时间:2022-05-11 09:42:27
序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇顶管施工技术总结范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
1 引言
雨污分流就是在以前实行雨污合流的居民区,通过再造一个系统,使雨水和污水各走各的管道,对于城市生态环境、生活舒适度均有极大的提升,这也是城市化进程所迫切需要的。但是雨污分流工程施工也面临着极为严峻的挑战,存在管道工程在重新布设管线时,对于新建不久的市政道路路面进行破路开挖,影响周边环境整洁清洁度,并造成交通拥挤,影响居民出行,易造成市民的不解、不满等问题。
加上各种管线在地下纵横交错、层叠密布,地面建筑物也越来越多,为了解决现有市政设施与拟建管道工程施工矛盾,近年在国内逐渐兴起了非开挖施工技术,非开挖施工不但可以避免开挖,缩短施工工期,施工安全且节约成本。笔者2010年至2012年曾参与南京市大厂市政管网工程的施工管理,在工程上非定向开挖钻拖管施工作为当时最主要的非开挖施工方法被广泛的应用,下面主要就非定向开挖钻拖管施工的施工方法及实际施工过程中存在的问题作表述。
2 施工工艺
2.1施工步骤概述
施工准备测量放线施工现场布置设备进场设备调试试钻钻导向孔分级预扩孔管道回拖铺设设备撤场完成牵引管恢复地貌竣工验收。
2.2 准备工作
(1)施工前先确定每一枪的入土 、出土点位置。
(2)根据图纸每隔10m布设一控制点。便于在施工过程中方便施工人员复核埋深。
(3)施工采用的定向钻机现场已就位,钻杆、泥浆泵及发电设备和施工人员全部到位。
2.3 施工机械的选择
本工程采用PE管材管径分别为d400、d500和d630,并通过严格计算,确定水平定向钻机规格尺寸。
2.4管道焊接
(1)焊接准备
焊接准备主要是检查焊接机状况是否满足工作要求。如检查机具各个部位的紧固件有无脱落或松动;检查整机电器线路连接是否正确、可靠;检查液压箱内液压油是否充足;确认电源与机具输入要求相匹配;加热板是否符合要求;铣刀和油泵开关等的试运行等。
(2)焊接
焊接应按照焊接工艺卡各项参数进行操作。必要时,应根据天气,环境温度等变化对其做适当调整。主要步骤如下:
1)用干净的布清除两管端的污物。将管材置于机架卡瓦内,使两端伸出的长度相当(在满足铣削和加热的要求情况下应尽可能短,通常为25~30mm)。若必要,管材机架以外的部分用支撑物托起,使管材轴线与机架中心线处于同一高度,然后用卡瓦紧固好。
2)置入铣刀,先打开铣刀电源开关,然后缓慢合拢两管材焊接端,并加以适当的压力,直到两端均有连续的切屑出现,撤掉压力,略筹片刻,再退出活动架,关掉铣刀电源。切屑厚度应为0.5~1.0mm,通过调节铣刀片的高度可调节切屑厚度。
3)取出铣刀,合拢两管端,检查两端对齐情况。管材两端的错位量不应超过管壁厚的10%或1mm中的较大值,通过调整管材直线度和松紧卡瓦可在一定程度上进行矫正;合拢时管材两端面间没有明显缝隙,缝隙宽度最大不能超过:0.5mm(225mm400mm)。如不满足上述要求,应再次铣削,直到满足上述要求。
4)测量拖拉力,这个压力应叠加到工艺参数压力上,得到实际使用压力。并检查加热板温度是否达到设定值。
(3)热熔焊接工艺曲线与焊接工艺参数
与焊接直接有关的参数,有三个:温度、压力、时间。焊接工艺曲线图实际上是焊接过程压力、时间关系图。具体因篇幅所限,在此不做过多描述。
2.5 定向钻施工
(1)首先对施工入出土点进行开挖 ,工作井的长度、宽度及深度根据所选机型及出入土点的造斜角度确定。钻机就位准备工作完毕开始导向。
(2)导向孔根据设计曲线钻进。施工过程中,谨慎处理控向数据,并适当控制钻进速度,保证导向孔光滑。
穿越施工钻导向孔是关键工序。首先确定管材穿越的位置及线路 ,设立多个控制点进行导向,把探棒装入钻杆前的导向头内,通过探棒发射信号数据到地面的接收器 ,由地面接收器发射到钻机的显示屏。司钻手根据显示屏上显示的数据进行钻进,导向手根据接收器显示的数据通过对讲机指挥司钻手按确定的坐标及线路随时调整钻头角度进行钻进,导向钻进钻杆起始倾斜角度控制在7°~9°之间 ,保证钻进轴线方向符合图纸设计要求。导向钻进过程中随时查看钻孔返回泥浆情况 ,根据返浆判断地层
含沙等情况,保证钻进的正常施工。直到出土为止导向完成 ,此时导向孔直径约为钻杆直径 +Φ100mm。
2.6 扩孔
按照常规施工工艺,导向孔钻成后,卸掉钻头及控向系统,要安装扩孔器进行预扩孔,扩孔,在本工程中将采用带长槽回扩头它适用于普遍的工程条件,在中密度粘土、砾泥粘土和含岩土壤(砾石、鹅卵石等)中施工,兼有飞旋刀式切割器和锥形挤扩器的复合功能,具有很高的施工效率。
在扩孔的时候,根据扩孔孔径大小情况,必要时,要使用中心定位扶正器扶正钻杆。防止钻杆因自重发生下沉,扩孔时应严格控制回扩速度,扩孔速度应控制在800mm/min以内。
最终扩孔直径保证≥1.3倍的铺管直径。扩孔过程中如果发现扭矩、拉力较大,则需要重复进行清洗。拖管时采用?400钻头连接待铺管线、分动器及相关钻具进行管线回拖。
2.7 回拖
回拖前为了减小管道回拖时的摩擦力,保证管道顺利回拖和保护管道防腐层,在回拖过程中,尽可能使管道在孔洞内保持悬浮状态,只要管道在孔洞内完全处于悬浮状态,管道回拖过中的回拖阻力将降低到最低,这样可以保证管道的顺利回拖。管道回拖时,管段与钻具连接应符合下列要求:
1)检查扩孔器内通道及各泥浆喷嘴是否畅通,确认合格后才能连接;
2)连接顺序:钻杆+扩孔器+旋转接头+U型环+管道。
管道回拖施工应连续进行,除发生不可抗拒的原因外,严禁在施工中无故停拖。在拖管施工时现场应配备吊车进行施工配合 ,将管道吊起顺入孔内 ,待管材顺利进入洞中厚 ,方可进行钻机自行拖拉 。
拖管时,管道下面每 10m 长左右均匀布设特制滑轮 ,做为管道拖动时的轴承作用 ,以减少磨阻。
2.8 管壁及造斜段注浆
由于施工扩孔直径大于设计管道直径,且造斜段内无管道为一空洞在管拖管完,在管道外壁压注水泥浆,使水泥浆与拖管过程中的泥浆充分结合,加固土体硬度。造斜段浇筑C15砼并用振动棒振捣密实。
一、顶管施工技术分析
顶管施工技术又可以称为非开挖管道敷设技术,这种技术下不用开挖地面层就能够穿越地面的建筑物以及地下的管线,因此与开挖敷设技术相比,更加能够节约投资成本、施工时间也会大大减少。与此同时,这种技术产生的噪音也很少、能够有效地减少粉尘,对城区的交通条件与环境污染与破坏都将降低,是一种真正的污染小、效率高的施工技术,正是顶管施工技术具有上述的优点,才能在市政管线工程中得到较为广泛的应用。
顶管施工技术具有较大的优越性,具体体现在市政工程施工环节的一些方面,下面我们将具体地分析下:首先是施工工序,我们以市政工程的给排水工程为例,这类工程中的排水管道直径较大、管道埋藏得也比较深地下土层挖过之后,就需要尽快进行支护处理。如果地下水位较高,那么就需要开展降排水处理工作,这就给给排水工程的工作增加了难度与工作量。顶管施工技术则能够较好地解决这个问题,这些技术虽然不能够全部取消这些施工环节,但可以根据具体的实际情况,省去一些施工程序。其次是工程进度,顶管施工技术与传统的开挖管方法相比,能够有效地减少施工的工序、减小开方工程量与回填作业量,缩短工期的长度,确保在规定时期内保证质量地完成施工任务,减少对地面交通与环境的消极影响。最后就是管道的地基施工,顶管施工技术使用的是管道与土同体交换的方式,能够很好地减少管道的地基沉降、并降低对土层的打扰。[2]
二、市政工程顶管施工技术要点分析
明确了顶管施工技术之后,我们就来分析下这种技术在具体的施工中需要注意的要点,下面我们将具体分析下它的技术要点。
(一)树立正确的认识,清楚顶管施工的概念
实施这项技术之前,首先应该明确这项技术,对此有一个正确的认识,去除片面的认识,例如很多人都认为这种非开挖的顶管施工技术是在地表进行工作的,因此不需要挖沟,这是错误的认识,大多数管道施工都是需要进行开挖工作沟的,这种顶管施工技术只不过是微开挖,而并不是不挖沟,因此在实际施工中一定要注意这一点。
(二)做好现场调查与勘查工作,做好准备工作
为了做好施工组织、设计工作,市政工程顶管设计单位的工作人员要进入施工现场进行实地勘察与调查,从而做好施工的准备工作,具体的调查与勘查工作内容如下:1、勘察施工现场或者是周围场地的地下管道网的情况,准确对水、煤气等管道进行现场的定位,分析出需要停止工作或者是需要搬走的管道,随后及时地用记号将其清楚地标注出来。2、调查施工现场的交通道路情况,主要是现场的路面人流、车流等情况,交通路口要设计交通指示牌,让专人指挥道路交通,然后根据实际情况设计安排施工交通路线。3、将施工现场以及附近的排水管道的情况调查清楚,设计出最佳的排污水路线,根据实际情况,合理搭建临时排污管道,防止污水流入其他地方,造成污染。4、了解施工现场是否有建筑物或是桥梁等,减少管道施工对这些建筑物的消极影响,减少对其的破坏性。[2]
(三)顶管施工技术准备工作
接下来就是顶管施工技术的准备工作了,施工设计人员应在实地调查勘探之后,分析现场的数据资料与施工现场的技术条件,确定具体的施工技术、并展开合理的施工组织计划,技术准备工作如下:1、了解掌握施工现场的地质地貌情况,例如这个地方的含水量、岩石的性质、透水性等。对于土层中含有的砂石或者是岩层,设计人员都要对这些砂石或者是岩层进行分析、搞清楚这些岩石的基本情况,选择使用符合地质条件的地方实施顶管施工技术。2、分析施工地的地下水位情况,总结出规律,清楚地描述出水的来源、高度以及涨潮情况。3、掌握具体的施工技术的要点,例如水平螺旋钻进法,根据实际情况,选择合适的顶管施工技术。
(四)施工路线设计工作
技术准备可以为施工路线的设计打下基础,按照设计好的平面图,利用精密的测量仪器标注出管道的路线与具置,计算管道的长度、工作井的位置、数量等。路线的设计过程中尽量地避开那些树木根茎等实物,避免与这些实物产生冲突。
(五)钻孔工作要点
钻孔关系着导向孔的轨迹,影响着管道施工的精密度,工作人员在平面位置要根据深度要求进行操作、开展定向的钻机工作,钻孔作业之前要严格检查导向仪,控制钻孔的深度与方向,确保钻孔的精确度。
(六)扩孔以及顶进施工要点
钻孔工作完成之后,需要开始扩孔工作,应该使用钻扩口对导向孔进行回扩工序,这个过程中要时刻保持适当的泥浆量,扩孔的速度也要控制好。导孔完成之后,进行最后的顶进施工工艺顶进过程中严格按照要求进行,检查过后没有问题,再正式运行管道线路。
三、结语
市政工程顶管施工技术在城市的建设中十分重要,能够有效改善城市交通与环境问题,减少环境污染与交通堵塞,给人们带来更多便利。因此相关部门一定要重视这项工作的开展,完善城市的基础设施,进一步提高顶管设计工程的施工技术,为市政建设作出贡献。(作者单位:廊坊盛翔道桥工程有限公司)
1 引言
在市政建设当中,对一个城市的建造来说城市道路是极其重要的,在城市的发展当中,地下管道工程的建造也越来越被重视。传统管道施工中一般采取的都是开挖施工,但是在施工的现场,受到种种条件的约束,顶管法渐渐被施工者使用,因此变得日渐主要。在顶管施工的过程当中,有些不方便开槽施工的工程,或是需要开槽埋设相对不经济的管道工程,用顶管施工采取暗挖的不开槽方式,可以防止地上建筑物与各种活动以及地上交通对施工作业产生的直接影响,除此之外还可以降低工程的投资,减少施工对环境产生的影响,在一定的程度上也提高了顶管动工的安全性。
2 概述顶管施工技术
2.1顶管的施工技术
把顶管施工技术当作是一种新兴起来的开工技术,首要的就是要在道路的排水工程的开工当中使用,它被称作排水工程的非开挖管道,这是一种无需开挖管道的动工技术,它最突出的优点就是管道内壁比较光滑,可以加快施工的速度,因此它的密封性也比较好。此外,这种施工技术很安全,通常情况下是不会对周围环境造成破坏。但相对于明开挖施工而言,顶管施工一般工程造价相对较高。
2.2顶管施工技术的施工工艺
密封型顶管施工方法、开放型的顶管施工方法是当前国内比较常用的两种施工方式。
在施工过程中顶管施工通常会将其划分为三大阶段进行施工:
2. 2. 1第一阶段是准备的阶段,对施工过程当中所需要使用到的施工器材以及工具、材料与物资,还有施工人员的挑选以及招募等;
2. 2. 2第二阶段是工作井施工、接收井施工、千斤顶、导轨安装等。
2. 2. 3第三阶段则是顶管顶进施工的阶段。
3 工作井的设计以及施工
3. 1 工作井位置选择及尺寸确定
测量放样,确定工作井和接收井井位,顶管施工完成以后的工作井相应转变为检查井,接收井的顶管施工完成以后转变为相应的检查井。
3.1.1 工作井需要的最小的长度的要求
圆管顶进以后,顶管的管节所留出来的长度为0.5m;管节的长度为2m;千斤顶的长度为1.5m;后背墙的厚度为0.4m;取土的工作的长度为0.6m;工作井需要的最小的净长度是5 m。
3.1.2 工作井需要的最小的宽度的要求
计算公式:B=D1+2b;
举例说明:式中: D1--顶进的圆管外径为2.4m;b--导向的支架的两旁的工作井的宽度,b值取为1m。因为这个顶管是双排,圆管的净间距是3m,所以工作井的净宽度最小的是9.8m。
3.1.3 工作井的深度的确定
工作井的底板的标高是481.392及管道里面的标高为481.892,而底板和管道之间的净间距是30cm满足了导轨安装的要求的高度。原来地面的标高是489.892,所以工作井的深度是8.5m。
3.1.4 工作井的平面的尺寸的确定
工作井顶管是运用查看井转变应用,原来的设计的尺寸没办法惬怀顶管的尺寸的要求。转变后的净空的尺寸的宽度是10.2m,长度是5m。惬怀最小的尺寸的要求。如图1所示的工作井.
3. 2工作井施工
工作井在开挖之前,比须按设计的点位布设降水井,采取管井法降水。
接收井、工作井支护采取挂网喷锚防护以及围护桩。围护桩采取C30砼,桩径为1m,桩中心间距按图纸施作。在桩间护壁铺设钢筋网片,钢筋网是Φ8@15*15 cm,桩间贯穿采取Φ16加强筋,导入桩身16cm深,间距为@150cm,顶管接收井、工作井基本施作是40cm厚的C30钢筋砼+10cm厚的C15垫层砼。后背墙是40cm
厚的C30钢筋砼。工作井断面图见图2。
4 顶管施工技术的施工方案
关于管沟,通常是要从下到上对它开挖,又或是遵从着见缝插针、先深后浅有时在对管沟进行施工的时候,会碰到结构物会妨碍施工这时候就需要在不伤害结构物的前提下,再把具体的施工方案以及施工环境相结合实行施工平行流水的施工方式是一种较为科学的操纵,因此这也是最好的选择,这样也能够处理动工现场的土方所聚积下来的问题。
5顶管污水管的施工技术流程
5. 1在施工之前,需要详细地勘查动工现场里各种有关的情况,然后按勘察的结果,制出科学适当的动工计划;
5. 2在施工当中,要对顶管工作井以及接收井的制作认真严苛地做好。除了要在井底打木桩加固之外,还需要及时的封闭井底;
5. 3管道的内外的直径应该要依据管道所受力以及道路排水工程的有关性质的状况来确定,除此之外需要用到何种材料以及对材料顶管的合理长度、强度的要求也需要依据具体的情况来使用。
5. 4管理排水工程顶管施工
在上文之中己经提到,顶管施工在施工的过程当中一般会将其划分为三大阶段。在施工之前必须要做好所有的准备工作。对于施工现场的地下管线,要对它全部实行勘测一遍,然后需要进行详细记录。与此同时,也需要对施工的环境要有一定的把握,探测的要点是施工地的地质条件,然后再对其施工工艺以及施工路线进行稳定、可靠、合理地制定。要尽可能地在既保证施工进度以及施工质量,又可以保证工程的经济性。
为了确保污水管顶管施工的精准度,在施工当中要给施工人员配备可以自动纠偏以及测量的仪器、设备,从而保证施工线路吻合设计的线路。又因为在顶管施工当中,需要常常对施工的过程进行测量以及校核,为了可以简化这些过程,施工单位可以在施工的场地设立地下和地上的控制测量体系。经过多次的顶管动工经验中总结出封闭土压均衡式型的动工工艺能够避免地面因为手施工影响而出现的沉降。顶管施工当中的测量以及纠偏要用激光水准仪以及全站仪来完善。
6 结语
顶管施工技术在持续发展的现代化城市建设当中具有极其重要的作用。伴随着顶管施工技术的运用,这给城市的发展带来了比较优良的影响,解决了管道埋设过程当中可能会出现的管道堵塞、管道破坏的问题,与此同时也减弱了城市发展当中的对管网、道路建设以及建筑物之间所产生的不良影响。所以,加强在道路排水工程中的污水管顶管施工技术应用,完善施工工艺,对推进城市的发展也起着重要的作用。
参考文献:
中图分类号:TU99 文献标识码:A
1、引言
随着我国改革开放进程的不断深入以及城市化进程的不断开展,城市道路排水工程的建设承受着越来越大的压力。道路排水工程作为城市交通建设的重要组成部分,其施工质量不仅关系整个城市的交通能否畅通运行,更直接影响广大市民的生活质量。目前,在城市化进程的过程中,排水管顶管施工技术得到了不断的发展以及完善,它所应用的领域也在大大的扩展,并且在顶管施工技术不断发展的基础上形成了一种非开挖施工的技术。然而污水管顶管施工技术作为道路排水工程中的一项重要技术,近些年,由于科学技术的不断发展,顶管施工技术虽然取得了一定的突破,但由于现代化城市道路排水工程建设的规模性以及复杂性,使现有的顶管施工技术很难满足施工要求。针对这个问题,本文就道路排水工程污水管顶管施工技术展开分析,希望本文的提出,能够有助于相关工作人员准确把握工程施工要点,为建设高质量的城市道路排水工程提供参考依据。
2、市政道路污水管顶管施工概述
2.1、顶管施工技术简介
作为非开挖施工技术之一的顶管施工技术,其具有施工安全性能好、施工场地小、施工速度快、施工对周边环境影响较小等特点,被广泛应用于市政道路污水施工中。但是,它也存在一部分缺点,例如工程造价高、施工周期长等。顶管施工工艺具有多样性,其施工技术发展已趋于成熟。
(1)工作原理:顶管施工技术属于非开挖技术,可以在不开挖路面的条件下进行施工,主要施工方式是在路面垂直上方挖一个工作井,将高压液千斤顶或钢制管道压进地下。污水管施工主要使用主顶油缸和管道间中继站等动力源将其压入地质层,污水管道随着顶管顶进设备进入到地层后方可开始顶管埋设。
(2)顶管施工平衡理论:顶管施工的平衡理论分为三类即气压平衡、泥水平衡和土压平衡。顶管施工中的核心问题就是施工技术适用性,在实际施工中,需要按照施工区域地质、设计要求和施工环境情况,选择顶管机、施工工艺和辅助设备,确保电管施工的进度和质量。在顶管施工中使用的工具管直接关系到施工的质量,因此在选择工具管时应保证材质和质量符合规定要求。目前,在顶管施工中通常使用钢管砼管,其具有承受土体压力大、耐腐蚀性强的优点,保证了施工进度。
2.2、顶管施工工艺及流程。
就目前来讲,我国常采用的顶管施工方式主要有两种,即开放型顶管施工方式以及密封型顶管施工方式。其中,密封型顶管施工方式是应用的最为广泛的,密封型顶管施工技术又可以细分为泥水式推进法、泥浓式推进法以及土压式推进法。下面就密封型顶管施工技术的三种推进法进行介绍。
(1)泥水式推进法:该工艺采用刀盘掘进机,以科学合理的顶进速度平衡正面压力,通过循环水压力去平衡地下水压力。其施工特点为:施工速度较快,施工操作不间断,不要求进行降水处理或地基改良,地表沉降不明显。如图1为泥水式推进法施工工艺示意图。
图1 泥水式推进法施工工艺示意图
(2)土压式推进法。该方法主要是采用向工作间的切削仓内注入一定比例的混合材料,使其充满整个泥仓的方法来平衡正面土压力和地下水压力;施工推进中并不需要泥浆泵等输送混合材料的设备,整套施工推进机器造价低廉;不需要对泥浆进行处理,整体推进顶管施工的成本较低。土压式推进工法选用的顶管掘进机一般为单刀或多刀盘土压平衡掘进机。土压式推进工法适用的施工管径一般在Φ1000~3000mm之间。如图2为土压式推进法施工工艺示意图。
图2土压式推进法施工工艺示意图
(3)泥浓式推进法:该工艺采用的二次注浆处理技术可以减少设备与地层间的摩擦力,将粒径为顶管管径1/3的废弃物顺利排出,提高了施工的顺利度,适用于长距离顶管推进施工。该工艺处理地下的砾石、土等废弃物时先进行分类处理,再通过不同的方式运送到地表上进行处理。泥浓式推进法适用于除了岩石地质外的任何其它地质,适用性很高。其使用的管径一般为Φ700~2200mm,施工流程为:开挖工作坑制作砼管组装砼管顶进油泵出泥贯通管道卸工具管建检查井回填。如图3为泥浓式推进法施工工艺示意图。
图 3 泥浓式推进法施工工艺示意图
3、道路排水污水管顶管施工技术
3.1、在污水管顶管施工的前期,应做好以下前期准备工作,以保证施工的顺利进行:(1)对施工现场的地质、施工管道直径、地下水位以及附近各种建筑设施的排布情况进行仔细勘察,根据勘察结果制定出科学的顶管施工方案;(2)根据道路排水工程的性质以及管道的受力情况,确定管道的内外直径以及各种材料的强度要求,此外,还应根据具体选择的顶管施工工艺确定顶管的合理长度;(3)通过计算,选好施工中可能涉及到的施工设备如高压油泵、运土设备以及千斤顶等。
3.2、在顶管施工过程中,应做好顶管接收井以及工作井的制作。根据工程的具体特点,选用刚度大、抗渗性好、工期短以及施工简便的施工方法,控制好搅拌桩垂直度以及间距(如两个搅拌桩的间距应控制在0.2-0.3m之间,垂直度应小于1.0%)。接收井以及工作井应该采用人工开发的方式,每开挖0.8-1.0m就做相应高度的护壁。除了需要在井底打木桩加固外,还需及时封闭井底。为降低顶进过程中泥浆产生的阻力,宜采用触变泥浆减阻工艺,这能够有效减少由于阻力过大而造成施工中断事故的发生。在顶管出洞的时候,应该在接收井的出洞混凝土墙处安装顶管出洞止水圈,为提高地基土的承载能力,防止机头出洞后发生下沉现象,应该在洞口外1.5m范围内压密注浆;最后,为保证管线轴线平顺以及顶管施工的顺利进行,应该做好接收井和工作井的监控测量、设备安装时轴线的定位、顶进过程中管道轴线的定位工作。
4、市政道路排水工程污水管顶管施工管理
进行排水工程顶管施工前应该详细勘测施工场地内的所有地下管线,做好详细的记录,同时,还应该勘测施工所在场地内的地质条件,结合当地的排水管顶管施工的技术水平,设计科学合理的顶管施工工艺和施工路线,在保证经济性情况下,最大程度地提高施工的质量和进度。由于顶管施工是一项非开挖施工技术,一定要配有自动纠偏和测量的仪器设备,保证排水管顶管施工的精确度,保证实际施工线路和设计线路相符。顶管施工过程中,为了保证施工操作人员视线清晰、测量方便和校核简单,施工单位应该在施工区域建立完善的地下与地上测量控制系统。为了避免地面受施工影响出现明显的沉降,市政道路顶管施工一般采用土压平衡式封闭型施工工艺。需要注意的是,排水管穿越顶管这一环节的施工操作一定要一次性完成,推进角度要科学合理,同时,为了减少对地面的破坏,可以降低顶进速度。顶管施工过程中的测量和纠偏要通过激光水准仪和全站仪完成。一般情况下,测量频率为1m/次,每测量半节排水管进行一次纠偏校核,顶管施工中的高程采用激光水准仪进行测量和校核,保证顶进线路的方向和深度符合设计要求,工具头不能出现超过5mm的方向偏差。进行穿墙顶进施工时,要先计算建筑物的荷载和四周的承压力,以其作为依据采取合理的保护措施,确保顶进施工操作的顺利度。排水管一般选用混凝土管,其接口处采用F型橡胶密封圈和氯丁橡胶楔形胶圈,并将水钢环安装在接水管接头内。
5、结束语
总之,随着城市建设步伐的不断加快和人口的不断增长,城市的排水量也随之不断的增长,污水排水管径的不断加大,对排水管道施工工艺提出了更高要求,顶管施工是排水管施工中的一项重要环节,应做好施工的前期准备工作,调整好泥水平衡压力和管壁摩擦力,参考国内外成功案例与进步思想,顶管技术进行改革。随着我国工程技术发展的日新月异,道路排水工程污水管顶管施工技术水平得到了较大的提升,它们在我国城市道路排水工程中发挥着至关重要的作用,有效的降低了城市道路、管网以及构筑物之间的不良影响,解决了管道埋设过程中的管道破坏以及堵塞问题;最后,由于污水对排水管道材料具有一定的腐蚀性,因此,开发高耐久性的排水管材是今后的重点研究方向。在确保施工质量和施工进度的基础上,尽量将成本降到最低。施工人员应学会在施工中总结成熟的施工经验,并利用成熟的经验进行创新,为排水管顶管技术发展提供更多的理论知识和实践经验。
参考文献:
[1] 张凤青:《探讨城市污水顶管施工技术要点与控制》,《科技论坛》,2012年22期
一、顶管施工技术及优越性
(一)顶管施工技术
顶管施工技术是一种用于市政施工的非开挖掘进式管道铺设施工技术,具有噪音小、施工场地小、对周围环境影响小及不影响交通顺利通行等优势。由于城市地下管道种类多、管道错综复杂,采用传统的开挖埋管法必然对施工现场周围环境造成一定破坏和影响,因而提出了顶管技术―非开挖施工技术。非开挖技术是指利用微开挖或不开挖技术对地下管线、管道和地下电缆进行铺设、修复或更换的一门科学,具有经济、高效、保护环境、地面建筑不用搬迁、不影响交通等特点,是一种高科技且实用的技术。
(二)顶管施工技术优越性
与传统的开挖埋管法相比,顶管施工技术在施工工序、工程进度及管道地基施工等方面具有明显优势。具体内容如下:
施工工序:以市政给排水工程为例,由于该工程中排水管道直径较大、管道埋深大,土层开挖后需要进行支护处理。如果遇到地下水位较高情况,还需要进行降排水处理,无形中增加了施工工序。尽管顶管施工技术不能全然取消这些施工环节,但一定情况下可以不采用某些施工工序,比如支护。
工程进度:与传统的开挖埋管法相比,顶管施工技术工序相对较少、开方工程量小、回填作业量小,使得工期长度相对短一些,有助于在规定日期内保质保量地完成施工,并降低对地面交通、环境过分影响。
管道地基施工:顶管施工技术由于采用的是管道和土同体置换的方式,与传统开挖埋管法相比,能够有效减少管道地基沉降现象,并减少对土层过分扰动。
二、顶管施工技术的适用范围
目前,国内的工业水平在不断提高,工业废水越来越多,新建的工厂也越来越多,那么需要铺设的排污管道也就越来越多,通过排污管道这些工业废水将进入污水处理厂。在铺设这些管道的工程中,顶管施工技术发挥了不可磨灭的作用。通过不断地实践总结,其结果表明,顶管施工技术在铺设管道时主要具备以下几点优势:施工时不会导致工地地面建筑的拆迁,遇到地下管道时也不必重新设计,减少了设计者的工作量;施工不会破开地面,占用地表面积小,对人们的生活和道路交通影响小;机械是施工的载体,可以节省人力物力还可以提高作业效率;然而有人担心地下挖隧道会使地面下沉,关于这一点顶管施工技术也可以完美解决,这项施工技术对周围的环境和建筑不会产生影响;在人们的印象中工地是很嘈杂的,但这项技术产生的噪音却很小,并且是在地底工作,所以噪音能得到很好的控制,不会出现干扰人们正常生活的情况。
三、市政工程给排水施工中顶管施工的应用
(一)顶管施工前的前期准备
前期的准备工作分为两个部分:第一部分是现场平面布置。平面布置包括注水系统、管片堆场、自动控制室、弃土坑和起重设备等的布置工作。主推千斤顶、顶管机等顶进设备和始发工作井发射架以及下井扶梯设施的布置工作。第二部分是顶进管的进出口、后靠土体的加固工作。对顶进管进出口和后靠土体尽进行加固工作能有效提高顶管机出洞的绝对安全,在工作井洞口安装止水装置可以减少泥水在顶管机进出预留洞时的流失和触变泥浆在顶进过程中的压注流失。
(二)顶管井的设计
经常用到的顶管井结构一般是钢筋混凝土的,建造结构复杂繁琐。目前情况下,顶管井有两种类型,分别是接收井和工作井。其形状大部分是圆形、方形和矩形,受力性能最大的是圆形结构其次是方形和矩形。建造时,工作井与接收井按照一定间隔来进行布置,间隔距离和设计井之间的距离保持一致。施工完成后按要求进行检查井的施工工作。
(三)工作坑
工作坑需要各种机器设备相互配合工作,先要采用先进的仪器检测工作井情况,然后根据情况实施方案,开挖基坑机器和管线设备需要配合好才可以把工作处理好。有的施工地方需要进行铺层,砂垫层的工作对于巩固地基很重要,各项步骤需要按照流程进行。对井壁的处理工作也很重要,它应用模板组装形成系统,为避免其他施工问题影响模板系统,需要把模板系统和井下脚手架分开。
(四)管口防水
保证顶管道正常作业,需要在工作井口预留一个跟管口相比较大的口,当市政给排水工程完成以后需要对原先预留的洞口进行封闭,这样不会影响管道的工作。也可以在其他施工中应用洞口止水的方法,这样可以改善施工对环境的影响,在顶管作业中.进出洞流程非常重要,这个环节出现问题对整个施工都会造成很大的影响。
四、顶管技术施工要点
(一)将触变泥浆压入到管道外壁形成一个泥浆套,以此来减小管外壁和土层间相互作用的摩擦力。摩擦力减小的幅度与泥浆套环的形成好坏直接相关。泥浆套还具有支撑作用,可以通过减少粘土坍塌来控制地面沉降。一般顶管机头尾端的压浆工作需要与管道顶进工作同步并且及时跟踪补充中继间、中间管节处所需要的泥浆量。通过采用上述压浆的施工方法,可以达到预期的施工效果。
(二)进行顶进工作时,严格按照设计路线实施。超提刀和千斤顶的结合能进行纠偏的工作。为保证顶进轴线不偏离设计轴线,需要对顶进轴线进行相关的测量工作。每次顶进入节混凝土管时就需测量1次。为保证测量具有较高的精度,对测量控制点进行多次检测。以便及时控制相邻管间错口在15%的壁厚以内,竖向偏羞稳定在30~40mm以内。
(三)在顶管工程施工过程中,工作井预留洞口一般均会大于管外节径以保证管子能够顺利的出洞。一般会采取洞口止水方式进行顶进时间隙的封闭工作。有关研究者在沉井制作时,采用一个10毫米厚的钢法兰和钢板以及16厚毫米的橡胶法兰来进行洞口止水的工作。此方法不仅阻止了地下水和泥沙进入工作井,还节约了材料-使用过的压板和橡胶法兰可以再次回收利用。
(四)进出洞,顶进中遇障碍物后的处理以及风化或者是微风化地质的处理也是顶管工程中决定施工质量的关键工序。因此,在施工过程中既要提防泥沙的大量涌入和塌方以及管道顶进方向的准确性,又要根据现场实际情况给出解决障碍物的技术方法,还要钻研相关地质钻探资料,为处理中分化和微风化的地质提出合理的解决方法奠定基础。
五、结束语
顶管施工技术作为市政工程常用的一种施工方式,为了保证地下管网规划与施工质量,相关人员必须分析与掌握市政工程施工中顶管施工技术要点,并在施工过程中注意这些关键问题。除了文中提到的一些施工关键点,施工人员专业素质及设备先进程度等内容都是影响管道施工质量的重要因素。为此,施工单位应从各个方面分析与控制市政工程中顶管施工技术和工艺,全面保证地下管道施工质量。
参考文献:
引 言
近些年,在城市不断发展和技术进步的同时,顶管施工技术在技术、顶管设备、施工工艺上都取得了很大进步,并且其使用范围也在不断扩大。较以前相比,顶管施工技术的施工管径增大了,推进距离也加长了。此外,在顶管施工技术中自动化技术也有所体现,排水管顶管的数显系统不仅可以自动修正和测量,还可以计算顶进速度和承受压力,在很大程度上提高了顶管施工的安全度。
1 污水管顶管施工技术简述
1.1 顶管施工技术
顶管施工技术是一种非开挖施工技术,不需要开挖面层,其具有施工安全性能好、施工场地小、施工速度快、施工对周边环境影响较小等特点,被广泛应用于市政道路污水施工中。但是,它也存在一部分缺点,例如工程造价高、施工周期长等。顶管的施工工艺具有多样性,其施工技术的发展已趋于成熟。
1.1.1 工作原理
顶管施工技术属于非开挖技术,可以在不开挖路面的条件下进行施工,主要施工方式是在路面垂直上方挖一个工作井,将高压液千斤顶或钢制管道压进地下。污水管施工主要使用主顶油缸和管道间的中继站等动力源将其压入地质层,当污水管道随着顶管顶进设备进入到地层后方可开始顶管埋设。
1.1.2 顶管施工平衡理论
顶管施工的平衡理论分为三类,即气压平衡、泥水平衡和土压平衡。顶管施工中的核心问题就是施工技术的适用性。在实际施工中,需要按照施工区域地质、设计要求和施工的环境情况,选择顶管机、施工工艺和辅助设备,确保顶管施工的进度和质量。在顶管施工中使用的工具管与施工的质量有直接关系,因此在选择工具管时应保证材质和质量符合规定要求。目前,在顶管施工中通常使用钢管和混凝土管,其具有承受土体压力大、耐腐蚀性强的优点,保证了施工进度。
1.2 顶管施工要求及工艺
当前,在顶管施工中通常使用两种施工方式即开放型和密封型。其中,密封型与开放性相比更为常用,其施工工艺主要分为三种:即顶管泥水推进法、顶管土压式推进法和顶管泥浓式推进法。
1.2.1 顶管施工要求
在进行管道顶进施工前,首先要对所需设备进行统一检查,保证其在施工过程中的良好工作状态。为了方便顶管顶进,在顶管过程中可以采用触变泥浆施工法,即在管道顶进的过程中压入泥浆来减少顶管顶进的阻力。触变泥浆施工法采取先压浆后顶进,少量多次的原则。其要求为:选用L150型号的压浆泵,压浆压力需保证在0.1~0.2MPa的范围内,而且泥浆的质量配合比为水:碱:膨润土=1:0.02:0.4。顶进结束后用水泥浆置换泥浆固定顶管,进而保证顶管的稳定性。在整个顶管过程中,最重要的就是顶管顶出洞口的环节。此外,在穿墙管顶进过程中通常采用深层水泥搅拌法对穿墙管前方2m范围内的土体进行加固,以保证穿墙管能够顺利顶出。
1.2.2 顶管工艺及特点
(1)泥水式推进法此种工艺使用刀盘掘进机,以顶进速度平衡正面压力,以循环水平衡地下水压力。具有施工不间断和施工速度快,无需进行地基改良和降水处理,而且地表沉降不明显的特点。
(2)土压式推进法通常使用多刀或单刀盘土压平衡掘进机。此工艺通过在切削仓中注满混合材料来平衡正面土压力和地下水压力。在推进施工中不需要使用输送设备,不需要整理泥浆,节省了一部分施工设备费用。
(3)泥浓式推进法此技术中使用的二次注浆处理技术可以在很大程度上降低地层与设备之间的摩擦力,将顶管中的废弃物顺利排出,有效地提高了施工的效率,适合在长距离顶管推进施工中使用。此外,在处理地下土、砾石等废弃物时首先需要对其进行分类处理,然后再送到地表进行处理。泥浓式推进法适用于除岩石地质之外的全部地质,适用性极强。
2 排水工程顶管施工技术在市政排水中的应用
在排水工程顶管施工之前,应仔细勘测施工场地内部的全部地下管线,并做好详细记录。同时,还需要勘测施工所在地的地质条件,结合施工所在地的污水管顶管施工技术水平,设计合理的施工路线和施工工艺,在确保经济性的条件下,最大程度地提高施工进度和施工质量。由于顶管施工属于非开挖施工技术,应为其配备自动测量和纠偏的设备仪器,确保污水管顶管的施工精确度,保证设计线路和施工线路是完全相符的。为避免地面受到施工的影响而出现沉降现象,在施工中通常使用土压平衡式封闭型施工工艺。需要特别注意的是排水管穿顶管必须一次完成,同时为了将对地面的破坏降到最低,可以适当降低顶进的速度。
2.1 顶管顶进施工
工作井内设备安装完毕,经检查各部处于良好状态后,即可进行开挖和顶进。因顶管是两根平行管,为避免干扰,施工时先顶进一根,待完成后,再顶进另一根。首先将管子下到导轨上(导轨是由两道平行的钢轨构成,主要作用是使推进管在工作井中有一个稳定的导向,并使推进管沿该导向进入土体),就位以后,装好顶铁,检测管轴线和管底标高是否符合设计要求,合格后即可进行管前端挖土。
顶进利用千斤顶出镐,在后背墙能够满足顶管最大顶力而不动的情况下,将圆管向前顶进。顶进操作过程为:安装好顶铁挤牢,在管前端有一定长度后,启动油泵,千斤顶进油,活塞伸出一个工作行程,将管子推出一定距离。停止油泵,打开控制阀,千斤顶回油,活塞回缩。添加顶铁,重复上述操作,在顶管进至离井边还有50cm左右时,应立即卸管,进行下一节管子的安装。重新装好顶铁,重复上述操作。
2.2 测量与纠偏校正
2.2.1 顶管测量
顶管测量采用激光线测设法控制测量。将激光经纬仪(激光束导向)安装在工作井内,并按照管线设计的坡度和方向调整好,同时在管内装上标示牌,当顶进的管道与设计位置一致时,激光点即可射到标示牌中心,否则根据偏差量进行校正。全段顶完后,应在每个管节接口处测量其中心位置和高程,有错口时应测出错口的高差,以衡量全段的高程与纵坡,并保证高程与中心偏差应在允许值之内。此外,为满足管道光滑度要求,对错口处采用砂浆抹平。
2.2.2 纠偏校正
顶管偏差校正以预防为主,不能等到产生明显超差时再进行校正。通常情况下,应每1m测量一次,并相应的进行一次纠偏校核。顶进中若管位偏差10mm左右时,应进行校正,纠偏校正应缓缓进行,在顶进中采用小角度逐渐纠偏,使管子逐渐复位,不得猛纠硬调。具体纠偏可以采用挖土校正法、强制校正法和衬垫矫正法。
2.3 管道接口和管道裂缝的处理方法
排水管通常使用的是混凝土管,管道接头应保证对管道导向环的充分固定。一般接口处理方法为若顶管的管材为平型接口,顶管完毕后,对于管与管之间的缝隙,采用环氧泥砂浆压实填抹。如果管道顶进完成后的压力试验导致管道泄漏,应在管道内部安装一个密封环,然后还应进行接口的防水测试。在顶进过程中,管道因受力不均产生的裂缝,需进行处理。细微裂缝采用环氧砂浆进行填缝,明显裂缝采用掺有铝粉的砂浆填缝处理。
3 结 语
总之,随着城市建设的加速和人口的增加,城市的排水量也随之不断的增长,这就对排水管道施工技术提出了更高的要求。顶管施工是排水管施工中的一项重要环节,应做好施工前期的准备工作,调整好泥水平衡压力和管壁摩擦力,参考国内外成功案例与进步思想,不断改革顶管施工工艺。在确保施工质量和施工进度的基础上,尽量将成本降到最低。施工人员应学会在施工中总结成熟的施工经验,并不断进行创新,为排水管顶管技术发展提供更多的理论知识和实践经验。
参考文献
[1]胡俊波.影响顶管施工的不利因素分析及处理[J].中州建设,2013.
中图分类号:TU997文献标识码: A
引言
市政排水管道工程分布于城市每一个角落,是保证城市地面水及时排除、防治城市水污染并使城市水资源保护得以良性循环的必不可少的基础设施,其具有施工速度快,施工管道内表面光滑,密封性能好,施工安全性好,基本不影响施工区域周围环境或者影响很小,施工场地小、噪声小、作业深度较深等优点。但是,顶管施工周期较长,工程造价昂贵,因此,在施工过程中,必须严格质量控制,保证施工技术工艺符合设计规范要求,从而达到市政污水管施工的顺利实施。
一、市政道路污水管顶管施工简述
早在1896年,美国在北太平铁路铺设工程中就开始运用污水管顶管施工技术,然而,我国是在1953年才开始使用此技术,因此,我国相对美国来说远远落后了五十多年.刚开始只是使用人工式顶管施工技术,而且施工设备也很简单,施工环境也不是很好。经过多年的发展,这种技术逐步开始使用机器式顶管施工工艺,开拓了很多新的工艺和方法,使此技术进一步向前发展。目前,排水管顶管施工技术随着城市的发展不断得到完善和发展,且使用的领域也不断得到拓展,并在顶管施工的基础上发展成为一种非开挖施工技术。污水管顶管施工技术是一种用于城镇市政管道施工的非开挖掘管道推进技术,它的优点有施工效率高,安全性能高,所占场地小,噪声小,由于管道内表面光滑,密封性能好,所以对周围居民的影响很小.当然排水管顶管技术也有许许多多的问题,其主要表现为污水管顶管工厂施工时间长,成本高。值得欣慰的是,目前,我国污水管顶管技术的发展日益完善,施工方法和设备也数不胜数。
1、污水管顶管施工工作原理
污水管顶管施工技术是一种全新的在地下进行的管道施工技术,正因为是在地下进行所以不存在开挖路面的情况,它的操作方法很简单,只需要在所需施工处的地面向下垂直地开挖污水管顶管施工的工作井,接着采用千斤顶等器具将施工所需材料如水泥钢制管道等置入地下即可。污水管顶管施工过程中需要使用多方面的推动力,例如来自主要的顶管油缸或者来自管道间中继站等方面的推力,才能将污水管顶管施工中所需设备穿过地质层,并把施工设备埋在地下,顺利完成施工
2、污水管顶管施工原理的分类
污水管顶管施工原理主要有三种:气压,土压,泥水平衡原理。要想污水管顶管施工技术得到正确的运用,必须使是施工技术的适应性问题得到解决。在施工过程中,要注意具体问题具体分析,在不同的施工环境下,要相应选择不同的施工方法,科学的选则施工工艺和设施,以确保排水管顶管施工的顺利完成。
3、污水管顶管施工系统的构成
3.1 工作井与接收井。在顶管施工中,所有的顶进设备全都置于工作井内,如千斤顶、后靠背以及铁环等等,同时掘进机也是从工作井内出发进行顶进作业;接收井是某一段顶进的终端,也是接收掘进机的场地。在某些特殊的条件下,如多段连续顶管,工作井也可直接作为接收井使用,但接收井却不能直接作为工作井使用,这是非常重要的一点。
3.2 洞口止水圈。其最主要的作用是防止地下水以及流沙进入到井中,属于一项安全防护措施。
3.3 掘进机。这是安放在最前端的顶管设备,其在很大程度上决定着工程是否能够顺利完成。若是采用手动掘进的方式,可以用工具管代替掘进机。
3.4 顶进系统。主要由操作台、油泵、油管和油缸等部分构成。
3.5 基坑导轨。想要确保顶管顺利顶进,便需要为管道提供一个相应的支撑体系,即基坑导轨。其多数是由两根互相平行的箱型钢垫组成。由于管道本身的重量较大,所以导轨应当具备足够的刚度,并且还要有良好的耐磨性。
3.6 管材。这是顶管施工中的主体,其种类相对比较繁多,如钢管、PVC管、钢筋混凝土管等等。具体选用何种类型的管材,应当根据工程需要而定。
3.7 输土装置。在顶管施工过程中,输土是一个较为关键的环节,其与施工进度密切相关,一般可根据顶管类型选择输土方式。
3.8 起吊设备。门式起重机是顶管施工中最为常用的起吊设备,其优点是工作性能稳定、操作简便。
3.9 测量设备。由于管道向前顶进的过程中容易出现偏差,所以施工时需要采用相应的测量设备进行纠偏。一般短距离顶进可选用经纬仪和水准仪进行测量;长距离顶进则应采用激光经纬仪。
二、工程常见的质量问题和防治措施
1、管道位置偏移和积水
1.1 产生原因分析
可能是测量不准确、施工技术不当、意外避让原有构筑物等原因,导致产生位置偏移,出现立面积水、倒坡现象。
1.2 预防措施
一是认真按照施工测量规范,完成交接桩复测。二是严格按照样桩施工,要做好轴线和纵坡的测量及验收。三是意外遇到构筑物须避让时,在适当的位置增设连接井,转角不小于135°。
2、闭水试验不合格
2.1 产生原因分析
可能是基础不均匀、施工质量差、端头封堵不严密、施工质量差等原因。
2.2 防治措施
在渗漏处做好记号后,排干管内水进行处理。对细小的缝隙或渗漏,采用水泥浆或防水涂料涂刷,较严重的应返工处理。
3、回填土沉陷
3.1 产生原因分析
可能是压实机具选用不当,填料质量不好、含水量控制不当、回填厚度大于30cm等原因。
3.2 处治措施
一是造成其它构筑物基础脱空破坏的,采用注浆填充。二是造成结构破坏的,应挖除质量不良的填料,换填为稳定性能好的填料。
三、市政道路排水工程污水管顶管技术施工措施
1、止水圈
就泥水平衡式的顶管机而言,在顶管机通过洞口进入土体的过程中,如果顶管机与建筑空隙的止水密封性能不好的话,不仅会使开挖面的土体失去平衡,而且极易导致泥水的流失,从而造成顶管机周围的土体损失,引起严重的洞口土体的塌方,因此为避免上述情况的发生就必须在洞口设置密封性能好的止水圈。止水圈主要是由压环、压板以及橡胶圈组成,止水圈的安装首先应该打好膨胀螺丝,紧接着将橡胶圈牢牢地套在膨胀螺丝上,然后将压环压在橡胶圈的上面,最后一步就是将压板压在压环上后上紧螺丝即可。一般情况下压板需要有36块,可以沿径在50mm内进行移动,这样就可以控制橡胶圈的压紧程度。
2、材料
一般情况下,材料都选用粘土及膨润土等材料来制作成泥浆液体。如果采用膨润土制成的材料,其泥浆浓度应该保持在5-15%,必须使膨润土泥浆随顶管机慢慢向前移动,形成连续的环状浆套。在出洞的这一环节,如果洞口土体较稳定,那么就可以降低材料的浓度,在离洞口大约有6m的时候,就选择清水把泥水压力降到最低点,避免因为正面的土压力减小,因为过大的泥水压力会使洞口的土体发生扰动。
3、注浆减阻
注浆减阻是顶管施工过程中一个非常重要的技术措施。此项技术主要是通过压注触变泥浆来填充管道周围留有的空隙,使之形成一道泥浆保护套,这样就可以起到支撑地层、减少地面沉降以及减少顶进阻力的作用。注浆减阻的措施适用范围是长距离的顶管施工。
4、校正顶进偏差
在顶进的过程中如果出现10mm左右的管位偏差,此时就应立即进行校正。纠偏校正要缓慢的进行,使管子逐渐复位,不能用力过大硬性调节。若在施工过程中出现高程和方向偏差同时存在的两种情况,首先应当纠正偏差大的。纠偏时应该做到在顶进中采用小角度逐步进行,勤调微纠。当顶管机头发生旋转时,可以在管内相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩。
5、挖土校正法
当顶进的偏差值10-20mm时就应该采用挖土校正法。在管子偏向设计中心左侧的时候,就可以在管子的中心右侧进行适当的超挖,而在偏向管子中心―侧的地方可不挖或者留台,使管子在继续顶进中,逐渐校正到设计的位置。
6、顶木校正法
如果偏差较大,采用挖土校正无效的时候,就要采用圆木或者方木进行校正,将其一端顶在管子偏向一侧的内管壁上,而另一端则支撑在垫有木板的管前土层上,同时开动千斤顶,充分利用顶木产生的分力,将管子的位置进行校正。
结束语
随着我国工程技术的不断发展,顶管施工技术得到飞速地提升和发展,尤其是在市政道路排水工程中起到了无与伦比的重要作用,有效地降低对附近城市构筑物和道路、管网的影响,彻底解决管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,尤其对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市来说尤为重要,是一种安全、环保、高效、经济的施工方式。因此,对市政道路排水工程污水管顶管施工技术进行深入总结分析是具有一定必要性的。
中图分类号:TU99 文献标识码:A
引言
市政排水管道工程分布于城市每一个角落,是保证城市地面水及时排除、防治城市水污染并使城市水资源保护得以良性循环的必不可少的基础设施,其具有施工速度快,施工管道内表面光滑,密封性能好,施工安全性好,基本不影响施工区域周围环境或者影响很小,施工场地小、噪声小、作业深度较深等优点。但是,顶管施工周期较长,工程造价昂贵,因此,在施工过程中,必须严格质量控制,保证施工技术工艺符合设计规范要求,从而达到市政污水管施工的顺利实施。
一、市政道路排水工程顶管施工技术概述
1、顶管施工技术简介
顶管施工技术是一种专门用于道路排水工程施工的非开挖管道排水工程施工技术,其优点是施工速度快,管道内壁较光滑,因此管道的密封性非常好。此外,该技术的安全性非常高,对周围环境的影响程度很低。但是顶管施工技术依然存在很多问题,比如顶管施工的周期较长,相比其它施工技术工程造价更昂贵。目前来讲,污水管顶管施工技术已经发展的比较成熟,其施工工艺及方法也是层出不穷。
2、顶管施工技术原理分析
顶管施工技术是一种比较新型的管道施工技术,它能够在不开挖地面的前提下,仅通过沿着垂直方向开挖一个施工工作井,然后应用液压千斤顶将水泥注入到地下。该技术主要是应用地下管道间中继站以及主顶
油缸等方面的作用力,从而将设备从井内推至地质层,与此同时,随着排水管道紧随顶管顶进的设备进行埋设,便实现了泡水管道的非开挖铺设。
3、顶管施工工艺及流程
就目前来讲,我国常采用的顶管施工方式主要有两种,即开放型顶管施工方式以及密封型顶管施工方式。其中,密封型顶管施工方式是应用的最为广泛的,密封型顶管施工技术又可以细分为泥水式推进法、泥浓式推进法以及土压式推进法。下面就密封型顶管施工技术的三种推进法进行介绍。
3.1泥水式推进法
通过使用刀盘掘进机对正面压力进行平衡,通过调节循环水压可以起到平衡地下水压的作用。该推进法的优点是能够保证施工过程的延续性,因此,该施工工艺速度非常快,此外,在实际施工过程中,由于对地表的沉降作用较小,因此不需要对地基进行任何改良处理。
3.2土压式推进法
通过向工作切削仓投入一定比例的混合材料,从而起到平衡地下水压以及正面土压的作用,和泥水式推进法不同,土压式推进法不需要泥浆泵等输送设施,这在很大程度上降低了工程造价;此外,土压式推进法不需要对泥浆进行特殊处理,因此简化了施工步骤。该方法的掘进机能够同时选用单刀或多刀平衡掘进机,其施工管道的直径一般在1.0-3.0m之间。
3.3泥浓式推进法
泥浓式推进法主要采用二次注浆处理方法,不仅降低了掘进机与地层间的阻力,而且能够将施工过程中产生的废弃物及时排出,保证了工程施工的顺利进行。泥浓式推进法比较适合运用于排水管道较长的城市排水工程施工中。在该工艺施工过程中,通过将底层下的废弃物分成两部分,然后分别用两种不同的方式将其运出。因此,泥浓式推进法的应用范围较前两种更广,它的施工管道直径一般在0.7-2.5m之间。
3.4顶管施工工艺流程
管材制作调试顶进设备安装吊装机轨道安装洞口之水圈连接各种电缆顶进开始出泥回收千斤顶各种管线的拆进第一节管材的吊进安装管材接口中继间顶进管道的最后贯通置换泥浆拍泥线以及各种电缆的拆除注浆口的封堵洞口的接缝处理管井的彻查闭水实验路面恢复。
二、保证顶管施工质量的技术措施
1、穿墙止水
为避免地下水和泥土大量涌进工作井,在穿墙管内事先填埋经夯实的黄粘土,打开穿墙管闷板,应立即将工具管顶进。此时穿墙管内的黄粘土受挤压,堵住穿墙管与工具管的环缝,起临时止水作用。当工具管尾部接近穿墙管而泥浆环尚未进洞时,停止顶进,绕盘根,表轧兰,再借助管道顶进的顶力,带动轧兰将盘根压入穿墙管环缝。盘根压得不宜过紧,以不漏浆为宜留下一定的压缩量,以便盘根磨损后再次压紧止水。
2、顶进阶段的测量和纠偏
2.1 测量与放线
根据建设单位提供的控制点施测污水管线的中心线和高程桩。根据中线控制桩用全站仪将顶管中线桩分别测设在顶管工作坑的前后,使前后两桩互相通视,并与管线在同一条线上。顶管工作坑内的水准点由坑上一次引测,经过校核,误差不得大于±5mm。每座顶管坑内设2个水准点。
2.2 顶管测量与纠偏
在顶第一节管时,以及在校正偏差过程中,测量间距不应超过30cm,以保证管道入土的位置正确;管道进入土层后的正常顶进,测量间隔不宜超过 300cm。常用的纠偏方法有以下两种:
2.2.1顶木纠偏:偏差大于 2cm时,在超挖纠偏不起作用时采用。用圆木或方木的一端顶在管子偏向的另一侧内壁上,另一端斜撑在钢板或木板的管前土壤上,支顶牢固后,在顶进过程中配合超挖纠偏法,边顶边支。利用顶进时的斜支撑分力产生的阻力,使顶管向阻力小的一侧校正。
2.2.2 千斤顶纠偏法:方法基本同顶木纠偏法,只是在顶木上用小千斤顶强行将管慢慢移位纠正。
2.3 泥浆减阻措施
为减小后座顶力,利用工具管尾部的压浆孔压入以澎润土为主的泥浆作减阻手段,可把管壁摩阻力减到 1.0t/m2以下。顶管进入接收井的预留洞时,其允许进洞误差平面为±10cm,高程为±8cm。要求是相当高的,为确保顺利进洞,应提高轴线测高精度,特别是把轴线设至井下时尽量减少精度损失,在确认进洞无误后,在接收井内做好接收的一切准备工作,包括接收平台的搭设等。
2.4 接 口
接口是顶管工程的关键部分,保证做好接口部分是顶管工程成败的关键,因此对组成接口的每一部分都必须严格遵照有关规程的要求逐一分别严格制作。顶进前必须在现场作试安装,对不合格的混凝土成品管应予以剔除。
结束语
随着我国工程技术的不断发展,顶管施工技术得到飞速地提升和发展,尤其是在市政道路排水工程中起到了无与伦比的重要作用,有效地降低对附近城市构筑物和道路、管网的影响,彻底解决管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,尤其对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市来说尤为重要,是一种安全、环保、高效、经济的施工方式。因此,对市政道路排水工程污水管顶管施工技术进行深入总结分析是具有一定必要性的。
参考文献
[1]江东胜.浅谈顶管技术在市政污水管中的应用.中国科技博览,2011(08):133.
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[3]张凤青.探讨城市污水顶管施工技术要点与控制.科技论坛,2012(22):60.
前言
顶管技术广泛应用于城市市政给排水中并且获得很好的反响,主要是由于这项技术不同于以往的传统的施工技术。它在用于施工中的时候,不仅可以穿越城市道路还有名胜古迹,还可以在不影响城市的绿化的前提下,缩短工期、提高安全系数。并且顶管技术的高精度施工相比传统的施工技术降低了施工总费用,并且带来了更好的经济效益。顶管技术这项施工技术具有显著的优点,在更换地下管线的同时应用非开挖技术减少对地下管线的开挖。
1 顶管施工的特点
顶管技术的主要特征是非开挖的施工技术。就是通过顶管施工技术在地下进行对穿越建筑物或者不便于开挖换管的区域进行更新管道,在不需要对地面进行开挖的前提下进行施工,不仅可以减少施工投资还可以缩短工期,相比传统的施工技术来讲顶管技术可以减少粉尘和噪音,在交通和绿化方面对周边的环境影响也微小甚微。以上这些顶管技术的优点使得这项技术在市政给排水施工中广泛应用。
根据以上顶管技术的这些内容,可以总结出顶管技术的以下几个大方面优点:(1)在顶管施工时,它对对地面的影响程度微小,基本上不会对交通构成影响,具有省事干扰少的有点。(2)在进行施工中产生的噪音和粉尘的程度都很微小,对周围的居民住户影响小,不会产生很大的噪音等影响居民生活的事情,也不会对已经成形的地下管线或者建筑物造成危害。(3)施工占地面积比传统占地面积小,并且不破坏原有管线系统,不需要开挖地表,并且具有一定深度。减少施工工期以及施工投资。虽然顶管技术具有很多优点,但是也存在施工技术有难度等缺点。在进行顶管技术施工时要注意收集施工环境资料,并且根据勘测结果进行精准的施工实践。
2 顶管技术的应用及其前期准备
2.1 顶进管及设备的选择
2.1.1 顶进管的选择
在进行顶管施工的时候,应该选择钢筋混凝土管。选用的钢筋混凝土管的规格以及应力验算和配筋规格都需要按照钢筋混泥土管来设计。如果环境允许,可以用钢管代替钢筋混凝土管。在选择顶管的时候,要先选择顶管的直径,根据顶管的性质以及施工的环境,选择顶管的内经,要根据顶管的受力情况确定顶管的厚度以及外径。一般会考虑到顶管工人会在顶管上面进行施工作业,所以选用的管径要符合规范。
2.1.2 顶进设备的选择
顶进设备主要包括千斤顶、顶铁、高压油泵及运土设备等。千斤顶是主要的掘进设备.应根据计算和实际情况进行选择,选择时务必做到精准可靠,切忌忽略细节,以免造成不必要的人身损失和财产损失。工具管包括开挖舱和操作舱,要根据具体需要进行选择。
2.2 顶管施工前期准备
(1)现场平面布置内容:在进行顶管施工前要布置好料具间、拌浆棚以及自动控制室。除此之外还有起重设备、注水系统以及管片堆场等场地布置。
(2)顶管进出口的地方还有后靠土体都要采用高压旋喷桩进行加固。在顶进过程中会产生触变泥浆,因此,必须要在工作井安装洞口止水装置防止顶进过程中顶进管机进出口预留洞的溺水流失。
3 市政工程施工技术的概述
市政工程影响着人们的衣食住行,为人们的基本生活水平提供保障。因此,市政工程技术在人们的生活中具有重要意义。然而,市政工程技术的水平的高低决定着市政工程质量的优劣,也决定着人们日常生活的品质。因此优化市政工程技术是一项必要的任重而道远的工程。市政工程需要市民对其监督支持,更需要领导对其进行维护和管理。市政工程技术包括可以准确对市政工程图纸进行分析并制作、可以精确地勘测、计量与计价、试验检测等能力。除此之外,市政工程技术水平还影响着城市的供暖供水水平以及照明等生活服务质量。针对污水排出等处理城市废水的工程也受到市政工程技术水平的影响。市政工程技术水平影响着人们的生活,与人们的生活水平息息相关,并且对人们的生活质量有着不可忽视的影响力。在建设一座城市的过程中,要注重市政工程的技术水平,只有有效地优化了市政工程技术水平,才能使工程施工的进度以及质量提升上来。因此,为了保障市民进行有秩序的正常生活,要提高市政工程技术水平,落实每一个项目的工作目标以及规范,严格遵守工程施工现场的纪律。只有高水平的勘测技术和水利工程技术,才能实施建设城市这项任重而道远的工作,才能真正的做到为人民服务。另外,在进行施工前,要做好施工工程设计,保证施工顺利的进行。在符合国家规范的前提下,对施工工作进行合理安排。在施工前完成工程设计之后,将设计交给上级领导批准。批准后即可开始施工。在施工过程中如果对工程计划进行改动,也要及时通知上级,并且对施工进行合理调整。就目前建筑施工行业来讲,这个行业需要大量的劳动力和资金投入。而工程计划的重要任务是总承建企业必须在一定的时间内计算出投资资金,使项目尽快的进入到实施阶段。首先,在计划施工项目的建设时,要重点突出立项、审批、采购、招投标和施工阶段的计划细节,而施工阶段占这部分工作的首要成分,有着不可忽视的重要性。施工进度计划在整个项目中起着领导的作用,好的计划能使施工项目顺利进行,并且与项目的收益息息相关。从一个工程项目的计划可以看出市政工程的管理制度是否完善,也决定其承包的项目是否能完美的完成。因此,一个周详完整的的工程计划决定工程项目的成败。
4 地下给排水管道顶管施工的方法
市政基础建设地下给排水管道顶管施工技术是采用高压旋喷桩施工方法。由于在地下进行排水管道所要经过的地区的地质情况各不相同,对于一些地区的地质中含水量比较大的、土质比较疏松的,在施工过程中容易造成塌方,引发安全事故。为了有效地避免和防止这一情况的发生,避免沙石涌入到已经开好的工程中,就必须加强对顶管的机头进行防水和加固。由于施工面积相对比较小,就要求施工的机械设备比较小而且比较灵巧,就需要采用高压旋喷桩施工技术来进行加固。在高压旋喷桩机安装就位之后,就开始边向前旋转边向前顶进,边射水边插管。同时保证旋转的速度和向上提升的速度,保证顶进的均匀,重复此工作以完成高压旋喷桩施工。
5 结语
我国经济的不断向前进步,城市的建筑规模也日益增多,城市的发展导致排水量大量增加,政府收集雨水的政策对污水管道也有一定的要求。因此,只有建设好地下污水管道,全面采取顶管施工技术才能满足城市发展的需求。顶管技术不仅能节约施工时间,减少施工投资,还不会影响绿化带等周边环境。顶管技术的不断进步,还需要施工方的辅助和协调。虽然大多数建筑施工单位对钢筋的要求很高,并且规定了相应的采购品牌,但还是存在大量小钢厂投机取巧还有假冒伪劣的钢筋。钢筋工程的主要缺陷在原材料不达标,钢筋加工程序还有现场制作及成品保护,这些原因都会是钢筋的强度变弱。若其中有一项出现问题,会影响钢筋的尺寸,强度和脆性。钢筋的断裂会给建筑物造成无法估量的的灾难。
参考文献:
[1]陈观胜,陈雪仙,屈立宇,戴元林,朱军.特殊环境下的顶管施工技术[J].中国土木工程学会市政工程分会,2000(09).
引言:针对新形势下的市政排水工程来说,通过采用顶管施工的技术,不仅仅能够有效的对工程成本进行节约,同时也能够对工程的质量提供保证,并且也能够更好的实现同步的施工。在和传统的施工技术相比较,这种技术不仅仅能够对工期进行有效的缩短,同时也能够有效的避免对其他附属设置带来破坏,使其能够更好的推动社会经济发展的脚步。
1.顶管的技术应用分析
在对市政排水管道进行施工的过程中,其顶管的技术应用主要是存在着以下方面的内容。
1.1顶管的技术应用范围分析
第一要是在城市当中相对来说比较繁华的地带或者是在城市中心的位置,那么不可以进行大规模的开挖进行施工,一般情况下,主要是采用八十毫米到六百毫米的管径,对其做出顶管的施工,这样也能够有效的避免对附近的建筑带来影响。
第二是要是在施工现场中,没有办法能够对进行埋管的施工,同时施工现场附近也没有其他的建筑,并且污水的管道直径不可以小于五百毫米的时候,那么便可以采用顶管施工的技术来进行施工。
1.2顶管施工技术的应用分析
根据现阶段的情况分析,通常情况下主要是在城市的管网进行施工的时候,通常情况下主要是在马路反复的开挖情况出现,不仅仅将会对城市的面貌带来十分严重的影响,与此同时也将会阻碍城市交通以及市民正常的生活,导致公路的使用年限被缩短。
1.3项管的施工技术应用分析
第一是现阶段在一些旧城进行改造的过程中,将会导致出现一些比较多的困难,例如地下的管网十分错综复杂以及地下的管线位置存在着不明确,对于这些问题的出现,将会导致市政排水工程的施工带来严重的阻碍。
第二是针对架空线路来说,如果遇到繁华的街道或者是文物古迹的时候,将会没有办法能够进行架空施工的时候,必须要将会导致采取地下的过度施工。
第三是在污水管道的直径能够大于一百毫米的时候,那么在这个时候,有关的环境必须要能够保证不会受到施工的破坏,因此在这个时候,必须要进行有效的管理,从而保证施工能够得到顺利的进行。
1.4顶管的施工技术优点的分析
现如今在对市政工程排水管道施工的过程中,在埋设的过程中,顶管的具有着十分重强势的优势,并且在进行施工的过程中也具有着十分高效,有效的避免了一些不必要的资源出现浪费,同时也能够对环境起到保护的作用,不断的推动我国社会经济水平的发展。总之,通过对顶管技术进行应用,主要是能够表现在以下几个方面当中:
第一是因为通过对这种技术进行应用,并不需要对其直接的对路面进行开挖,使其能够有效的避免对周围建筑物所带来的影响。
第二是因为这种技术并不需要对其进行直接的开挖路面,有效的避免对其周围环境所带来的影响,同时也能够避免交通带来阻碍。
第三是在进行实际施工的时候,能够有效的对一些环境因素所带来的影响进行有效的避免。
第四是在进行市政排水施工的过程中,施工效率相对来说比较高,同时也能够有效的对工程的成本进行降低。
2.顶管的施工技术操作分析
在对市政排水工程的顶管施工的过程中,施工技术的操作主要是如下内容所示。
2.1泥浆减阻的分析
在对市政排水工程进行施工的过程中,长距离的顶管施工过程中,通常情况下将会存在着很大的摩阻力,使其没有办法更好的促进排水管道的施工得到有序的进行。同时在市政排水管道施工的过程中,通常情况下主要是采用泥浆减阻来对其进行相应的处理,一般来说,首先是需要将混凝土的管材进行润湿,其次便是需要对管道进行涂抹黄油。同时在进行施工的过程中,要是灌入的泥浆主要是在管道的外层,在某一些原因的作用下使其形成了一个完整的浆套,使其能够不断的提高泥浆的稳定性。通常来说,在对其补桨管进行设置的过程中,主要是设置在第二节管以及中断环之间。根据角度是在一百二十度时对其进行设置注浆孔,在对其进行顶进后,必须要对已经是完成的泥浆套浆液进行置换,通常更换成为水泥,必须要在其中加入一定的煤灰,等到二十四个小时凝结后,进行拆管的处理,同时也需要进行封盖,最后便是采用环氧水泥的方法来对孔口进行堵住。
2.2偏斜破碎顶级的施工分析
在进行实际施工的时候,通常情况下主要是采用千斤顶来进行顶进施工,如果已经是顶进N节工具头的过程中,遭受到了公路的阻挡,同时顶进的N+1节工具头的时候,将会存在着碎石的问题出现,导致管道出现堵塞,同时也将会听到叶片和石子进行相互碰撞的声音,同时在对其管道进行清理的过程中,也将会发现存在着大量的黄岗岩,并且黄岗岩的棱角也比较分明,导致增加了千斤顶的油压指数,在顶进到N+2节工具头的过程中,碎石将会导致排浆泵卡主,没有办法得到正常的工作,因此将会影响到工程的施工进度,所以在进行施工的过程中,必须要进行严格的控制,通过采取科学有效的措施来保证施工能够得到顺利的进行,进而保证市政排水工程的施工整体质量得到保证,与此同时也能够带动我国社会经济水平全面的发展,促进我国城市化进程脚步不断的加快。
总结:通过上述的内容分析后可以知道,在我国市政工程排水施工的过程中,顶管技术得到了十分良好的应用,并且这种技术的施工成本十分低以及施工难度比较小等方面的优点,不仅仅更好的提高了市政排水工程的整体施工质量,与此同时也很好的促进了我国城市经济的发展水平。
参考文献:
[1]王圣成.市政工程给排水施工中顶管技术的应用分析[J].中华民居(下旬刊),2014,12(24):120-124