顶管技术在给排水管道施工中的运用
摘要
关键词
给排水管道;顶管技术;埋管技术
正文
顶管施工的特点决定了其无需开槽即可完成管道敷设,为此又叫不开槽管道施工技术。该项技术在给排水管道中的应用可以有效避免管道敷设施工中对地面结构造成的破坏影响,也可降低管道施工对公路路面的破坏影响。实际施工中仅需要进行小范围的地表开挖就可完成管道敷设,有效解决了传统管道施工中存在的问题,这也是其在推出之后,就被大范围推广与应用的主要原因之一。
一、技术特点
顶管施工的技术特点表现为,可以适用于大部分地质条件的管道施工中,且对敷设管径规格并未做出明确的要求,在施工作业中,仅需明确管道敷设深度和位置,准确定位后便可借助专业的顶推设备进行顶管敷设施工。与原有的管道工程技术相比,在作业效率较高,且成本投入较少,表现出了突出的应用优势。但要求在施工前全面了解施工沿线已有的管线分布状况和地下设施分布状况,并且做好施工沿线地质和水文的勘察工作,做到对施工环境和施工条件的全面了解,在此基础上进行管道敷设方案设计,并且明显管线敷设的各类参数,确保其能够顺利到达管道敷设的位置,保障管道工程的有序施工。
二、顶管技术在给排水管道施工中的运用
1、做好前期勘察工作
前期勘察的主要内容包括:在了解施工范围的基础上,对沿线的地质地貌、地层分布特点、土层构成等。此外,还应通过查询资料和调查走访的方式,了解各个路段地下水位分布状况,并且调查地下水的最大压力和最小压力。具体施工前应考虑到地下水位分布状况对顶管施工的影响,尤其是发现地下存在承压水时,应有针对性的对承压水的压力值进行测试,并且结合管道敷设的要求,对承压水的影响作用进行综合分析。此外,还应对岩石特性和物理力学等因素进行综合分析,得出地层结构的分布特点,为后期的顶管施工提供全部的基础参数参考。
2、敷设管道的选择以及参数确定
(1)确定管材。进行管道选择时,应综合考虑具体工程的施工需求以及管道的功能性,通常来讲,给水用途的管道材料以钢材和玻璃纤维材料为主,而排水用途的管道材料则是以钢混管材和玻璃纤维管材为主。
(2)管节长度的确定。顶管施工中,管节长度的确认不仅会影响施工进度,还会对管道敷设质量形成一定影响,在管节长度较大的情况下,可有效提升顶管施工效率,但实际工程中可以发现,管节长度过大时,很容易产生管道倾斜的问题,一旦出现此类施工状况很难纠正,相对来说施工处理难度较大。而管道长度较小的情况下,易于产生管道进入周边土层的现象,致使整地管道出现弯曲现象,这必定会对管道敷设质量造成较大影响。考虑到上述问题,要求进行管道敷设施工前,应对管节长度进行合理确定,总结以往的施工经验来看,管节长度应有管道直径来决定,即当管道长度与直径的比值增大时,也可适当调整管节长度。
3、施工设备的合理选用
顶管施工主要用到顶管机、导轨、千斤顶、主站油泵、顶铁等施工机具。顶管机选择应根据管道穿越土层的物理力学性质,有无地下水等因素,经经济技术比较后确定。导轨在管道顶进时不可产生位移,其刚度和强度应满足施工要求。千斤顶顶程不宜小于1000mm,单只顶力不宜小于1000KN。油泵英语千斤顶性能相匹配,油泵流量宜满足顶进速度100mm/min的要求。顶铁应满足传递顶力、便于出泥和人员出入的需要。
4、工作井以及接收井的合理设置
对于工作井的设置,应考虑到工作井的功能作用,以满足排水、出土和运输要求为基准,尽量将其设置在临近水源和电源的区域,同时应避开建筑物和一些高压电设施,以免对施工安全造成影响。工作井以及接收井的建设可以采用钢板桩结构或者灌注桩结构,使其形成较为稳定的结构体,为管道敷设施工提供多种便利。对于工作井和接收井建设规格的确认,应结合具体施工中管道敷设的空间需求来定,同时应适当设置反力墙体,尽量保障其能够为顶力设备提供有效的后座力。
5、其他技术要求
穿墙方法应根据工程地质、水文地质、管道直径、管道埋置深度、地下水压力、穿墙管的构造和临时封堵方法等条件确定。顶进过程中主站和中继站都应装设计量准确的油压表,严格防止顶力超限。管道偏差测量每顶进500mm不宜少于1次,在纠偏阶段不宜少于两次。顶管出洞前3倍管径范围内,应减慢顶进速度,减小管道正面阻力对接收井的不利影响。长度超过40m的大直径顶管,应采取措施减少管壁摩阻力,采用触变泥浆减阻的顶管,管壁和土的平均摩阻力可查表确定,采用其他减阻泥浆的摩阻力通过实验确定。
6、顶管施工的质量验收
顶管施工监测等范围应包括地面以上和地面以下两大部分。地面以上应监测地面沉降和地面建筑物的沉降、位移和损坏。地面以下应监测在顶管扰动范围内的地下构筑物、各种地下管线的沉降、水平位移及漏气、漏水。施工监测的重点应放在临近建筑物(构筑物)、堤岸及可能引起严重后果的地下管线及其他重要设施。观测点应定时测定,测定数据应保持连续、真实、可靠。顶管管道应符合以下质量标准管节及附件等工程材料的产品质量应符合国家有关标准的规定和设计要求。接口橡胶圈安装位置正确,无位移、脱落现象;钢管接口焊接质量应符合规范要求。焊缝无损探伤检验符合设计要求。无压管道的管底坡度无明显反坡现象,曲线顶管实际曲率半径符合实际要求。管道接口端部应无破损、顶裂现象,接口处无滴漏。
结语:顶管施工技术具有不妨碍交通、占地面积少、大大降低沿线拆迁的工作量、施工的过程控制相对严格以及经济性较高等优点。相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性,另外一方面从切实做到保护环境考虑,顶管施工技术在给排水管道工程应该得到大力推广。
参考文献:
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[2]郑文启,薛艳军,刘志怀.浅论顶管技术在市政给排水施工中的有效应用[J].建筑工程技术与设计,2016(25).
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