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摘要:市政给排水工程主要服务于城市居民生产、生活用水和排水,给居民的日常生活提供更多的便利,同时在防洪防涝、污水治疗等方面同样发挥着重要的职能。给排水施工是市政建设的重要项目,需要满足社会生产生活用水的需求,保障居民用水质量。这就需要将更为科学、先进的施工技术应用于市政给排水施工中,提高给排水的工作效率,进一步完善市政给排水工程的职能。本文围绕市政给排水施工展开讨论,结合长距离顶管施工技术的应用要点,为施工提出合理化的建议。
关键词:市政给排水施工;长距离顶管施工;技术
引言
随着科学技术的发展,在现代的给排水系统中,给排水设计的设计方法和设计理念都有了长足的发展,从而为现代市政给排水施工创造了有利条件,同时也为社会的发展起到了不可估量的作用。
1在市政排水工程中应用长距离顶管技术的意义
在现代城市中,排水系统作为重要的基础设施,对城市建设和人们的生活有着重大的影响。除此之外,市政排水系统还担负着节能减排的任务,在城市的防洪防涝中扮演重要的角色。当前我国正在深入推行可持续发展战略,市政给排水施工作为能耗的“大户”,自然应担负起保护环境、绿色节能的重任,这对推动我国社会的可持续发展具有重要的意义。
2长距离顶管技术的优势及其制约因素
2.1优势
在市政给排水施工当中应用长距离顶管技术,利用土压平衡顶管机切削土体,土体经由土仓和螺旋输送机进行挤压处理后输送出来,进而完成管道基础施工内容。市政给排水施工当中,适合开挖的是适应性良好的泥状土。当施工过程中遇到沙土等不适宜施工的地层土时,需要将粘土浆和清水加入到土仓中和刀盘正面,将沙土改造成泥状土,用以提高土层对于地下水和改造面的承受力,使其适用于不同环境下的施工,能够充分保障市政给排水施工的质量。长距离顶管技术是一种非开挖技术,不再从地面大范围开挖,避免受到环境条件的限制和阻碍,只需要挖开小面积的土方或完全不挖开,以地表施工的方式做工作沟。然后进行管线设施的铺设,能够有效减少施工过程中的偏差,并极大的方便了日常的维护,保障了铺设管线的质量安全,进而充分满足了环保、高效、经济和安全的施工要求。既保障了给排水系统建设的质量,同时解决了其他市政设施带来的阻碍,减少了对于城市交通和居民的生产、生活的妨碍,进而提高了给排水的工作效率,实现了对市政给排水系统职能的完善。
2.2制约因素
长距离顶管技术施工的特征是长距离,其施工顶进距离≥100m,容易受到多重因素的限制,如推力、施工环境、排水管道材料等。在长距离顶管施工过程中,随着管道的推进,需要适当增加顶管机的推力。但是在不了解管道及管道后座对于高压推力的承受能力的情况下,考虑到施工的安全性,无法增加顶管机的推力,因此对施工顶进起到了限制作用(顶管受力示意图见于图1)。管道施工材料的选择需要考虑到环境因素,了解管道与土壤之间的摩擦系数,选择摩擦系数更小的钢管。另外,钢管的横断面以及重量也是影响顶管施工中顶进力的重要因素,需要合理予以选择。
图1顶管受力情况分析
3市政给排水中长距离顶管施工技术的应用
近年来,随着我国市场经济的快速发展,城市道路建设规模不断扩大,日益提高的道路等级使开槽埋管施工工艺无法满足当前公路性能需求。在城市道路建设过程中,顶管施工作为一项复杂的非开挖技术,不但具有较快的施工速度,而且可以保护地上建筑和地下各种管道不受破坏,其经济效益和社会效益显著,所以受到大多数施工单位的青睐。
3.1非开挖顶管施工技术
市政给排水长距离顶管施工技术是指通过灰浆喷射衬层法,选取非开挖顶管技术完成非开挖顶管施工。近年来,在市政给排水施工中,为保证非开挖顶管施工质量,应逐步完善给排水系统。长距离顶管施工作为市政给排水施工的重要技术之一,工作沟开挖施工过程中,应对其工作沟规模加以合理控制,保证其满足给排水施工现场施工实际情况,避免开挖偏差过大。管道设计作为市政给排水长距离顶管非开挖施工的重点,应严格遵循市政给排水施工方案,进行管道系统的合理设计,为敷设管线提供便利,更能实现非开挖顶管施工质量的全面提升。
3.2顶管施工法
顶进施工以前,需要全面检查施工设备的运转情况,确保状态良好;要按照相关规定在导轨的坡度、中心线以及高程布置导管;防止工作井从洞口流入土或地下水;具备条件的情况下,能够进行顶进施工。土体上工具管切入后,需要对其水平偏差严格控制,偏差控制在5mm以下,其中将设定标高加抛高数作为高程。当工具管连接第一节钢管时,其尾部在导轨上搁的长度控制在大于200mm且小于300mm的范围内,并马上连接砼管。在进行人工挖土以前,需要先在周边土体中切入刃口部分,自上而下进行分层挖土,避免正面坍方情况出现。如果有地下障碍物出现在挖土过程中,需要在保证安全的基础上清除障碍物,随后进行顶进施工,假如出现特殊情况,需要及时调整施工方式。
3.3水平螺旋钻进技术
作为长距离顶管施工的重要施工工序,水平螺旋钻进技术是市政给排水施工的重要施工技术。水平螺旋钻进施工技术的应用,可减少长距离顶管施工中对地表的影响,防止破坏土层。该技术具有极强的目的性,利用螺旋钻杆,根据长距离顶管施工方案,向预先留设的井内投放钢管。虽然该技术应用较多,但仅能用于口径较小的给排水管道,通过该技术可避免管道顶进偏差过大,降低水平螺旋钻进技术对管道方向的影响,进而保证长距离顶管施工位置准确无误。
3.4通风系统设计
做好上述施工作业以后,应重视长距离顶管施工通风效果,提高施工安全性。从长距离顶管施工具体情况分析,因管道容量制约,将增加顶进施工时间,如通风系统存有缺陷,将导致供氧不足,进而对施工人员安全造成严重影响。为此,可选取鼓风、抽风或鼓风+抽风的形式进行通风设计,其中鼓风式在应用上出口气流具有更长的有效射程,把工作面有害气体向地面及时排出,提升施工安全性。
3.5进出洞技术
施工过程中,应密封好工作井洞口止水装置,一般可选取橡胶止水法进行施工。在密封作业施工前,需先完成注浆孔埋设工作,为及时压住湿润土泥浆提供便利。在洞外施工时,密封土体结构可选取SMW工法桩进行处理。与此同时,为达到出洞效率全面提升,并达到良好支护结构内部性能,需进行钢圈设计,并将双道橡胶止水法兰止水装置安装到内衬预留洞结构内,进而提升止水效果。
3.6加固措施
完成顶管施工后,不但要进行膨润土泥浆置换,而且要对路面下方加强补浆,水泥砂浆能够通过设置在管道上的注浆孔注入路面下方的土体中,使路面下方土体的空隙得到填补,使路面下方土体的强度能够最快速度地恢复到顶进前的状态,从而使路面的稳定性得到提升,安全性有所保障。
结束语
城市化水平提高,最终体现在是否满足了人们的需求,是否提升了人们的生活水平,人们的生活是否更加便利。科学技术的进步带动了城市基础设施施工技术的进步,长距离顶管施工技术在市政工程中,尤其是城市主干道改造中尤显重要。
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论文作者:闫希臣
论文发表刊物:《基层建设》2017年第28期
论文发表时间:2017/12/28
标签:给排水论文; 市政论文; 顶管论文; 管道论文; 技术论文; 施工技术论文; 过程中论文; 《基层建设》2017年第28期论文;