頂管施工技術(shù)總結(jié)范文
時(shí)間:2023-03-16 20:44:53
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篇1
關(guān)鍵詞:深井沉井長距離頂管 施工技術(shù)造價(jià)確定
中圖分類號(hào):TE245文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
2011年12月10日,集團(tuán)公司組織設(shè)計(jì)、監(jiān)理和造價(jià)公司等一行15人現(xiàn)場(chǎng)考察了珠海某工地DN1600頂管穿江工程,通過施工進(jìn)展情況介紹,沉井和頂管施工技術(shù)交流,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地踏勘、拍照、詢問和相關(guān)案例總結(jié)交流等環(huán)節(jié)全面了解了沉井頂管施工的情況。在考察學(xué)習(xí)過程中,大家還分別從設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工和造價(jià)等不同角度求證各自在專業(yè)工作中的疑惑,以彌補(bǔ)欠缺,增強(qiáng)工作自信心,同時(shí)加強(qiáng)了歸納總結(jié),觸類旁通,在類似的復(fù)雜工程中學(xué)以致用。下面,主要從合理確定沉井頂管施工造價(jià)的角度講述本次參觀學(xué)習(xí)的詳細(xì)情況和心得體會(huì)。
一、工程概況
該工程由頂坑、DN1600頂管和接收坑三部分組成。頂坑為圓形,外徑為16.5m,壁厚為1m/1.3m,頂坑深度約30m;頂管長度980m,材質(zhì)為鋼管,待頂管施工完畢后,管內(nèi)敷設(shè)DN700塑料管,作為近期污水收集管道;接收坑外徑9.6m,深度20多米。目前,頂坑已經(jīng)施工完畢,頂管施工長度達(dá)200多米。
施工費(fèi)用方面,頂坑、接收坑實(shí)體工程費(fèi)用約550萬元,沉井和刃腳處旋噴樁等施工措施費(fèi)用超過600萬元,DN1600頂管約1萬元/m,合計(jì)施工費(fèi)用約2500萬元。
二、沉井頂管施工的技術(shù)要點(diǎn)和難點(diǎn)
1、本次沉井頂管施工工序?yàn)椋?/p>
測(cè)量放線圍擋挖頂管坑上部土方鋪設(shè)工作坑坑底分節(jié)制作沉井沉井下沉封底導(dǎo)軌,頂管后背安裝頂進(jìn)設(shè)備安裝下管挖土頂進(jìn)測(cè)量校對(duì)接口處理。
在上述工序中,接收坑應(yīng)在頂管過江前施工完畢,以便確定接收坑預(yù)留孔洞位置,保證頂管順利及時(shí)頂進(jìn)接收坑中。
2、頂坑和接收坑都采用沉井的方法施工,頂坑施工前先進(jìn)行了兩圈旋噴樁施工,一圈在沉井的外圈,主要起穩(wěn)固周邊土體的作用,樁底深度高于刃腳約10m,另一圈在刃腳的下方,樁底深度低于刃腳9m,樁頂高于刃腳一定高度,起到增大土體承載力的作用,防止沉井到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后因下部土體承載力不夠而繼續(xù)下沉。
3、沉井施工分為排水下沉(干沉)和不排水下沉(濕沉)兩種方式,由此碰到的問題是排水后封底和水下封底兩種情況。通常排水下沉施工難度小,易于控制下沉速度、糾正水平標(biāo)高、便于封底和保證封底質(zhì)量,但是需要充分考慮排水的難度和排水降水費(fèi)用的高低。相反,不排水下沉盡管能節(jié)約降水、排水費(fèi)用,但是施工難度相對(duì)較大,不便于控制施工進(jìn)度和水平度,水下封底時(shí)難度也大,封底效果不佳。
4、頂管口徑為DN1600mm,長度980m穿越江底,頂管中間不另設(shè)工作坑,如此長距離大口徑的頂管顯然需要克服很多技術(shù)難題。據(jù)施工方項(xiàng)目經(jīng)理介紹,本工程最關(guān)鍵的技術(shù)問題有兩個(gè):一是如何保證頂管有足夠的頂力,在碰到不利地質(zhì)條件和障礙物時(shí)也能順利前進(jìn),不至于因頂力不足而前功盡棄,損失慘重。另外就是如何保證頂管到達(dá)接收坑時(shí)偏差可控,并順利進(jìn)入接收坑中。針對(duì)上述難點(diǎn),施工方有針對(duì)性的采取了相應(yīng)措施,如間隔200m設(shè)置中繼間,確保阻力增大時(shí)管道仍有足夠頂力前進(jìn)。另外,在頂進(jìn)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、糾偏,將誤差控制在±20cm以內(nèi),保證在管道過江后順利進(jìn)入預(yù)留DN2000孔洞的接收井內(nèi)。
5、關(guān)于中繼間的安拆。中繼間是長距離頂管施工的關(guān)鍵設(shè)置,起分段克服摩阻力的作用,中繼間的選用型式和設(shè)置數(shù)目直接影響著頂管的施工質(zhì)量和頂進(jìn)速度,關(guān)系長距離頂管的成敗和整個(gè)投資。施工單位本次頂管預(yù)計(jì)設(shè)置4-5個(gè)中繼間,間距約200m,每個(gè)DN1600mm中繼間安拆及使用費(fèi)約2.5-2.8萬元。
6、鋼管防腐要求。本次頂管的外防腐還是采用常規(guī)的環(huán)氧煤瀝青和玻璃纖維布,做法同常規(guī)敷設(shè)的鋼管,內(nèi)防腐沒有用水泥砂漿內(nèi)涂,而是刷的防腐漆。施工方項(xiàng)目經(jīng)理介紹,鋼管每節(jié)2m,現(xiàn)場(chǎng)焊接成8m/段吊入沉井內(nèi)頂進(jìn),管道的中間段在頂進(jìn)時(shí)防腐層摩擦損壞的程度不大,薄弱環(huán)節(jié)在沉井內(nèi)管道相連的焊接部分。
7、我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)還關(guān)注到沉井腳手架搭設(shè),池壁對(duì)拉止水螺栓設(shè)置,預(yù)留孔封堵板,頂管后座設(shè)置,沉井內(nèi)頂管軌道,臨時(shí)用電、通風(fēng)、供水、排泥設(shè)施,泥漿池設(shè)置,預(yù)制沉井蓋梁,履帶式起重機(jī)械等。
三、本實(shí)例值得類似水廠取水泵房和引水管道工程借鑒之處
在實(shí)地踏勘現(xiàn)場(chǎng),充分熟悉施工過程之后,我們以類似水廠取水泵房及原水引水管道設(shè)計(jì)施工為案例,進(jìn)行了詳細(xì)和深入的交流。討論的具體問題有:
1、緊鄰長江邊的取水泵房是采用干沉還是濕沉?
2、是否需要考慮排樁支護(hù)和刃腳下土體加固?采用何種樁型?
3、是否需要降水和設(shè)置止水帷幕?
4、DN1200引水鋼管能否采用頂管方式施工?
5、取水泵房能否作為原水管道的頂坑?
6、頂管伸入江心處覆土深度有何要求?
7、頂管工具頭能否從江底取出,如何取出?
8、取水頭部水下施工技術(shù)要點(diǎn)和施工機(jī)械?
施工方對(duì)上述問題一一發(fā)表了自己的看法,并結(jié)合實(shí)例論證了方案的可實(shí)施性。而這些問題不僅是設(shè)計(jì)和施工中需要充分考慮的,更重要的是能有效指導(dǎo)如何合理確定相應(yīng)的施工費(fèi)用。
四、沉井頂管施工中合理確定造價(jià)應(yīng)考慮的主要問題
通過本次深入全面的實(shí)地考察,并結(jié)合以前做過和接觸過的類似工程,現(xiàn)將沉井頂管施工中合理確定造價(jià)的要點(diǎn)、難點(diǎn)總結(jié)如下:
1、熟悉沉井的適用條件,判斷何時(shí)采用沉井施工估算指標(biāo)進(jìn)行前期估算工作。沉井施工的適用條件為:(1)上部荷載較大,而表層地基土的承載力不足,擴(kuò)大基礎(chǔ)開挖工作量大以及支撐困難,但在一定深度下有好的持力層,采用沉井基礎(chǔ)與其它深基礎(chǔ)相比較,經(jīng)濟(jì)上較為合理時(shí);(2)在山區(qū)河流中,土質(zhì)雖好,但沖刷大或河中有較大卵石不便樁基礎(chǔ)施工時(shí);(3)巖層表面較平坦且覆蓋層薄,但河水較深;采用擴(kuò)大基礎(chǔ)施工圍堰制作有困難時(shí)。
2、確定沉井的下沉方式。沉井施工分排水下沉和不排水下沉兩種,一般根據(jù)場(chǎng)地的現(xiàn)場(chǎng)條件,地質(zhì)水文情況結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件確定。排水下沉需要在沉井四周布置井點(diǎn)降水和排水明溝,通過降水排水將地下水降低到沉井底板以下,這樣不僅易于沉井施工,還可以做底板墊層,并進(jìn)行干封底。不排水下沉是采用水力機(jī)械沖土下沉,達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行水下澆筑混凝土封底。
3、分析沉井施工相關(guān)的技術(shù)措施費(fèi)。沉井排水下沉?xí)r,需考慮井點(diǎn)降水、抽排水費(fèi),土方開挖的垂直運(yùn)輸費(fèi)等;沉井不排水下沉?xí)r,需考慮泥漿池建造和污泥處置費(fèi),水下澆筑混凝土增加費(fèi)等。
另外,沉井施工相關(guān)的措施還有壓重助沉措施,垂直運(yùn)輸機(jī)械場(chǎng)外運(yùn)輸、安拆及使用費(fèi),沉井樁支護(hù)和刃腳下土體加固費(fèi)等。
4、掌握頂管的適用條件,區(qū)分頂管與非開挖牽管施工的不同之處,并根據(jù)不同的施工方式,收集、整理相應(yīng)管材和管徑的造價(jià)指標(biāo)。
頂管和非開挖牽引管施工情況對(duì)比表如下:
頂管和非開挖牽引管施工情況對(duì)比表
施工方式 頂管 非開挖牽引管
工作井 頂進(jìn)井、接收井 無
挖掘機(jī)械類型 手掘式、擠壓式、泥水平衡式、三段兩鉸型水力挖土式、多刀盤土壓平衡式 定向鉆機(jī)
適用條件 適用于粘土、較穩(wěn)定的砂性土層和淤泥質(zhì)土層,單次頂距長,頂進(jìn)效率高、質(zhì)量好 適用于管徑不大于800mm,自重較輕,垂直標(biāo)高要求不高的管線施工中
常用管材 鋼管、混凝土管 塑料管、鋼管
常用管徑 DN800—4500 ≤DN800
單次最大施工距離 1500m 200m
5、確定頂管中繼間數(shù)目。長距離頂管施工中,需考慮設(shè)置中繼間增大頂力,克服摩阻力。造價(jià)工作中,可按間距70-200m設(shè)置,間距長短根據(jù)后背頂力大小、地質(zhì)條件、施工單位經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)實(shí)力、安全系數(shù)、工期要求等因素綜合考慮。
篇2
【關(guān)鍵詞】市政工程頂管施工技術(shù);市政工程;頂管施工
一、頂管施工技術(shù)在市政工程中的工藝特點(diǎn)及適用范圍
(一)頂管施工技術(shù)是在公路、鐵路、建筑物等地面線以下,通過液壓傳動(dòng)將鋼管或混凝土管從一層點(diǎn)頂推至另一側(cè),從而減少或不采用明挖,他的工藝特點(diǎn)及適用范圍主要有:
1、地表以下頂管施工,不影響地面正常交通。即在道路下進(jìn)行頂管施工的同時(shí),可以保證地上交通不間斷,有效的解決了由于施工帶來的交通擁堵問題。
2、建筑物下頂管,不影響建筑物使用功能。即管道從建筑物下穿過,不影響地上建筑物的外觀、質(zhì)量、安全和正常的使用功能。
3、縮短管道鋪設(shè)周期,降低工程造價(jià)顯著。由于是地下施工受天氣、光線等自然條件影響小,有利于節(jié)約工期,降低施工成本。
4、設(shè)備單一,操作簡便。設(shè)備操作簡單,技術(shù)難度較低,普通工人經(jīng)過簡單培訓(xùn)即可在技術(shù)人員指揮下操作。
5、適用于鐵路、公路及不易或不宜開挖溝槽的地下管道施工。
6、在施工前必須采取必要的地質(zhì)勘測(cè),搞好前期調(diào)查,摸清地質(zhì)環(huán)境,地下管線分布狀況。
總結(jié)以上,從環(huán)境保護(hù)、縮短施工工期、降低工程成本、降低施工難度等方面的優(yōu)勢(shì)來看,頂管施工技術(shù)廣泛應(yīng)用在市政工程施工中是毋容置疑的。
(二)市政工程施工中對(duì)頂管施工技術(shù)的應(yīng)用時(shí)的技術(shù)工藝流程和施工要點(diǎn)
1、通過大量的摸索與實(shí)踐,總結(jié)出以下技術(shù)工藝和施工流程以供大家參考:
①做好前期的施工準(zhǔn)備工作,檢查設(shè)備運(yùn)行情況,進(jìn)行人員培訓(xùn)和技術(shù)資料復(fù)核、②對(duì)原地面標(biāo)高和設(shè)計(jì)標(biāo)高的測(cè)量高程及軸線進(jìn)行測(cè)量和復(fù)核、③根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸要求挖掘頂管工作坑為頂管做準(zhǔn)備、④在導(dǎo)坑內(nèi)鋪設(shè)頂管導(dǎo)軌,要求導(dǎo)軌位置準(zhǔn)確、⑤安裝的頂管后背要牢固,支撐有力,有足夠的接觸面、⑥組裝好頂進(jìn)設(shè)備后吊放混凝土管節(jié)或鋼管⑦挖土頂進(jìn)作業(yè)過程中及時(shí)操作測(cè)量及糾偏作業(yè)、⑧循環(huán)挖土頂進(jìn)作業(yè)業(yè)直致完成。各個(gè)環(huán)節(jié)依次有序進(jìn)行。
通常使用的機(jī)械設(shè)備主要有:高壓油泵和大噸位千斤頂、后背樁及后背梁、導(dǎo)軌及出土工具、經(jīng)緯儀、水平儀等測(cè)量工具、吊裝設(shè)備(汽車吊25t-30t),及其他機(jī)具。功能及數(shù)量由被頂進(jìn)管節(jié)的重量及直徑長度來定。
2、市政工程頂管施工技術(shù)經(jīng)歸納為以下幾點(diǎn):
(1)、頂管施工的工作坑在開挖時(shí)要根據(jù)技術(shù)施工方案和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況綜合考慮,導(dǎo)坑的長寬要根據(jù)頂管的最大直徑、最長長度及土質(zhì)的承載力、及現(xiàn)有的機(jī)具設(shè)備以及制定好的下管、出土方法來確定。工作坑還需預(yù)留出向坑外出土和操作人員的作業(yè)空間。按要求,工作坑的上口前端距路邊通常要有不少于2米的距離,管節(jié)后端與千斤頂之間要有留出出土的空間。如果在有水的環(huán)境中還需要設(shè)置水坑和排水的設(shè)施??傊?,要嚴(yán)格按照施工方案操作,規(guī)范施工流程。
(2)、導(dǎo)軌由四根鋼軌鋪設(shè)在若干等間距枕木上,枕木間距一般以0.8米或1米為宜,鋼軌的長度是工作坑底面的長度除去鋼軌樁所占的位置,而導(dǎo)軌的間距要根據(jù)被頂管節(jié)的外徑來確定。通常,要保證管節(jié)安放后下底高度高出枕木底0.2米,千斤頂安裝后要保證管節(jié)的橫截面有最大的接觸面積,并且鋼軌要平直安裝,坡度要控制在允許范圍內(nèi)。
(3)、后背的堅(jiān)固程度與頂管效果有密切聯(lián)系,后背樁+后背梁以及后背樁后面的夯實(shí)土組成的后背,所具有的承載能力必須能滿足最大頂力的需要,后背樁一般可以用鋼軌代替,將背樁埋入坑底以下1.6米以上,在樁的四周回填土必須分層夯實(shí),鋼制后背梁放在樁前的導(dǎo)軌上,后背樁平面垂直于頂進(jìn)方向的軸線。
(4)、頂進(jìn)設(shè)備通常由兩臺(tái)200噸-500噸千斤頂和一臺(tái)高壓油泵組成,千斤頂安置在后背梁與管節(jié)之間,管節(jié)后端和千斤頂之間用鋼護(hù)圈及橡膠墊或麻辨對(duì)混凝土管端部進(jìn)行保護(hù)處理。為減少頂進(jìn)摩阻力,管外壁要涂石蠟做劑。
(5)、設(shè)備安裝后經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)無異常后方可操作掏土頂進(jìn)。作業(yè)時(shí),根據(jù)管頂上部覆土厚度和土質(zhì)情況來決定掌握進(jìn)尺的深度,當(dāng)覆土較厚且土質(zhì)較密實(shí)時(shí),可以適度多挖;當(dāng)覆土厚度較小或土質(zhì)松散,則需要減少挖量,防止坍塌,并且在頂進(jìn)過程中一定要隨挖隨頂隨監(jiān)測(cè),及時(shí)掌握頂進(jìn)情況。頂進(jìn)過程要時(shí)刻進(jìn)行測(cè)量監(jiān)控。每一頂程過后,要對(duì)管的高程及左右偏差測(cè)量一次,發(fā)現(xiàn)偏差要及時(shí)進(jìn)行糾偏。
二、安全保障措施
1、頂管施工需要有安全保障措施。頂管施工前期必須先與公路部門、鐵路部門或市政管理部門進(jìn)行協(xié)調(diào)。頂管施工的技術(shù)方案、安全方案必須經(jīng)有關(guān)管理部門批準(zhǔn)。
2、挖土和頂進(jìn)時(shí)洞內(nèi)的照明要使用低壓變壓器,并且洞內(nèi)不準(zhǔn)使用明火和存放可燃物品。
3、當(dāng)頂管度大于76m時(shí),為保證氧氣充足,需要增設(shè)給風(fēng)設(shè)施,以防施工場(chǎng)地缺氧。
4、當(dāng)頂進(jìn)挖土停止時(shí),傳力柱上方和360度范圍內(nèi)嚴(yán)禁站人,并且所有傳力柱必須順直擺放;
5、吊裝管節(jié)時(shí)管坑內(nèi)人員要做好人身防護(hù)措施,且有專人進(jìn)行指揮升降作業(yè)。
篇3
(宜昌市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,湖北 宜昌 443000)
【摘要】頂管施工技術(shù)是非開挖施工技術(shù)中的一種,在道路排水工程當(dāng)中有著極為廣泛的應(yīng)用。將污水管頂管施工技術(shù)應(yīng)用在道路排水工程當(dāng)中,能夠使管道埋設(shè)中對(duì)建筑物造成的破壞問題得到有效解決。本課題筆者在分析污水管頂管施工技術(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對(duì)污水管頂管施工技術(shù)在道路排水工程中的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了探究,希望以此為污水管頂管施工技術(shù)的完善提供有效依據(jù)。
關(guān)鍵詞 頂管施工技術(shù);道路排水;實(shí)踐應(yīng)用
0 引言
基于整體城市建設(shè)層面考慮,城市道路建設(shè)是其中一項(xiàng)非常重要的工程項(xiàng)目[1]。在這個(gè)工程項(xiàng)目中,對(duì)道路排水工程進(jìn)行完善便顯得極為重要。然而,在道路排水工程實(shí)施過程中,則會(huì)受到很多條件的限制,因此采取污水管頂管施工技術(shù)便有著實(shí)質(zhì)性的作用??梢哉f,隨著頂管施工技術(shù)的應(yīng)用,在很大程度上使頂管施工的安全性得到了提升。鑒于此,本課題對(duì)“污水管頂管施工技術(shù)在道路排水工程中的實(shí)踐應(yīng)用”進(jìn)行分析與探究具有尤為深遠(yuǎn)的重要意義。
1 污水管頂管施工技術(shù)分析
1.1 頂管施工技術(shù)概述
對(duì)于頂管施工技術(shù)來說,主要應(yīng)用于道路排水工程施工過程中,該施工技術(shù)無需開挖管道,因此又被叫做非開挖管理排水工程[2]。主要的優(yōu)勢(shì)是管道內(nèi)壁光滑,可使施工速度加快,同時(shí)管道的密封性也非常好。并且,頂管施工技術(shù)的安全性也非常高,通常情況下不會(huì)有事故發(fā)生,也不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成影響。但是,該項(xiàng)技術(shù)也存在一些問題,比如周期長及工程造價(jià)高等??傊?,就現(xiàn)狀而言,頂管施工技術(shù)無論是施工方法還是施工工藝,與傳統(tǒng)施工技術(shù)相比,均具備一定的優(yōu)勢(shì),因此在道路排水工程中被廣泛應(yīng)用。
1.2 頂管施工技術(shù)的施工工藝
在我國,經(jīng)常使用的頂管施工技術(shù)施工工藝有兩種:其一為開放型頂管施工;其二為密封型頂管施工[3]?;谑┕み^程中,頂管施工通常分為三個(gè)階段的施工:第一階段,即為準(zhǔn)備階段,需要準(zhǔn)備的包括施工器材、工具、材料及相關(guān)資料等,同時(shí)還包括了施工人員的招聘及選拔。第二階段,各項(xiàng)目的就位,包括接收井就位、千斤頂就位及工作井就位等。第三階段指的是頂管頂進(jìn)施工階段。
1.3 施工頂進(jìn)時(shí)需注意的事項(xiàng)
在施工頂進(jìn)工作當(dāng)中,需要充分注重幾大工作事項(xiàng),具體表現(xiàn)如下:
(1)充分遵循頂管施工技術(shù)的原則,即為“先挖后頂,隨挖隨頂,控制進(jìn)尺”[4]。
(2)做好勘探及測(cè)量工作,勤于檢查,及早發(fā)現(xiàn)偏差,并對(duì)其進(jìn)行有效改正。
(3)對(duì)于頂鐵的安裝需平順,保證不歪不斜;將最長頂鐵安放完成之后,需回收活塞,將工作減輕,以此使連接的頂鐵數(shù)目盡量減少。
(4)基于頂進(jìn)中,若存在障礙,需清理干凈之后再進(jìn)行施工;如果其管前存在油泵壓力表指針偏差增大的情況,或土方坍塌等,需及時(shí)暫停頂進(jìn)工作。同時(shí), 基于頂進(jìn)過程中,每循環(huán)進(jìn)尺需嚴(yán)謹(jǐn)掌控。另外,需對(duì)設(shè)備使用數(shù)據(jù)做好詳細(xì)記錄工作。
2 污水管頂管施工技術(shù)在道路排水工程中的實(shí)踐應(yīng)用探究
對(duì)于污水管頂施工技術(shù),其應(yīng)用在道路排水工程當(dāng)中主要體現(xiàn)為三大方面的應(yīng)用,即為:頂管頂進(jìn)施工、測(cè)量及糾偏校正、管道接口及管道裂縫的處理方法。本文將從這三大方面進(jìn)行分析。
2.1 頂管頂進(jìn)施工分析
當(dāng)工作井內(nèi)設(shè)備安裝完成之后,需對(duì)各部進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)檢查,如果各部狀態(tài)良好,便可進(jìn)行開挖及頂進(jìn)。由于頂管是兩根平行管,為了防止受到干擾,在施工的情況先頂進(jìn)一根,完成之后再頂進(jìn)另一根。首先需把管子下到導(dǎo)軌上,對(duì)于導(dǎo)軌,主要是由兩道平行的鋼軌構(gòu)成的,其作用是讓推進(jìn)管在工作井當(dāng)中能夠具備一個(gè)穩(wěn)定的導(dǎo)向,并讓推進(jìn)管沿著此導(dǎo)向進(jìn)入土體,就位之后將頂鐵裝好,然后對(duì)管軸線及管底標(biāo)高建新檢測(cè),看是否與設(shè)計(jì)要求相符合,合格之后便可以采取管前端挖土措施。
使用千斤頂使頂進(jìn)出鎬,在后背墻可與頂管最大頂力相滿足,且保證頂管不動(dòng)的條件下,把圓管向前頂進(jìn)。頂進(jìn)操作過程為,首先將頂鐵擠牢安裝好,基于管前端具備一定長度之后,將油泵啟動(dòng),活塞伸出一個(gè)工作行程,并把管子推出一定距離。在停止油泵后,將控制閥打開,千斤頂回油,活塞回縮。加入頂鐵,并重復(fù)上面的操作,在頂管進(jìn)到距離井邊0.5m上下時(shí),及時(shí)采取卸管措施,然后安裝下一節(jié)管[5]。最后對(duì)頂鐵重新安裝,并對(duì)上述操作重復(fù)進(jìn)行。
2.2 測(cè)量及糾偏校正分析
一方面,對(duì)于頂管測(cè)量,是利用激光線測(cè)設(shè)法對(duì)測(cè)量進(jìn)行控制。把激光經(jīng)緯儀在工作井內(nèi)安裝,并將管線設(shè)計(jì)的坡度及方向?yàn)橐罁?jù),然后調(diào)整好,并在管內(nèi)安裝好標(biāo)示牌,在頂進(jìn)管道和設(shè)計(jì)位置保持一致的時(shí)候,激光點(diǎn)便能夠射到標(biāo)示牌中心,反之則需以偏差為依據(jù)進(jìn)行校正。全段頂完之后,需在每個(gè)管接接口處對(duì)其中心位置及高程進(jìn)行測(cè)量,存在錯(cuò)口的情況下需對(duì)錯(cuò)口的高差進(jìn)行測(cè)量,對(duì)全段的高程及縱坡進(jìn)行衡量,并保證高程和中心偏差能夠保持在允許的數(shù)值范圍內(nèi)。除此之外,為了使管道光滑度的要求得到有效滿足,需使用砂漿將對(duì)錯(cuò)口進(jìn)行抹平。
另一方面,對(duì)于糾偏校正來說,主要工作是預(yù)防,對(duì)于出現(xiàn)顯著超差再進(jìn)行校正的情況應(yīng)極力避免。在一般情況下,需對(duì)每1米進(jìn)行一次測(cè)量,同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的糾偏校正核對(duì)一次。頂進(jìn)過程中,如果管位偏差在10毫米上下,需采取校正措施,在糾偏校正過程中需緩慢進(jìn)行,基于頂進(jìn)過程中利用小角度緩緩糾偏,一次讓管子能夠漸漸復(fù)位,對(duì)于猛糾硬調(diào)現(xiàn)象需規(guī)避[6]。對(duì)具體糾偏方法,可使用挖土校正法及強(qiáng)制校正法等。
2.3 管道接口及管道裂縫的處理方法分析
對(duì)于排水管,經(jīng)常應(yīng)用到的是混凝土管。管道接頭需保證能夠?qū)艿缹?dǎo)向環(huán)實(shí)現(xiàn)有效固定。通常的接口處理方法包括:(1)如果頂管的管材是平型接口,頂管工作完成之后,管與管之間出現(xiàn)縫隙,需使用環(huán)氧泥沙漿壓實(shí)并填抹。(2)若灌頂頂進(jìn)完畢之后,其壓力試驗(yàn)致使管道發(fā)生泄漏,需將密封環(huán)安裝在管道內(nèi),進(jìn)一步做好接口的防水測(cè)試?;陧斶M(jìn)中,由于管道會(huì)受到不均衡的力道,進(jìn)一步會(huì)出現(xiàn)裂縫,因此需對(duì)這些裂縫進(jìn)行有效處理。如果是細(xì)微裂縫,可以使用環(huán)氧砂漿進(jìn)行填縫;如果裂縫非常明顯,需使用具備鋁粉的砂漿進(jìn)行填縫處理。
3 結(jié)語
在城市人口逐漸增多及城市建設(shè)進(jìn)程加快的背景下,城市的排水量也呈現(xiàn)了逐漸增長的趨勢(shì),如此以來便對(duì)排水管道施工技術(shù)有著越來越高的要求。對(duì)于頂管施工來說,是排水管施工當(dāng)中尤為重要的一個(gè)環(huán)節(jié),需要充分完善施工前準(zhǔn)備,對(duì)泥水平衡壓力及管壁摩擦力進(jìn)行有效調(diào)整,同時(shí)對(duì)頂管施工工藝進(jìn)行不斷改善及更新。另外,對(duì)于施工人員來說,需在施工工作中不斷總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn),學(xué)會(huì)創(chuàng)新,以此為排水管頂管技術(shù)的改進(jìn)及發(fā)展提供基礎(chǔ)。相信做好以上這些,污水管頂管施工技術(shù)在道路排水工程中將能夠得到有效應(yīng)用,進(jìn)一步為道路排水工程項(xiàng)目的完善起到推波助瀾的作用。
參考文獻(xiàn)
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篇4
關(guān)鍵詞:頂管技術(shù);市政工程;給排水工程
頂管技術(shù)是一項(xiàng)集電子技術(shù)、冶金、地質(zhì)學(xué)、以及化學(xué)等多種學(xué)科為一體的綜合型建筑工程。近年來,頂管施工技術(shù)在建筑行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用及發(fā)展,尤其是是在市政工程的建設(shè)中,得到更加廣泛的應(yīng)用。由于頂管技術(shù)不需要挖開地面,在地下進(jìn)行管道以及公路、鐵路的建筑與維修,減少對(duì)城市的污染,提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,因而受到廣泛建筑開發(fā)商和施工單位的青睞。
1頂管技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用
1.1適用范圍
(1)在城市中心地區(qū),或商業(yè)繁華街道,以及城市建設(shè)中遇到無法遷移或不能實(shí)施大型開挖的文物古跡遺址等特殊地段,對(duì)不能進(jìn)行空中架線、開槽埋管來實(shí)施作業(yè)施工時(shí),一般是采用管徑80―600mm的地下埋管工程可使用頂管法施工。
(2)在敷設(shè)城市污水管道直徑大于500mm時(shí),施工現(xiàn)場(chǎng)無法采用明溝開挖埋管施工而管道沿線又無其它建筑物基礎(chǔ)時(shí),可使用頂管法施工作業(yè)。
1.2頂管技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應(yīng)用
目前,在城市管網(wǎng)施工時(shí),許多城市都存在馬路反復(fù)開挖的現(xiàn)象,嚴(yán)重妨礙了市區(qū)的交通,困擾了居民生活,縮短了路面的壽命。配套的電訊、自來水、煤氣、排水、路燈、城市坐標(biāo)、候車亭、廣告箱、路牌、電話亭、治安崗?fù)さ榷家l(fā)生反復(fù)拆建才行,這無疑增加了對(duì)城市設(shè)施的破壞和施工的難度,城市這方面的問題顯得尤其突。
1.3頂管施工技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應(yīng)用主要包括
舊城改造過程中,由于多年形成的各種管網(wǎng)相互交錯(cuò),很多管線地下位置不明,原始資料丟失或不全等因素,市政管網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)無法對(duì)地面進(jìn)行有效開挖;城市架空線路遇交通干線、繁華街道、文物古跡,鐵路或江河阻截,需轉(zhuǎn)入地下過渡;當(dāng)污水管道直徑較大(100mm以上),而施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境受限,無法采用明溝開挖來埋管施工管道。
2頂管施工技術(shù)的效益特征
頂管敷設(shè)管道施工技術(shù)特別適用于大中型管徑的非開挖埋設(shè),具有經(jīng)濟(jì)、高效、保護(hù)環(huán)境的綜合功能。采用該技術(shù)施工,既能節(jié)約一定的征地拆遷費(fèi)用,又可減少環(huán)境污染和對(duì)道路的堵塞,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
這種技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)包括:不用開挖地面,尤其是城市道路;不用拆遷征地,不會(huì)破壞地面建筑物;不影響正常的城市交通秩序;不破壞地表植被和周邊環(huán)境;施工過程不受氣候和環(huán)境的影響;不影響管道的段差變形;省時(shí)、高效、安全,無建筑垃圾污染,并且綜合造價(jià)低等。
3頂管技術(shù)施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)
3.1采用觸變泥漿,向管道外壁壓入一定量的減阻泥漿,在管道形成一個(gè)泥漿套,減小管節(jié)外壁和土層間的摩阻力,從而減小頂進(jìn)時(shí)的頂力,泥漿套形成的好壞,直接關(guān)系到減阻的效果。利用泥漿套的支承作用,減少粉質(zhì)粘土坍塌,形成的地層流失,以控制地面沉降。對(duì)頂管機(jī)頭尾端的壓漿要緊隨管道頂進(jìn)同步壓漿,在中繼間和中部管節(jié)處須跟蹤補(bǔ)漿,泥漿的實(shí)際用量要比理論用量大得多,一般可達(dá)到理論值的4―5倍。通過以上壓漿措施,達(dá)到預(yù)期效果。
3.2頂進(jìn)中須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)線路頂進(jìn),可利用削土刀盤上可伸縮的超提刀,結(jié)合千斤頂編組進(jìn)行糾偏。經(jīng)常對(duì)頂進(jìn)軸線進(jìn)行測(cè)量,檢查頂進(jìn)軸線是否和設(shè)計(jì)軸線相吻合。在正常情況下,每頂進(jìn)1節(jié)混凝土管節(jié)測(cè)量1次,在出洞、糾偏、到達(dá)終點(diǎn)前,適當(dāng)增加測(cè)量次數(shù)。施工時(shí)還要經(jīng)常對(duì)測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè),以保證測(cè)量的精度。通過及時(shí)糾偏相鄰管間錯(cuò)口
3.3洞口止水,頂管工程中,為使管子能順利從工作井內(nèi)出洞,一般采取工作井預(yù)留洞口比管節(jié)外徑略大些(一般為100mm)的方式,頂進(jìn)時(shí)此間隙需采取有效措施進(jìn)行封閉,我們采用的洞口止水方法是在沉井制作時(shí),預(yù)先在洞口預(yù)埋一個(gè)10mm厚鋼法蘭,在鋼法蘭上焊接螺栓,安裝16mm厚橡膠法蘭,用10mm厚鋼壓板壓緊,在完成的頂管中,未發(fā)現(xiàn)地下水和泥砂流入工作井內(nèi),同時(shí)橡膠法蘭和壓板可以回收。
3.4進(jìn)出洞是項(xiàng)管施工中的一道重要工序,因?yàn)榇缶蜻M(jìn)機(jī)方向的準(zhǔn)確與否將會(huì)給以后管道的方向控制和井內(nèi)管節(jié)的拼裝工作帶來影響。穿墻時(shí),首先要防止井外的泥水大量涌入井內(nèi),嚴(yán)防塌方和流沙,本工程管道位于粉質(zhì)粘土層較松散,在水位下呈流塑狀,則必須在管子頂進(jìn)方向距離工作井邊一定范圍,對(duì)整個(gè)土體進(jìn)行改良或加固,采用井點(diǎn)降水措施,以提高這部分土體的強(qiáng)度,防止掘進(jìn)機(jī)出洞時(shí)塌方。其次要使管道不偏離軸線,頂進(jìn)方向要準(zhǔn)確。
3.5在建筑物密集處和路面上須作監(jiān)測(cè)布置,觀測(cè)地表變形和土移,有效避免房屋開裂和路面沉降。
3.6頂進(jìn)中遇障礙物后的頂進(jìn)處理,成為困擾施工的難題,如突遇大量埋木、石塊及老河道駁坎等等,都需現(xiàn)場(chǎng)研究給出解決的技術(shù)措施。頂管施工和市政工程中,特別是深覆土大管徑的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤顯重要。頂管工藝的施工從技術(shù)上講是完全可行的,相對(duì)于開槽埋管從社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益上來講更具有優(yōu)越性。從根本上改變了城市管網(wǎng)亂挖現(xiàn)象;另外一方面從切實(shí)保護(hù)環(huán)境人手,加大推廣頂管施工技術(shù)力度勢(shì)在必行??梢灶A(yù)見未來的管線鋪設(shè)技術(shù)將以頂管工藝為支撐。
3.7頂管進(jìn)程中遭遇障礙物的處理方法
(1)對(duì)長距離中風(fēng)化或微風(fēng)化地質(zhì)的處理。頂管施工并不是在什么情況下都能順利頂進(jìn)的,當(dāng)頂管施工遇到中風(fēng)化和微風(fēng)化的地質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí),不管是人工頂管或是機(jī)械項(xiàng)管都很難頂進(jìn),故在頂管設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析地質(zhì)鉆探資料,對(duì)出現(xiàn)中風(fēng)化及微風(fēng)化的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊處理。對(duì)長距離、深度較大的中風(fēng)化和微風(fēng)化地質(zhì)可采用暗挖隧洞施工;位于規(guī)劃建設(shè)區(qū)內(nèi)的中風(fēng)化及微風(fēng)化地質(zhì),根據(jù)情況采用大開挖施工或支護(hù)開挖施工。
(2)采用破巖井處理孤石。由于鉆探是隔一定距離鉆一個(gè)鉆孔,很難完全準(zhǔn)確反映地下的地質(zhì)情況,故在頂管設(shè)計(jì)時(shí)即使地質(zhì)鉆探資料中沒有中風(fēng)化和微風(fēng)化地層,但在實(shí)際頂進(jìn)過程中也有可能遇到中風(fēng)化或微風(fēng)化的石頭。當(dāng)遇到石頭時(shí)應(yīng)對(duì)此處重新加密鉆探,探清地下地質(zhì)情況,如果有長距離的中風(fēng)化或微風(fēng)化地質(zhì),可采用大開挖施工或支護(hù)開挖施工方法;若遇到孤石,應(yīng)根據(jù)孤石大小設(shè)置破巖井,從地面設(shè)豎井取石后繼續(xù)頂進(jìn)。
4總結(jié)
頂管過程是一個(gè)復(fù)雜的力學(xué)過程,它涉及材料力學(xué)、巖土力學(xué)、流體力學(xué)、彈塑性力學(xué)等諸多學(xué)科。頂管施工技術(shù)是在不穩(wěn)定及飽和土層中以最小的破壞和最大的保護(hù)環(huán)境的特點(diǎn),解決了市政給排水網(wǎng)管的難題,頂管技術(shù)適用于各種復(fù)雜的城市地形,頂管技術(shù)的出現(xiàn)為建設(shè)和諧安寧的城市和加速城區(qū)建設(shè)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。
參考文獻(xiàn):
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篇5
關(guān)鍵詞:頂管技術(shù);市政工程;給排水
頂管技術(shù)是一項(xiàng)集電子技術(shù)、冶金、地質(zhì)學(xué)、以及化學(xué)等多種學(xué)科為一體的綜合型建筑工程。近年來,頂管施工技術(shù)在建筑行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用及發(fā)展,尤其是是在市政工程的建設(shè)中,得到更加廣泛的應(yīng)用。由于頂管技術(shù)不需要挖開地面,在地下進(jìn)行管道以及公路、鐵路的建筑與維修,減少對(duì)城市的污染,提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,因而受到廣泛建筑開發(fā)商和施工單位的青睞。
1頂管技術(shù)在市政工程中的應(yīng)用
1.1適用范圍
1.1.1在城市中心地區(qū),或商業(yè)繁華街道,以及城市建設(shè)中遇到無法遷移或不能實(shí)施大型開挖的文物古跡遺址等特殊地段,對(duì)不能進(jìn)行空中架線、開槽埋管來實(shí)施作業(yè)施工時(shí),一般是采用管徑80― 600mm的地下埋管工程可使用頂管法施工。
1.1.2在敷設(shè)城市污水管道直徑大于500mm時(shí),施工現(xiàn)場(chǎng)無法采用明溝開挖埋管施工而管道沿線又無其它建筑物基礎(chǔ)時(shí),可使用頂管法施工作業(yè)。
1.2頂管技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應(yīng)用目前,在城市管網(wǎng)施工時(shí),許多城市都存在馬路反復(fù)開挖的現(xiàn)象,嚴(yán)重防礙了市區(qū)的交通,困擾了居民生活,縮短了路面的壽命。配套的電訊、自來水、煤氣、排水、路燈、城市坐標(biāo)、候車亭、廣告箱、路牌、電話亭、治安崗?fù)さ榷家l(fā)生反復(fù)拆建才行,這無疑增加了對(duì)城市設(shè)施的破壞和施工的難度,城市這方面的問題顯得尤其突。
1.3項(xiàng)管施工技術(shù)在市政管網(wǎng)中的應(yīng)用主要包括:①舊城改造過程中,由于多年形成的各種管網(wǎng)相互交錯(cuò),很多管線地下位置不明,原始資料丟失或不全等因素,市政管網(wǎng)鋪設(shè)時(shí)無法對(duì)地面進(jìn)行有效開挖。②城市架空線路遇交通干線、繁華街道、文物古跡,鐵路或江河阻截,需轉(zhuǎn)入地下過渡。③當(dāng)污水管道直徑較大(100mm以上),而施工現(xiàn)場(chǎng)周邊環(huán)境受限,無法采用明溝開挖來埋管施工管道。
2頂管施工技術(shù)的效益特征
頂管敷設(shè)管道施工技術(shù)特別適用于大中型管徑的非開挖埋設(shè),具有經(jīng)濟(jì)、高效、保護(hù)環(huán)境的綜合功能。采用該技術(shù)施工,既能節(jié)約一定的征地拆遷費(fèi)用,又可減少環(huán)境污染和對(duì)道路的堵塞,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。這種技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)包括:①不用開挖地面,尤其是城市道路 ②不用拆遷征地,不會(huì)破壞地面建筑物:③不影響正常的城市交通秩序;④不破壞地表植被和周邊環(huán)境;⑤施工過程不受氣候和環(huán)境的影響:⑥不影響管道的段差變形;⑦省時(shí)、高效、安全,無建筑垃圾污染,并且綜合造價(jià)低等。
3頂管技術(shù)施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)
3.1采用觸變泥漿,向管道外壁壓入一定量的減阻泥漿,在管道形成一個(gè)泥漿套,減小管節(jié)外壁和土層間的摩阻力,從而減小頂進(jìn)時(shí)的頂力,泥漿套形成的好壞,直接關(guān)系到減阻的效果。利用泥漿套的支承作用,減少粉質(zhì)粘土坍塌,形成的地層流失,以控制地面沉降。對(duì)頂管機(jī)頭尾端的壓漿要緊隨管道頂進(jìn)同步壓漿,在中繼間和中部管節(jié)處須跟蹤補(bǔ)漿,泥漿的實(shí)際用量要比理論用量大得多,一般可達(dá)到理論值的4~5倍。通過以上壓漿措施,達(dá)到預(yù)期效果。
3.2項(xiàng)進(jìn)中須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)線路頂進(jìn),可利用削土刀盤上可伸縮超提刀,結(jié)合千斤頂編組進(jìn)行糾偏。經(jīng)常對(duì)頂進(jìn)軸線進(jìn)行測(cè)量,檢頂進(jìn)軸線是否和設(shè)計(jì)軸線相吻合。在正常情況下,每頂進(jìn)1節(jié)混凝管節(jié)測(cè)量1次,在出洞、糾偏、到達(dá)終點(diǎn)前,適當(dāng)增加測(cè)量次數(shù)。施時(shí)還要經(jīng)常對(duì)測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè),以保證測(cè)量的精度。通過及時(shí)偏相鄰管間錯(cuò)口
3.3洞口止水,頂管工程中,為使管子能順利從工作井內(nèi)出洞,一般采取工作井預(yù)留洞口比管節(jié)外徑略大些(一般為100mm)的方式,頂進(jìn)時(shí)此間隙需采取有效措施進(jìn)行封閉,我們采用的洞口止水方法是在沉井制做時(shí),預(yù)先在洞口預(yù)埋一個(gè)10mm厚鋼法蘭,在鋼法蘭上焊接螺栓,安裝16mm厚橡膠法蘭,用10mm厚鋼壓板壓緊,在我們完成的頂管中,未發(fā)現(xiàn)地下水和泥砂流入工作井內(nèi),同時(shí)橡膠法蘭和壓板可以回收,效果很好。
3.4進(jìn)出洞是項(xiàng)管施工中的一道重要工序,因?yàn)榇缶蜻M(jìn)機(jī)方向的準(zhǔn)確與否將會(huì)給以后管道的方向控制和井內(nèi)管節(jié)的拼裝工作帶來影響。穿墻時(shí),首先要防止井外的泥水大量涌入井內(nèi),嚴(yán)防塌方和流沙,本工程管道位于粉質(zhì)粘土層較松散,在水位下呈流塑狀,則必須在管子頂進(jìn)方向距離工作井邊一定范圍,對(duì)整個(gè)土體進(jìn)行改良或加固,采用了井點(diǎn)降水措施,以提高這部分土體的強(qiáng)度,防止掘進(jìn)機(jī)出洞時(shí)塌方。其次要使管道不偏離軸線,頂進(jìn)方向要準(zhǔn)確。
3.5在建筑物密集處和路面上須作監(jiān)測(cè)布置,觀測(cè)地表變形和土移,有效避免房屋開裂和路面沉降。
3.6頂進(jìn)中遇障礙物后的項(xiàng)進(jìn)處理,成為困擾施丁的難題,如突遇大量埋木、石塊及老河道駁坎等等,都需現(xiàn)場(chǎng)研究給出解決的技術(shù)措施。頂管施工稅市政工程中,特別是深覆土大管徑的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤顯重要。頂管工藝的施工從技術(shù)上講是完全可行的,相對(duì)于開槽埋管從社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益上來講更具有優(yōu)越性。從根本上改變了城市管網(wǎng)亂挖現(xiàn)象;另外一方面從切實(shí)保護(hù)環(huán)境人手,加大推廣頂管施工技術(shù)力度勢(shì)在必行??梢灶A(yù)見未來的管線鋪設(shè)技術(shù)將以頂管工藝為支撐。
3.7頂管進(jìn)程中遭遇障礙物的處理方法
3.7.1對(duì)長距離中風(fēng)化或微風(fēng)化地質(zhì)的處理。頂管施工并不是在什么情況下都能順利頂進(jìn)的,當(dāng)頂管施工遇到中風(fēng)化和微風(fēng)化的地質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí),不管是人工頂管或是機(jī)械項(xiàng)管都很難頂進(jìn),故在頂管設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析地質(zhì)鉆探資料,對(duì)出現(xiàn)中風(fēng)化及微風(fēng)化的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊處理。對(duì)長距離、深度較大的中風(fēng)化和微風(fēng)化地質(zhì)可采用暗挖隧洞施工;位于規(guī)劃建設(shè)區(qū)內(nèi)的中風(fēng)化及微風(fēng)化地質(zhì),根據(jù)情況采用大開挖施工或支護(hù)開挖施工。
3.7.2采用破巖井處理孤石。由于鉆探是隔一定距離鉆一個(gè)鉆孔,很難完全準(zhǔn)確反映地下的地質(zhì)情況,故在項(xiàng)管設(shè)計(jì)時(shí)即使地質(zhì)鉆探資料中沒有中風(fēng)化和微風(fēng)化地層,但在實(shí)際頂進(jìn)過程中也有可能遇到中風(fēng)化或微風(fēng)化的石頭。當(dāng)遇到石頭時(shí)應(yīng)對(duì)此處重新加密鉆探,探清地下地質(zhì)情況,如果有長距離的中風(fēng)化或微風(fēng)化地質(zhì),可采用大開挖施工或支護(hù)開挖施工方法;若遇到孤石,應(yīng)根據(jù)孤石大小設(shè)置破巖井,從地面設(shè)豎井取石后繼續(xù)頂進(jìn)。
篇6
關(guān)鍵詞:非開挖技術(shù);市政工程;給水管道;施工
中圖分類號(hào):TU991.36 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
前言:
目前我國的城市地下管線埋設(shè)較為密集,包括電力電纜、通信光纖、給排水管道等在內(nèi)的管線都錯(cuò)綜復(fù)雜的分布在地下,這就為市政給水管道的施工帶來了一定的不便。再加上城市很多建筑或道路的地面是不允許開挖的,若給水管道需要穿過這些地方,勢(shì)必不能采用傳統(tǒng)的開挖施工方法,更是進(jìn)一步的增大了給水管道的施工難度。在此情況下,非開挖技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,為市政給水管道乃至所有的地下管線施工帶來了新的施工方法,其不但不會(huì)對(duì)地面的建筑、道路等事物產(chǎn)生影響或破壞,還能夠縮短施工周期,降低工程造價(jià),并且施工安全方便。為此,非開挖技術(shù)一經(jīng)應(yīng)用,就迅速成為了市政給水管道工程的主要施工技術(shù)方法,在多項(xiàng)工程實(shí)踐中證明了其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。以下本文就對(duì)非開挖技術(shù)在市政給水管道施工中的具體應(yīng)用進(jìn)行分析。
一、非開挖技術(shù)的相關(guān)概述
顧名思義,非開挖技術(shù)就是指不用開挖就可以完成地下管線施工的技術(shù)方法。具體來講,非開挖技術(shù)是一種利用鉆進(jìn)機(jī)械在定向或?qū)虻淖饔孟?,通過少量的地表開挖來完成管道的敷設(shè)、更換或修復(fù)的新型管線施工技術(shù)。這里所指的少量地表開挖,主要是對(duì)進(jìn)出地下的工作井開挖而言的。因?yàn)榕c傳統(tǒng)的大量開挖地表的開挖技術(shù)相比,非開挖技術(shù)在施工中進(jìn)行的地表開挖面積非常小,可忽略不計(jì),因此人們將這種管線施工技術(shù)稱為是非開挖技術(shù)。
事實(shí)上,早在上世紀(jì)六七十年代就已經(jīng)有了最初的非開挖技術(shù)和設(shè)備,如波蘭的氣動(dòng)矛。但是我國開始使用這一施工技術(shù)還是在上世紀(jì)九十年代,而大規(guī)模的興起使用則是近十年的事情,為此非開挖技術(shù)依然可以稱為是一種新型施工技術(shù)。與傳統(tǒng)的開挖施工相比,這種施工技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)就是破壞力較小。因?yàn)樵谝酝拈_挖施工技術(shù)中需要對(duì)整條管線所經(jīng)區(qū)域都進(jìn)行地表開挖,直到管道敷設(shè)完畢后方可回填,恢復(fù)原狀。這往往會(huì)給城市居民的正常生活帶來極大不便,而且若管線經(jīng)過城市主干道,還會(huì)給城市交通造成更大的壓力。若再遇到一些古跡遺址等不能進(jìn)行明面開挖的地方,還要繞道而行,這不但會(huì)增大工程量,也會(huì)使工程造價(jià)大大增加。而采用非開挖技術(shù)之后,這些問題就不復(fù)存在,因?yàn)槠洳⒉恍枰罅康拈_挖地表就能夠完成整條管道線路的施工。除了破壞力和干擾作用較小以外,非開挖技術(shù)還能夠極大的提高施工效率,簡化施工工序,增強(qiáng)管道的鋪設(shè)能力。當(dāng)然,非開挖技術(shù)并非沒有缺點(diǎn),其不足之處在于管道在地下的埋設(shè)位置較深,這樣就易造成管道出現(xiàn)積垢,且維修和清洗的難度相對(duì)較大,這一點(diǎn)需要在今后的實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn),加以改進(jìn)。但即便如此,非開挖技術(shù)依然是當(dāng)前市政給水管道施工中方便可行的一種施工技術(shù),尤其是在城市的一些繁華地段和重要交通地區(qū),這一技術(shù)更是一種最優(yōu)選擇,其所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是其他管道施工技術(shù)無法比擬的。
二、非開挖技術(shù)在市政給水管道施工中的具體應(yīng)用
非開挖技術(shù)在市政給水管道施工中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)顯而易見,目前其在市政給水管道施工中主要被用作新給水管道的敷設(shè)、舊給水管道的更換和修復(fù)等三方面。在不同的施工項(xiàng)目中,所采用的非開挖技術(shù)也有所差異。目前我國市政給水管道施工中所使用的非開挖技術(shù)有很多種,如頂管法、水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法、夯管法、盾構(gòu)法、裂管法、吃管法、內(nèi)襯法等等。以下本文就從不同的施工項(xiàng)目角度來探討其具體的應(yīng)用。
2.1在市政給水管道敷設(shè)施工中的應(yīng)用
2.1.1頂管法
頂管法是非開挖技術(shù)中較為常見的一種技術(shù)方法,其最早被應(yīng)用在美國的跨越孔施工中,在頂進(jìn)時(shí)需要安裝一定的鋼套管。但是隨著頂管技術(shù)的不斷進(jìn)步和改進(jìn),目前的頂管技術(shù)不但不必使用套管,甚至還可以頂進(jìn)玻璃鋼夾砂管。為此,相對(duì)來講,在市政給水管道施工中,這種技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)較為成熟。目前常用的頂管技術(shù)主要有小口徑頂管法、手掘式工具管頂管法、擠壓式工具管頂管法、土壓平衡式頂管法、泥水平衡式頂管法和擠密式鋼管頂管法等多種。不同的頂管技術(shù)所適用的范圍不同,在選擇施工技術(shù)時(shí)需要根據(jù)工程的實(shí)際需要合理選擇。
具體來講,在市政給水管道的施工中,非開挖技術(shù)的具體施工流程為:首先根據(jù)施工設(shè)計(jì)圖紙確定給水管道的路線,并在此技術(shù)上合理的選擇一些地點(diǎn)作為工作井開挖地點(diǎn)。在設(shè)置工作井時(shí)需要在其側(cè)壁上設(shè)置一定的圓孔,以便于預(yù)制管道的進(jìn)入。其次,以頂管出口孔對(duì)面的側(cè)墻為頂管施工過程中的承重墻,并在其上安裝一定的液壓千斤頂與承壓墊板。之后,就可以利用鉆機(jī)的工具頭帶著預(yù)制管道一節(jié)一節(jié)的頂進(jìn),完成兩個(gè)工作井之間的管道敷設(shè)。在此過程中,必須要做好測(cè)量和校正工作,以免管道頂進(jìn)期間脫離了設(shè)計(jì)線路而導(dǎo)致無法到達(dá)下一個(gè)工作井的進(jìn)口。在市政給水管道施工中應(yīng)用頂管技術(shù),不但施工效率較高,且不會(huì)產(chǎn)生太大的噪音與污染,若能夠與泥水平衡掘進(jìn)施工技術(shù)相結(jié)合,還可以實(shí)現(xiàn)大管徑、超長度的給水管道施工,非常適合在市政給水主管線的施工中使用。
2.1.2水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法
水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法也是市政給水管道施工中一種較為快捷方便的非開挖技術(shù),其并不需要向頂進(jìn)法一樣開挖工作井,就能夠完成地下非開挖管道敷設(shè)。其主要的施工流程為:首先確定所需要鉆進(jìn)敷設(shè)管道的路線,然后利用智能化鉆探設(shè)備直接從地面鉆入地下,并沿著預(yù)先設(shè)計(jì)好的路線進(jìn)行鉆進(jìn)。其次將鉆探設(shè)備上的鍥形鉆頭卸下,再安裝上回程擴(kuò)孔器,對(duì)地下的管道通道進(jìn)行擴(kuò)孔處理。最后再利用鉆桿將所需要鋪設(shè)的管道拉入其中,完成給水管道敷設(shè)施工。由于該施工方法是先對(duì)土層進(jìn)行鉆孔,之后再擴(kuò)孔,最后才將管道回拉到鉆孔處,所以管道并不會(huì)受周圍土體的過大摩擦而造成損壞,施工更加安全可靠。水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法的最大優(yōu)點(diǎn)是其利用了導(dǎo)向探測(cè)技術(shù),因而能夠在鉆進(jìn)的過程中避開地下已有的管線,鉆孔方向的控制十分靈活方便,不但鉆進(jìn)速度快,且鉆進(jìn)方向十分精準(zhǔn),尤其適合在一些地層條件較為復(fù)雜的地下管道非開挖施工中應(yīng)用。
2.1.3其他非開挖管道敷設(shè)方法
當(dāng)然,在市政給水管道敷設(shè)施工中可采取的非開挖施工技術(shù)并不僅僅只有上述兩種,還有定向鉆進(jìn)鋪管法、夯管錘鋪管法、沖擊矛鋪管法、微型隧道鋪管法、頂桿法、牽引管等其他幾種非開挖技術(shù)。雖然相對(duì)來講,這些開挖技術(shù)方法沒有頂管法和水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法的應(yīng)用范圍廣,但是其在非開挖管道敷設(shè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)卻不容忽視,在具體的市政工程項(xiàng)目中,應(yīng)該根據(jù)工程情況、施工機(jī)械性能、工程造價(jià)預(yù)算和當(dāng)?shù)厥┕に降葘?shí)際情況選擇合適的非開挖技術(shù)。
2.2在市政給水舊管道更換施工中的應(yīng)用
給水管道系統(tǒng)是確保整個(gè)城市正常用水的重要市政基礎(chǔ)設(shè)施,因此其一般都伴隨城市而生。很多城市的舊給水管道因?yàn)楣懿钠屏选⒐艿纼?nèi)沉淀結(jié)垢或給水管道銹蝕等問題,已經(jīng)無法保證城市給水系統(tǒng)的正常運(yùn)行,甚至還會(huì)造成給水污染,為此必須要對(duì)這些舊給水管道進(jìn)行更換,以改善給水條件,增強(qiáng)給水管道的供水能力。而一般舊給水管道多在舊城區(qū),這些地方的人口較為密集,各種地下管線交錯(cuò)復(fù)雜,道路較為擁擠,若采取傳統(tǒng)的開挖施工技術(shù),勢(shì)必會(huì)給周邊居民帶來非常大的不便,為此運(yùn)用非開挖技術(shù)更為可取。目前在市政給水舊管道的更換施工中,常用的是非開挖技術(shù)主要有以下幾種:
2.2.1裂管法
裂管法一般又被稱為是爆管法或脹管法。其主要是利用一定的裂管器或爆管工具把原來舊的管道擠裂開來,并利用擴(kuò)孔器進(jìn)行擴(kuò)孔,之后再將所需要更換的新管材牽引進(jìn)去,從而達(dá)到以舊換新的更換效果。當(dāng)前市政給水管道所用管材一般均為柔韌性較好的PE管,非常適合這種舊管道的更換施工,不但簡單方便、效率高,而且施工成本很低。同時(shí)由于擴(kuò)孔后可以牽引進(jìn)去直徑更大的管材,所以在更換管道后還將大大的增大給水管道的供水能力,因此非常受市政管道更換工程的青睞。但是這種方法也具有一定的局限性,主要體現(xiàn)在其不適合應(yīng)用在彎曲的舊管道更換施工中,在一些埋深較小的舊管道更換中可能會(huì)造成地表出現(xiàn)隆起現(xiàn)象,舊管道的碎片有可能損壞新管道,也可能會(huì)對(duì)鄰近的管道造成一定的影響。因此在使用裂管法進(jìn)行舊管道更換時(shí),也需要綜合考慮工程情況和周邊條件,以制定應(yīng)對(duì)措施。
2.2.2吃管法
這種非開挖管道更換施工技術(shù)主要是利用一些特殊的隧道掘進(jìn)機(jī),一般是經(jīng)過改造后的水平鉆機(jī)或微型隧道施工設(shè)備。其施工流程是以舊管道為導(dǎo)向,利用這些特殊的隧道掘進(jìn)機(jī)將舊管道及其周邊的土層全部切削破碎,并利用螺旋鉆桿將這些碎渣全部排出,然后將所需要更換的新管材頂入其中,完成新舊管材的更換施工。這種施工技術(shù)方法一般多用在管道埋深較大,且無加筋的舊管道更換施工中,其是由微型隧道施工技術(shù)演變而來,能夠在較為復(fù)雜的地層中施工,且可以根據(jù)需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)整管道的線路。
2.3在市政給水管道修復(fù)施工中的應(yīng)用
如上所述,一些城市的舊給水管道在長期的運(yùn)行中可能會(huì)存在一定的病害或問題,而此時(shí)又不具備大規(guī)模更換管材的條件,就需要先對(duì)管道采取一定的修復(fù)處理方法,以確保給水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。一般舊給水管道的修復(fù)可以分為點(diǎn)狀修復(fù)和線狀修復(fù),其在施工中所用到的非開挖技術(shù)主要有以下幾種:
2.3.1點(diǎn)狀修復(fù)的非開挖技術(shù)
若市政給水管道的服役期限還不超過十年,只是接口等部位出現(xiàn)滲漏情況,那么此時(shí)就可以采用點(diǎn)狀修復(fù)的非開挖技術(shù),如接口嵌補(bǔ)法、注漿法、套環(huán)法、局部樹脂固化法等。這些點(diǎn)狀修復(fù)技術(shù)方法各有優(yōu)缺點(diǎn),可按需選用。
2.3.2線狀修復(fù)的非開挖技術(shù)
在對(duì)舊給水管道進(jìn)行線狀修復(fù)時(shí),由于修復(fù)的路線相對(duì)較長,因此修復(fù)難度更大一些。目前我國的給水管道線狀修復(fù)技術(shù)水平還很低,所使用的設(shè)備幾乎都是進(jìn)口設(shè)備,施工工藝也不夠成熟。一般多使用涂層法與內(nèi)襯法兩種。
其中涂層法就是將水泥砂漿或環(huán)氧樹脂等噴涂材料噴涂在管材內(nèi)部,達(dá)到修復(fù)的目的。多采用卷揚(yáng)機(jī)或人工噴涂,條件允許時(shí)也會(huì)采用機(jī)器人進(jìn)行涂層修補(bǔ)。而內(nèi)襯法則是指將新管道襯在舊管道內(nèi),通過加熱或加壓的方法使新舊管道融為一體的修補(bǔ)方法。主要有現(xiàn)場(chǎng)固化法、整體牽引法、螺旋管內(nèi)襯法、纏繞法等施工技術(shù)方法。
三、案例分析
某工程在進(jìn)行市政給水管道施工中路遇障礙且無法繞行,設(shè)計(jì)人員考慮采用水平導(dǎo)向鉆進(jìn)法進(jìn)行給水管道敷設(shè),管道直徑為630mm,經(jīng)過地質(zhì)勘查并核實(shí),該方法可行。其鉆進(jìn)軌跡示意圖如下圖所示:
本工程從25日11點(diǎn)開始進(jìn)行導(dǎo)向作業(yè),13點(diǎn)在預(yù)定地點(diǎn)出土,導(dǎo)向距離150米,正好是D60自動(dòng)換桿系統(tǒng)的一箱鉆桿。擴(kuò)孔設(shè)計(jì)逐級(jí)分別為300mm、500mm、700mm、800mm。擴(kuò)孔前3級(jí)都使用了高轉(zhuǎn)速檔進(jìn)行回?cái)U(kuò),回拖力控制在4.3Nm,扭矩在2300―2762Nm之間,最后一級(jí)800mm,考慮到流沙層且為保持成孔質(zhì)量和孔的穩(wěn)定性,決定采用低速檔回?cái)U(kuò),共用5個(gè)半小時(shí)完成擴(kuò)孔,為保險(xiǎn)起見,決定進(jìn)行兩遍洗孔作業(yè)以待觀察是否成孔。30日晚上9點(diǎn),最后一遍洗孔完畢,從鉆機(jī)上看出,扭矩基本在1913Nm以下,接近空轉(zhuǎn)扭矩,可以進(jìn)行拖管,22點(diǎn)30分,750mm的擠擴(kuò)式回?cái)U(kuò)器帶管入土,回拖力6.3―9.5Nm,扭矩在3588Nm以下。次日零點(diǎn)30分,成功將管線拖至接口井,施工效果良好。
四、結(jié)束語
綜上所述,在當(dāng)前城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目越來越多的情況下,采用一些先進(jìn)的施工技術(shù)來提高工程建設(shè)水平和效率就顯得很有必要。非開挖技術(shù)作為一種高效可靠的地下管線施工技術(shù)方法,不但能夠在給水管道施工中發(fā)揮積極作用,在一些其他的市政管線施工中也能夠得到廣泛應(yīng)用,因此我國應(yīng)當(dāng)盡快完善非開挖施工工藝,并積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),加強(qiáng)自主研發(fā),進(jìn)一步提高我國的非開挖施工技術(shù)水平,使其創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)保效益。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙美亮. 非開挖技術(shù)在城市給排水管道施工中的應(yīng)用[J]. 民營科技. 2013(02);
篇7
關(guān)鍵詞:長距離頂管;施工技術(shù);中繼間;觸變泥漿
中圖分類號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一前言
頂管施工技術(shù)是一項(xiàng)在市政管道及各種地下管道施工中使用的一項(xiàng)技術(shù),它和正處于施工階段或施工完畢的公路、管道、建筑等工程產(chǎn)生連接時(shí),會(huì)使平面交叉變成立體交叉,從而盡可能的減少或避免給社會(huì)公眾、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、運(yùn)輸系統(tǒng)等造成干擾和不良影響。所以,頂管施工技術(shù)在地下管道施工中起著非常重要的作用。
二頂管施工技術(shù)概述
1、概念
所謂的頂管施工技術(shù)主要指的是在不開挖地面的情況下,利用液壓頂進(jìn)工作站從頂管工作坑中將需要鋪設(shè)的管道以擠壓或切削土體的方式進(jìn)行鋪設(shè)。這種施工技術(shù)是以頂管機(jī)為主,再其施工之后直接進(jìn)行管道鋪設(shè)的一種技術(shù)手段,在地下管線施工中有著不影響路面交通、環(huán)境和人民生活的優(yōu)點(diǎn)。
2、技術(shù)特點(diǎn)
在當(dāng)今基礎(chǔ)工程建設(shè)中,頂管施工技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在國內(nèi)各地地下管道施工中,有著不開挖、埋設(shè)經(jīng)濟(jì)、迅速和保護(hù)環(huán)境的功能。同時(shí),使用頂管施工還能減少征地搬遷費(fèi)用、減少環(huán)境污染、減緩交通堵塞等,說明了這種技術(shù)在應(yīng)用中不僅具備顯著的經(jīng)濟(jì)性,還具有突出的社會(huì)效益。
三工程概況
南京河西城市生態(tài)公園污水管道工程是穿越公園內(nèi)部的一條南北向?qū)S梦鬯艿?。因江東南路、黃河路交叉口擬建地鐵S3號(hào)線,造成黃河路上污水管道穿越江東南路困難,所以規(guī)劃在生態(tài)公園景觀湖底敷設(shè)南北向污水專用管道,解決恒河路接至江東南路下游管道的問題以及公園內(nèi)部的污水納管預(yù)留接口。
本工程污水管主干管全長296m,污水管管徑A1200,全線采用頂管施工。其中跨湖段單向一次頂進(jìn)118m,屬長距離頂管施工范圍。污水管道采用內(nèi)徑A1200大的3級(jí)鋼承口鋼筋混凝土管,管道埋深最大7.98m。工作井與接收井采用圓形鋼筋混凝土沉井的形式。
由于本污水管頂管工程處于正在施工的生態(tài)公園內(nèi),施工時(shí),人工湖正處于大開挖與湖底結(jié)構(gòu)層施工階段,由于頂管施工對(duì)土體擾動(dòng)較大,且頂管施工過程中需保證工作井周邊一定范圍內(nèi)土體的穩(wěn)定。因此,施工過程中,既要保證穿湖段管道的順利頂通,又要協(xié)調(diào)好與人工湖及周邊結(jié)構(gòu)物的交叉作業(yè),施工難度極大。
圖3.1 生態(tài)公園污水管道走向圖
四長距離頂管施工制約因素
長距離頂管就是一次連續(xù)頂進(jìn)距離在100m以上的頂管施工,由于每次連續(xù)推進(jìn)距離長,就產(chǎn)生了許多與普通頂管不同的施工方式和措施,許多因素都對(duì)長距離頂管有制約作用。
制約長距離頂管的一個(gè)重要因素是推力。一般的觀點(diǎn)是,管道推進(jìn)距離增長了,只要增加主頂油缸的推力就可以了。實(shí)際施工中并非如此,推力增加,管材和后座不一定恩能夠承受住。常用的混凝土管的抗壓強(qiáng)度為13MPa~17.5MPa,玻璃纖加強(qiáng)的混凝土管抗壓強(qiáng)度90MPa~100MPa,鋼管的抗壓強(qiáng)度為210MPa。
鋼管的斷面、重量及與土之間的摩擦系數(shù)均比混凝土管小,頂進(jìn)推力也就相對(duì)減少許多,所以鋼管式長距離頂管施工中的首選。玻璃纖維加強(qiáng)管在混凝土管中是長距離頂管的最佳用管,在混凝土管的接口形式中,一般用F管。
后座所能承受頂力大小也是制約長距離頂管的一個(gè)因素,一般情況下用頂管管材所能承受的最大頂力來決定頂管工作坑的后座所能承受的最大頂力,再反過來驗(yàn)算工作坑后座是否能承受最大頂力的發(fā)作用力。為了使油缸推力的反力均勻地作用在工作坑后方的土體上,需澆筑一堵后座墻,后座墻必須能完全承受油缸總推力P的反力,受力情況如圖1所示。
圖4.1 頂力受力分布圖
另外,為了增加后坐力,可增加后座墻的寬度B。通常,后座墻的寬度與工作坑的寬度相等。
如果后座墻的反作用力的作用點(diǎn)與主頂油缸合理的作用點(diǎn)在同一位置,而且該點(diǎn)又比管道的軸線低,那么,后座的高度就以這一點(diǎn)為中心,向上和向下的高度均為后座高度的1/2。
后座墻如果為素混凝土澆筑而成,它所能承受的最大彎矩Mr為:
Mr=0.28Bt2σt
式中,t――后座墻的厚度;
σt――混凝土的抗拉強(qiáng)度,一般取抗壓強(qiáng)度的1/10~1/15。
如果經(jīng)過計(jì)算后,素混凝土的強(qiáng)度不夠,可在墻體受拉一面加入鋼筋,使其強(qiáng)度增加達(dá)到要求。
四中繼間及觸變泥漿在長距離頂管施工中的應(yīng)用
4.1 中繼間
中繼間是長距離和超長距離頂管施工的關(guān)鍵設(shè)置,是分段克服管壁摩阻力的一種技術(shù)。通過將管道分成數(shù)段,分段向前推頂,使主千斤頂?shù)捻斄Ψ稚?,總頂力等于各分頂力之和,并使每段管道的頂力控制在允許頂力范圍內(nèi)。
1工作原理
中繼間又稱中繼站或中繼環(huán)(見圖2),實(shí)質(zhì)上是一個(gè)成環(huán)形布置的由許多短行程千斤頂組成的移動(dòng)式頂推站,這些千斤頂共同產(chǎn)生的推頂力,必須達(dá)到為推動(dòng)該中繼間前方管段所需數(shù)值。
中繼間工作時(shí)按先后次序逐個(gè)啟動(dòng),首先借助最前面的中繼間,將其前方的管路向前頂
圖4.2 中繼間
出一個(gè)中繼間頂程,后面的中繼間和工作井內(nèi)的主千斤頂保持不動(dòng),形成后座。然后,最前面的中繼間排放油壓,將液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為自由回程狀態(tài)。后面的中繼間向前頂進(jìn)將第一中繼間的油缸縮回,前面的管段不動(dòng),重復(fù)同一動(dòng)作,直到最后再由主頂油缸把最后一段管路推頂上去。管道推頂結(jié)束后,中繼間按先后程序拆除其內(nèi)部油缸以后再合攏。中央變達(dá)到了減少頂力的目的,管外壁摩擦每次便只發(fā)生在正向前移動(dòng)的一部分管路上,處于靜止?fàn)顟B(tài)的各個(gè)管路上并不會(huì)出現(xiàn)任何管外壁摩阻力。
2 設(shè)計(jì)原則
中繼間的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循如下原則:
1)中繼間的設(shè)計(jì)要考慮一下幾個(gè)方面的因素:①首先考慮主千斤頂最大設(shè)計(jì)頂力,不能超過頂進(jìn)油缸的總頂力;②烤爐管材的允許抗壓強(qiáng)度,最大頂力壓強(qiáng)不能超過管材的允許抗壓強(qiáng)度;③考慮后背墻的最大允許頂力,不能超過后背墻的允許頂力;④考慮一定的安全系數(shù),為了防止遇到各種情況,必須留有充分安全的余地。
2)中繼間設(shè)計(jì)頂力的確定:為便于配置,中繼間的設(shè)計(jì)頂力應(yīng)采用同種規(guī)格且不能大于主千斤頂?shù)淖畲笤试S頂力,并受到油缸允許安裝尺寸的限制。
3)根據(jù)管道施工段的實(shí)際地址情況,參考相近地段、同種工藝、同種管徑的頂管實(shí)測(cè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),盡可能詳細(xì)地估測(cè)沿途頂力變化趨勢(shì)。
4)設(shè)計(jì)是選擇合理的頂力公式來確定中繼間的數(shù)目。一般第一中繼間假設(shè)位置宜按中繼間設(shè)計(jì)頂力的60%計(jì)算,其余中繼間的間隔宜按中繼間設(shè)計(jì)頂力的70%計(jì)算,主千斤頂所能頂推的長度應(yīng)按最大設(shè)計(jì)頂力的70%。
3 設(shè)計(jì)方法
采用中繼間時(shí),總頂力可作如下分配。工具管的迎面阻力由一號(hào)中繼間承擔(dān),其余中繼間各承擔(dān)其前面區(qū)段的管道頂進(jìn),主千斤頂承擔(dān)最后一段管道的頂進(jìn)。具體的設(shè)計(jì)方法如下:
1)中繼間設(shè)計(jì)頂力應(yīng)小于或等于主千斤頂?shù)淖畲笤试S頂力,因主千斤頂作為后座所能承受的荷載至少應(yīng)等于每個(gè)中繼間可能施加的壓力。
P中≤P主
式中 P中――中繼間設(shè)計(jì)頂力,kN;
P主――主千斤頂?shù)淖畲笤试S頂力,kN。
最大設(shè)計(jì)頂力由實(shí)際提供資料從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度確定,可根據(jù)管材的允許常在里或后背的最大強(qiáng)度確定。
2)主千斤頂最大頂進(jìn)長度
Lm=P主k3/(f1πD)
式中Lm――主千斤頂頂推管道醉倒長度,m;
D――管道外徑,m;
K3――工作系數(shù),取0.70;
f 1――單位面積管道摩阻力,kN/m²,因主千斤頂最大頂進(jìn)長度較長,對(duì)于粘土,可取2~5kN/m²。
3)第一套中繼間安裝位置:
L1=(P中-PF)k1/(f2πD)
式中 L1――第一套中繼間安裝位置,m;
PF――工具管迎面阻力,kN;
f2――單位面積管道摩阻力,kN/m²,其中考慮注漿效果,第一套中繼間考前放,f2相對(duì)大一點(diǎn),對(duì)于粘土,根據(jù)實(shí)際工程總結(jié),可取f2=50L1-0.5;
k1――工作系數(shù),取0.60。
在計(jì)算出來的基礎(chǔ)上,第一套中繼間的位置宜稍靠前,以防前遇障礙物或土質(zhì)突變引起迎面阻力加大。因?yàn)檎G闆r下頂力變化不會(huì)太大,而一旦頂力突然增大,多半是因前有物體堵住。迎面阻力增大,周邊摩阻力基本無太大變化,中繼間作用的效果會(huì)更顯著,宜充分發(fā)揮中繼間的作用。
4)設(shè)置間距:
ΔL=P中K2/(f1πD)
式中ΔL――中繼間的間距,m;
K2――工作系數(shù),取0.70。
4.2 觸變泥漿
在頂管施工過程中,頂進(jìn)系統(tǒng)需克服工具管迎面阻力與管道摩阻力,而在長距離頂管及超長距離頂管中,管道摩阻力遠(yuǎn)大于迎面阻力。施工過程中注漿減摩是減小頂管阻力,增大一次頂進(jìn)距離的重要措施,尤其是在超長距離頂管中,它更是頂管成功與否的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
頂管頂進(jìn)時(shí),通過工具管及管節(jié)上預(yù)留的注漿孔,向管道外壁壓入一定量的減阻漿液,在管道形成一個(gè)漿液套,減小管節(jié)外壁和土層間的摩阻力,從而減小頂進(jìn)時(shí)的頂力。漿液套形成的好壞,直接關(guān)系到減阻的效果。如果注入的漿液能在管道外周形成一個(gè)比較完成的漿套,則其減摩效果將比較理想。在實(shí)際施工過程中,采用在管節(jié)四周注觸變泥漿,減少阻力是比較常用的方法。
1 觸變泥漿和泥漿系統(tǒng)概述
所謂觸變泥漿,是膨潤土分散在水中,其片狀顆粒表面帶負(fù)電荷,端頭帶正電荷。如膨潤土的含量足夠多,則顆粒之間的電鍵使得分散系形成一個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu),膨潤土水溶液呈固態(tài),一經(jīng)觸動(dòng)(搖晃、攪拌、振動(dòng)或通過超聲波、電流)顆粒之間的電鍵即遭到破壞,膨潤土水溶液就隨之變?yōu)榱黧w狀態(tài)。如果外界因素停止作用,水溶液又變作固態(tài)。該特性稱作觸變性,該水溶液成為觸變泥漿。
泥漿系統(tǒng)有二個(gè)作用:第一:送走被掘進(jìn)產(chǎn)生的渣土和平衡地下水。泥漿系統(tǒng)是由密封的管道組成,通過機(jī)頭循環(huán),形成泥漿混合物,由排泥管送走,最后沉淀在地面上的泥漿池內(nèi),泥漿通過眾多的排泥泵被排出。再由進(jìn)水泵進(jìn)水送入機(jī)頭,排泥由變速的排泥泵進(jìn)行控制。機(jī)坑旁通裝置可控制進(jìn)排泥漿的速度、方向,以防止泥渣堵塞管道,淤積現(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)挖粘土?xí)r,可能使普通粘土,有一定的粘合度,可以直接將泥漿排入泥漿池內(nèi),但是當(dāng)挖沙土?xí)r,泥漿中必須添加一定的粘合劑(如膨潤土等)以增加泥漿粘度,以達(dá)到排渣的最終日的。夾帶泥砂的泥漿,可通過振動(dòng)篩、循環(huán)沉淀器、干燥器等,處理分離渣質(zhì),泥漿被再用,渣質(zhì)被積累后處理。處理渣土用翻斗車,泥漿用罐車運(yùn)出場(chǎng)區(qū),堆置于郊外,處理時(shí)注意不得污染路面等環(huán)境。進(jìn)排泥水系統(tǒng)起著第二個(gè)作用:在有地下水存在的地方,掘進(jìn)機(jī)表面的壓力可以降低Nd,于水中的壓力。這樣避免了抽地下水的需要。進(jìn)排泥水系統(tǒng)中的壓力感應(yīng)器可測(cè)出地下水的壓力。機(jī)內(nèi)泥水循環(huán)系統(tǒng)、電磁閥旁通裝置及載水閥可以起到調(diào)節(jié)水壓的作用。機(jī)內(nèi)電磁閥和旁通系統(tǒng),可以阻止水壓的變化,保持水壓,在加管道時(shí),不至于減小機(jī)頭的水壓,保證內(nèi)部壓力平衡。
2觸變泥漿拌合要求
采用觸變泥漿頂管應(yīng)包括以下設(shè)備:泥漿封閉設(shè)備、注漿泵、輸漿干管、分漿罐及注漿孔等灌漿設(shè)備;拌和機(jī)及儲(chǔ)漿罐等調(diào)漿設(shè)備。混凝土管材頂進(jìn)時(shí),應(yīng)在接口處襯墊辮,防止接口漏漿。墊放防漏材料。灌漿前,應(yīng)通過注水檢查灌漿設(shè)備,確認(rèn)設(shè)備正常、無滲漏現(xiàn)象后方可灌注。灌漿應(yīng)按灌漿孔斷面位置的前后順序依次進(jìn)行,并應(yīng)與管道的頂進(jìn)同步。灌注用注漿泵進(jìn)行。輸漿管宜用鋼管或高壓膠管,布設(shè)至注漿孔,加裝注漿閘門。注漿孔個(gè)數(shù)根據(jù)管徑而定,一般為4m一處,均勻布置,并具備排氣功能。觸變泥漿宜采用膨潤土配制。膨潤土在使用前應(yīng)測(cè)定其膠質(zhì)價(jià)。測(cè)定方法符合下列規(guī)定:
1)將蒸餾水注入直徑25mm、容量100ml的量簡中,至刻度60~70ml刻度處。
2)稱膨潤土試料159,放入量筒中,再加水至95ml刻度,加蓋封閉,搖動(dòng)5分鐘,使膨潤土與水混合均勻。
3)加入氧化lg,再加入水至100ml刻度,加蓋封閉搖動(dòng)1分鐘。
4)靜置24小時(shí),使之沉淀,沉淀物的界面刻度即為膨潤土的膠質(zhì)價(jià)。
觸變泥漿拌和采用下列要求:
1)按試驗(yàn)確定的觸變泥漿配合比,稱量水、膨潤土及堿的質(zhì)量。
表1 觸變泥漿配比(重量比)
膨潤土的膠質(zhì)價(jià) 膨潤土 水 堿(碳酸鈉)
60~70 100 524 2~3
70~80 100 524 1.5~2
80~90 100 614 2~3
90~100 100 614 1.5~2
2)取稱量水的一部分與堿配制堿溶液。
3)將剩余水與膨潤土拌和均勻。
4)將制配好的堿溶液,注入膨潤土漿內(nèi),繼續(xù)攪拌至均勻,形成觸變泥漿。
5)拌制好的觸變泥漿應(yīng)靜置12小時(shí)后方可使用。
為了在頂進(jìn)完畢后使觸變泥漿固結(jié)增強(qiáng),可摻入凝固劑(石膏灰)。但為了在施工使用時(shí)保持流動(dòng)性,還必須摻入緩凝劑(工業(yè)六糖)和塑化劑(松香酸鈉)。
表2 觸變泥漿摻入劑配比(重量比,以膨潤土為100)
石灰膏 工業(yè)六糖 松香酸鈉(干重) 水
42 1 0.1 28
摻入凝固劑時(shí)的拌和程序:
1)用規(guī)定比例的水分別將工業(yè)六糖及松香酸鈉溶化。將溶化的工業(yè)六糖放入石灰膏內(nèi),拌和成均勻的石灰漿。將溶化的松香酸鈉放入石灰漿內(nèi),拌和均勻。
2)將上述拌和好的摻入劑,按規(guī)定比例倒入已拌和好并放置12小時(shí)的觸變泥漿內(nèi),攪拌均勻,即可使用。
3)灌漿遇機(jī)械故障、管路堵塞、接頭滲漏等情況時(shí),經(jīng)處理后方可繼續(xù)頂進(jìn)。
頂管終止頂進(jìn)后,應(yīng)對(duì)管外壁與土層之間形成的空隙或觸變泥漿層進(jìn)行充填、置換,保障被穿越的地面構(gòu)筑物安全,注漿應(yīng)符合下列要求:在頂進(jìn)過程中,將對(duì)管外壁的土壤造成松動(dòng)和空洞,頂管施工完畢,為不造成今后的事故需對(duì)管外壁壓入填充物。壓入物可選水泥粉煤灰液,其配比為10:1,使用定量水稀釋水泥粉煤灰,置入壓力罐中,使用高壓空氣壓入,壓入口使用觸變泥漿孔管。如在壓漿孔加固不當(dāng),則采用從地面打孔的方法壓漿加固。
五實(shí)例應(yīng)用
生態(tài)公園污水管頂管工程中繼間的設(shè)計(jì)如下:
(1)中繼間設(shè)計(jì)頂力應(yīng)小于或等于主千斤頂?shù)淖畲笤试S頂力,因主千斤頂作為支座所能承受的荷載至少應(yīng)等于每個(gè)中繼間可能施加的壓力。
P中≤P主;
式中P中―――中繼間設(shè)計(jì)頂力,kN;
P主―――主千斤頂?shù)淖畲笤试S頂力,本工程為2500kN。
(2)主千斤頂最大頂進(jìn)長度:
Lm=P主k3/(f1πD)
式中Lm―――主千斤頂頂推管道最大長度,m;
D―――管道外徑,m;k3―――工作系數(shù),取k3=0.80;
f1―――單位面積管道摩阻力,kN/m2,因主千斤頂最大頂進(jìn)長度較長,對(duì)于粘土,可取5kN/m2。
計(jì)算可得Lm=2500×0.80/(5×3.14×1.5)=84.9m,因最長段長118m,需加設(shè)中繼間。
(3)第一套中繼間安裝位置:
L1=(P中-PF)k1/(f2πD)
式中L1―――第一套中繼間安裝位置,m;
PF―――工具管迎面阻力,取500kN;
f2―――單位面積管道摩阻力,kN/m2,其中考慮注漿效果,第一套中繼間靠前放,f2相對(duì)大一點(diǎn),對(duì)于粘土,根據(jù)實(shí)際工程總結(jié),可取f2=50L1-0.5;
k1―――工作系數(shù),取k1=0.60。
計(jì)算可得L1=(2500-500)0.60/(50L1-0.5 ×3.14×1.5),L1=26m。
在計(jì)算出來的基礎(chǔ)上,第一套中繼間的位置宜稍靠前,以防前遇障礙或土質(zhì)突變引起迎面阻力加大。因?yàn)檎G闆r下頂力變化不會(huì)太大,而一旦頂力突然增大,多半是因前有物體堵住,迎面阻力增大,周邊摩阻力基本上無太大變化,中繼間作用的效果會(huì)更顯著,以充分發(fā)揮中繼間的作用。
(4)設(shè)置間距:
ΔL=P中K2/(f1πD)
式中ΔL―――中繼間的間距,m;
k2―――工作系數(shù),普通中繼環(huán)取k2=0.7,組合密封中繼環(huán)取k2=0.8。
計(jì)算ΔL=2500×0.8/(5×3.14×1.5)=85m。
由于,L1+ΔL=26+85=111m
綜合考慮,跨湖段頂管需設(shè)置一套中繼間。
在施工過程中,通過中繼間及觸變泥漿的應(yīng)用,解決了跨湖段頂力不足的問題,該118m長頂管段順利頂通,頂進(jìn)偏差5cm。施工時(shí),利用公園六區(qū)濕地水池基坑作為泥漿沉淀池與造漿池,解決了泥漿循環(huán)的問題;通過對(duì)人工湖進(jìn)行分區(qū)施工,為頂管工程爭(zhēng)取了作業(yè)時(shí)間,保證了整個(gè)生態(tài)公園施工的連續(xù)性。
六總結(jié)
頂管施工離不開一些輔助的施工方法,不同的頂管方式以及不同的土質(zhì)條件應(yīng)采用不同的輔助施工方法。頂管常用的輔助施工方法有井點(diǎn)降水、高壓旋噴、注漿等多種,要因地制宜地使用才能達(dá)到事半功倍的效果。
總之,在地下管道施工中,采用長距離頂管施工技術(shù)是一種具有很大經(jīng)濟(jì)性、安全性、實(shí)用性的管道施工技術(shù)。
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篇8
關(guān)鍵詞:市政排水、頂管技術(shù)、工作井
中圖分類號(hào):C35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、引言
市政給排水管線施工涉及的因素比較復(fù)雜,要處理好施工和各種城市生活的和諧進(jìn)行,管道工程施工要做到盡量程度的減少施工對(duì)居民生活、交通、工作的影響。當(dāng)市政管道在跨路施工開挖存在影響交通等各方面困難時(shí),頂管施工是一種可行的方案選擇。
二、頂管技術(shù)施工的設(shè)計(jì)
2.1工具頭選型
根據(jù)地質(zhì)情況及周邊的地理位置,主要采用全密封式機(jī)械工具管,全斷面泥水平衡機(jī)械頂迸。頂管長度根據(jù)管徑和頂進(jìn)的距離劃分。
2.2管道材料
采用圓形“T”接頭Ⅱ級(jí)重型承插式鋼筋混凝土管。
2.3工作井、接收井結(jié)構(gòu)類型
人工挖士、鋼筋混凝土護(hù)壁成井,后座墻加鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)襯墻以及混凝土底板。
2.4洞口止水處理形式
地下水量較大時(shí),出洞口攪拌樁固結(jié)止水和橡膠圈止水;迸洞采用攪拌樁固結(jié)止水。
2.5測(cè)量方法
激光導(dǎo)航定位系統(tǒng),攝像機(jī)全過程監(jiān)控。
2.6糾偏方法:工具管糾偏油缸電動(dòng)液壓控制糾偏。
2.7減阻方法:高壓注漿觸變泥漿減阻。
三、頂管施工技術(shù)的重點(diǎn)
3.1通常采取觸變泥漿,往管道的外壁壓入一定量的減阻泥漿,在管道形成泥漿套,使得減小管節(jié)外壁和土層間的摩阻力,從而減小頂進(jìn)時(shí)的頂力。所以泥漿套形成的好壞,直接關(guān)系到減阻的效果。利用泥漿套的支承作用,減少粉質(zhì)粘土坍塌,形成的地層流失,以控制地面沉降。對(duì)頂管機(jī)頭尾端的壓漿要緊隨管道頂進(jìn)同步壓漿,在中繼間和中部管節(jié)處須跟蹤補(bǔ)漿,泥漿的實(shí)際用量要比理論用量大得多,一般可達(dá)到理論值的4~5倍。
3.2在施工過程中必須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)線路頂進(jìn),可利用削土刀盤上可伸縮的超提刀,結(jié)合千斤頂編組進(jìn)行糾偏。經(jīng)常對(duì)頂進(jìn)軸線進(jìn)行測(cè)量,檢查頂進(jìn)軸線是否和設(shè)計(jì)軸線相吻合。在正常情況下,每頂進(jìn)l節(jié)混凝土管節(jié)測(cè)量1次,在出洞、糾偏、到達(dá)終點(diǎn)前,適當(dāng)增加測(cè)量次數(shù)。施工時(shí)還要經(jīng)常對(duì)測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè),以保證測(cè)量的精度。通過及時(shí)糾偏,相鄰管問錯(cuò)口
3.3洞口止水,頂管工程中,為使管子能順利從工作井內(nèi)出洞,一般采取工作井預(yù)留洞口比管節(jié)外徑略大些(一般為lOOmm)的方式,頂進(jìn)時(shí)此間隙需采取有效措施進(jìn)行封閉,我們采用的洞口止水方法是在沉井制作時(shí),預(yù)先在洞口預(yù)埋一個(gè)10mm厚鋼法蘭,在鋼法蘭上焊接螺栓,安裝16mm厚橡膠法蘭,用lOmm厚鋼壓板壓緊,在我們完成的頂管中,未發(fā)現(xiàn)地下水和泥砂流人工作井內(nèi),同時(shí)橡膠法蘭和壓板可以回收。
3.4頂管施工中的一道重要工序就是進(jìn)出洞。因?yàn)榇缶蜻M(jìn)機(jī)方向的準(zhǔn)確與否將會(huì)給以后管道的方向控制和井內(nèi)管節(jié)的拼裝工作帶來影響。穿墻時(shí),首先要防止井外的泥水大量涌入井內(nèi),嚴(yán)防塌方和流沙,本工程管道位于粉質(zhì)粘土層較松散,在水位下星流塑狀,則必須在管子頂進(jìn)方向距離工作井邊一定范圍,對(duì)整個(gè)土體進(jìn)行改良或加固,采用了井點(diǎn)降水措施,以提高這部分土體的強(qiáng)度,防止掘進(jìn)機(jī)出洞時(shí)塌方。其次要使管道不偏離軸線,頂進(jìn)方向要準(zhǔn)確。
3.5頂進(jìn)中遇障礙物后的頂進(jìn)處理,成為困擾施工的難題,如突遇大量埋木、石塊及老河道駁坎等等,都需現(xiàn)場(chǎng)研究給出解決的技術(shù)措施。
3.6在建筑物密集處和路面上須作監(jiān)測(cè)布置,觀測(cè)地表變形和土移,有效避免房屋開裂和路面沉降。
四、技術(shù)質(zhì)量保證措施
4.1施工中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)坐標(biāo)、水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)做好復(fù)測(cè)工作,并做好坐標(biāo)、水準(zhǔn)點(diǎn)的保護(hù)工作。
4.2嚴(yán)格控制管材的質(zhì)量,對(duì)于強(qiáng)度及裂縫不符合要求的嚴(yán)禁進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。
4.3做好第一節(jié)管道的水平測(cè)量、高程測(cè)量,并做好測(cè)量記錄,如發(fā)現(xiàn)重大偏差應(yīng)及時(shí)上報(bào),并采取糾偏措施。
4.4及時(shí)將管道內(nèi)前方的挖土運(yùn)出,防止因堆土過多而造成管道的沉降,并做好出土的數(shù)量記錄。
4.5千斤頂安裝時(shí),應(yīng)保證千斤頂?shù)捻斄ξ恢煤晚斶M(jìn)抗力位置在同一軸線上,并確保四個(gè)千斤頂用力均衡,避免產(chǎn)生頂進(jìn)力偶。
4.6在頂進(jìn)時(shí)做好頂進(jìn)設(shè)備的記錄,如發(fā)現(xiàn)頂力異常增大時(shí)則應(yīng)停止施工,分析原因并采取措施方可進(jìn)行下一步的施工。
4.7在頂進(jìn)過程中應(yīng)隨時(shí)注意地質(zhì)的變化情況.如出現(xiàn)流砂現(xiàn)象時(shí).應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采用改造頂管的機(jī)頭、泥砂固結(jié)、降低土體的地下水位等不同方法確保頂管的施工。
五、頂管進(jìn)程中遭遇障礙物的處理方法
5.1對(duì)長距離中風(fēng)化或微風(fēng)化地質(zhì)的處理
頂管施工并不是在什么情況下都能順利頂進(jìn)的,當(dāng)頂管施工遇到中風(fēng)化和微風(fēng)化的地質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí),不管是人工頂管或是機(jī)械頂管都很難頂進(jìn),故在頂管設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析地質(zhì)鉆探資料,對(duì)出現(xiàn)中風(fēng)化及微風(fēng)化的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊處理。對(duì)長距離、深度較大的中風(fēng)化和微風(fēng)化地質(zhì)可采用暗挖隧洞施工;位于規(guī)劃建設(shè)區(qū)內(nèi)的中風(fēng)化及微風(fēng)化地質(zhì),根據(jù)情況采用大開挖施工或支護(hù)開挖施工。
5.2采用破巖井處理孤石
由于鉆探是隔一定距離鉆一個(gè)鉆孔,很難完全準(zhǔn)確反映地下的地質(zhì)情況,故在頂管設(shè)計(jì)時(shí)即使地質(zhì)鉆探資料中沒有中風(fēng)化和微風(fēng)化地層,但在實(shí)際頂進(jìn)過程中也有可能遇到中風(fēng)化或微風(fēng)化的石頭。當(dāng)遇到石頭時(shí)應(yīng)對(duì)此處重新加密鉆探,探清地下地質(zhì)情況,如果有長距離的中風(fēng)化或微風(fēng)化地質(zhì),可采用大開挖施工或支護(hù)開挖施工方法;若遇到孤石,應(yīng)根據(jù)孤石大小設(shè)置破巖井,從地面設(shè)豎井取石后繼續(xù)頂進(jìn)。
六、結(jié)束語
頂管施工在市政工程中,特別是深覆土大管徑的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤顯重要。所以說頂管工藝的施工從技術(shù)上講是完全可行的。
參考文獻(xiàn):
篇9
關(guān)鍵詞:鋼筋混凝土污水管道;頂管施工;技術(shù)措施
中圖分類號(hào):TU375 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
近年來我國城市建設(shè)在大規(guī)??焖侔l(fā)展,大量管網(wǎng)及地下交通隧道等地下工程不斷在新建、擴(kuò)建和維修。對(duì)于人口集中、地面建筑物和地下管線十分密集、地面交通擁擠的繁華城區(qū)來說,傳統(tǒng)的明挖埋管方法逐漸受到限制下而采用頂管施工則顯示出極大優(yōu)越性。同時(shí),城市可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求和人們對(duì)環(huán)保的日益重視,也使得非開挖頂管施工技術(shù)越來越受到重視,尤其是在鋼筋混凝土的污水管道中的應(yīng)用。
一、頂管施工的原理及管道頂進(jìn)技術(shù)
頂管施工就是借助主頂油缸及管道間的中間推力,把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作坑內(nèi)穿過土層一直推到接收坑內(nèi),與此同時(shí),也就是把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋在兩坑之間。帶拉桿的管節(jié)預(yù)制方法與普通管基本相同,其不同點(diǎn)主要為在管節(jié)前后兩段加設(shè)預(yù)埋拉桿。為了降低頂管對(duì)周圍土體的擾動(dòng),在頂管過程中必須進(jìn)行注漿,這就需要帶注漿孔的管節(jié)。
全部設(shè)備經(jīng)過檢查并經(jīng)過試運(yùn)轉(zhuǎn),工具管嚴(yán)格調(diào)零,將工具管調(diào)整成一條直線,此時(shí)儀表所反映的角度應(yīng)為零,調(diào)零后將糾偏油缸鎖住。工具管出洞后,由于支撐面較小,工具管容易出現(xiàn)下跌,為此需在工具管下的井壁上加設(shè)支撐,同時(shí)工具管與第一節(jié)管之間連接,加強(qiáng)整體性。在頂進(jìn)時(shí),封門拆除后將工具管立即切入土層。注意測(cè)量和糾偏。開始頂進(jìn)5m~10m范圍內(nèi),施工偏差超過允許偏差時(shí),應(yīng)采取措施立即糾正。工具管進(jìn)入土層后的管端處理還應(yīng)注意:在進(jìn)入接收井的工具管和管端應(yīng)設(shè)枕墊;管道兩端露在工作井中的長度不得小于0.5m。頂管結(jié)束后,管節(jié)接口的內(nèi)側(cè)間隙將按設(shè)計(jì)要求處理。
二、工程案例介紹
某鋼筋混凝土頂管工程全長約1025m, 管徑為DN1000,管道埋設(shè) 5~7m,部分管段穿越農(nóng)田和河塘,大開挖施工困難且開挖不經(jīng)濟(jì),遂采用頂管施工。
本工程地處東部沿海地段,地表為2~3m 厚的素填土層,下為 6m 左右厚的淤泥沙質(zhì)層,夾雜細(xì)沙層,淤泥層下為粗砂層,部分路段有變化。工程頂管管網(wǎng)主要敷設(shè)在淤泥沙質(zhì)層和細(xì)沙層中,淤泥呈灰褐色、飽和、流塑狀,含少量貝殼碎屑,局部夾淤泥質(zhì)土。
三、施工工藝與技術(shù)措施
1、 施工工藝
施工準(zhǔn)備測(cè)量高程及軸線挖頂管工作坑鋪頂管導(dǎo)軌設(shè)置頂進(jìn)后背安裝頂進(jìn)設(shè)備及吊放管節(jié)挖土頂進(jìn)測(cè)量及糾偏再次挖土(管中土)頂進(jìn)測(cè)量循環(huán)作業(yè)直至完成(如下圖)。
2、 力及主站頂進(jìn)長度的計(jì)算
頂力計(jì)算:泥水平衡頂管的總頂力F 是由掘進(jìn)機(jī)的前端迎面 F1阻力和管壁外周摩擦阻力F2兩部分組成,F(xiàn)=F1+F2其中正面阻力F1=∏D12rH/4式中:F1———頂管機(jī)頭的迎面阻力(kN)D1———頂管機(jī)的外徑(m)H———管頂覆土高度(m)r———土的天然重度(kN/m3)。
最大頂距計(jì)算:頂管的最大頂力是由工作井后背的承載力與成品管的允許頂力控制。 因本工程施工中成品管的允許最大頂力不大于4000kN,工作井的允許最大頂力為 4000kN,故本工程的計(jì)算頂力以工作井后背允許的最大頂力控制均為4000kN。主站頂進(jìn)長度:LM=p×k/F2。
式中:LM———主站頂推管道最大長度(m)
P———主站的最大允許頂力(kN)
k———工作系數(shù)取 k=0.9
F2———單位長度管壁阻力(kN/m)
故LM=p×k/F2=4000×0.9/21.98=163.78m。
3、、 工作井、接收井的防滲措施
地下水作用下,工作井及接收井內(nèi)可能會(huì)存在一些漏水孔洞和裂縫,由于用泥水平衡的施工方法,可能一定壓力的泥水會(huì)從孔內(nèi)噴出,一般在頂進(jìn)前對(duì)一些空隙進(jìn)行技術(shù)處理,尤其是出洞密封圈進(jìn)場(chǎng)和井壁間會(huì)存在縫隙,采用由添加水玻璃和三乙醇胺的高強(qiáng)度快干水泥砂漿(早期強(qiáng)度可達(dá)到2.0~3.5MPa)或高強(qiáng)度遇空氣膨脹的進(jìn)口膨脹泡沫填滿凝固。
4、 頂進(jìn)中的糾偏控制措施
(1)機(jī)頭前端遇到不均勻的迎面阻力,則機(jī)頭周圍的土壓力也不平衡,如施工不慎容易造成軸線偏差,應(yīng)注意糾偏,當(dāng)發(fā)現(xiàn)機(jī)頭有超過10mm / m 的傾斜角或機(jī)頭上抬 2cm 以上時(shí),應(yīng)停止頂進(jìn),空轉(zhuǎn)刀盤,等機(jī)頭下沉歸位到正常位置后才繼續(xù)頂進(jìn)。
(2)糾偏時(shí)根據(jù)激光光靶的絕對(duì)誤差結(jié)合機(jī)頭的“傾斜角”進(jìn)行有預(yù)見性的糾偏。通過調(diào)節(jié)糾偏千斤頂?shù)纳炜s量來糾偏。 堅(jiān)持“勤測(cè)微糾少糾”,一般情況每次糾偏角度不大于0.5°。 如果偏差值在 1~2cm 范圍內(nèi),且機(jī)頭的走向是在減小這個(gè)偏差,傾斜角的值在±3 mm/m 范圍內(nèi),則控制盡量少糾偏,精心進(jìn)行施工,確保機(jī)頭以適當(dāng)?shù)那拾霃街鸩降姆祷氐捷S線上來。
5、 頂進(jìn)中的注漿減阻措施
頂進(jìn)過程中,需要經(jīng)常進(jìn)行壓觸變泥漿工作,以減少頂進(jìn)的阻力,觸變泥漿由拌漿、注漿和管道三部分組成。 頂進(jìn)時(shí),通過向管道外壁壓入一定量的減阻泥漿,在管道形成一個(gè)泥漿套,減小管節(jié)外壁和土層間的摩阻力,從而減小頂進(jìn)時(shí)的頂力。 泥漿套形成的好壞,直接關(guān)系到減阻的效果。觸變泥漿的壓漿泵,宜采用活塞泵或螺旋泵,管路接頭宜選用拆卸方便 密封可靠的接頭,每個(gè)注漿孔宜安裝閥門,注漿遇有機(jī)械故障、管道堵塞、接頭滲漏等情況時(shí),經(jīng)處理后方可繼續(xù)頂進(jìn)。 減阻泥漿的性能要穩(wěn)定,施工期間要求泥漿不失水、不沉淀 、不固結(jié) ,既要有良好的流動(dòng)性 ,又要有一定的稠度。 頂進(jìn)前要做泥漿配合比試驗(yàn),找出適合于施工的最佳泥漿配合比。 本工程的觸變泥漿配合比選用嘭潤土、堿、水按l: 0.5: 5 的比例混合拌制,拌制完成后,在泥漿池中靜制、發(fā)酵l0h 后,待形成一定的粘度和稠度后投入使用。
6、 施加中繼間的技術(shù)措施
在長距離頂進(jìn)過程中,當(dāng)頂進(jìn)阻力超過容許總頂力,無法一次達(dá)到頂進(jìn)距離時(shí),須設(shè)置中繼間分段接力頂進(jìn)。本頂管工程在頂進(jìn)長度超過100m 時(shí), 在機(jī)頭后設(shè)置一只中繼間,并采用觸變泥漿注漿工藝。中繼間由前殼體、千斤頂及后殼體組成。 前殼體與前接管連接,后殼體與后接管連接,前后殼體間為承插式連接,兩者間依靠橡膠止水帶密封,防止管道外水土和漿液倒流入管道內(nèi)。每只中繼間安裝 20 個(gè)、每個(gè)頂力為200kN 的千斤頂,千斤頂沿圓周均勻布置。千斤頂?shù)男谐虨?8cm,用扁鐵制成的緊固件將其固定在前殼體上。鋼殼體結(jié)構(gòu)進(jìn)行精加工,保證其在使用過程中不發(fā)生變形。中繼間的外殼在伸縮時(shí),滑動(dòng)部分應(yīng)具有止水性能,可在鉸接處設(shè)置2 道徑向調(diào)節(jié)密封間隙的密封裝置 ,確保頂進(jìn)時(shí)不漏漿,并在承插處設(shè)置可壓脂的油嘴,以減少頂進(jìn)時(shí)密封圈的磨損,中繼間的鉸接處設(shè)置4 個(gè)注漿孔,頂進(jìn)時(shí)可以進(jìn)行注漿,減小頂進(jìn)阻力。中繼間殼體外徑與管節(jié)外徑相同,可減少土體擾動(dòng)、地面沉降和頂進(jìn)阻力。當(dāng)管道頂通以后,拆除千斤頂及各種輔件,外殼與管節(jié)內(nèi)壁之間的間隙用細(xì)石混凝土填充。
7、通風(fēng)
由于頂進(jìn)距離較長,管內(nèi)通風(fēng)必須高度重視。為了確保管內(nèi)操作人員供氧充足,防止土層中的有害氣體及機(jī)械作業(yè)過程中產(chǎn)生的粉塵等危害作業(yè)人員健康,本設(shè)計(jì)采用鼓風(fēng)與抽風(fēng)相配合的聯(lián)合通風(fēng)方式。
鼓風(fēng)風(fēng)筒的排出口距掘進(jìn)機(jī)小于3m,抽風(fēng)筒的吸入口距洞口 10~20m,在該系統(tǒng)中,鼓風(fēng)機(jī)和抽風(fēng)機(jī)都安裝在工作井的地面上,兩者間間隔大于10m。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是通風(fēng)效果好,且風(fēng)機(jī)都不進(jìn)入管內(nèi),噪聲小,對(duì)其他工序的影響較小。通風(fēng)系統(tǒng)布置示意如下圖:
結(jié)語
隨著工程技術(shù)的發(fā)展,將會(huì)出現(xiàn)更為先進(jìn)的頂管施工工藝及施工機(jī)械。頂管施工工藝也會(huì)進(jìn)一步地廣泛應(yīng)用于我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域。采用頂管施工技術(shù),減少了大量的土方開挖量,縮短了工期,減小了對(duì)周圍建筑物和周邊居民的影響,當(dāng)采用沉井作為頂管施工工作井和接收井時(shí),施工結(jié)束后可作為檢查井使用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
【參考文獻(xiàn)】
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篇10
Abstract: Through summarizing the application of long-range large diameter pipe jacking in hydraulic engineering practice, this paper analyzes the characteristics and applicability of different pipe jacking method, and proposes the measures to solve the common problems in construction, so as to further improve the design and construction level of pipe jacking.
關(guān)鍵詞: 大口徑頂管技術(shù);應(yīng)用;設(shè)計(jì);技術(shù)措施
Key words: large diameter pipe jacking technology;application;design;technical measures
中圖分類號(hào):TV5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2014)23-0122-02
0引言
頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法,它是借助頂推裝置,在工作井內(nèi)(地下)將管道逐節(jié)頂進(jìn)的非開挖管道施工技術(shù),具有不需要開挖面層而能夠穿越河川、鐵道、公路、地面建筑物、地下構(gòu)筑物以及地下管線等優(yōu)點(diǎn),近年來在我國逐步推廣應(yīng)用。隨著大直徑、長距離頂管技術(shù)逐漸成熟,其在水利工程上也正在逐步采用,但就我省水利工程而言,使用該技術(shù)起步較晚,應(yīng)用實(shí)例不多,經(jīng)驗(yàn)相對(duì)缺乏。鑒于這些情況,總結(jié)通榆河送水工程灌河地涵頂管成功的設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),為頂管技術(shù)在我省水利工程中應(yīng)用起到推廣作用。
1工程概況
灌通榆河北延送水工程利用通榆河中段工程和連云港疏港航道,增加一條向連云港市供水的新通道,提升連云港市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的水資源保障能力。灌河地涵位于江蘇省響水縣和灌南縣,設(shè)計(jì)流量為50m3/s,是通榆河北延送水工程的重要組成部分,其工程任務(wù)是將南邊來水通過地涵穿越灌河北送。
地涵位置處灌河河口寬約340m,河底高程-8.0m。其下10m深的范圍內(nèi)分布了③2重粘土、④粉質(zhì)粘土、⑤3重粉質(zhì)砂壤土、⑥1粉質(zhì)粘土、⑥2粉砂、⑦2重粉質(zhì)壤土、⑧輕粉質(zhì)砂壤土層,其中⑤3、⑥1、⑥2、⑦2、⑧土層含砂礓,粒徑一般在1~3cm,少數(shù)砂礓盤達(dá)20cm,砂礓含量10~20%左右,局部達(dá)40%。頂管所穿過的土層主要為⑥1、⑥2、⑦2層。管頂管底局部碰及⑤3、⑧層,頂管主要座落在⑦2、⑧層。⑤3、⑥2、⑧土層具有中等透水性,為承壓含水層,地下水壓力高達(dá)20m左右,且受灌河潮位影響。
2工程設(shè)計(jì)
灌河是無控制的一條天然入海潮汐河道,全長74.5km,它既是沂南地區(qū)排水入海的重要河道,又是一條重要的航運(yùn)通道,因此灌河地涵的設(shè)計(jì)方案須以灌河不斷流而能順利實(shí)施為前提。通過對(duì)頂管、沉管以及較為常規(guī)的半幅施工方案進(jìn)行比選,最終選用了頂管設(shè)計(jì)方案。
地涵主體由上下洞首、收縮(或擴(kuò)散)段、沉井及內(nèi)部斜管段、井間主涵管這幾部分組成。地涵斷面詳見圖1。
其中:主涵管長450m,采用4根內(nèi)徑ϕ3.5m鋼筋混凝土預(yù)制頂管,其軸線采用直線布置,頂管間距9m;管中心高程-15.55m,管頂覆土厚度5.0~21.5m。頂管管節(jié)長度2.5m,壁厚0.35m,兩端分別預(yù)埋鋼套環(huán)和鋼環(huán),預(yù)留壓漿孔和起吊孔,管節(jié)間接頭為F型承插式。
頂管施工的工作井和接收井均為鋼筋混凝土沉井,平面尺寸37×22.5m,井內(nèi)設(shè)縱隔墻1道、橫隔墻3道,共有8個(gè)井格,兩沉井的前排(臨河側(cè))井格分別作為頂進(jìn)井格和接收井格,井格寬度為7.6m~8.0m,長度為9.15m。沉井底板面高程為-18.6m,操作空間高度為0.65m。工作井后排井格內(nèi)均設(shè)兩道傳力隔墻,以使頂推力傳至工作井后井壁。
3頂管施工方法的特點(diǎn)和適用性分析
本工程頂管施工有兩個(gè)特點(diǎn):一是地質(zhì)條件復(fù)雜,頂管范圍內(nèi)存在幾種不同土質(zhì)的土層,土層不厚而多有起伏,均含砂礓,各層砂礓含量不一,一般在5%~30%之間,粒徑在0.5~3cm左右,每一層的砂礓分布不均,局部含量達(dá)40%。二是存在承壓含水層,地下水壓力高,且受灌河潮位影響。因此不論何種施工方式,都必須以滿足本工程的要求為前提。
頂管施工方法就大的方面來說目前有三種:氣壓平衡式、土壓平衡式和泥水平衡式,這三種方法的工作原理、優(yōu)缺點(diǎn)以及本工程的適應(yīng)性分析見表1。
通過以上分析,結(jié)合本工程水文、地質(zhì)條件,實(shí)際施工中采取了泥水平衡式施工方法。
4頂管機(jī)頭和選型及主要設(shè)備配置
頂管機(jī)頭選用泥水平衡頂管機(jī),油缸組裝備頂力18000kN,選用雙作用雙沖程等推力油缸6只,每只油缸最大推力3000kN。施工時(shí)最大頂力采用裝備頂力的90%,經(jīng)計(jì)算,最大頂進(jìn)長度約為170m。
由于頂管長450m,屬長距離頂管,為減小頂進(jìn)力,設(shè)置中繼間,中繼間采用二段一鉸可伸縮的套筒承插式結(jié)構(gòu),長度約2m,外形幾何尺寸與管節(jié)相同。中繼間裝備頂力采用15000kN,施工時(shí)最大頂力采用裝備頂力的80%,頂進(jìn)長度約為125m。
輸土裝置采用泥漿泵和管道將泥水輸送至排泥場(chǎng)。
5頂管施工常見問題解決措施
5.1 洞口止水
為了防止頂管機(jī)出洞、進(jìn)洞時(shí)井外水土涌入工作井和接收井內(nèi),影響頂管施工,同時(shí)也為防止頂進(jìn)施工時(shí)壓入的減阻泥漿流失,保證能夠形成完整有效的泥漿套,必須在洞口設(shè)置止水裝置。本工程頂進(jìn)工作井、接收井為砼沉井,洞口為混凝土井壁預(yù)留洞,在預(yù)埋鋼環(huán)上安裝雙層橡膠止水裝置,形成良好的止水效果。
5.2 洞口封門處理方法
洞口封門用低標(biāo)號(hào)砂漿在洞口砌一堵磚封門,再于內(nèi)側(cè)通過預(yù)埋在井壁上的螺栓安裝鋼封門,頂管機(jī)頭出洞時(shí)將鋼封門拆除,用刀盤將磚封門慢慢切削掉,實(shí)現(xiàn)安全出洞。頂管機(jī)頭進(jìn)洞時(shí)同樣拆除接收井內(nèi)的鋼封門,然后用機(jī)頭將磚封門擠倒或切削掉,一直往里推進(jìn),完成進(jìn)洞。
5.3 注漿減摩措施
為減少土體與管壁間的摩阻力,在頂管頂進(jìn)的同時(shí),通過頂管機(jī)鉸接處及管節(jié)上預(yù)留的注漿孔,向管道外壁壓入一定量的減阻泥漿,在管道四周形成一個(gè)泥漿套,減小管節(jié)外壁和土層間的摩阻力,從而減小頂進(jìn)時(shí)的頂力。頂進(jìn)時(shí),頂管機(jī)尾部的壓漿孔要及時(shí)有效地跟蹤壓漿,確保形成完整有效的泥漿套。泥漿材料可采用膨潤土。
5.4 糾偏措施
在頂進(jìn)過程中,頂進(jìn)軸線和設(shè)計(jì)軸線經(jīng)常發(fā)生偏差,因此要采取糾偏措施,減小頂進(jìn)軸線和設(shè)計(jì)軸線間的偏差值,使之盡量趨于一致。頂進(jìn)軸線發(fā)生偏差時(shí),通過調(diào)節(jié)糾偏千斤頂?shù)纳炜s量,使偏差值逐漸減小并回至設(shè)計(jì)軸線位置。
5.5 減摩泥漿的固化及洞口接頭處理
頂進(jìn)結(jié)束后進(jìn)行減摩泥漿(觸變泥漿)的固化,使管節(jié)外壁與周圍土層的施工間隙盡快填充固結(jié),減小地面沉降。減摩泥漿(觸變泥漿)的置換采用水泥砂漿或粉煤灰水泥砂漿置換觸變泥漿;置換時(shí)利用原有的注漿設(shè)備從管節(jié)的注漿孔壓注。頂管結(jié)束后,管節(jié)接口的內(nèi)側(cè)間隙用彈性密封膏密封處理。工作井的洞口接頭處理(井壁與混凝土管節(jié)間的空隙),采用壓力灌注C30細(xì)石混凝土,在套管上焊接止水環(huán),再以聚硫密封膏封堵。
5.6 對(duì)付砂礓的措施
頂管所處斷面存在較多砂礓,對(duì)頂管頂進(jìn)有不利影響,一是堵塞泥水艙進(jìn)泥口,二是增大迎面阻力和刀盤驅(qū)動(dòng)扭矩,三是增加輸土難度。為此采取了以下措施:將刀盤的進(jìn)泥口由小開口改為大開口,在上部增加2個(gè)排泥口;加大刀盤的驅(qū)動(dòng)功率;輸土采用沙礫泵,增加中間接力泵,加大輸泥管管徑;在進(jìn)泥管路中加入膨潤土泥漿;改進(jìn)刀盤上切削刀頭布置和數(shù)量,將單層刀盤改為三層刀盤等。
6結(jié)語
頂管技術(shù)在水利工程中具有避免大面積土體開挖、無需導(dǎo)流和導(dǎo)航、不干擾地面附著物等優(yōu)點(diǎn),是一種新型環(huán)保的施工技術(shù),與其他施工方法比,有一定的優(yōu)勢(shì),但也有比較多的缺點(diǎn),比如施工進(jìn)度還不夠快,施工受地質(zhì)的影響大,投資高。隨著我國城市化的發(fā)展,機(jī)械頂管的發(fā)展,他的技術(shù)將越來越先進(jìn)、工藝將越來越完善,應(yīng)用也一定越來越廣泛。
參考文獻(xiàn):
[1]余彬泉,陳傳燦.頂管施工技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2005:91-141.