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市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析

      【摘要】近年来,随着社会经济的发展,我国各地政府不断加大城市基础设施投资力度,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,也得到了应有的关注。但是就实际施工而言,由于涉及范围广、牵涉因素复杂的特点,其施工很难达到预计施工标准,这就迫切需要一种科学、便捷且不影响周围环境的施工新技术,以满足当今市场需求。顶管施工技术的出现有效的解决了这类问题,为市政给排水管线施工提供了良好的理论基础。本文从顶管施工技术的概念和特点分析,阐述了在市政给排水施工中长距离顶管施工技术要点。 

  【关键词】市政给排水;基础工程;施工技术;顶管施工 

  给排水在城市发展中发挥着举足轻重的作用,有着城市运输血管的称号,是城市人民日常生活、生产用水以及排水的重要设施,是保证人们用水质量和安全的关键。因此,目前的城市基础建设工作中,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。但是就给排水施工技术分析,在施工中因为涉及范围广、牵扯内容多,经常会影响城市交通、人民工作,这就迫切需要一种新技术来缓解这类问题。在这种情况下,顶管施工技术变应用而生了,并被广泛的应用在各类城市给排水施工当中。 

  一、顶管施工技术概述 

  1、概念 

  所谓的顶管施工技术主要指的是在不开挖地面的情况下,利用液压顶进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,在地下管线施工中有着不影响路面交通、环境和人们生活的优点。 

  2、顶管施工技术特点 

  在当今基础工程建设中,顶管施工技术已经广泛的应用在国内各地给排水管道施工中,有着不开挖,埋设经济、迅速和保护环境的功能。同时,在给排水管线施工中如果采用这种施工技术,还能减少征地搬迁费用、减少环境污染、减缓交通堵塞的优势,这就表明这种技术在应用中不仅具备着显著的经济性,而且具有突出的社会效益。 

  二、长距离顶管施工技术在给排水施工中的应用 

  1、施工技术分析 

  1.1长距离顶管施工技术的制约因素 

  长距离顶管施工技术主要指的是每次前进距离都超过一百米以上的顶管施工,甚至在一些发达国家,长距离顶管施工的距离甚至高达上千米。在这类工程施工中,由于施工顶进的距离长,这就产生了许多与普通顶管不同的环节,也就是我们常说的限制因素,这对长距离顶管技术的应用产生限制,因此在施工中我们需要对整个施工环境和施工技术做详细的分析,研究这些不同因素的限制和影响。 

  在长距离顶管施工中,最为突出的限制因素主要是推力限制。从理论上来说,管子推进增长了,我们只要把顶管机的推力增加一些就可以了,但是在实际操作的过程中却并非这么的简单。在施工中,如果推力增加了,管子是否能够承担高压推力作用是一个未知数,同时还要衡量管道后座是否能承受得住这一高压。 

  因此,在目前的长距离给排水管道施工中,所选用的材料主要是以钢管为主,因为钢管的断面、重量以及土壤之间的摩擦系数远远小于混凝土管,这就使得顶管施工中顶进力能得到有效的保障。 

  1.2通风系统 

  在长距离顶管施工中,通风问题不容忽视,是保证施工人员生命安全的重要基础。因为在长距离顶管施工中,顶进时间长、管道容量有限的特点,这就使得管道内部的工作人员需要消耗大量的氧气,久而久之便会产生缺项现象,最终影响工作人员的健康。因此,在工作中做好通风系统控制十分的关键。 

  2、施工控制要点 

  在顶管施工过程中,难免会扰动周围的地层而引起一定的沉降,但制定良好的施工预案和采取合理的应对措施,将沉降控制在周围环境(特别是商业繁华和交通繁忙的闹市区) 能够承受的范围内却是非常必要的。针对沉降原因的分析,就泥浆制备和注浆工艺、进出洞技术和中继环密封技术等几个方面系统地讨论一下相应的施工控制措施。 

  2.1进出洞技术 

  工作井洞口止水装置密封采用橡胶止水法兰。在橡胶止水法兰之前预埋注浆孔,以便压注膨润土泥浆。洞外工作井土体密封加固采用SMW工法桩加压密注浆等方案。在支护结构内预设钢圈,使出洞更加快捷。在内衬的预留洞上安装双道橡胶法兰止水装置,确保止水可靠安全。顶管过程加强出洞口的触变泥浆压注,减小对出洞段土体的扰动。 

  2.2泥浆制备和注浆工艺 

  (1)配置触变泥浆要选用优质膨润土,根据经验和试验采用合适的配比,以保证泥浆的减摩效果和支承能力。浆液必须搅拌充分,在膨润土泥浆压入以前,对储浆箱内的泥浆再进行一次搅拌。 

  (2)严格控制注浆压力,使其不能小于管体上部的静止土压力和水头压力。顶进时要根据地面变形、地下水位等因素适当调整压力和压浆量。在泥浆出口处装单向阀,不使其回浆,以使触变泥浆套的压力在临时停泵后仍基本不变。根据工程实际情况设置中继压浆泵,以抵消输送管的压力损失,稳定注浆压力。 

  (3)由于曲线段外侧存在法向分力作用,对土体扰动和摩阻力都会增大,当掘进机进入曲线段时,要增加对曲线外侧的注浆量,尽可能形成完整泥浆套。 

  (4)顶管贯通后,要及时利用触变泥浆压注孔对顶进时处于管道外的触变泥浆进行纯水泥浆置换,从而减少管道的后期沉降。 

  2.3管节止转的技术措施 

  顶进时机头在刀盘及螺旋机的作用下会发生旋转,而机头旋转尤其是转角偏大时会对顶进造成不利影响,因此对工具管要采取纠旋转措施。在机头前方筒的水平二侧焊翼板,长1.8m,宽30mm,厚25 mm,以防止机头旋转。对机头的旋转主要采用加压重块的方法。在机头二侧焊压铁支架,1号与6号管二侧亦焊压铁支架。二侧先平均放压铁,共20t。一旦发现机头有微小偏转,立即将压铁移到一侧。 

  三、结束语 

  顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力,包括工具头正面泥水压力、管壁摩擦阻力。顶管施工技术是一项技术先进、实用性强、适用面广的施工技术,在城市建设中将得到越来越广泛的应用。 

  参考文献 

  [1]黄克成.浅谈市政给排水施工中顶管技术的应用[J].江西建材,2013(06) 

  [2]王建石.市政给排水管道顶管施工技术要点[J].黑龙江科技信息,2013(36) 

  [3]陈忠心.关于市政道路给排水管道施工技术的探讨[J].科技传播,2013(20)

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