顶管施工技术在市政道路建设中的应用段晓阳

顶管施工技术在市政道路建设中的应用段晓阳

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摘要:近年来,对于已建成的市政道路进行管线铺设时,一般在开挖施工时都需要将交通中断并设置路障,严重影响到行车和施工人员的安全。所谓的顶管施工,主要是指将砼套管安装到管线需要穿越道路的地方,然后主管线从套管穿越,不会对路面造成破坏和不影响正常交通行驶是顶管施工的主要特点,而且管套能够对道路的主管线起到很好的保护作用,在出现故障以后方便维修。

关键词:顶管施工技术;市政道路;应用

1市政给排水施工顶管施工技术原理分析

顶管施工的技术原理:在当前技术条件支持下,在主顶油缸装置与中继间装置顶推作用力的辅助之下,以推进的方式,将工具管装置或是顶管掘进机装置由工作坑推入,当工具管装置或是顶管掘进机装置闯过土层结构并达到接受坑之后,将其吊起。与此同时,在整个顶推过程当中,应当及时将位于工具管装置或是顶管掘进机装置之后的管道敷设在预留工作坑当中。

在这一技术原理运用的过程中,顶管施工的工作面平衡理论可分为这三种:土压平衡、气压平衡以及泥水平衡。本文着重详细分析与说明的是泥水平衡机械顶管施工。泥水平衡机械顶管的基本理论是,以水力对泥土材料进行切削作业,同时,借助泥水压力,促使地下水压力与土压力的参数保持在一个平衡稳定的状态。特别值得注意的一点在于:挖掘面上部位置,在顶管施工过程当中,应当以将泥水原料注入泥水仓内为途径,保证其始终保持平稳状态,进而促使在外截面上部位置,泥水原料能构建一层不透水的泥膜,为控泥水向挖掘面内部渗透创造可能的条件,与此同时,在地下水压力与土压力相平衡的过程当中,敷设完成给排水管道的任务。

2顶管施工技术在市政道路建设中的应用

某市政工程施工段为2部分,其中一路段长度为480m,起止桩号为K4+040—K4+520,另一段长度为825m,起止桩号为K5+560—K5+860。选取III级钢筋混凝土顶管用于施工,类型为DN12000\DN800,5座Φ8000工作井,8座Φ4000接收井,都选取人工挖井方式用于工作井、接收井,并将中继间设置到工作井和接收井之间,两段顶管所需中继间为10个。根据施工现场地质勘察情况,2条顶管在第四系残积层亚粘土与碳系强风化砂岩,切割岩石成块,大多数蚀变成土。残积层亚粘土的特点为极差富水性、较小水量。风化砂岩结构极为疏松。

2.1施工便道设置

按照现场实际情况,需修筑进入施工现场的运输道路,要求在整平路基后,路面选取水泥碎石稳定层(6%)进行施工,厚度控制在30cm左右,7m为便道宽度。施工过程中,应确保施工便道清洁,满足施工要求。

2.2工作井、接收井施工

该工程共有13座沉井,其中5座Φ8000工作井,8座Φ4000接收井,都选取人工挖井方式进行施工。选取卷扬机用于人工挖孔井施工,利用支架内的定滑轮将卷扬机在孔内提升进行挖土施工,且向指定位置运送。在加工场将井护壁钢筋制作成型后,可通过汽车向施工现场进行运输,并选取由上—下的顺序浇筑井护壁混凝土。工作井施工时,必须安装工作井上设备;完成工作井施工时,需安装工作井下设备。

2.3洞口施工

作为整个施工过程,顶管进出洞施工质量直接影响着整个顶管工程施工的质量。该工程选取人工挖孔井施工,解决人工挖孔井作业后,需选用机械设备在护壁上进行切孔施工,并将洞口止水环安装到洞口位置。洞口施工可分为工作井出洞处理与接收井进洞处理两部分,具体如下:

2.3.1工作井出洞处理

出洞前期,必须通过机械方式将井壁混凝土彻底切除,且在井壁预埋件外侧进行止水钢环焊接施工,随后在止水钢环上安设止水橡胶圈。出洞准备过程中,需及时把井壁钢筋网割除,随后及时顶进施工,最大限度减短间隔时间,只有这样才能充分发挥止水橡胶圈的功效。向穿墙管内放置顶进工具头时,要求选取刚性联结方式用于工具头和第一节混凝土管,防止损坏工具头。同时,在出口位置进行防水施工。

2.3.2接收井进洞处理

向墙体位置顶进时,需将预留洞口埋设的封堵钢板割除,快速将工具头顶出。出洞施工环节,应确保稻草材料充足,如流砂问题存于穿墙部位需及时选取稻草封堵缝隙,避免砂土流失量过大。待工具头进行位置满足设计要求后,可选取预埋管在接缝部位引水,并选取快凝水泥进行缝隙封堵,并做好压浆止水作业。

2.4穿墙初始顶进

护壁混凝土通过机械施工法去除,要求水泵数量充足,满足抽水要求,随后将工具头吊住,把推进千斤顶顶出,保证环形顶铁与工具头尾部准确相对,随后向穿墙管内缓慢推进工具头,保证工具头前端顶进到连续墙外侧后,即可停止顶进作业,并将全部管线安装好,通过刀盘合理转动方式,将泥浆灌入工作仓内,随后再次进行顶进施工。

2.5顶管施工

该工程选取III级钢筋混凝土顶管用于施工,类型为DN12000\DN800,接口选取F型钢圈,为达到止水目的,可将环状遇水膨胀橡胶圈嵌于其外侧。顶进施工时,要求做好以下工作。

2.5.1施工准备

根据施工设计要求,做好施工测量、现场放线施工。通过地质勘察结果,对管线施工范围内的全部障碍物予以确定,如管线、电线杆等。随后进行施工场地平整,保证路面无明显凹凸现象,降低对施工车辆的影响。同时,进行临时水、电安装,及临时排水沟修筑。

2.5.2施工工艺

作为市政工程施工的重要技术之一,顶管施工法是指在管内部通过人工、机械或人工+机械等方式进行土壤挖掘施工,随后利用顶进设备进行工作坑施工,根据设计中线、高程规定,将完成铺设的管道顶入,随后按照水平、垂直运输线把土由管内向工作井外指定位置运送。该工程导轨选取钢轨进行,安装导轨是否稳固、准确将直接影响到顶管顶进施工质量。基于此,要求导轨安装必须与施工规定相符。待管道下放到导轨时,需及时将顶铁安装好,并对管中心、管底标高进行校对,确保其准确无误,随后向管前进行挖土施工。

3结束语

总之,顶管技术在道路建设中的应用,不但可以减少面层开挖对原有道路造成的破坏,而且具有较少的占地面积,能够在地面构筑物和地下管线中进行穿越。另外还使沿线的拆迁工作量大幅减少,保障了交通畅通,使工程造价得到降低,具有较好的社会效益和经济效益,在未来道路施工中具有广阔的发展前景。

参考文献:

[1]汪玉泉,朱彩珍.浅论顶管技术在市政给排水工程中的应用[J].黑龙江科技信息,2016(20).

[2]侯丹丹.砂土地层污水管道顶管施工土体变形规律及处治研究[D].长安大学,2014.

[3]王飞.浅谈顶管法的应用与技术措施[J].科技信息(科学教研),2015(22).

[4]段孟春.市政给排水施工中的长距离顶管施工技术分析[J].科技资讯,2015(27).

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