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水利工程建设中顶管施工技术的应用研究

 【摘要】随着科技的发展和建筑施工技术的进步,混凝土管顶管施工应用技术越来越普遍,技术也越来越娴熟,在水利工程建设和水利工程维修改造的过程中发挥了极大的作用。水利工程在维修改造的时候需要挖沟、排水,铺设管线等。混凝土管顶管施工技术由于工程量小,环境破坏程度低,工程造价低等优势,已经成为水利工程维修改造的技术首选。本文中,笔者依据相关的理论知识并结合自身的工作经历,简略的分析顶管技术的特点、管网系统的特点及目前我国水利工程顶管施工技术中应该注意的一些问题,希望能促进水利工程的建设,优化社会环境,提高老百姓的生活水平和生活质量。 

  【关键词】水利工程建设;顶管施工技术;工程建设质量;施工设计 

  随着我国社会和经济的飞速发展,水利工程设施建设工程量越来越大,质量要求也越来越高。水利工程设施建作为社会发展的基础工程之一,其建设备受社会各界的关注,因为它深切关系到老百姓生活环境的好坏与生活质量的高低,所以我们必须要想方设法的提高此工程建设的质量,水利工程维修改造过程中顶管施工应用技术的实施就是我们所要探讨的问题。 

  一.简论我国水利工程建设管网的布局 

  我们知道,水利工程建设一般不会采取短期行为,大凡都有一定的适用范围和使用年限,水利工程建设也是如此,必须考虑到各种因素,保证工程的建设能满足社会发展的需要,不影响老百姓的正常生活。近些年,我国的水利工程建设可谓热火朝天,遍地开花,到处都弥漫着开发和建设的气息,水电站建设和修复、各类管道的铺设,时时都在发生,刻刻都在进行,这就需要大量的沟渠填挖,一定程度上影响了城市的发展,损害了市容市貌,也对老百姓的生产和生活造成了一定的困扰。根据水利工程建设的相关资料分析,我们得出:水利工程建设的管网特征有以下几个方面:首先是难以标记的管线位置,在施工建设的过程中我们发现,在城区特别是老城区各种管网密密交叉,相互交错,重叠现象严重,如果重新施工的话,很多的管线位置不明,已经很难标记,对新的施工建设带来了很大的麻烦。其次,重复性严重,水利工程建设由于受到多重因素的影响,有时候很难考虑的十分周全,在有些时候管网的铺设没有考虑到城市发展的实际需要,过几年之后就不能满足社会经济的发展,经常出现返工重建的现象,造成相同位置不同深度不断埋设功能相似甚至相同的管道。最后,较大的工程量建设,一般来说,社会越发展,人们对水利工程建设的需求量也越大,为了满足社会发展和人们生活的需要,建设水利工程,铺设水利管道已经成为发展的必然要求,以上种种分析,我们发现只有先进的顶管设备与顶管施工工艺才能更好的解决水利工程建设的问题。 二、水利工程建设中顶管工程设计的要点研究 (一)关于钢筒、管体等形体结构的设计分析 水利混凝土管顶管工程需要的结构设计中,针对钢筒来说,一般工程使用的都是有1.5毫米厚的冷扎钢板制作而成,在钢筒的两端都会由钢制承口环和插口环做成的采用双胶圈的接口,这种接口大大提高了管道的密封性,并且也便于安装,使用也较为简单。这种钢筒主要是隔断输送水外渗的通道,形成了一个抗渗带;对于钢筋骨架网来说,在钢筒的内侧,使用一定的电焊仪器焊接单层钢筋网,实现钢筒内侧混凝土能够与钢筒内壁结合,完成工程所需要的封闭式结构。在工程建设中,我们要按照既定的需要,在钢筒的外侧焊接双层钢筋笼,这样就能有效的承担管道所承受的内水压和外部荷载及施工荷载。下面我们来说说管体,我们要在钢筒的内侧和外面浇注大量的混凝土,使其形成管体,让钢筒和钢筋骨架笼深埋在混凝土中,这样就能实现混凝对这些钢材结构的保护作用,减少他们的受到外界的腐蚀,保护他们的性能以维护工程质量。 

  (二)土压平衡顶管机及工作方法的分析 

  土压平衡顶管工法是在水利建设的过程中巧用土压平衡式顶管掘进机进行地下顶进施工时,使用既定的科学技术和科学手段,采取有效的措施实现在顶管过程中不出现过分挖掘土方或者欠挖土方的现象,不对周围土质和环境造成过大的影响和破坏,而施工过程中取走的只是顶入管子的土方部分。其实我们也不难看出,顶管技术在水利工程中的使用对环境的保护作用是非常大的,并且它的工程量要小的很多。在具体的顶管机工作中,要根据施工地域地层的特质和性能,通过向刀盘正面和土仓内加入适当的水源、粘土浆、泥浆等材料,这样做的目的就是克服难以施工的硬黏土、砂土等,让他们改变自身的性能,变得具有较大的流动性和可塑性,以便土压平衡顶管机的顺利使用,达到既定的工程施工建设的目标。 

  (三)工作坑 

  在水利混凝土管顶管施工的过程中,需要建设工作坑。它主要是用来在施工中确保工程结构的稳定性,提高作业的安全系数,能最大化的满足施工中各类设备的安装和拆卸。工作井四角加设钢粱斜撑,做到满足千斤顶最大作用力的需要。工作坑建设一般由工程建设的测量人员放出井位中心线及工作坑外型尺寸线,即可开挖工作坑,顶管工作坑采用的是双向顶进,井中心处在两管中心线交点位置,最大化的满足工程建设的需要。 三、水利工程建设中顶管施工中的技术探究 (一)施工技术研究 水利工程建设运用的顶管技术一般包括两大类,即多管节和单管节。对于顶进管中的多管节一般都是我们常用的钢筋混凝土管。产品按管子接口型式分为P、Q、S和G四种类型,管节长度在2 到3 米之间,必须采用可靠的管接口,并且在施工时和施工结束后都不会渗漏。这些我们需要多做说明的就是,它的包装一般采用草绳或软织物包扎管子两端,避免不必要的碰撞;其运输,要轻取轻松,避免不必要的碰瓷;至于贮存,我们要强调的是管子要按照一定的规格按照既定的顺序批堆放,堆放的地势要平坦,最好不要有沟壑,堆放层数要按照所处的环境而定,切不可大意处置。 

  我们知道,施工中,在工作井和接受井施工完成以后,要按照工作井穿墙孔和接受井收孔的真实坐标来测量放线,定出管道顶进轴线并将其投放到工作井的测量平台上和井壁上。施工中要在工作井的四周铺设测量控制网,铺设完成以后还要定时定点的进行检查和复核。同时,要采用高精度水准仪将提供的水准点引进工作井的接受井内,并在沉降区外设置水准后视点,以便校核井内水准点。测量采用t2 经纬仪将顶管轴线放人工作井内,井内安放仪器的测量点设置在预先设置的预埋铁件上。穿墙孔的后视标记与仪器测点之间所造成的顶管后视线与顶管实际轴线的偏差应在o.2mm 之内。所引入井内的水准后视点的偏差小于o.5mm。在水利工程建设中,运用顶管技术的混凝土管的运行轨迹要严格复核设计条件和要求,在其进入曲线段后,每节混凝土管曲线侧应有符合曲线半径的数值正确的开缝。这种情况下,要采用混凝土管进行及时的埋置并进行有效的固定,防止中继环顶进的曲线发生异常,造成形状的变化,这样就不利于工程的建设和进程了。 (二)顶管施工应注意的问题分析 在施工中我们发现,顶管施工的周围土方的土质变化迅速,要想保证水利工程建设的顺利进行就必须关注和了解沿管线土层的变化,以便采取有效措进行补救。顶管施工技术有很多的优点,但操作不当也会造成地表的下沉,针对要经过回填土的地段,我们要采取措施进行加固处理。针对施工中出现的有毒气体,我们要加强监测力度,如果需要人工作业的时候,要考虑到人员的健康,定时监测管内有毒气体含量,进行及时有效的通风,规避不必要的麻烦。顶管施工技术在作业时具备一定探查前进路线近距离管线的能力,但为了安全的作业,我们还必须采取有效措施提前查明地下的管线情况,做到不影响大众的正常生产和生活。 

  参考文献: 

  [1]赵国军.浅议顶管施工技术在水利建设工程中的应用[J].黑龙江科技信息,2014(01) 

  [2]王进涛.顶管施工技术在南水北调供水配套工程中的应用[J].河南水利与南水北调,2014(13)

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