顶管施工技术在城市给排水工程中的应用

顶管施工技术在城市给排水工程中的应用

Summary：顶管技术是一种应用较为广泛的技术，在市政工程项目发展中利用顶管技术能够实现非开挖管道敷设技术，无需对地面进行开挖施工处理，与传统施工技术相比较而言能够减少工作量，缩短施工周期，降低工作强度，提高工程建设效率，同时在经济效益及社会效益上具有显著收获效果。在建设中顶管技术发挥重要作用，因此要对顶管技术有正确认知，针对其中所存在的问题提出有效解决策略。Keys：顶管；施工技术；城市；给排水；应用1城市给排水施工中顶管技术特点及应用优势顶管技术的基本原则是：沿管安装接收井、工作井，在工作井中安装牢固的后座，将待顶的混凝土管、钢管、油压千斤顶全部吊起，然后用油液压千斤顶将油管、油压千斤顶缓缓推入，并在管子的四周形成一个钻头，这样管子就可以在钻头中滑动，在顶入过程中，利用激光经纬仪对顶管的方向进行测量。随后使用边顶边排土，并根据实际施工情况予以调整的施工手段，直至将混凝土管或钢管顶到接收井内。此外，顶管施工技术是一种不需要开挖地表的施工技术，它可以通过地下管线、地面建筑物、河道等，提高工程效率，降低投资成本，缩短工期。另外，还可以减少粉尘和噪声，减轻工程对周边环境的不良影响。以免交通被破坏而干扰居民的正常生活，从而达到真正高效施工，正是因为顶管施工法有着较多优势，因此在市政工程特别是给排水工程项目中的应用范围十分广泛。顶管施工技术有着对周围环境影响小，不会对地面活动产生影响，无需干扰交通的优势，能够在较深的水下或地下铺设管道，无需开挖并能够穿越公路，并提高技术的安全性和可靠性，降低工程造价和施工成本。同时，施工面由点到线，尽可能减少在施工过程中所需占用到的用地面积。同时，由于噪声低、振动小，工程建设不会对居住环境造成任何的干扰，也不会对建筑和现有管线的正常使用造成一定的影响。但其应用也有其不足之处，即施工技术难度大，必须进行详细的勘察工作，了解水文地质，并对勘察资料进行深入分析，方能开展后续施工工作。该技术尤其适用于大中型管径的非开挖地区，具有高效、环保、经济的特点，采用该技术进行工程建设，既节约了土地征收、拆迁成本，又可降低交通阻塞、环境污染等，具有显著的社会效益和经济效益。在老城区和旧城改造工程中，采用顶管施工技术也取得了很好的成效。就老城区来说，由于地下管线年久失修，老化严重，并且布置条件复杂，使用时间长了，会发生错位、移动等现象，很难精确掌握其具体位置。为解决这一难题，建议在地下给排水管道铺设时，应采取顶管施工工艺，以减少地表施工的困难。2施工要点2.1顶管施工技术实际操作要点1)工作井施工环节此环节作业中应采用两次浇筑成型技术，其中上部混凝土井壁浇筑作业应在刃脚混凝土强度达到预订标准的70%后进行，实际浇筑施工过程中应连续进行，避免井壁中出现施工缝。下沉作业过程中应确保沉井始终保持垂直状态，施工单位应注意依据地质情况选择满足实际施工需求以及质量需求的施工技术。取土下沉作业过程中，施工技术人员应对整个施工流程进行严密观测，在出现下沉困难情况下及时采取相应处置手段，确保沉井作业有序开展[6]。2)后靠墙施工环节施工单位在实际作业过程中应注意，采用强度为C30的混凝土材料，当混凝土强度达到预计标注的75%后方可进行后续顶进施工。3)顶管设备选择及安装环节施工单位在实际开展顶管施工技术过程中，应充分认识到顶管机头选型、设备规格、型号以及数量对整个工程质量的影响，技术人员工作中应依据工程实际要求开展设备选型设计工作。工作井井内设置主要涵盖后靠背、导轨、主顶油缸等，同时还包括连至井外的循环系统以及泥浆排除管道，技术人员在境内设备布局设计过程中应避免其影响混凝土管吊装作业。4)机头穿墙出洞作业此环节作业重点主要涵盖以下几方面：其一，洞门止水装置安装环节。施工单位应在顶进施工设定方向前坑内浇筑混凝土配比合理的前止水墙，随后在墙上预留孔洞位置安装橡胶材质的止水圈。其具体构造如图2所示。除此以外，在作业中还应该对此环节施工的封门拔除作业进行重点关注，确保顶管高效有序出洞，避免因土体流塑性产生塌方事故。5)预制管进场及吊装作业环节。顶管施工作业所需管道均为工厂预制产品，施工单位在接收管道后应确保其堆放的稳定性，应该与工作井保持安全距离，避免对其他作业环节造成阻碍。6)顶进作业环节。该环节需注意的关键点主要涵盖顶进方法选择以及顶管段单元长度测算、中继段划分以及减阻手段、顶进方向控制方案等。2.2正常顶进作业主流程其一，施工准备阶段中，应开展测量放样工作；其二，顶进设备安装作业阶段中，应开展的工作主要包括现场平面布置、起重设备及注浆设备安装、注浆材料配置等；其三，掘进机就位阶段，应首先对设备性能进行调试，随后将其安置于工作井中；其四，掘进机进洞阶段，应及时开展破洞口砖封门、主顶油缸推进、拔除井门钢封口以及出泥准备作业；其五，管道顶进作业阶段，应及时开展顶进纠偏、触变泥浆压柱、顶进操作控制以及顶级出泥作业；其六，钢管焊接阶段，应对焊缝接口部分进行检验。在中继站设计工作中，中继站的设定取决于总的顶力，中继环设计应满足下列任一条件：1)当总的顶力比主顶液压机构大时；2)当轴向压力总管道所容许时；3)当总的支承力比和最大的承载力和最大的承载力时。在实际工程中，管节外壁及周边土的摩擦力应该由顶板施工所得资料来计算，合理调整转接间隔，尽量降低转接间隔，确保顶进过程的顺利进行。在减阻措施设计方面，刀具管的阻力主要有刀具管的正压力、管壁摩擦、刀具管的气、水压力，应通过采用注浆技术，在岩体与岩体之间形成一层泥浆护层以减少岩层的摩擦力，从而减少岩层的岩层。在方向控制方案设计中，施工单位应确保方案满足如下要求：其一，在顶板施工中，为了确保整个顶进轴线的一致性，应采用连接三角法进行周期性的复测；其二，为更好的解决测量用的时间问题，应尽量减少测量站的数量。在钻进结束后，如果遇到流沙、砂石等或冲顶发生超掘情况时，则替换采用注浆技术，对不良岩层进行置换注浆。2.3地表监测在顶管施工中，如在开挖环节中施工单位取土量不合适、管线未及时纠偏或顶进管和工程管外径出现管径差等情况，均可能引发地表沉降或地表隆起现象，影响正常施工，破坏施工现场。就此，施工单位在顶管施工期间需实施地表监测，及时发现地表异常，避免影响扩大。在该城市给排水工程中，施工单位通过水准测量方法，观测施工现场的地表变形状况、建（构）筑物沉降状况；通过倾斜电测法观测建（构）筑物的倾斜状况，监测频次由施工进度、施工现场建（构）筑物情况与沉降速率等因素决定。同时，施工单位为避免地表沉降或隆起，采取以下预防措施：(1)在实施压浆施工时，以“泥浆套”土体压力平衡为条件，设置压浆压力；(2)对于埋深小于1.5m的管道，沿管道敷设路线设置局部压钢板，并在钢板上方堆放砂包，保障顶管时土层压力均衡，预防隆起。3结语在城市给排水施工中应用顶管技术十分常见，正是因为顶管技术在应用时有着较多显著优势，能够为建筑工程项目建设带来一定便利性和可靠性，因此在城市给排水施工领域中应用频率较高且获得效益优良，能够减轻施工项目对周围环境所产生的影响，降低成本投入，提高工程项目经济效益，有利于保护市政生态环境，实现工程项目可持续发展。Reference：[1]郑