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摘要:顶管施工是一种地下管道施工方法,它不需要开挖面层,并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物及各种地下管线。近年来,在铺设自来水管道、天然气管道、石油输出管道工程的施工中,地面开沟填埋铺设管道施工方式逐渐被淘汰,顶管施工技术越来越受到施工企业的广泛应用。其中,泥水平衡式顶管技术在施工中有较为明显的技术优势,具有安全性高、施工工期短、适用土质范围广以及对环境干扰小等特点,具有广阔的应用前景。本文主要对泥水平衡式顶管管道质量验收常见问题进行分析,并提出了一些防治措施。
关键词:泥水平衡式顶管;管道质量验收;常见问题;防治措施
引言
顶管施工是一种借助于主顶油缸及管道间中继间等的推力,把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推到接收井内吊起,同时把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间,以期实现非开挖敷设地下管道的施工方法。顶管施工中的泥水平衡式顶管技术,显著优势就是全断面切削开挖土体,通过泥水压力控制平衡土压力以及地下水压力,但在工作中由于顶管机械设备技术比较落后,水平参差不齐,缺乏规范化,人才不足等客观问题,导致顶管施工易产生轴线位置偏差、管道内底高程偏差、管道渗漏等质量问题。
1泥水平衡式顶管的概述
泥水平衡顶管机械设备的装置主要包括顶管机头和地面操作台,同时配以相关的辅助设备,机头具备自动控制功能,与地面操作台的指令信号相互衔接。切削的泥土随着注水排除到泥浆坑,利用吊车下管,借助千斤顶的压力把管道逐段顶进。在工作的过程中,泥管不断地提供泥水,用来排泥的管到将泥水排出。为了安全起见,泥水舱必须保持一定的压力,促使刀盘切削钻进。在顶管顶进施工前,按常规完成施工用电、水、道路、排水及照明等设备的安装。施工材料、设备及机具须备齐,以满足工程的施工要求,管材应有足够的余量。坑上、坑下建立测量控制网,并经复核认可。工作坑后部采用方木、钢板组装成座,工作坑后靠背与钢板之间用砂填充密实。顶管导轨安装,按测量放样的顶管设计轴线吊入坑下就位焊接。顶管机吊装就位,千斤顶固定在支架上,并与管道中心的轴线对称,其合力的作用点在管道中心的垂直线上,圆形顶铁与管道和千斤顶的轴线平行。顶铁与管道之间设连接垫,使顶力均匀地分布在管端,避免应力集中对管端造成损伤。这种顶管施工技术的工作原理主要采取泥水护壁,施工过程中要保持挖掘面的相对稳定,首先向泥水舱预先注水,使舱内泥水具有一定压力,促使喷出的泥水尽快地渗透土体,同时,泥浆在挖掘面周围形成不透水的泥膜,这样泥水就不会向挖掘面里面进行渗透。利用泥水的压力,来平衡地下水的压力以及土的压力,有利于周围地层以及地面设施的安全。
2泥水平衡式顶管管道质量验收常见问题
2.1管底高程偏差较大
在对顶管管底高程进行实测实量数据收集时,发现管底高程数据偏差较大。其原因主要是:(1)进场管道自身存在外观缺陷。(2)后座墙的强度、刚度、表面平整度不满足顶管设备顶进要求。(3)导轨未安装牢固与准确。(4)顶进时遇到了不同性质的土,
2.2管道接口不密实平顺,出现渗漏
铺设管道接口发生渗水、漏水。产生问题的原因是:(1)管道接口处在运输中的碰撞破损,或密封材料存在质量问题。(2)铺设施工中管道轴线有较大偏差,接口错位,密封措施不到位。(3)管道接口装置选型偏差。
2.3管道轴线位置的偏差
施工过程中的管道轴线不符合设计轴线要求,造成管道弯曲,接口不严。问题的成因主要有:(1)地质结构复杂,推进阻力不均匀,形成轴线偏差。(2)施工中,顶管动力不稳,造成不同程度的合力线偏移,形成轴线偏差。
2.4砼管节的各种裂缝
钢筋混凝土管节的纵缝和环缝,引发管道渗水漏水问题的成因主要有:(1)质量问题。(2)施工中的管节损坏。(3)贯通管道过程轴线偏差过大,接口不合适,管节应力因为集中而损坏。(4)管道运送装卸、存放措施不当,保管不周而损坏。
3泥水平衡式顶管管道质量验收常见问题的防治措施
3.1管底高程偏差较大的防治措施
加强顶管管材的进场验收,对管材外观质量进行实测实量数据收集。在后座墙设计时,后座墙最低强度保证设计顶进力作用下不破坏,并留有较大安全度;选用压缩回弹量小的材料;通过二次找平消除表面平整度误差。加强对导轨安装质量的检查验收,保证导轨安装牢固与准确。如果遇到软硬程度不一样的土层时,应注意让顶管机的头部略微往上翘一些,同时把前三至四节管与顶管机后壳体联成一体。按不同地质条件配置适宜的泥浆,保证足量的泥浆储备与循环。顶进过程中严格执行“勤测量、勤纠偏、小量纠”的操作要求。
3.2管道接口不密实平顺,出现渗漏的防治措施
有效防范的技术措施主要有:(1)选用保证质量的管道和相关材料,严格验收标准。(2)遵循操作技术规程,规范施工,控制管道轴线不偏差。(3)搞好管道运输、存放和装卸的管理,做到不破坏,不伤害,措施得当。(4)选用合适的接口以及止水装置。(5)必要时用化学注浆或者环氧水泥砂浆进行技术处理。
3.3管道轴线位置的偏差的防治措施
有效防范的技术措施有:(1)选用保证质量的管道和相关材料,严格验收标准。(2)遵循操作技术规程,规范施工,控制管道轴线不偏差。(3)搞好管道运输、存放和装卸的管理,做到不破坏,不伤害,措施得当。(4)选用合适的接口以及止水装置。(5)必要时用化学注浆或者环氧水泥砂浆进行技术处理。
3.4砼管节的各种裂缝的防治措施
有效控制措施包括:(1)选用合乎工程需要标准的管道。否则要及时退货。(2)施工中顶进管道的轴线基本与设计轴线一致,误差控制在要求范围内。(3)运送管道要轻装慢卸,严防碰撞损害。起吊、挪移要有足够空间,轻吊轻放。
结语
综上所述,采用顶管施工技术,减少了基坑开挖破路施工对当地交通的影响,降低了施工协调难度,加快了施工进度;同时,施工方案也大大节约了征迁和专项设施补偿费用,降低了综合造价。管道安装完成后,一次性充水打压成功,安装质量满足规范要求。目前工程一直安全运行,实践证明该工艺是一种先进和有效的施工方法,在非开挖方式管道施工中有广泛应用前景。泥水平衡式顶管是一种以全断面切削土体,以泥水压力来平衡土压力和地下水压力,又以泥水作为输送弃土介质的机械自动化顶管施工方法。顶管工程施工质量问题的出现不仅影响工程施工进度,同时也会使管道的使用性能受到影响。在顶管施工质量的控制措施中,管材的出厂质量,设备的安装检测,地质情况的勘测是基础,施工过程中对泥浆比重的计量,对每道工序的测量是关键。施工单位应该在施工过程中不断总结经验,采取切实有效的控制措施,确保管道安装完成后的各项使用功能。
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