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摘要:随着近年来科学技术的发展与进步,各种新技术设备开始进入人们的生活中,为给排水施工创造了便利条件,极大的促进社会发展。长距离顶管施工技术在这种形势下应运而生。长距离顶管施工技术的应用,极大程度的满足了城市居民的正常生产和生活需要,为了扩大长距离顶管施工技术在市政给排水工程中应用的范围,下面主要针对该项技术进行深入的分析。
关键词:市政给排水施工长距离顶管施工技术
1长距离顶管施工技术概述
市政给排水工程中管道的非开挖施工技术包括设计管道、管线的铺设、更换和修补三个方面。顶管施工是非开挖施工技术的一种地面表层微开挖或是不开挖的非开挖管道敷设施工技术,具有对地表干扰少、环境适应性强的显著优点,解决管道施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞问题。长距离顶管施工每次的前进距离均超过100m,对于部分特殊环境施工时距离更长,部分工程顶管施工长度甚至达到1000m。因此,长距离顶管施工的技术要求也更为严格。为保证施工质量,应当对施工限制性因素进行分析,明确技术要点,通过施工方案优化以期提高施工质量。长距离顶管施工技术在我国沿海经济发达地区应用较为广泛。长距离顶管管体的结构设计包含管体、钢筒和钢筋骨架网。使用管体能够对内部起到保护作用以防腐蚀和外物入侵,使长顶管的使用时长更加持久;钢筒质量关系到长距离顶管的施工质量,因此在施工过程中要严抓质量关,在钢筒的密封性和管口衔接方面尤其注意,提高密封可靠性;为了避免内外受力不均匀造成管体承受力不足的情况,要提高钢筒与混凝土连接的稳定性,就要用钢筋骨架网的双层结构起到稳固的承载能力。要注意长距离顶管施工技术受管体材料、推动力和管道位移等多种因素的影响。
2市政给排水施工中长距离顶管施工技术的应用
在市政给排水施工过程中,长距离顶管施工技术主要在城市中心地段、商业街道、繁华路段、无法进行建筑及人口大规模浅议的特殊地段中应用,例如包含文化古迹遗址的地区等。同时,在一些无法利用开槽埋、空中架线等技术施工的区域中,长距离顶管施工技术也可以得到应用。在污水管道施工过程中,如果污水管道管径超过800mm,且施工现场周围不存在大规模建筑,同时不能利用明沟开发施工,这样的地区应考虑应用长距离顶管施工技术进行操作[1]。
2.1顶管施工工序
(1)顶管出洞。长度顶管施工过程中用于保障顶管顺利出洞的措施包括两个方面:①工作井预留洞口直径的大小会对顶管出洞的情况造成影响,因此应当确保井口直径尽量适中(一般井口直径会稍大于管节的外径)。为确保工程的顺利推进,施工单位务必在施工前期做好技术交底工作,使施工人员掌握工程工艺要点及重点,尽量规避长距离顶管施工存在的危险因素。②管道轴线或高程出现偏差时,务必第一时间采取有效措施使管线归正,一般采用将工具用管调零,并在工具用管和井壁之间建立一道支撑的方法,保证顶管出洞时管线的正确性。
(2)注浆减阻。注浆减阻的作用在于可以减少地面沉降及顶进阻力,具体来说需要将一些压注触变泥浆注入到管道空隙中,这样就可以形成一个泥浆保护套,有了这个保护套以后就可以对地层起到支撑性作用。施工过程中需要注意对顶管机头部及尾部进行压浆,还要在中间及特殊位置补浆。
(3)顶进偏差校正。在顶进过程中管位偏差如果超过了一定限度就必须进行顶进偏差校正,通常该极限偏差值在10cm左右,校正的过程中一定要放慢速度,避免猛纠对精度造成影响。
2.2施工技术分析
(1)长距离顶管施工的制约因素。将长距离顶管施工技术应用于市政给排水施工中,顶管施工每次都需要前进100m以上,在很多发达国家中施工距离甚至达到了上千米。在实际工程建设过程中,应用长距离顶管施工的工程其距离都比较长,和普通顶管差异比较大的时候,这种情况下为该项技术的应用造成了阻碍。因此在开始施工之前,相关人员应深入了解市政给排水施工技术及缓解。在工程实际施工过程中,主要限制性因素在于推力的限制,从理论上来看,因为推进管子比较长,需要增加很多推力,但是实际作业过程中复杂程度还要更大。随着推力的增加,管子需要承受的推力都是不确定的,施工人员必须经过仔细衡量以后,才能承受高压。因此当前市政给排水工程施工过程中应用长距离顶管施工技术,其材料主要为钢管,这是因为钢管断面、土壤等摩擦系数都比混凝土管小很多,充分保证施工顶进力。
(2)通风系统。长距离顶管施工技术在实际应用的过程中,通风问题是非常重要的,通风系统为施工人员生命安全提供了重要基础,由于施工过程中其管道容量可能会受到限制,施工人员在管道内部施工会消耗大量氧气,这样一来时间长了,缺氧问题是施工作业过程中极有可能会遇到的问题,甚至会对工人的健康造成威胁,因此必须将这方面的工作做好。
2.3施工控制要点
将该项工艺应用于市政给排水施工领域时,时而会因为扰动附近地层而出现沉降。为此,应制定出科学合理的方案,并合理选择应对性对策,这样就可以对沉降进行合理控制,降低控制在可以承受的范围内,大量工程实践证明,该项施工技术在商业繁华路段或者交通繁忙区域中应用非常适合。
(1)进出洞技术。将工作井洞口密封好是非常重要的,通常需要用到橡胶止水法兰,但是值得注意的是,橡胶止水法兰在应用之前,应先对注浆孔进行预埋,以便更好的将湿润的土泥浆压住。施工人员在洞外作业时,可以利用SMW工法桩加封土体,进行加压密注浆处理等。在支护结构内部,应先设置好钢圈,这样出洞才能更加便捷。内衬预留洞需要安装橡胶注水法兰的止水装置,加强触变泥浆的压注,这样一来,可以从最大程度上减少对出洞段土体带来的扰动。
(2)泥浆制备与注浆工艺。制备泥浆与注浆主要需要将以下几个步骤完成:首先,在配置触变泥浆时,应利用优质湿润土,经过反复试验配比选择最合适的配比,这样可以为后续施工提供较高的支承能力及摩擦效果。注意在湿润土泥浆压入之前,应再次对储浆箱中的泥浆进行搅拌。其次,用严格控制好注浆压力,保证注浆压力不能小于管体上部静止土压力及水头压力,顶进时应按照地面变形及地下水位情况适当调整压力和压浆量。在实际操作过程中,应结合施工实际情况合理设置中级压浆泵,保证注浆压力的稳定性,减少抵效输送管压力损失。再就是在法向分力的作用下,曲线段外侧会增加土体扰动及摩阻力,因此如果掘进机在曲线外侧应适当增加注浆量,以形成完成的泥浆套。第四,顶管贯通以后,应及时利用触变泥浆压住孔,这样可以大大减少管道后期的沉降。
(3)管节止转技术。顶进过程中,在刀盘和螺旋机的作用下,机头很容易会出现旋转的现象,这种情况的出现将会严重影响顶进过程的顺利进行,特别是转角偏大时,必须及时采取措施对旋转进行纠正。通常情况下应将一个厚、宽、长分别为25mm、30mm、1.8m的焊翼板设置在机头前方同水平二侧,这样可以避免出现机头旋转的问题。
3结语
随着我国社会经济的高速发展,城市化进程推进迅速,市政给排水工程作为城市基础设施,是城市功能得以完善的重要保障。长距离顶管施工技术的发展和进步有助于完善给排水工程的管理和维护。要利用科学技术的力量加大对城市基础设施施工技术管理与技术的研发。在城市给排水方面加大投入力度,充分发挥科学技术为社会生活带来的便利。
参考文献:
[1]高熊凝.浅谈市政给排水施工中的长距离顶管施工技术[J].建材与装饰,2016(29):12-13