孙晗
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摘要：传统市政电力隧道的开挖施工困难,对环境破坏较大,对工程建设造成一些不利影响。随着顶管施工技术的普及应用,市政工程电力隧道施工效率和质量提升。顶管是一种尽可能少挖掘或不进行挖掘的管道埋设施工方法,施工技术要求高,施工过程相对复杂。文章结合工程实例分析顶管施工施工技术和质量控制措施。
关键词：市政;?电力隧道;?顶管施工;?施工技术;
市政电力隧道工程建设成本高、难度大,需要和其他雨水、污水、通信、电力管道施工交叉进行。如果采用开挖施工方法将会影响其他管线的施工,使人们的正常生活变得更不方便。为了减少施工量,实现精确施工应该采用非开挖顶管施工技术确保项目施工顺利进行。
1 顶管施工准备
(1) 现场勘察。
在顶管施工开始前,技术人员必须全面了解施工现场的实际情况,尤其是施工环境、场地条件。此外,施工人员应该对与当地管道建设有关的技术信息和文件了解透彻,确保施工设计具有可行性。在开始施工前,一线施工人员必须熟知施工机械设备的操作维护方法,提前针对潜在问题制定适当的应急解决方案。
(2) 资料准备。
顶管施工所需的资料包括建筑材料、蓝图、施工质量控制程序。准备建筑材料时需要对供应商提供的产品进行详细的技术分析和质量检验。
例如,在选择方木和木板材料时需确保材料规格(包括厚度、长宽比等)满足施工要求,确保到达施工现场的材料质量符合要求。此外,有必要严格检查管道接口处护口铁的质量,确保符合施工规范。若在管道的外表面进行混凝土施工,需确保表面平坦无蜂窝,没有凹痕以确保回弹检测强度符合要求。
(3) 设备准备。
施工技术人员应准备各种类型的工程机械和设备,并为工程机械设备提供足够的空间。在某些特殊环境中工程机械设备应与外界隔离,确保工程机械设备的工作效率不受影响。本工程电力隧道顶管施工选择卷扬机、顶进支架、导轨、油泵、顶进、搅拌机等设备。
2 出洞段顶进施工
2.1 顶进流程
(1) 洞口凿除。顶管出洞前系统调试整个顶进设备,用切割设备切掉井壁开口处的钢筋混凝土,安装止水装置。
(2) 顶进。洞圈壁结构完全破裂后应立即开始顶进机头,由于前部具有完整横截面的水泥地板,应放慢顶进速度以保护刀头。针对可能存在的螺旋机出土困难,可添加适量的水软化或润滑水泥地面。在顶管设备进入原状土层后以防止机头“磕头”,应相应提高顶进速度,使正面土体压力略高于理论计算值,减少地面沉降。
(3) 由于洞圈与管道连接之间的间距为15 cm,在出洞和正常顶进过程中容易发生严重的安全事故,如外层和接触壁的泥浆涌入顶管井内。因此,需要在洞圈安装橡胶板以密封,洞口止水器应安装在预留法兰上,止水器由橡胶止水环和挡板组成,止水器必须与施工管道同心,误差小于2 mm。在安装之前,必须检查在橡胶板上的螺孔位置和大小,以确保与洞圈上预留的螺孔位置匹配。安装顺序从上到下,应拧紧压板螺栓,使橡胶板附着在洞门上,防止顶管出洞后浆料漏出。
2.2 控制顶进轴线
在顶进施工时必须严密监控顶进轴。顶起每个管段后必须测量机头的位置并进行偏差校正,偏差校正量不应过大,以免对地面和管段之间的开度产生较大干扰。由于顶进管为矩形,该管的横向水平要求较高,顶起时注意机头的转角。机头倾斜时应立即将刀头翻转,加压铁进行纠正,控制顶进轴高程、水平偏差均为±50 mm。
2.3 检查地面沉降
在顶进过程中,应适当控制顶进速度,确保施工连续平衡,避免施工长时间中断。根据反馈数据不断调整土压力设置,达到最佳的底切或重叠条件,避免超挖。
2.4 降低摩擦阻力
为了降低土体与管道之间的摩擦阻力,将触变泥浆注入管道的外壁,并在管道周围形成泥浆套管,达到减小摩擦的效果。在施工过程中确保泥浆水分不流失、不沉淀或固化,达到减小顶进力的目的。
2.5 止水器
由于矩形顶进式隧道掘进机前端阻力较大,在实际顶进中,即使将管道部分顶进较长的距离,每次组装管接头或添加垫块时,油缸缩回,机头、管接头都将回缩20～30 cm。如果顶管掘进机和管接头向后移动,则机头和前段土体之间的土压力平衡将被破坏,土体表面不能得到稳定的支撑,很容易在头部塌陷。如果不采取有效措施,管线沉降将失控。
2.6 出土施工
以螺旋输送机、履带地板箱、绞盘、履带起重机为主要设备进行出土挖掘。在顶进过程中应尽可能准确地计算各部分的开挖量,并应尝试与理论开挖量匹配,以确保土体相对稳定并减少沉降。
3 进洞段施工
3.1 接收井的准备
接收井施工流程如图2所示,接收井施工完成后,必须立即确认洞门位置的坐标,根据实际高度安装顶管机的接收框架,并破除接收井口处的钢筋混凝土。
3.2 检查和测量顶管机位置
随着顶管掘进机机头趋近接收井,应增加测量频率和精度,以减少轴偏差,确保顶管机顺利进洞。进洞之前的测量是检查顶管对齐、确认顶管状态、评估顶管在洞中的位置以及制定施工轴和顶管进洞施工方案的重要基础。
3.3 调整施工参数
由于接收井洞门与管道街头之间有15 cm周向间隙,当顶管掘进机头进入洞中时,会发生水土流失。当顶管机的切口进入接收井口的加固区域,则应相应降低顶进速度并调整开挖出土量,逐渐减小机头前部的土压力,确保顶管机设备完好以及洞口结构稳定。
3.4 顶管进洞
洞门完全打开后,使用孔探测方法确定洞门周围是否漏水,如完全没有漏水的情况,顶管机可快速平稳顶进。如果水渗入洞门需降水井来控制水位,将第一个管道接头顶进内衬400 mm后停止顶进,立即从管段上卸下顶管机头。回收顶管机后立即将洞门封闭,此过程的施工必须是连续的。洞口必须有专人监视,一旦发现问题必须及时报告并解决。
3.5 灌浆
关闭洞门后必须用水泥浆、粉煤灰填充缝隙,控制洞口底部区域的沉降补充流失的水土,将灌浆量控制在理论值的3倍左右,具体灌浆量取决于现场的实际情况
4 结语
综上所述,在铺设市政工程管道的过程中,为了满足施工要求需要挖掘很多管道,由于繁重的工作量和恶劣的环境,传统的沟槽开挖施工方法无法有效满足城市发展要求。顶管施工技术的出现改善了工程建设的进度和质量,为社会发展带来了一定的经济、社会、环境效益。
参考文献
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