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市政给排水工程中的顶管施工技术分析

摘要:

随着市政建设工程的不断扩大,管道顶管施工技术应用也越来越广泛。本文对顶管施工相关技术进行了分析,希望在以后的施工过程中能够有所帮助。

1、不同地质条件下,排水管道顶管施工设置

1.1 顶进设备的后背墙设计

  后背墙是千斤顶的支撑部分,对其的要求比较高,对坚固程度要求相当高,因为其发挥的作用是非常重要的。在通常情况下,后背墙都是采用加宽和加厚的方法来制作的,用厚度来保证其坚固度。一般用钢筋加水泥工艺来处理后背墙,让后辈的受力均匀,再将钢板作为辅助作用,就能够有效地将使用寿命延长。此外,后背墙的设计还应该考虑到后背墙的表面与顶进的方向保持垂直。其误差值应该在允许的范围内,其包括垂直度和水平扭转度。

1.2排水管道顶管施工基坑的支撑

  排水管道顶管施工的基坑是进行地下排水管道工程十分重要的环节,对地下排水管道工程的质量有着重要的意义,顶管施工的基坑在施工过程中起到了支撑作用。在进行市政基础建设中,对地下给排水管道顶管施工技术的应用是进行排水管道的主要方法。在新的经济环境条件下,对顶管施工基坑强度的要求也在不断提高。只有在保证施工环境安全的情况下,才能够减少不安全施工的发生。基坑的制造一般采用的是钢筋和水泥混合浇灌,在交管过程中保证均匀,以便基坑在人员操作过程中受到均匀有效的作用力,提高工作效率。因此。设计好排水管道顶管施工基坑很重要,应充分发挥出其支撑作用。

2、顶管施工技术应用范围

   顶管施工技术主要应用在以下市政给排水施工建设过程中。第一,顶管施工技术可应用在地面难以实施大规模操作、挖掘的情况,比如繁华地段、名胜古迹位置以及交通流量较大地段。对于难以实现空中架线、地面开槽埋管的区域,可采用顶管施工技术铺设给排水管道。第二,顶管施工技术在市政管网建设中的应用。因市政管网建设过程中,地形和施工条件非常的复杂,很多马路若反复开挖操作,必然会导致城市交通混乱,给市民的生产生活带来很大的不便。在此情况,采用顶管施工及时,可以有效提高市政管网建设效率和质量,同时还可以有效效避免重复建设现象,对于节省财政资源、方便市民正常生产生活,意义重大。第三,城市老城区以及旧城改造建设过程中的顶管施工技术应用效果也非常的显著。对于旧城区而言,由于地下管网常年失修、严重老化,而且布设情况也比较复杂,长期的应用可能出现了错位、移动等现象,具体位置难以准确把握。针对这一问题,地下给排水管线铺设过程中,应当采用顶管施工技术,可有效降低地面施工难度。

3、给排水管道顶管施工技术要点

3.1 顶进管的选择

  顶管施工技术作为多力学、多学科知识集合下的产物,其技术复杂性不言而喻,而在顶进管的选择过程中,无论是顶进管的材质、直径还是长度都有一定的要求。目前,对于顶进管的材质,施工中大多数时候是选择钢筋砼管,在对腐蚀性没有做过多要求的情况下,也可以选择钢管。顶进管直径的确定,首先是根据该工程的需求确定顶进管的内径,然后再根据实际作业中的负荷确定其外径,一般情况下,由于要考虑到地面挖土工人的作力,顶进管内径不应小于500mm。长管能够降低装管次数,从而降级成本,但同时过长的管道在顶进过程中更容易偏离预定的路线,所以,长度的选择也是重要的考量之一。

3.2 顶管井的设计

  顶管井有工作井和接收井两种之分,一般采用钢筋混凝土的建造结构。顶管井的形状根据其结构形式的不同而不同,一般而言,单孔井常为圆形、正方形、矩形等,而单排孔井基本上都为矩形。顶管井的形状决定着顶管井的受力能力,一般圆形高于正方形、正方形高于矩形,为了改善顶管井的受力性能,也可以采用在顶管井内设置内支撑的方法。

3.3 顶管施工前期所需工作

  为了确保顶管施工的顺利进行,在施工前期,需要预先做一些准备工作。比如施工设备与物品的准备、顶进管进出洞的加固工作等。一般地,起重设备、自动控制室、材料室、管片及拌浆材料堆场、拌浆棚、注水系统、弃土坑等需要预先布置好,除此之外,一系列顶进设备,如发射机、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等也需要事先安装好。

4、给排水管道顶管施工工序及其注意事项

4.1 给排水管道顶管施工工序

  给排水管道顶管施工技术的工序一般包括穿墙、顶管出洞、注浆减阻以及顶管纠偏这些步骤。穿墙即是指打开穿墙闷板,将工具管顶出井外的工作,该过程需要做好严密的止水措施。在穿墙前期需要对穿墙过程中可能出现的问题进行分析并制定相应的解决方案,如在穿墙过程中为了保证穿墙孔外侧土地的稳定性,对穿墙管外侧进行注浆固结操作。顶管出洞是顶管施工工序中非常关键的一道工序,具体是指顶管机和第一节管子破出封门进入土中的操作,由于其复杂性该过程事故发生的频率很高,其中,管线偏移是最为常出现的状况。为了防止管线的偏移,我们可以事先将工具管调零,并在工具管下安装支撑设施,一旦出现管线下降的状况,及时采取措施进行调整,常用的方法有主顶油缸纠偏、设初始角等。注浆减阻是顶管施工中非常重要的一道防护工序,其贯穿于整个顶管推进作业中,具体是指对管道外围的缝隙填充压注触变泥浆,以减小推进过程中的阻力,同时也能起到防止地面下沉的作用。在顶管施工中,管线的偏移是较常出现的状况,在实际作业中,通常是通过设立四台纠偏千斤顶对方向进行纠正。纠偏千斤顶的纠偏是一项细致的操作,通常是通过多次的微调来达到最终的纠偏目的,纠偏的方法视具体操作而言,如机头偏左时则左伸右缩,出现旋转情况时则采取反相加重的措施等。

4.2 给排水管道顶管施工的注意事项

(1)压浆措施的注意事项

  需要采用触变泥浆,在顶进过程中同时向管道外壁压入减阻泥浆,形成泥浆套,泥浆套在起到减阻作用的同时也能起到一定的支撑作用,需要重视的是,顶端机头尾端的压浆需要与管道的顶进同步,同时,在中续间和中部管节处等地方需要及时的跟踪补浆。

(2)管线纠偏中的注意事项

  顶进的路线需要严格地按照设计路线进行,可利用可伸缩的超提刀和千斤顶进行纠偏。需要注意的是,在顶进过程中需要对顶进的轴线进行时常的检测,一般每顶进一节混凝土管节便需测量一次,适当的复测和增加测试量也能减少管线偏移状况的发生。

(3)进出洞以及顶管过程中的注意事项

  为了保证管子出洞过程的顺利进行,一般工作井的预留洞口需要比管节的外径稍大一些,需要注意的是,此预留的间隙在顶进时需要采取一定的措施进行有效地封闭,一般采取的是洞口止水法,常见的做法是事先预埋一个一定厚度的钢法兰,焊接螺栓并安装好橡胶垫圈后用钢板压紧。

5、结语

  在建设过程中,顶管技术的应用是十分必要的和必需的。在市政基础建设过程中,合理的应用排水管道顶管施工技术是做好地下排管最根本的工作。只有用正确的方法作为指导,行动起来才能够减少出错的概率,提高工作效率。

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