市政给排水管道顶管施工技术分析

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市政给排水管道顶管施工技术分析摘要：顶管技术以最小的破坏和最大的环境保护优势解决了市政给排水管道施工难题，对于交通繁忙、建筑物密集、地下管线复杂的城市建设起着非常重要的作用，所以积极探讨如何促进顶管技术在市政给排水管道施工中的更好应用具有显著的现实意义。本文主要对市政给排水管道顶管施工技术进行了分析探讨。关键词：市政给排水；管道施工；顶管技术中图分类号：TU99文献标识码：A引言当前顶管施工推广的难度在于施工费用的居高不下，使很多中小城市望而止步，其实综合考虑交通，周围管线开挖的危险、市民的生活质量等等因素，非开挖顶管施工的费用是可以接受的。所以顶管施工在我国的发展是可以预测的，在不久的将来，此技术必定会被给排水和市政行业所接受，并且广泛用于穿越公路、铁路、桥梁、高山、河流、建筑物等障碍物铺设各种管线。一、顶管技术原理与优缺点1、顶管施工的基本原理7 顶管施工就是借助于主顶油缸以及中继间的顶进力,把工具管或顶管掘进机从工作坑内穿过土层一直顶进到接收坑内吊起。与此同时,把紧随在工具管或掘进机后的管道埋设在两个工作坑之间。在顶管施工中主要有三种工作面平衡理论：气压、土压和泥水平衡理论。其施工工艺流程如下：测量放线→工作井施工→装配式后背墙安装→导轨安装→主顶千斤顶安装→油泵安装→顶铁安装→进出洞施工及密封→管道顶进→出土。2、顶管施工的优缺点优点：地表施工面积小，由传统的线状缩小为点状，因此对对面破坏不严重，降低了对交通与居民生活环境的干扰；噪音污染了也极小，在施工的过程中不影响现有管线及构筑物的使用。缺点：尽管顶管技术具有很多优点，但在施工的过程中也存在一些缺点，主要有以下几个方面：当曲率半径比较小且多种曲线组合在一起时，顶管施工就很难顺利进行；在施工的过程中，如果遇到软土层也极容易发生偏差，一旦发生偏差纠偏比较困难，从而引起管道发生不均匀的沉降；遇到障碍时处理这些障碍较困难；超长距离顶进困难；当遇到5m以上的大口径时顶进也比较困难；如果覆土浅时经济效益并不高，没有开槽埋管的效果好。二、顶管技术施工应用分析7 某道路工程专业管线工程线包括：雨水、污水、给水、燃气、通讯和供电等管线的新建和改造。由于该路段地下管线特别繁多，污水、雨水管根本无法开挖施工，经研究决定交叉路口段污水管变更为顶管施工。1、工作井施工用全站仪测放工作井位置及沉井壁的位置。用反铲挖机开挖基坑，人工挖探管线配合。在刃脚处铺设砂垫层，砂垫层，砂垫层应分层铺填、夯实，用水准仪找平。沉井制作采用一次制作一次下沉，井壁模板采用钢组合式定型模板或大模板组装而成，内外脚手架与模板系统要分离，各自成系统，以免由于下沉造成破坏。沉井水平钢筋采用帮条焊接，竖向钢筋采用竖向电渣压力焊，接头按设计或规范要求错开，内外钢筋要设钢筋支撑，每1.5m不少于一个，井壁预埋插筋要有加固措施。同时，沉井刃脚及筒身混凝土的浇筑应分段、对称均匀、连续进行。以免造成地基不均匀下沉而导致沉井倾斜、裂缝，如图1所示。图1：工作井施工示意图2、施工准备7 沉井底板砼强度达到砼设计强度的50%后，根据顶管设计高程及轴线预埋钢制导轨，上放顶管设备、液压千斤顶，坑上架设龙门架起重设备，液压油箱及动力设备。顶管施工前应认真熟悉图纸,然后进行顶管轴线的定位,工作坑的放样及进行高程测量。根据已施放轴线及平面位置，预埋导轨。轨道安装完毕后即进行顶管设备、液压千斤顶的安装调试,同时在沉井上架设龙门架起重设备、液压油箱及动力设备的安装。待砼底板强度达到设计要求的强度后开始进行管道顶进。3、导向钻孔根据测量的轴线，操作定向钻机水平钻进，路面上部采用美国DigiTrakEclipseSST定向钻进导向系统控制钻头的方向，严格按设计曲线形成导向孔。若发现钻套偏离设计轨迹的趋势，通过调整钻头的倾角、旋转角等参数改变钻头方向。导向孔完成后，对发射坑入土口、接收坑出土口标高和方位进行复核，确保按设计曲线成孔。施工过程中，密切注意钻进过程中有扭矩、钻压突变、泥浆漏失等异常情况，发现问题立即停止施工，待查明原因后采取相应措施后施工。4、预（回）扩孔7 导向孔完成后，卸下起始杆和导向头，换回扩孔钻头进行回扩。回扩过程中始终保持工作坑内泥浆液面高度高于地下水位标高。回扩过程中使用好泥浆，扩孔时控制好泥浆各性能参数，不定期进行检测，按照施工要求及时调整泥浆性能指标。选择桶式扩孔器较适宜，扩孔器通过旋转，将淤泥挤压到孔壁四周，起到很好的固孔作用，根据地层特点，合理控制回扩钻进速度，以利排查。分六次回扩，最后一次回扩合理采用相应挤扩式钻头，如回拖力和回扩扭矩较大，则需多回扩一次，以利孔壁成型和稳定。钻进过程中，应及时做好施工原始记录，记录内容应包括钻进时间，轴线角度、扭矩、顶力、土质情况等。密切注意钻进过程中有扭矩、钻压突变等异常情况，发现问题立即停止施工，待查明原因后采取相应措施后施工。回扩过程中,密切注意底层的变化,及时测量水平变化情况,根据地层的变化情况和水平变化情况及时采取相应措施,调整施工方按，使回扩控达到设计要求。回扩工艺完成后用我单位特制的检测工具进行检测，达到设计要求后进行回拖管道的施工。5、回拖管材回拖前应检查电热熔焊接质量，待焊接自然冷却，检查合格后方能进行拖管。将连接好的管材沿施工场地安放好，依次连接接头、钢帽、分动器、钻杆。管材预连接好，接管完成后马上开始拉管。在回拖管道过程中，密切注意孔内情况、钻机操作手应密切注意钻机回拖力、扭矩的变化。回拖应平稳、顺利，严禁蛮拖。管材要一次性拖入已成形的孔洞中，中途尽量避免停顿，减少回拖的阻力。6、管道顶进7 采用人挖机顶的方法进行，安放第一节顶管时应认真复核管道轴线、高程，准确无误后方可开始进行管道顶进。控制点应设在不易扰动，视线清楚，方便核对的地方，并加以保护。工程开工前先进行现况管线调查，复核管线的位置与高程，现场使用的水准点闭合后方能使用。顶力设备为300t油压千斤顶，行程L=700mm。根据顶力计算，安装千斤顶，与管道中心线对称布置。顶管施工时，顶力不超过5000KN。导轨使用140槽钢，经计算D=1000钢筋混凝土管导轨宽度为700mm，导轨高程用顶管坑内的水准点测设。钢制导轨底部和两侧用槽钢焊接固定。工程中规定管前挖土长度以30cm为宜，最多不能超过50cm。首节管下到导轨上应测量其高程、中心是否符合要求，确认合格后方可顶进。首节管入土后，每顶进100cm要激光尺测量中心高程一次，及时、细致操作，防止出现偏差。工作坑内设的两个进行校核的水准点、中心点，施工时应对其妥善保护，防止碰撞。7、穿墙止水为避免地下水和泥土大量涌进工作井，在穿墙管内事先填埋经夯实的黄粘土，打开穿墙管闷扳，应立即将工具管顶进。此时穿墙管内的黄粘土受挤压，堵住穿墙管与工具管的环缝，起临时止水作用。当工具管尾部接近穿墙管而泥浆环尚未进洞时，停止顶进，绕盘根，表轧兰，再借助管道顶进的顶力，带动轧兰将盘根压入穿墙管环缝。盘根压得不宜过紧，以不漏浆为宜留下一定的压缩量，以便盘根磨损后再次压紧止水。结束语7 与社会效益和经济效益来看，对比开槽埋管，顶管施工工艺具有较高的优越性可言。在根本上对城市管网乱挖现象得到改变。其次，从保护环境方面来看，对顶管施工技术投入的力度较大，能够将未来的顶管铺设技术得到体现，使其顶管工艺作为支撑在后期给排水施工中得到推广。参考文献[1]郑青.论市政管道施工技术要点及质量控制[J].城市建筑.2011，（32）：05[2]钱伟金.浅析市政污水管道顶管施工技术应用[J].市政工程.2012，（90）：68[3]陈庭.加强市政雨污水管道顶管施工质量的有效措施[J].市政工程.2010，（82）：727