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摘要:近年来,随着社会经济的发展,城市基础设施投资力度不断加大,市政给排水作为市政建设中不可缺少的基础设施,其施工越来越受到业内人士的重视。科学、便捷且不影响周围环境的施工新技术,是满足当今市场需求不可缺少的。顶管施工技术的出现,有效解决了这类问题,为市政给排水管线施工提供了良好的理论基础。本文阐述了在市政给排水施工中长距离顶管施工技术要点等内容,以其对给排水施工有所启发。
关键词:市政给排水;长距离顶管施工;技术分析;
给排水管路是城市的血管,在城市发展中具有重要作用,是城市居民日常生活、工业用水及排水的重要设施,保障了人们用水的质量和安全。在城市基础建设工作中,给排水施工工作应该得到高度重视。我们必须要高度重视给排水管线建设工作,将其作为基础工程施工的重中之重。
一、顶管施工技术概述
(一)概念。顶管施工技术主要指的是在不开挖地面的情况下,利用液压顶工作站从顶管工作坑中将需要铺设的管道以挤压顶进的方式进行铺设。这种施工技术是以顶管机为主,在其施工之后直接进行管道铺设的一种技术手段。
(二)顶管施工技术特点。在基础工程建设中,顶管施工技术已经广泛的应用在给排水管道施工中,有不开挖,埋设经济、迅速和保护环境的优点。同时,在给排水管线施工中采用这种施工技术,还能减少征地搬迁费用、减少环境污染、减缓交通堵塞,在实际应用中具备着显著的经济性和突出的社会效益。
二、施工技术分析
通常我们将每次前进百米以上的顶管施工称之为长距离顶管施工技术,长距离顶管施工的距离有时会达上千米,因顶进距离过长,会产生与普通顶管不一致的环节,进而限制顶管施工技术的应用。对于长距离顶管施工,施工前必须要对整个施工环境以及施工技术进行较为详细分分析,对相关制约因素进行深入的研究。充分考虑突出的制约因素推力限制问题,在增加推力时还要考虑到管子的承受力,给排水施工管道施工现以钢管为主,因其断面、重量以及与土壤产生的摩擦力均要小于混凝土管,施工时顶进力便得到了有效的保证。再有就是通风问题,这是长距离顶管施工必须要面临和解决的一个关键性问题,在实际施工中,顶进时间长、管道容量有限,此时要想保证施工人员的身体健康及生命安全,就必须做好通风系统的控制工作。
三、施工控制要点
在顶管施工过程中,制定良好的施工预案及采取必要的应对措施,对地层的沉降进行控制是十分必要的,必须要掌握相关的施工控制要点。
其一,应用进出洞技术,通过预埋注浆孔来压住膨润土泥浆,然后采用橡胶止水法兰密封工作井洞口止水装置,而洞外工作井土体的密封加固则可以采用SMW工法桩加压密注浆等方案。为保证止水可靠安全,可在内衬预留洞上装设双道橡胶法兰;为减小对出洞段土体的扰动,在顶管时应加强出洞口的触变泥浆压注。
其二,采用泥浆制备和注浆工艺,选用优质膨润土以合适的比例配置触变泥浆,充分搅拌浆液,保证泥浆的支撑能力及减摩效果;在顶进时应考虑到地面变形、地下水位等因素来调整压浆量和压力,注浆的压力要超过管体上部的水头压力和静止土压力,并根据工程具体情况设置中继压浆泵来稳定注浆压力;在掘进机进入曲线段时,其外侧的注浆量应适当增加,以保证形成泥浆套的完整性;为减少管道后期沉降,在顶管贯通后应及时对顶进的触变泥浆进行纯水泥浆置换。
其三,管节止转,在刀盘及螺旋机作用下,机头顶进时会发生旋转,转角偏大不利于顶进,此时需要采取纠旋转措施,可在机头前方筒的水平二侧焊翼板,以防机头旋转,再有就是采用加压重块的方法,在机头二侧焊压铁支架,发现有偏转倾向,便将压铁移到一侧。
其四,顶管施工顶力设计的计算方法,顶力的计算对坑后背设计影响较大,顶力计算会随着管径的增大呈线性上升,管线偏差大,顶力也会增加。
四、长距离顶管管体的结构设计
长距离顶管施工技术中顶管管体的结构设计对施工效果有着至关重要的影响。做好管体的结构设计是施工成功的一大保障以及前提。
(一)钢筒。钢筒的制作原材料需要使用1.5mm厚度的冷轧钢板,并将其制作为筒身两端具有插口环和承口环的钢筒。钢筒在长距离顶管施工技术运用中起到贯穿连接的作用,因而承口环与插口环是钢筒的连接部分。连接过程中还需要使用双胶圈,以此增强管道的封闭性,达到有效防止水渗透的效果。
(二)钢筋骨架网。钢筋骨架网的作用是为了保证混凝土与钢筒连接时的稳固性,具体操作是在钢筒的内、外侧焊接钢筋骨架网。钢筒内侧的钢筋骨架网在焊接过程中采用的是单层钢筋骨架网,目的是为了避免后期使用中混凝土块的掉落。外侧钢筋骨架网采用双层的钢筋骨架网,用来将钢筒与混凝土结合后的管道承载力提升到最高,避免钢筒和混凝土在后期承受太大的外界压力而影响施工。
(三)管体设计。钢筒内外两侧的混凝土浇筑完成后,将会形成长距离顶管技术施工中需要的混凝土顶管管道。混凝土具有一定的防止管道腐蚀的作用,一定程度上可以延长管道的使用寿命。
五、长距离顶管技术的具体运用
(一)非开挖顶管施工技术。市政给排水长距离顶管施工技术是一项非开挖顶管施工技术,实际施工中不需要对地面进行开挖,而是利用灰浆喷射衬层法进行相关施工。但其同样需要在即将进行长距离顶管作业的地点进行工作沟的挖掘。在对工作沟进行挖掘的过程中,需要对其规模进行限制、对周围地质情况进行调查了解,确保在挖掘过程不会出现偏差。在这个过程中,管道设计是至关重要的一个环节,需要针对施工要求和实际的地质条件,对管道系统的设计进行科学的分析、严格的设计,以此提高施工质量。
(二)顶管施工法
顶管施工法具有噪音小、降低对地表干扰低等优点。在运用顶管施工法时,首先需要在地面上挖出两个基坑井,随后将钢管放置于井中。完成放置之后,配合千斤顶的辅助将钢管往预留口方向推出,直至钢管移动到接受井的预留口边。最后使穿过接受井的预留口,以此形成一个管道。
(三)水平螺旋钻进技术。水平螺旋钻进技术在市政给排水施工的长距离顶管技术之中是极为普遍的一项技术,具有一定保护土层、减小长距离顶管施工中的地表波动幅度等优势。使用该项技术需要用到的工具是螺旋钻杆,按照长距离顶管方案的要求,极具目的性的将钢管推入预留井中。目前,水平螺旋钻进技术已经得到广泛的使用,具体施工中为避免顶进中造成偏差、保证长距离顶管的位置以及方向的准确性,给排水中长距离顶管技术施工要求该项技术的适用范围为小口径的给排水管道。
(四)加固措施。完成顶管施工后,需要进行膨润土泥浆置换,要对路面下方加强补浆,使路面下方土体的空隙得到填补,使路面下方土体的强度能够最快速度的恢复到顶进前的状态,提升路面的稳定性,保障地面安全性。
结语
长距离顶管技术在市政给排水施工中具有重要作用,为促进该项技术更长远更广泛的使用,需要全面把握长距离顶管技术的原理、优势、劣势,总结施工经验,进行深层次运用研究,使长距离顶管技术在不断发展的技术时代中发挥出最好的效果,推动城市建设的进程。
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