摘要:大管径管道过路施工时,由于采取明挖的措施,不仅开挖工程量大,对路也会造成破坏、费用也高,而且会严重影响了交通运行,所以采用顶管掘进方式会更合适,作业范围小,成本低,对周边环境影响也轻,交通运输也可以正常运行。本文重点分析了市政大管径管顶管的工序过程及施工管理。
关键词:市政;大管径管顶管;施工管理
一、大管径管顶管施工原理
大管径管顶管是指1米以上管径,人工挖土机械顶进。其原理就是从顶进井开始将顶管掘进机或工具管,通过主干顶油缸和中继间顶进力的作用,穿过土
层至接收井内吊起,最后再将工作井间的管道埋没的过程。机械式的施工多采用封闭式顶进方法,其压力平衡的方法有:泥水式平衡、土压式平衡、气压式平衡。
二、以具体实例分析市政大管径管顶管施工工序过程
1.工程简介
本工程位于广州市芳村高尔夫地块电力管沟中1号路穿越河涌顶管隧道,全长约71.3m。场地原始地貌单元主要表现为珠江三角洲冲积平原,现状为在建道路,局部为河流,整个场地地质较差,地下水对砼具弱分解类腐蚀,不良地质主要为饱和砂土液化,含淤泥粉砂的液化等级为轻微~中等,局部严重,中砂为轻微,局部中等。
2.顶管井的布设
顶管井的布设通常要采用钢筋砼或碎石作为地基基础,土质较硬的顶管井可采用方木作为基础,土质不稳定的工作井,其周围要架设支撑。顶管井的地基修建要按照设计的管线位置和坡度施工,要求不得出现沉降,在其内部固定的导轨及顶管位置要准确。排水管顶进的顶管井,要设置于检查井的位置。
3. 管道的顶进
顶管井的布设完成后,要进行管道的顶进。在管道顶进前,要在管的前端开挖一个与所顶管道形状相似的坑道,其深度约为30~50cm,再将管道用千斤顶顶进,并重复此步骤循环顶进。
4.顶管纠偏
纠偏是指机头偏离设计轴线后,利用设置在后部的纠偏千斤顶组,改变机头端面的方向,减少偏差,使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法,进行纠偏操作,若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩,反之亦然。
5.顶管的接口
顶管的接口多采用电弧焊接方法,即在将管段顶入前,将该管段与已顶入的管段在内部进行焊接。混凝土管的接口处要采用麻丝油毡、橡胶圈或橡胶垫等材料嵌缝,管口的内侧要预留1~2cm的缝隙,两管间的孔隙在顶紧后要控制在1~1.5cm。
6.注浆减阻
在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙,形成一道泥浆保护套,起到支撑地层,减少地面沉降,减少顶进阻力的作用。在施工中,首先对顶管机头尾部压浆,并要与顶进工作同步,然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆,以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。
7.管道的压浆
在完成管道的顶进和检查井的施工后,要进行管线的注浆压浆作业。注浆前,应通过注水检查注浆设备,确定设备正常后方可灌注;注浆压力可按不大于0.1MPa开始加压,在注浆过程中的注浆流量、压力等施工参数,应按减阻及控制地面变形的量测资料调整。注浆后,要压浆,管道的压浆施工要通过每节管道所预设的压浆孔进行压浆,同时要防止地面发生沉降现象。
三、大管径管顶管井的施工管理
1.建立顶管井的结构
顶管井包括工作井和接收井,顶管井的结构通常为钢筋混凝土形式。工作井通常为单孔井或单排孔井,单孔井的形状可以是矩形、圆形或正方形等,单排孔井多为矩形。工作井在建造过程中,要按照双向顶进的结构施工,其间距要与检查井的间距相同,并且要与接收井呈间隔形式布置。同时,要在井内设立支撑,从而改善井内结构的受力情况。在工作井和接收井施工完成后,要在其附近做检查井。
2.顶管井洞口止水设施的正确选择
在很多市政工程的顶管施工过程中,井内出现水土淤积的现象,导致管道和机头叩头或机头被淹等事故,严重影响顶管的顺利出洞,给工程建设带来很大麻烦。这类事故的产生,较多是因为顶管工作井预留口的止水设施,其密封不严或其他原因所造成的,所以在对顶管进行施工作业时,要严格按照设计要求对洞口的止水设施进行检查和控制。工作坑的洞口止水设施有很多种形式,包括齿形橡胶式、盾尾钢缘刷密封且压注盾尾油脂等,选择哪种结构形式则要结合工作坑的具体施工等条件来确定。但是无论采用哪种形式进行密封,都要首先确保其具有合格的安全止水功能,再考虑其经济因素等影响。
四、大管径管顶管的测量与控制
在顶管的施工过程中,由于顶管的方向很容易发生偏移,所以在顶管顶进阶段,要及时进行顶管的三维动态测量工作。在施工前,要在井的周围设置一高精度的控制测量网,对井区、井下的测量点,如轴线点、井下测量起始点和后视点等进行检查和修正。
为了确保管道入土位置的精确性,在顶进第一节管时,其测量的间距要小于30cm,入土层后的测量间距要小于100cm。当顶管每次顶进的长度小于50cm时,顶管中心偏差可采用垂球拉线法测量。此时要尽可能地拉大两垂球的间距,并用水平尺对头一节管的前端中心进行测量。当顶管的每次顶进长度大于50cm时,其中心偏差则要采用经纬仪进行测量;顶管的高程测量,要根据工作坑内设置的高程点标高,用特制高程尺和水准仪对第一节管的前端和后端的管内高程进行测量;当顶管的中心和高程偏差量快超过设定误差值时,要及时进行纠正。
五、结束语
市政基础设施是城市快速发展的前提条件,是城市交通枢纽畅通、居民安居乐业的基本保障。在市政工程的施工过程中,大管径管顶管施工作为一种现代化市政建设的重要组成部分,其可以有效地解决传统的市政工程施工所带来的交通堵塞等诸多不便,将影响范围降至最低。而作为市政工作者,要牢记顶管施工的重要工序,要加强对大管径管顶管施工管理,保证市政地下管道的施工质量,为市政工程的整体建设质量把关,为城市的快速发展保驾护航。
参考文献
[1]给水排水管道工程施工及验收规范(GB50268-2008)[S].
[2]建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)[S].