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【摘 要】 因为顶管施工的工作环境具有唯一性,所以导致每次顶管施工遇到的问题都会与众不同,对顶管所在环境及顶管机头所穿越土层的土壤参数进行深入的分析,以及选用合适的顶管机头与确定需要采取的稳固性措施,是确保顶管能够顺利施工的关键,在顶管工程设计及施工中都应该引起高度的重视。
【关键词】 大管径顶管;施工关键
引言:
伴随着城市建设的不断发展,地下空间非开挖技术日益受到人们的重视,并且得到了广泛的应用。如何在对城市环境破坏最小的前提下安装以及更换城市的供水、排水、煤气以及通讯设施,对地下工程的施工技术提出了新的课题。顶管技术是继盾构施工技术以后发展起来的一种地下管道的施工方法。
顶管施工技术是一种非地面的开挖技术,其主要是借助于主顶油缸以及管道中继间等的顶推力,把工具管或者掘进机后的管道铺设在两坑之间,以此来完成管道的敷设。
顶管施工最早开始于1896年美国的北太平洋的铁路铺设工程的施工之中。日本则最早于1948年就进行了顶管施工。我国的顶管施工技术最早开始于20世纪50年代的北京及上海60年代,北京与上海都制定计划开发与推广顶管技术,并且取得了一系列的成绩。1978年前后,上海又开发成功的挤压法顶管,这种顶管尤其适用于软粘土与淤泥质的粘土,可是要求覆土深度要大于两倍的管外径。1984年前后,我国的北京、上海、南京等地先后开始引进了国外先进的机械式顶管设备。从此,使我国的顶管技术上升了一个新的台阶。近10年以来,上海等地完成了多根千米以上的顶管施工,顶管技术有了明显的进步,并且在大直径及长距离顶管技术方面处于国际领先的地位。尤其是近几年顶管施工在各大、中城市中的广泛应用,更加推动了顶管技术的发展。截止到目前,顶管施工已经随着城市建设的迅速发展也越来越普及,而应用的领域日渐宽广。
1 顶管施工技术
1.1顶管施工技术概述
顶管施工技术指的是在施工过程中尽量不开挖或者少开挖进行管道埋设的施工技术,属于典型的非开挖技术。顶管施工技术有效解决了管道在敷设过程中对周围道路交通的破坏,以及管道埋设引起的交通堵塞等问题。除了可以解决道路交通问题之外,顶管施工在环境保护以及土层的稳定等方面具有显著优势。目前,顶管施工技术已经广泛应用于人口繁多、交通密集、建筑物密布、地下管线复杂的城市中,顶管施工技术凭借其较高的经济性、高效率以及对环境的保护等优势广泛应用于电力工程中。除此之外,当施工现场的土壤条件复杂时,顶管施工同样可以准确、快速、安全、经济的找出最有效的施工方法,因此得到了广泛的推广使用。
1.2顶管施工技术的优点
使用顶管施工技术进行电缆敷设过程中不需要进行地面的开挖工作,也不会对周围的建筑物产生影响,不需要拆迁,也不会影响交通的正常运行,并且施工过程中不会受到天气的影响,也不会造成环境的污染以及管道的段差变形。除此之外,顶管施工技术还具有高效性、安全性、经济性以及省时性,值得大力推广使用。
1.3顶管施工技术的分类
顶管施工技术具有多种分类方式,根据不同的掘进机的作业形式或者推进管前工具管可以将其划分为挤压式、机械式、手掘式以及半机械式四种不同的类型;按照顶进管子的曲直可以将顶管施工技术分为曲线顶管和直线顶管两种类型;根据接收坑和工作坑之间距离的大小可以将其分为普通顶管两种类型,以300m为界限进行划分,300m以上的为长距离顶管,300m以下的为普通距离顶管。目前顶管在城市内主要用于穿越障碍和过路施工,采用直线顶进的普通距离顶管,一般不超过100米。但如遇大面积的砂层,顶管就无法正常施工,容易造成跑偏和卡管现象,需采取超前注入玻璃水等固沙措施。所以也具有一定的局限性。
2 顶管施工技术在市政排水中的应用
在排水工程顶管施工以前,应该认真的勘测施工场地内部的全部地下管线,并且做好详细的记录。与此同时,还应该勘测施工所在地的地质方面的条件,还需结合施工所在地的污水管顶管的施工技术水平,设计出合理的施工路线与施工工艺,在保证经济性的条件下,要最大程度地提升施工的进度以及施工的质量。因为顶管施工属于非开挖的施工技术,应该为它配备自动测量与纠偏的设备仪器,从而保证污水管顶管的施工的精确度,确保设计线路以及施工线路要完全相符。为了避免地面由于受到施工的影响而出现沉降现象,在施工中经常要使用土压平衡式封闭型的施工工艺。需要特别注意的是排水管穿顶管必须一次完成,同時为了将对地面的破坏降到最低,可以适当降低顶进的速度。
2.1顶管顶进施工
工作井内设备安装完毕,经检查各部均处于良好状态以后,就可以进行开挖与顶进。因为顶管是两根平行管,为了避免互相干扰,施工时先顶进一根,待完成以后,再顶进另外一根。首先要将管子下到导轨上(导轨是由两道平行的钢轨构成,主要作用是使推进管在工作井中有一个稳定的导向,并使推进管沿该导向进入土体),在就位以后,装好顶铁,检测管轴线与管底标高是不是符合设计的要求,合格后方可进行管前端的挖土。
顶进利用千斤顶出镐,在后背墙能够满足顶管最大顶力而不动的情况下,将圆管向前顶进。顶进操作过程:安装好顶铁并挤牢,在管前端有一定长度以后,启动油泵,千斤顶进油,活塞伸出一个工作行程,将管子推出一定的距离。停止油泵,打开控制阀,千斤顶回油,活塞回缩。添加顶铁,重复以上操作,在顶管进至离井边还有50cm左右的时候,应该立即卸管,并进行下一节管子的安装。重新装好顶铁,重复上述操作。
2.2测量与纠偏校正
2.2.1顶管测量
顶管测量要采用激光线测设法控制并测量。将激光经纬仪安装在工作井以内,并且按照管线设计的坡度以及方向来调整好,同时还要在管内装好标示牌,当顶进的管道和设计的位置相同的时候,激光点方可射到标示牌的中心,不然,要根据偏差量来进行校正。全段顶完以后,应该在每个管节接口处测量其中心位置以及高程,有错口时应该测出错口的高差,以量全段的高程和纵坡,并确保高程和中心偏差在允许值之内。此外,为满足管道光滑度的要求,对错口处应采用砂浆进行抹平。
2.2.2纠偏校正
顶管偏差校正以预防为主,不能等到产生明显超差时再进行校正。通常情况下,应每1m测量一次,并相应的进行一次纠偏校核。顶进中若管位偏差10mm左右时,应进行校正,纠偏校正应缓缓进行,在顶进中采用小角度逐渐纠偏,使管子逐渐复位,不得猛纠硬调。具体纠偏可以采用挖土校正法$强制校正法和衬垫矫正法。
2.3管道接口和管道裂缝的处理方法
排水管通常使用的是混凝土管,管道接头应保证对管道导向环的充分固定。如果管道顶进完成后的压力试验导致管道泄漏,则应该在管道的内部安装一个密封环,而后还应该进行接口的防水测试.在顶进期间,管道因为受力不均而产生的裂缝,需要进行处理.细微裂缝则采用环氧砂浆来进行填缝,明显的裂缝采用掺有铝粉的砂浆来进行填缝处理。
3 结语
在确保施工质量和施工进度的基础上,尽量将成本降到最低。施工人员应学会在施工中总结成熟的施工经验,并不断进行创新,为排水管顶管技术发展提供更多的理论知识和实践经验。同时,还必须结合当地的顶管施工技术的现状,科学设计顶管施工的路线和施工工艺,保证施工工艺的选择在符合当地经济的前提下,尽可能提高顶管施工的进度和精度,从而达到实际的使用意义。
参考文献:
[1]雷琳.中继间技术在长距离顶管施工中的应用[J].中华民居,2012,01:17.
[2]吴明生,刘会,张金梅,刘保伟.大直径混凝土曲线顶管施工技术[J].交通科技与经济,2012,04:20-25.
[3]田艳玲,张宝强,黄琳,孟凡民.岩石地层大口径长距离管道顶管施工影响因素[J].油气储运,2012,08:612-614+647.
[4]罗云峰.长距离大直径混凝土顶管中的减阻泥浆研究与应用[J].建筑施工,2014,02:186-188.
[5]庄勇.顶管技术应用中的问题浅析[J].特种结构,2014,02:14-21.
【关键词】 大管径顶管;施工关键
引言:
伴随着城市建设的不断发展,地下空间非开挖技术日益受到人们的重视,并且得到了广泛的应用。如何在对城市环境破坏最小的前提下安装以及更换城市的供水、排水、煤气以及通讯设施,对地下工程的施工技术提出了新的课题。顶管技术是继盾构施工技术以后发展起来的一种地下管道的施工方法。
顶管施工技术是一种非地面的开挖技术,其主要是借助于主顶油缸以及管道中继间等的顶推力,把工具管或者掘进机后的管道铺设在两坑之间,以此来完成管道的敷设。
顶管施工最早开始于1896年美国的北太平洋的铁路铺设工程的施工之中。日本则最早于1948年就进行了顶管施工。我国的顶管施工技术最早开始于20世纪50年代的北京及上海60年代,北京与上海都制定计划开发与推广顶管技术,并且取得了一系列的成绩。1978年前后,上海又开发成功的挤压法顶管,这种顶管尤其适用于软粘土与淤泥质的粘土,可是要求覆土深度要大于两倍的管外径。1984年前后,我国的北京、上海、南京等地先后开始引进了国外先进的机械式顶管设备。从此,使我国的顶管技术上升了一个新的台阶。近10年以来,上海等地完成了多根千米以上的顶管施工,顶管技术有了明显的进步,并且在大直径及长距离顶管技术方面处于国际领先的地位。尤其是近几年顶管施工在各大、中城市中的广泛应用,更加推动了顶管技术的发展。截止到目前,顶管施工已经随着城市建设的迅速发展也越来越普及,而应用的领域日渐宽广。
1 顶管施工技术
1.1顶管施工技术概述
顶管施工技术指的是在施工过程中尽量不开挖或者少开挖进行管道埋设的施工技术,属于典型的非开挖技术。顶管施工技术有效解决了管道在敷设过程中对周围道路交通的破坏,以及管道埋设引起的交通堵塞等问题。除了可以解决道路交通问题之外,顶管施工在环境保护以及土层的稳定等方面具有显著优势。目前,顶管施工技术已经广泛应用于人口繁多、交通密集、建筑物密布、地下管线复杂的城市中,顶管施工技术凭借其较高的经济性、高效率以及对环境的保护等优势广泛应用于电力工程中。除此之外,当施工现场的土壤条件复杂时,顶管施工同样可以准确、快速、安全、经济的找出最有效的施工方法,因此得到了广泛的推广使用。
1.2顶管施工技术的优点
使用顶管施工技术进行电缆敷设过程中不需要进行地面的开挖工作,也不会对周围的建筑物产生影响,不需要拆迁,也不会影响交通的正常运行,并且施工过程中不会受到天气的影响,也不会造成环境的污染以及管道的段差变形。除此之外,顶管施工技术还具有高效性、安全性、经济性以及省时性,值得大力推广使用。
1.3顶管施工技术的分类
顶管施工技术具有多种分类方式,根据不同的掘进机的作业形式或者推进管前工具管可以将其划分为挤压式、机械式、手掘式以及半机械式四种不同的类型;按照顶进管子的曲直可以将顶管施工技术分为曲线顶管和直线顶管两种类型;根据接收坑和工作坑之间距离的大小可以将其分为普通顶管两种类型,以300m为界限进行划分,300m以上的为长距离顶管,300m以下的为普通距离顶管。目前顶管在城市内主要用于穿越障碍和过路施工,采用直线顶进的普通距离顶管,一般不超过100米。但如遇大面积的砂层,顶管就无法正常施工,容易造成跑偏和卡管现象,需采取超前注入玻璃水等固沙措施。所以也具有一定的局限性。
2 顶管施工技术在市政排水中的应用
在排水工程顶管施工以前,应该认真的勘测施工场地内部的全部地下管线,并且做好详细的记录。与此同时,还应该勘测施工所在地的地质方面的条件,还需结合施工所在地的污水管顶管的施工技术水平,设计出合理的施工路线与施工工艺,在保证经济性的条件下,要最大程度地提升施工的进度以及施工的质量。因为顶管施工属于非开挖的施工技术,应该为它配备自动测量与纠偏的设备仪器,从而保证污水管顶管的施工的精确度,确保设计线路以及施工线路要完全相符。为了避免地面由于受到施工的影响而出现沉降现象,在施工中经常要使用土压平衡式封闭型的施工工艺。需要特别注意的是排水管穿顶管必须一次完成,同時为了将对地面的破坏降到最低,可以适当降低顶进的速度。
2.1顶管顶进施工
工作井内设备安装完毕,经检查各部均处于良好状态以后,就可以进行开挖与顶进。因为顶管是两根平行管,为了避免互相干扰,施工时先顶进一根,待完成以后,再顶进另外一根。首先要将管子下到导轨上(导轨是由两道平行的钢轨构成,主要作用是使推进管在工作井中有一个稳定的导向,并使推进管沿该导向进入土体),在就位以后,装好顶铁,检测管轴线与管底标高是不是符合设计的要求,合格后方可进行管前端的挖土。
顶进利用千斤顶出镐,在后背墙能够满足顶管最大顶力而不动的情况下,将圆管向前顶进。顶进操作过程:安装好顶铁并挤牢,在管前端有一定长度以后,启动油泵,千斤顶进油,活塞伸出一个工作行程,将管子推出一定的距离。停止油泵,打开控制阀,千斤顶回油,活塞回缩。添加顶铁,重复以上操作,在顶管进至离井边还有50cm左右的时候,应该立即卸管,并进行下一节管子的安装。重新装好顶铁,重复上述操作。
2.2测量与纠偏校正
2.2.1顶管测量
顶管测量要采用激光线测设法控制并测量。将激光经纬仪安装在工作井以内,并且按照管线设计的坡度以及方向来调整好,同时还要在管内装好标示牌,当顶进的管道和设计的位置相同的时候,激光点方可射到标示牌的中心,不然,要根据偏差量来进行校正。全段顶完以后,应该在每个管节接口处测量其中心位置以及高程,有错口时应该测出错口的高差,以量全段的高程和纵坡,并确保高程和中心偏差在允许值之内。此外,为满足管道光滑度的要求,对错口处应采用砂浆进行抹平。
2.2.2纠偏校正
顶管偏差校正以预防为主,不能等到产生明显超差时再进行校正。通常情况下,应每1m测量一次,并相应的进行一次纠偏校核。顶进中若管位偏差10mm左右时,应进行校正,纠偏校正应缓缓进行,在顶进中采用小角度逐渐纠偏,使管子逐渐复位,不得猛纠硬调。具体纠偏可以采用挖土校正法$强制校正法和衬垫矫正法。
2.3管道接口和管道裂缝的处理方法
排水管通常使用的是混凝土管,管道接头应保证对管道导向环的充分固定。如果管道顶进完成后的压力试验导致管道泄漏,则应该在管道的内部安装一个密封环,而后还应该进行接口的防水测试.在顶进期间,管道因为受力不均而产生的裂缝,需要进行处理.细微裂缝则采用环氧砂浆来进行填缝,明显的裂缝采用掺有铝粉的砂浆来进行填缝处理。
3 结语
在确保施工质量和施工进度的基础上,尽量将成本降到最低。施工人员应学会在施工中总结成熟的施工经验,并不断进行创新,为排水管顶管技术发展提供更多的理论知识和实践经验。同时,还必须结合当地的顶管施工技术的现状,科学设计顶管施工的路线和施工工艺,保证施工工艺的选择在符合当地经济的前提下,尽可能提高顶管施工的进度和精度,从而达到实际的使用意义。
参考文献:
[1]雷琳.中继间技术在长距离顶管施工中的应用[J].中华民居,2012,01:17.
[2]吴明生,刘会,张金梅,刘保伟.大直径混凝土曲线顶管施工技术[J].交通科技与经济,2012,04:20-25.
[3]田艳玲,张宝强,黄琳,孟凡民.岩石地层大口径长距离管道顶管施工影响因素[J].油气储运,2012,08:612-614+647.
[4]罗云峰.长距离大直径混凝土顶管中的减阻泥浆研究与应用[J].建筑施工,2014,02:186-188.
[5]庄勇.顶管技术应用中的问题浅析[J].特种结构,2014,02:14-21.