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市政给排水施工中长距离顶管技术研究

作者:未知

  摘 要:作为一项适用性强、应用面广、实用性多的新型技术,顶管施工技术因其自身优势,在市政工程建设中得到了广泛应用,该技术的应用,不仅为市政工程施工质量有效提升提供了可靠保障,更利于城市给排水施工。为此,相关部门必须加大研究长距离顶管施工技术的力度,提高施工技术水平,规范施工工艺,只有这样才能为建设现代化城市提供强有力的依据。
  关键词:市政工程;给排水施工;长距离顶管施工
  1 市政给排水工作的现状
   市政给排水系统属于现代化城市最重要的市政工程之一,对于我国的经济发展和社会发展都有着非常重要的作用,不仅可以满足人民群众日益增长的物质文化需要,还可以进行环境保护,维护生态的平衡。但是目前我国市政给排水工程中仍然存在很多问题,如:排水设施形同虚设,原有的作用不能充分发挥;排水体系出现漏洞;排水管道以及其他设施在养护和维修等方面的力度还有欠缺等。所以从目前情况来看,我国市政工程的建设仍然需要不断的加以处理和改良,施工人员要加强对给排水工程施工的管制力度,不断完善给排水工程的施工设计方案,引用科学、先进的新技术和新设备,保障给排水工程的施工质量和施工效率。
  2 工程概况
   某顶管段总长度为3200m,分2段施工。其中E至F工作井中心里程为K0+747~K2+927,总长度为2180m,属于直线顶管,选取顶管机(1台)从E顶进F工作井,并在F工作井吊出,2164.3m为一次顶进距离,属于超长距离直线顶管。F至扩散器段的里程为K2+927~K3+947,总长度为1020m,属于直线顶管,选取顶管机(1台)从F顶进扩散器段。
   选取DN2000钢管作为顶管管材,20mm为其壁厚,-21.5m为管道底部标高,顶管全县纵向都属于平坡,顶管需从中砂、粉质粘土层穿越,12到19m为管道覆盖土层厚度。
  3 市政给排水施工中长距离顶管施工技术要点
   (1)顶管出洞。由工作井内导轨上将顶管机头向工作井前壁预留洞内推进,且由前墙穿过向井外土层内进入,该过程即被称为顶管出洞。作为整个顶管施工的重要内容,顶管出洞的合理控制,才保证顶管施工质量。根据施工现场实际情况,预留进出洞口选取地下连续墙预埋钢盒,且在洞口前与顶进方向相邻的连续墙外边线进行止水幕墙设置,其尺寸为2000(厚)mm、8000(宽)mm。
   出洞前期,相比顶管附近摩擦力+导轨间摩擦力,顶管机正面主动土压力较大,这种情况下将有顶管机反弹现象产生,导致顶管前方土体产生坍塌质量问题,进而影响顶管机再次推进施工。基于此,需将一条工字钢分别设置到洞口两侧与地面平行位置,如主顶千斤顶即将回缩加顶铁时,需保证两条工字钢都能焊牢于第一个顶铁,随后进行千斤顶回收,避免出现反弹现象。
   (2)正常顶进。完成管道出洞后,即可进行顶进施工。管道向前顶进的推力主要利用后座主顶油泵、主顶千斤顶产生,在推进管节过程中,经高压水枪冲洗落下的土体可向工具管泥水仓内流入,随后利用排泥管道向机头外排除,并抽到地面位置。紧随机头分节向前推进管节,最终满足设计要求。通常在每分钟20~50mm之间合理控制顶进前期速度,随后按照每分钟50~150mm控制正常顶进速度。
   (3)注浆。压触变泥浆是顶进施工的主要工作内容,以此降低顶进阻力。一道触变泥浆注浆孔可间隔10m进行钢管布设,共8个,孔直径为25mm,设置角度为45°。按照注浆孔所在位置,构成螺丝孔,且将一块钢板(3mm)加设到孔外侧,以此实现泥浆有效扩散至管壁,避免堵塞注浆口,随后进行注浆管安装。注浆施工应先进行造浆静置一段时间,随后进行注浆,注浆时需逐步进行顶管推进,顶管停顶后,即可停止注浆。相比管道外围环形空隙,压浆量为其1.5到2倍左右,按照管顶水压力合理确定压注压力。
   (4)钢管施工。严格按照国家标准规定合理确定焊条质量,要求焊条干燥。选取交流电焊机作为焊接的设备,11.3mm为环缝长度,选取2台焊机用于内环缝,3台焊机用于外环缝,所需焊接施工共6h。完成接头焊接后,可根据设计需求进行检测,直到质量合格,随后进行干型防腐涂料涂抹。6m为各节钢管长度,17t为其重量,吊放选取的吊车重量为50t。钢管应对齐其连接的钢管,确保两管轴线在同一直线上。
   (5)顶管进洞处理。由于该工程无接收井,相比设计位置,顶进相距1000~5000mm时,即可将水冲吸泥系统暂停,提高工具机头前的土压力,保证工具管腹腔内充分挤入土层,待引水钢管向设计位置顶进后,需将工具机头全部设备去除,并将泥浆管封闭好,随后将工具机头和第一节钢管刚性联结去除,即可进行下阶段施工。
  4 市政给排水中长距离顶管施工质量控制
   (1)观测沉降。将沉降观测点布置在管道上方的路面顶部,在顶管机头穿越路面过程中,需要每天进行定期观测,观测需要在每顶进一节的顶前顶后进行一次,从而对土体沉降、隆起曲线和最大沉降、隆起量进行详细记录。对每个沉降点的原始资料进行测量,编制成册上报指挥中心,同时依据沉降量对顶管施工进行及时调整,确保管道最小程度的影响到路面。
   (2)控制土压力及泥水压力。一般情况下,如果按实际情况将土压力及泥水压力控制在20kPa左右,则需要控制地面沉降及隆起量在1cm以下。在进行道路穿越时,不允许出现中断,必须连续进行顶进施工,在施工时将顶进速度与排泥速度掌握好。施工人员要尽量避免过快进行顶进或过慢进行排泥,使土体的稳定性得到保障。
   (3)加固措施。在完成顶管施工后,不但要进行膨润土泥浆置换,而且要对路面下方加强补浆,水泥砂浆能够通过设置在管道上的注浆孔注入路面下方的土体中,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,从而路面的稳定性得到提升,安全性有所保障。
  5 结束语
   综上所述,市政给排水施工作为城市建设的重要构成部分,将大量新技术、新工艺及新设备应用到市政给排水施工当中,不仅能够大幅度提升市政给排水施工效率,缩短施工工期,还能为现代化城市发展提供强有力的保障。长距离顶管技术是当前市政给排水施工应用最多的一项技术,有利于最大限度的提高市政工程的施工质量和效率,为城市日后的給水和排水打下良好的基础。
  参考文献:
  [1]张捷.市政给排水施工中长距离顶管施工技术研究[J].科技创新与生产力,2014(06).
  [2]石玉东,李丽.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[J].黑龙江科技信息,2013(08).
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