浅议市政给排水施工中顶管技术应用 8页

浅议市政给排水施工中顶管技术应用【摘要】本文主要着重介绍了顶管施工的优点和要点，以及顶管技术在市政给排水施工中的应用。【关键词】市政给排水；顶管；施工；应用顶管技术是一项集电子技术、冶金、地质学、以及化学等多种学科为一体的现代化综合型建筑工程。近年来，顶管施工技术因其种种优点，能大大节省投资和工期，被广泛应用于市政工程中，并且受到众多施工单位的青睐。1顶管施工的特点顶管法又称为非开挖管道敷设技术，它具有开挖敷设技术所没有的优点，控制精度高，能大大的节约成本，缩短工期，噪音和震动低，能减少对对城区居民生活的干扰，能够安全地穿越公路、铁路，被广泛的应用于市政给排水管线工程。施工方案要根据具体的管线、管质、管型和路段来制定,市政给排水管线施工存在以下几种情形需要特别注意：1.1开挖施工市政管道穿越市政各种建筑物，为避免不必要的麻烦，大多沿路铺设。在非主干道或路边不大影响交通的情况下可采用明挖施工。1.2顶管施工\n如果市政管道在跨路施工开挖时，会有影响交通的可能，那么顶管施工是一种很好的可行性方案。顶管施工从考虑人员在管道内施工作业考虑，管径一般在0.8m以上，有钢管和水泥管两种管型，市政排污管多用水泥管，自来水和煤气管道多用钢管。2顶管技术施工应用分析2.1选择顶进管顶进管一般选用钢筋论管，如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋论管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋從的标准和技术规程，特别是有关钢筋论管的标准和技术规程。2.1.1顶进管的直径选择这是首先根据工程需要、工程性质确定内径，根据顶进管所受荷载确定论管的壁厚及配筋，进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人，所以一般管内径不小于500ramo2.1.2顶进管长度的选择顶进管的长度直接影响着顶进质量和成本。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数，取得良好的效果，但随着管长度的增长，如果偏离原定的路线，使之恢复正确\n路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大，挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之，在直线上推顶很短的管也较困难，因为短管比较容易向周围土层中挤入，致使整个管列呈蛇形弯曲，这便降低了管路顶进的可控性。一般情况下，管长度须相对于管径来衡量,当L/D外WL10时，为短管；当L/D外=1.15时，为标准管;当L/D外＞/2.10时为长管。2.2顶管施工的前期准备2.2.1现场平面布置平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备，工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。2.2.2顶管机进、出洞处以及后靠土体加固为确保顶管机出洞的绝对安全，需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失，必须在工作井安装洞口止水装置。2.2.3顶管施工主要设备\n该工程选取了GTNS中1500泥水平衡顶管机，50T吊机1台、25T吊机1台，后座泵站2套、整体式顶进构架2套、泥水处理系统2套、激光准仪1台、全站仪1台、水准仪1台、经纬仪1台，另外还有通用设备电焊机、水泵等。2.2.4机械设备交班检查顶进前，机械工需要进行交接班手续，将记录的设备运转情况表交给下一个班组的机械工，并进行口头的设备运转状况交班，刚上班的机械工需要对控制台、各个泥浆泵、管道、测量系统、工具头等进行例行检查。2.3顶管施工的工艺顶管施工又称为顶进法施工，是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基，以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井，然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体，由机头导向，将预制的钢筋混凝土管向前顶进，前端土体通过工作井运出，最后完成管道铺设。2.3.1顶管井的设计顶管井分工作井与接收井两种，顶管井的建造结构有很多种类，一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形，正方形，矩形等，后者则大多为矩形，它们的结构受力性能由高至低依次为圆\n形一正方形一矩形。结构布置时，可在井内设置内支撑，改善结构受力。在建造过程中，工作井按双向顶进设计，与接收井间隔布置，间距与设计检查井间距一致，施工完毕，在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。2.3.2顶管施工工序穿墙前注浆止水处理：项管工作井穿墙洞口前方应釆用压浆止水处理。注浆材料用石灰、水泥、粘土搅拌成浆液，注浆液与自然土混合，洞口搅拌范围在4X4m处，以保证工具头顺利成功出洞。浆液配合比石灰：水泥：粘土_2：1：3,注入的浆液与自然土固结后既能让工具头顺利穿墙又能起止水和挡土的作用（注：入浆液量不得超过自然土的17%）。穿墙：完成灌浆并达到止水强度后，可进行人工凿除穿墙位置的混凝土，并将工具管吊下工作坑，然后安装好工具管。准备工作就绪后，吹除最前端的挡土钢板，清除硬块，顶进工具头到穿墙管内，使工具头与第一节钢管采用刚性联结。在此过程中，应在工具头最前端压满泥浆，避免工具头的“磕头”现象。特别要注意防止路面塌方，因此应根据出土情况确定顶进速度。顶进中要求边压触变泥浆边顶进，要坚持不压浆不顶进的原则顶进。同时须严格按设计线路顶进，可利用削土刀盘上可伸缩的超提刀，结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量，检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在顶进一节论管后，应回缩千斤顶，并拆开\n水、电、气、泥浆管路，再吊入下一节管段。调直对中，安装好管材的接头止水材料，然后依次进行接通各管线，开动油泵顶进管节行程，回缩千斤顶，测量、加顶铁等操作。最后重复顶进至一节從管后，再重复上述流程。顶管出洞：顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题，顶管出洞，即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程，是顶管技术中的关键工序，也是容易发生事故的工序，为防止管线出现偏斜，应采取工具管调零，在工具管下的井壁上加设支撑，若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏，工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。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。管道的接口：管道接口采用“T”形接口（见下图），两相邻管节间利用“T”形钢套环进行连接，钢套环采用16<钢，防锈采用环氧富锌漆二镀。采用“T”形接口可以提高管道的整体性，减少管内底之间错口产生。在钢套环与管壁之间塞入木楔，顶进工作完成后，挖除木楔并填充石棉水泥,\n在施工时应保证管道间接口的平顺。管道顶进过程中的测量、纠偏控制：顶管施工应建立地面与地下测量控制系统。控制点设在不易扰动视线清楚、方便校核、易于保护处。顶管施工采用土压平衡式工艺，采用封闭式顶进，因而对地面沉降的影响较小。顶进过程中，管道外围的扰动空隙则通过压触变泥浆加以有效的填充，减少土层损失。在穿越地面建筑物时不准停机，控制切土口角度,适当放慢顶进速度以减少土层损失。在布置工作井后方的测量仪器座时，必须避免由于顶进受力而使得仪器座产生位移和变形。如果上述的微小位移是不可避免的，必须定时复测此位移量，并及时对轴线和标高进行调整。纠偏操作必须在顶进中进行。纠偏时采用小角度逐渐纠偏，要坚持勤测、微调、微动的原则，每次纠偏一般不大于0.5°。切记不要猛纠、硬调。纠偏前，要根据工具管本身已存在的斜率和轨迹,综合分析，确定校正方向及纠偏千斤顶的伸缩量。纠正工具管旋转时，宜采用挖土方法进行调整或采用改变切入削刀盘的转动方向或在管内相对于机头旋转的反向增加配重。管道停止顶进时，应采取措施防止管前塌方。2.3.3为了确保该工程施工，顶管作业需要注意事项核算最大顶力，设计足够强度和稳定的后座，预先做好通过障碍物的各种可靠措施，保证开顶后连续作业，以减少\n对列车的干扰。做好扣轨、扣梁工作。管道顶入路基前，如需挖去部分边坡，只能与线路架空工作同时进行，不能提前开挖。开挖后要有防护措施，如发生路基坍塌，应及时堆码沙包、草袋和回填。涵洞顶进到位后，立即砌筑端翼墙及护锥，防止路基塌方。顶进中严格控制超挖。顶管作业一般超挖不得超过30cm,管下部1350,范围内及管底部不得超挖，以保持原状士的路基，并按规定保持安全开挖坡度，防止塌方。如发生塌方危及列车安全，应立即停止顶进，根据线路变化情况降速或封锁线路。