,将顶进用管推进到一定的距离,然后停止油泵工作,打开回油的控制阀,让千斤顶的活塞顶杆进行回缩,再添加顶铁并重复上述的操作过程,直到下节管子安装。
        结语
        市政排污工程施工建设不仅关系到城市建设的发展,而且关系到人民群众的安居乐业,其重要性不容忽视。施工单位只有在混凝土管顶管施工中,明确地下管网的位置情况,选择合适的施工技术和施工工艺,仔细分析混凝土管顶管施工中的技术要点和注意事项,才能切实保证混凝土管顶管施工的质量,推动市政工程建设的发展。
        参考文献
        [1]市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[J].陆曹润.价值工程.2018(08)
        [2]市政给排水施工中长距离顶管施工技术研究[J].张捷.科技创新与生力.2014(09)
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