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随着国内城市对环保的要求日益高涨,原城市污水管道所采用的施工方式-开槽施工越来越不符合当今环保形势的需要,正是在这一大背景下,非开挖施工方式越来越受到市政管理者的欢迎,而非开挖施工方式之一的泥水平衡顶管法也逐渐成为大口径污水管道铺设的首选方法。采用该施工方法最具特色的优点是:无需对马路开挖、不干扰交通、低噪音、开挖土方少、社会成本低。根据十年来应用泥水平衡顶管法情况分析,尚存在如下问题:
(1)理论推导落后于工程实践。尤其是在顶力计算方面,各大城市采用的都是经验公式,理论公式与经验公式计算差距较大。
(2)顶管设备研发投入匮乏。国内目前虽有许多设备制造商,但关键部件仍需进口,如行星变速器,在设备的智能化和信息化方面还与国际水平有着较大的差距。
(3)顶管技术的发展分布在地域之间差距明显。东部的应用水平要远远高于西部,一线城市的应用程度又高于二、三线城市。在中西部地区及二、三线城市所使用的仍是较为原始的、安全系数低的手掘式顶管。因此国内的市场还有待大力开发。
(4)国内市场还缺乏统一规范管理。一是无统一的工程单价,造成了工程招投标价格无可行的计算依据,加剧了行业内的恶性竞争;二是从业人员仅仅了解基本的土木工程知识,相关的专业化培训缺乏;三是缺乏全国统一的职业资格认证,对施工人员的技术水平难以区分,目前只有行业内的少数单位开展了职业资格培训和认证。
本文研究所在地廊坊市,是处于北京和天津之间的二线城市,09年才引入泥水平衡顶管技术,在运用该工艺时也面临着无统一的市场单价、从业人员技术水平参差不齐、经验技术匮乏方面的难题。本文主要是从施工技术研究着手,以廊坊市污水管网改造工程为背景,再结合廊坊地区的地质情况,对该区域影响顶管技术的关键工序展开研究,为今后的顶管技术的应用积累经验,主要研究内容包括:
1、讨论廊坊地区泥水平衡项管施工工艺关键技术
结合廊坊市污水管网改造工程的施工情况,对施工过程中面临的关键技术进行了分析探讨,对施工中的事故原因进行了分析总结。
2、廊坊地区工作坑施工工艺的研究
工作坑施工是项管工程的关键环节,即制约着工程的工期又较大的影响了顶管工程的成功与否。本文首先采用MIDAS GTS岩土分析软件对采用的喷射混凝土加内支撑工作井的结构进行分析,找出受力最不利截面,在此基础上对该工艺的特点、存在风险及经济效益进行综合分析。
3、探索适合于廊坊地区的顶力计算参数
顶力计算合理与否关系到设备的选型、后背墙的厚度大小、中继间配置个数等,最终影响到工程的造价。本文通过对现场收集的顶力数据的分析,总结出了影响廊坊地区顶力计算的重要参数的取值范围。