城市给排水管道施工顶管技术?

给排水管道建设在城市中发挥着越来越重要的作用。针对传统给排水管道施工方法的缺点,探讨了顶管施工方法。在简单分析顶管施工特点的基础上,重点对顶管施工在给排水管道施工中的应用进行了分析和探讨,对进一步推广给排水管道顶管施工应用具有一定的借鉴意义。

1顶管施工特点

顶管法又称非开挖铺管技术,具有不开挖表层,穿越地面构筑物、地下管线、公路、铁路、河流等特点。与开挖铺设技术相比,投资和建设周期将大大节省。同时,顶管施工技术可以减少噪音、粉尘、干扰以及对城市交通条件和环境条件的破坏,是一种真正无污染的高效施工技术。顶管施工法由于具有上述优点,在市政工程,尤其是市政给排水管道工程中得到了广泛的应用。综上所述,顶管施工技术有几个优点:施工面由线到点减少,占地面积小;地面活动不受施工影响,对交通干扰小;噪音和振动低,城市中施工对居民生活环境干扰小,不影响现有管线和构筑物的使用;管道可敷设在地下深处或水下,可安全穿越铁路、公路、河流和建筑物,减少沿线拆迁工作量,降低工程造价。其主要缺点是施工技术难度大,需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。

2顶管技术施工应用分析

2.1顶管的选择顶管一般采用钢筋混凝土管,没有防腐要求的可以采用钢管。钢筋混凝土管道的规格设计、配筋和应力校核应符合钢筋混凝土特别是钢筋混凝土管道的相关标准和技术规定。

2.1.1顶管管径的选择顶管的管径选择是根据工程性质和需要确定内径,根据顶管上的荷载确定混凝土管的配筋和壁厚,然后确定外径。由于顶管工程工作面需要配备挖掘机,管道内径一般不小于500mm。

2.1.2顶管长度的选择顶管的长度对顶管过程的可控性和经济性影响很大。在直线顶管的情况下使用长管,可以减少管道安装的次数,达到良好的效果。但是,随着管道长度的增加,如果偏离了原来的路线,就比使用短管道更难恢复正确的路线。施工顶压坑时,顶压坑的长度也会增加,开挖、支护、回填和修复的费用也会相应增加。另一方面,短管道很难直线推进,因为短管道容易挤入周围土层,导致整个管柱呈蛇形弯曲,降低了顶管的可控性。

正常情况下,管道长度必须相对于管道直径进行测量。当L/D≤1.10时,为短管。当长径比=1.15时,为标准管;当L/D≥2.10时,为长管。

2.2顶管施工的前期准备

2.2.1现场总平面布置包括吊装设备、自动控制室、材料间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃渣坑等的布置。下水设备如下水架、顶管机、前顶铁、主顶千斤顶、反力架等。安装在始发工作井内,工作井侧面设有下行扶梯,供施工人员上下。

2.2.2顶管机进出口及顶管机后部土体的加固为了保证顶管机出口的绝对安全,需要用高压旋喷桩对顶管机后部土体及进出口区域土体进行加固。为了防止顶管机预留孔进出造成泥浆流失,保证顶进过程中注入的触变性泥浆不流失,需要在工作井中安装孔内止水装置。

2.3顶管施工工艺顶管施工又称顶进施工,是指利用顶进设备将预制的箱型或圆形构筑物逐步顶进路基,形成立体交叉通道或涵洞的施工方法。在顶管施工中,需要在某些管段之间设置工作井和接收井,然后在工作井中安装推进设备,将导轨上的顶管机机头推进土中,由机头将预制好的钢筋混凝土管向前推进,前端的土通过工作井运出,最后完成管道铺设。

2.3.1顶管井的设计顶管井有两种类型:工作井和接收井。顶管井的类型很多,一般采用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常包括单孔井和单排井。前者是圆形、正方形、长方形等。,而后者多为矩形,其结构力学性能由高到低依次为圆形、方形、矩形。在设置该结构时,可以在井中设置内支撑,以改善结构的受力。施工过程中,工作井采用双向顶进设计,与接收井间隔布置,间距与设计的检查井间距一致。施工完成后,根据设计要求在工作井和接收井位置打检查井。

2.3.2顶管施工工艺①穿墙:打开穿墙舱壁将工具管推出井外,并安装穿墙止水装置。主要施工技术措施有:a .在穿墙管内填充压实的纸筋粘土或低强度水泥粘土混合土,暂时止水、止土;b .为保证穿墙孔外一定范围内土体基本稳定并有足够的强度,在工作井内工具管穿墙前,穿墙管外侧应采取注浆加固措施;c .穿墙前分析可能出现的问题,制定相应的处理措施;d .镗板打开后迅速推进工具管,同时做好堵口工作。本工程采用水封法兰压板,中间安装20mm厚天然优质橡胶水封板圈,要求拉伸率和耐磨性高。借助顶管,带动安装好的橡胶板形成反向水封装置,应防止墙体管外土体暴露时间长而产生的扰动流变。(2)洞外顶管:洞外顶管是顶管作业中一个非常值得注意的问题,即顶管机和第一节管破出工作井封门入土。正常顶管前启动工序是顶管技术中的关键工序,也是容易发生事故的工序。为防止管线偏斜,应采取措施,如使工具管归零,在工具管下方的井壁上加支撑,如发现偏斜立即用主顶升油缸纠偏,在工具管出洞前设定初始角度,以弥补下降。③注浆减阻:顶管施工中另一项重要的技术措施是在压力下注入触变性泥浆,填充管道周围的空隙,形成泥浆保护套,起到支撑地层、减少地面沉降、降低顶进阻力的作用。施工时,首先对顶管机头部和尾部进行灌浆,并与顶进工作同步进行,然后在中间段和混凝土管道的适当位置跟踪补充泥浆,以补充顶进过程中的泥浆损失。长距离顶管施工一般采用注浆工艺。④顶管纠偏:纠偏是指在机头偏离设计轴线后,利用设置在后部的纠偏千斤顶改变机头端面的方向,以减小偏差,使顶管沿设计轴线进行。顶升纠偏是通过调整四套纠偏千斤顶来纠偏。如果管道在左侧,千斤顶将向左伸出,向右缩回,反之亦然。如果同时存在标高和方向偏差,应先纠正偏差大的一侧。顶进时应以小角度分级逐步进行校正,并经常进行精细校正。当顶管机机头旋转时,可以通过在管内增加反方向的配重或在中间站提供旋转修正力矩来进行修正。

顶管施工技术在技术上是可行的,在社会效益和经济效益方面比开槽埋管更有优势。从根本上改变了城市管网乱挖的现象;另一方面,从有效保护环境的角度出发,加强顶管施工技术的推广势在必行。可以预见,未来的管道铺设技术将得到顶管技术的支持。

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