城市建设污水管道顶管施工技术研究论文_朱俊胜1,牛红坡2

城市建设污水管道顶管施工技术研究论文_朱俊胜1,牛红坡2

摘要:近年来我国城市建设在大规模快速发展,大量管网及地下交通隧道等地下工程不断在新建、扩建和维修。对于人口集中、地面建筑物和地下管线十分密集、地面交通拥挤的繁华城区来说,传统的明挖埋管方法逐渐受到限制下而采用顶管施工则显示出极大优越性。同时,城市可持续发展的战略要求和人们对环保的日益重视,也使得非开挖顶管施工技术越来越受到重视。

关键词:城市建设;污水管道顶管;施工技术;研究

1顶管施工的原理

顶管施工就是借助主顶油缸及管道间的中间推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内,与此同时,也就是把紧随工具管或掘进机后的管道埋在两坑之间。

带拉杆的管节预制方法与普通管基本相同,其不同点主要为在管节前后两段加设预埋拉杆。为了降低顶管对周围土体的扰动,在顶管过程中必须进行注浆润滑,这就需要带注浆孔的管节。带注浆孔管预制与件通管节预制基本相同,主要的不同点为它在普通管的前后两端加设了注浆孔预埋件,以便注浆使用。管节的吊运、装车、下管均采用特制的吊车及专用吊管顶进行。管节起吊严格遵守规范,轻吊轻放。

2在城市污水管道建设工程中运用顶管施工技术的工艺

2.1顶管施工中的测量技术、纠扭技术以及纠偏技术

2.1.1顶管施工中的测量技术

在城市污水管道建设工程中,顶管施工的测量要依据事先设定好的工作井位和管道的中心线建立地下及地面测量控制系统。与此同时,还要在顶管工作井后部设置一个测量台,将测量频率设定成每进行50cm测量一次,当一整段全部顶完之后,要测量每个管节接口处高程和轴线位置的具体数值。

2.1.2顶管施工中的纠扭技术

在管道顶进的过程中,常常会出现管道扭转的现象。管道扭转会对电机的安装和管道出泥等过程产生直接影响,因此,要对管道进行控制,防止管道扭转的角度太大。能够有效纠正管节扭转的方法是压重纠扭,压重纠扭就是在管道的单边进行压重,使管道从相反方向发生扭转。

2.1.3顶管施工中的纠偏技术

顶管施工的纠偏技术是在机头偏离设计轴线时使用的一种技术。纠偏技术利用纠偏千斤顶组对机头端面的方向进行调整,使机头与设计轴线的偏离程度减小,然后再将管道沿着设计轴线顶进。在对机头端面进行纠偏时,要做到小角度分级逐步进行,而不是做出大幅度的调整。如果在这个过程中顶管机头发生了旋转,则可以在中间站提供一定的旋转纠正力矩或是在管的反方向放置压重块进行纠正。

2.2管道顶进技术

管道顶进技术是顶管施工中最重要的部分。在开始施工之前,要对所有设备进行检查并进行试运转,以减少设备在施工中出现问题的可能性。前七个管节需要用拉杆进行连接,防止施工过程中管节发生漂移。要将工具管调节成一条直线,这时仪表的反映角度为零。当工具管出洞之后,由于其支撑面很小,很容易出现下跌现象,为了避免下跌现象的发生,可以在工具管下的井壁上加一个支撑装置,同时将工具管与第一节管连接起来,使整体性更高。顶进时要注意及时进行测量和纠偏。顶进5-10m时,如果偏差过大,要立即进行纠正。顶管工作完成后,要对管节接口的内侧间隙做符合设计要求的相关处理。

2.3注浆技术

2.3.1顶管顶进工作中的注浆技术

第一,在顶管顶进工作中应该采用优质的触变泥浆材料,具体的触变泥浆配合比例要结合施工现场的实际土质、地层以及触变泥浆的相关技术指标来确定。当顶管结束之后,要将触变泥浆换成水泥浆,并将注浆孔密封;第二,要在管节上提前设置注浆孔,在一个断面上每隔三节管就设置4个注浆孔,并且还要保证这些注浆孔具有排气功能;第三,顶管顶进工作全程都要按照设计要求进行,浆体的膨胀时间、配置过程以及搅拌过程更要严格遵循设计规范;第四,顶管顶进工作中的压浆要以注浆过程为主,补浆为辅。注浆时,要常常检查各部位的注浆情况,如果发现问题要及时处理;第五,顶管顶进过程中的管路和注浆设备需要具有良好的密封性和足够的耐压。

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2.3.2顶管顶进结束后的压密注浆技术

第一,将注浆孔一一编号;第二,注浆工作的施工要以分序加密为原则;第三,压密注浆时要采用跳跃式注浆法;第四,在注浆开始之前,要做好孔口的注浆工作。如果管中进入了土粒,要及时冲洗干净;第五,如果出现跑浆、冒浆现象,要立即采取相应措施进行处理。

2.4与顶管施工有关的其他技术

2.4.1穿墙顶进

对于顶管而言,顶管出洞口是及其重要的一环,为了使顶进工作更加顺利,要对接收井周围的土体进行加固,以起到阻水、挡土作用。

2.4.2触变泥浆减阻

对触变泥浆进行减阻,可以使压入的泥浆在管壁上形成泥浆套。

2.4.3管道严密性测验

当检查井施工和顶管施工全部完成之后,要运用闭水法对管道进行严密性测验,如果出现漏水现象,要保证漏水量小于允许渗水量的最大值。

2.4.4顶管节接头以及防水措施

顶管节接头可以采用F型橡胶封圈柔性接口,接头内还应该配置止水钢环,以达到良好的密封作用和防水作用。

2.4.5通风

在对作业面进行通风时可以采用大型风扇。

3污水管道施工质量的关键技术

3.1注浆工艺技术

1)施工中的触变泥浆材料。

顶管注浆施工中,应选择质量较高的触变泥浆材料,根据施工区域的地质情况,土层结构来确定触变泥浆技术指标,顶管施工结束后,应选择水泥浆来代替触变泥浆。触变泥浆在配比中,需要严格遵循相应指标进行,即12%的膨润土,6%的纯碱。在管道与埋设作业中,选择注浆孔的管道,每隔三节设置4个注浆孔,确保每个注浆孔具备排气功能,并且严格按照工程设计要求来配置泥浆、搅拌;压浆方法主要是采用同步注浆法,在顶管作业过程中,需要充分检查顶管推进过程中注浆所起到的减轻阻力效果,不断优化和调整施工技术。此外,需要注意的是,注浆设备需要具备较好的密封性能。

2)施工结束后的压密注浆技术。

注浆孔需要统一编号,每个注浆孔之间的距离应保持一致,孔位偏差保持在6cm左右,并按照注浆加密施工原则,将注浆孔排成一条直线,间距为1m;采用间隔跳跃式注浆法,并非是按照数字顺序注浆,这样两侧注浆顺序呈三角形,同时施工能够有效保证注浆质量;注浆过程中如果出现压力下降现象,或者跑浆、漏浆,应立即停止注浆作业,结合实际情况有针对性选择解决对策。

3.2顶管施工测量技术

1)顶管测量技术。

顶管施工测量活动需要严格遵循测量要求,按照管道中心线和工作井位建立测量系统,选择的控制点应该在视线清晰,不容易被外界因素干扰的地方。在顶管工作井内设置测量台,确保后续施工活动交接过程中能够动态进行调整,并且通过经纬仪将顶进轴线引入到工作井中,实施动态观测。

2)顶管纠偏技术。

纠偏技术主要是指机头偏离了原本的设计标准,通过纠偏千斤顶装置,来调整机头位置,减少管道埋设的方向偏差,这种纠偏操作对于保证工程施工质量有着至关重要的作用。如果方向和高层同时出现问题,那么应该先解决问题严重的,然后再解决问题较小的。在这个过程中,需要予以高度重视,小角度分级递进。

3)顶管纠扭技术。

在顶管施工过程中,很容易受到土层的阻力,出现管道扭转的现象,这种问题将严重影响到后续的管道出泥和机电设备安装等,需要结合实际情况强化控制力度,防止扭转角度偏差过大,影响后续施工活动有序开展。在纠偏过程中,需要注意不能让油缸和管节之间发生扭矩,对称布置管道中需要安装的设备和装置,防止设备在同一侧,影响管道顶进施工。

结束语

随着工程技术的发展,将会出现更为先进的顶管施工工艺及施工机械。顶管施工工艺也会进一步地广泛应用于我国基础设施建设的各个领域。在采用顶管施工技术后,减少了大量的土方开挖量,缩短了工期,减小了对周围建筑物和周边居民的影响,取得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献:

[1]朱思.顶管技术在城市雨污水管道应用中的施工探讨[J].科技创新与应用.2014(03).

[2]曾洁红.城市建设污水管道顶管施工技术棎析[J].中国城市经济.2014(10).

[3]吴丽娟.城市污水管道顶管施工工艺及问题[J].科技资讯.2014(08).

论文作者:朱俊胜1,牛红坡2

论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期

论文发表时间:2017/10/17

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