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摘要:顶管施工在过去是作为一种特殊的施工手段,不到万不得巳,一般不轻易采用,且使用范围也较小。如今,顶管施工作为一种常规的施工工艺,以其施工速度快、施工精度高、适应土质范围广,施工技术逐趋完善、工程造价不断降低,而广泛地得到业主和施工单位的认可和欢迎。随着我国经济的不断发展,城市化进程的加速,顶管施工必将以其独特的优势在城市建设中的各领域得到更广泛的应用和发展,发挥出更大的作用。
关键词:顶管施工技术;市政工程;质量;应用
1顶管施工的特征
顶管方式的特质则为无需开挖面层,从而可以穿过地面建筑物以及一些公路、河流,最大程度确保城市的面貌,令城市不会遭受较大的损坏。而且这一技术能够显著控制噪声。当前人们大多恐惧噪声污染,生活在快节奏中的人们,噪声污染只会为人们带来身心上的压力,损害到人的精神与身体。这一技术的使用,则会显著转变这一情况。所以顶管施工技术的特征则为施工占地面积较小、施工地点对环境影响范围不大,对噪声污染具有无法对比的优越性。尽可能确保了城市的面貌,还不会对当前管线与构筑物的应用造成影响,从而则节省了资源,最大程度利用了当前的资源,减少了工程造价,也从另一角度节约了政府资金,以此实现双赢的目的。
2顶管施工技术的基本原理
顶管法施工是借助主顶油缸及管道间中继间等的推力,将工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内吊起。与此同时,也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间。对于长距离顶管,由于主油缸的顶力不足以克服管壁四周的土体摩阻力和迎面阻力,常将管道分段,在每段之间设置由一些中继油缸组成的移动式顶推站即中继间,且在管壁四周加注减摩剂以利于长距离管道的顶推。
2.1顶管施工与开挖施工法相比的优点:开挖部分仅仅只有工作坑和接收坑,而且安全、对交通影响小;在管道顶进过程中,只挖去管道断面部分的土,挖土量少;建设公害少、文明施工程度高;在覆土深度大的情况下,施工成本低。
2.2与开挖施工法相比较存在的不足:曲率半径小而且多种曲线组合在一起时,施工就非常困难;在软土层中容易发生偏差,而且纠正这种偏差又比较困难,管道容易产生不均匀下沉。
3顶管施工技术在市政工程中的适用范围
顶管施工技术近年来得到了迅速的发展,在诸多工程项目建设中得到了应用,尤其是在市政工程建设中,而顶管施工技术在市政工程中的应用,也有一定的适用范围,顶管施工技术在市政工程的适用范围包括以下方面:第一,在城市的中心地段或商业繁荣街道这些人流量密集的地区。顶管施工技术的优势恰好能解决人流量密集给施工带来的困境;还有一些不能实施大型开挖的文物古迹遗址等特殊地段,以及不能进行空中架线、埋管等施工手段的地区,都可以使用顶管施工技术,以满足具体的施工要求。第二,在城市污水管道的敷设过程中,也可以采用顶管施工技术。由于使用的污水管道直径大于600mm,导致施工中不能采用明沟开挖埋管的方式施工,这时,可以采用顶管施工技术解决这一问题。
4市政工程建设中顶管施工技术的应用
4.1施工顺序
首先要安置基坑底基础及后靠背,然后进行导轨安装,接着进行承压壁的设置,随后械能主顶设备的安装,然后对顶管机头进行安装,再进行土方运输设备的安置,最后安放管节进行顶进。
4.2顶进工艺流程
在进行顶进施工时,第一步是对沉井中心线进行测量放样,然后将顶机架和主顶设备安装到位,再使用顶进管机进行顶进;第二步是将下一节管节吊下,通过顶进机顶进管节,将第一节管顶完为止;第三步是将第三节管节吊下,然后拼装管节,顶力接近许用力,将中继环吊放下来,然后按照上述方法继续顶进,最后出洞,顶管机与管节分离。
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4.3顶力估算
按照管壁外侧同步注入触变泥浆进行施工,R2=F2为手掘式顶管产生的阻力。按照软土地层顶进的施工经验,通常为8-12kN/m2,按照50m的顶进长度和0.52的管道外径进行计算,P=F2πDL=1130kN≈113t为最大顶进阻力。一般情况下,要完全满足顶力需要,配备150t液压千斤顶即可。控制活塞行程为700mm,供电量为10L/min,主油泵最大供电压49MPa。
4.4顶进施工
4.4.1顶进方法
在进行顶进施工以前,需要全面检查施工设备,并进行试运转;另外要确保顶管在导轨的中心线、坡度和高程与设计要求相符合。同时要避免工作井内进入流动性土或地下水,而且要保证具备所有条件以后才能够实施顶进作业。
4.4.2顶进作业
在工具管切入土地以后,需要对其水平偏差严格控制,确保偏差在5mm以下,设定标高加以抛高数为其高程。在工具管连接第一节钢管时,尾部至少有20-30cm搁在导轨上,同时需要立即连接砼管。在进行人工挖土以前,要在周边土体中切入刃口部分,分层开挖程序按自上而下进行,避免正面坍方。
4.4.4顶管施工中顶进阶段的测量技术
在顶进阶段进行测量与放线:市政给排水管道的线路中心线与高程桩的控制点一般由建设单位提供,通常情况下会在顶管工作坑的两侧设置中线桩,必须和管件线路保持一致,有效进行交流胡同,顶管工作坑内通常设置的水准点为两到三个,水准点从坑上引测,一般存在误差,因而要仔细核对,保证误差不超过5mm。测量与纠偏顶进管件:对于市政给排水管道顶管施工而言,为保证管道到位,使用了先进的技术与设备进行测量,在顶进工作开展到第一节管件时,对偏差进行一次校正,在三十公分内进行一次测量,在该项工作开展到土层后,在三百公分内测量一次,如果存在误差则必须立即改正。一般可选择两种纠正方法,第一种为顶木法,即为在超挖纠偏作用不大时适用,偏差范围要在2cm内,在管道偏向的另一端口进木头,和超挖纠偏法相协调,进而纠正错误。第二种为千斤顶纠正法,这一方法与顶木纠偏操作具有相同的操作方法,只是以千斤顶替换木头,强行纠正管道。
4.4.5检查井施工
在施工过程中,要对施工进度进行严格控制,对质量进行严格把关,杜绝检查井内出现透水事故。施工时要确保此环节不会出现偷工减料的情况,检查井施工作为极其关键的施工环境,需要加强重视。
4.4.6闭水试验
在完成顶管对接以后,需要进行闭水试验,试验按照国家验收标准进行。如果有漏水和渗水情况出现,需要及时查找问题原因并进行有效处理。
4.4.7事故应急措施
在进行顶管施工时,如果有异常偏差出现,需要立即停止施工,对其原因进行分析,通过有效措施解决以后才能够继续顶进。不管任何情况下,施工人员一旦发现顶进出现异常,需要立即停止施工,并将实际情况汇报至技术负责人,从而对其原因进行分析,制定对策。
5结语
随着城市建设规模的不断扩大,原有的地下设施已不能满足现有城市建设的要求,需进行改造或新建。但现有的城市经近几年的大力建设,道路等级越来越高,交通重逐年上升,各级政府对城市道路开挖进行了禁止或限制,许多建设已无法采用开槽埋管施工工艺,故顶管施工必将在城市建设中得到广泛的应用和发展。
参考文献
[1]刘金龙,郭鹏。谈市政给排水施工中顶管技术的应用[J].中小企业管理与科技,2011(4).
[2]戴伟。论市政给排水施工中顶管技术的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2012(16).
作者信息;王成政,男
论文作者:王成政
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/11
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