頂管施工技術(shù)在城市給排水工程中的應(yīng)用

頂管施工技術(shù)在城市給排水工程中的應(yīng)用

Summary：頂管技術(shù)是一種應(yīng)用較為廣泛的技術(shù)，在市政工程項(xiàng)目發(fā)展中利用頂管技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)非開挖管道敷設(shè)技術(shù)，無需對地面進(jìn)行開挖施工處理，與傳統(tǒng)施工技術(shù)相比較而言能夠減少工作量，縮短施工周期，降低工作強(qiáng)度，提高工程建設(shè)效率，同時在經(jīng)濟(jì)效益及社會效益上具有顯著收獲效果。在建設(shè)中頂管技術(shù)發(fā)揮重要作用，因此要對頂管技術(shù)有正確認(rèn)知，針對其中所存在的問題提出有效解決策略。Keys：頂管；施工技術(shù)；城市；給排水；應(yīng)用1城市給排水施工中頂管技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)勢頂管技術(shù)的基本原則是：沿管安裝接收井、工作井，在工作井中安裝牢固的后座，將待頂?shù)幕炷凉?、鋼管、油壓千斤頂全部吊起，然后用油液壓千斤頂將油管、油壓千斤頂緩緩?fù)迫耄⒃诠茏拥乃闹苄纬梢粋€鉆頭，這樣管子就可以在鉆頭中滑動，在頂入過程中，利用激光經(jīng)緯儀對頂管的方向進(jìn)行測量。隨后使用邊頂邊排土，并根據(jù)實(shí)際施工情況予以調(diào)整的施工手段，直至將混凝土管或鋼管頂?shù)浇邮站畠?nèi)。此外，頂管施工技術(shù)是一種不需要開挖地表的施工技術(shù)，它可以通過地下管線、地面建筑物、河道等，提高工程效率，降低投資成本，縮短工期。另外，還可以減少粉塵和噪聲，減輕工程對周邊環(huán)境的不良影響。以免交通被破壞而干擾居民的正常生活，從而達(dá)到真正高效施工，正是因?yàn)轫敼苁┕しㄓ兄^多優(yōu)勢，因此在市政工程特別是給排水工程項(xiàng)目中的應(yīng)用范圍十分廣泛。頂管施工技術(shù)有著對周圍環(huán)境影響小，不會對地面活動產(chǎn)生影響，無需干擾交通的優(yōu)勢，能夠在較深的水下或地下鋪設(shè)管道，無需開挖并能夠穿越公路，并提高技術(shù)的安全性和可靠性，降低工程造價和施工成本。同時，施工面由點(diǎn)到線，盡可能減少在施工過程中所需占用到的用地面積。同時，由于噪聲低、振動小，工程建設(shè)不會對居住環(huán)境造成任何的干擾，也不會對建筑和現(xiàn)有管線的正常使用造成一定的影響。但其應(yīng)用也有其不足之處，即施工技術(shù)難度大，必須進(jìn)行詳細(xì)的勘察工作，了解水文地質(zhì)，并對勘察資料進(jìn)行深入分析，方能開展后續(xù)施工工作。該技術(shù)尤其適用于大中型管徑的非開挖地區(qū)，具有高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，采用該技術(shù)進(jìn)行工程建設(shè)，既節(jié)約了土地征收、拆遷成本，又可降低交通阻塞、環(huán)境污染等，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。在老城區(qū)和舊城改造工程中，采用頂管施工技術(shù)也取得了很好的成效。就老城區(qū)來說，由于地下管線年久失修，老化嚴(yán)重，并且布置條件復(fù)雜，使用時間長了，會發(fā)生錯位、移動等現(xiàn)象，很難精確掌握其具體位置。為解決這一難題，建議在地下給排水管道鋪設(shè)時，應(yīng)采取頂管施工工藝，以減少地表施工的困難。2施工要點(diǎn)2.1頂管施工技術(shù)實(shí)際操作要點(diǎn)1)工作井施工環(huán)節(jié)此環(huán)節(jié)作業(yè)中應(yīng)采用兩次澆筑成型技術(shù)，其中上部混凝土井壁澆筑作業(yè)應(yīng)在刃腳混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)訂標(biāo)準(zhǔn)的70%后進(jìn)行，實(shí)際澆筑施工過程中應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，避免井壁中出現(xiàn)施工縫。下沉作業(yè)過程中應(yīng)確保沉井始終保持垂直狀態(tài)，施工單位應(yīng)注意依據(jù)地質(zhì)情況選擇滿足實(shí)際施工需求以及質(zhì)量需求的施工技術(shù)。取土下沉作業(yè)過程中，施工技術(shù)人員應(yīng)對整個施工流程進(jìn)行嚴(yán)密觀測，在出現(xiàn)下沉困難情況下及時采取相應(yīng)處置手段，確保沉井作業(yè)有序開展[6]。2)后靠墻施工環(huán)節(jié)施工單位在實(shí)際作業(yè)過程中應(yīng)注意，采用強(qiáng)度為C30的混凝土材料，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到預(yù)計(jì)標(biāo)注的75%后方可進(jìn)行后續(xù)頂進(jìn)施工。3)頂管設(shè)備選擇及安裝環(huán)節(jié)施工單位在實(shí)際開展頂管施工技術(shù)過程中，應(yīng)充分認(rèn)識到頂管機(jī)頭選型、設(shè)備規(guī)格、型號以及數(shù)量對整個工程質(zhì)量的影響，技術(shù)人員工作中應(yīng)依據(jù)工程實(shí)際要求開展設(shè)備選型設(shè)計(jì)工作。工作井井內(nèi)設(shè)置主要涵蓋后靠背、導(dǎo)軌、主頂油缸等，同時還包括連至井外的循環(huán)系統(tǒng)以及泥漿排除管道，技術(shù)人員在境內(nèi)設(shè)備布局設(shè)計(jì)過程中應(yīng)避免其影響混凝土管吊裝作業(yè)。4)機(jī)頭穿墻出洞作業(yè)此環(huán)節(jié)作業(yè)重點(diǎn)主要涵蓋以下幾方面：其一，洞門止水裝置安裝環(huán)節(jié)。施工單位應(yīng)在頂進(jìn)施工設(shè)定方向前坑內(nèi)澆筑混凝土配比合理的前止水墻，隨后在墻上預(yù)留孔洞位置安裝橡膠材質(zhì)的止水圈。其具體構(gòu)造如圖2所示。除此以外，在作業(yè)中還應(yīng)該對此環(huán)節(jié)施工的封門拔除作業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，確保頂管高效有序出洞，避免因土體流塑性產(chǎn)生塌方事故。5)預(yù)制管進(jìn)場及吊裝作業(yè)環(huán)節(jié)。頂管施工作業(yè)所需管道均為工廠預(yù)制產(chǎn)品，施工單位在接收管道后應(yīng)確保其堆放的穩(wěn)定性，應(yīng)該與工作井保持安全距離，避免對其他作業(yè)環(huán)節(jié)造成阻礙。6)頂進(jìn)作業(yè)環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)需注意的關(guān)鍵點(diǎn)主要涵蓋頂進(jìn)方法選擇以及頂管段單元長度測算、中繼段劃分以及減阻手段、頂進(jìn)方向控制方案等。2.2正常頂進(jìn)作業(yè)主流程其一，施工準(zhǔn)備階段中，應(yīng)開展測量放樣工作；其二，頂進(jìn)設(shè)備安裝作業(yè)階段中，應(yīng)開展的工作主要包括現(xiàn)場平面布置、起重設(shè)備及注漿設(shè)備安裝、注漿材料配置等；其三，掘進(jìn)機(jī)就位階段，應(yīng)首先對設(shè)備性能進(jìn)行調(diào)試，隨后將其安置于工作井中；其四，掘進(jìn)機(jī)進(jìn)洞階段，應(yīng)及時開展破洞口磚封門、主頂油缸推進(jìn)、拔除井門鋼封口以及出泥準(zhǔn)備作業(yè)；其五，管道頂進(jìn)作業(yè)階段，應(yīng)及時開展頂進(jìn)糾偏、觸變泥漿壓柱、頂進(jìn)操作控制以及頂級出泥作業(yè)；其六，鋼管焊接階段，應(yīng)對焊縫接口部分進(jìn)行檢驗(yàn)。在中繼站設(shè)計(jì)工作中，中繼站的設(shè)定取決于總的頂力，中繼環(huán)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列任一條件：1)當(dāng)總的頂力比主頂液壓機(jī)構(gòu)大時；2)當(dāng)軸向壓力總管道所容許時；3)當(dāng)總的支承力比和最大的承載力和最大的承載力時。在實(shí)際工程中，管節(jié)外壁及周邊土的摩擦力應(yīng)該由頂板施工所得資料來計(jì)算，合理調(diào)整轉(zhuǎn)接間隔，盡量降低轉(zhuǎn)接間隔，確保頂進(jìn)過程的順利進(jìn)行。在減阻措施設(shè)計(jì)方面，刀具管的阻力主要有刀具管的正壓力、管壁摩擦、刀具管的氣、水壓力，應(yīng)通過采用注漿技術(shù)，在巖體與巖體之間形成一層泥漿護(hù)層以減少巖層的摩擦力，從而減少巖層的巖層。在方向控制方案設(shè)計(jì)中，施工單位應(yīng)確保方案滿足如下要求：其一，在頂板施工中，為了確保整個頂進(jìn)軸線的一致性，應(yīng)采用連接三角法進(jìn)行周期性的復(fù)測；其二，為更好的解決測量用的時間問題，應(yīng)盡量減少測量站的數(shù)量。在鉆進(jìn)結(jié)束后，如果遇到流沙、砂石等或沖頂發(fā)生超掘情況時，則替換采用注漿技術(shù)，對不良巖層進(jìn)行置換注漿。2.3地表監(jiān)測在頂管施工中，如在開挖環(huán)節(jié)中施工單位取土量不合適、管線未及時糾偏或頂進(jìn)管和工程管外徑出現(xiàn)管徑差等情況，均可能引發(fā)地表沉降或地表隆起現(xiàn)象，影響正常施工，破壞施工現(xiàn)場。就此，施工單位在頂管施工期間需實(shí)施地表監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)地表異常，避免影響擴(kuò)大。在該城市給排水工程中，施工單位通過水準(zhǔn)測量方法，觀測施工現(xiàn)場的地表變形狀況、建（構(gòu)）筑物沉降狀況；通過傾斜電測法觀測建（構(gòu)）筑物的傾斜狀況，監(jiān)測頻次由施工進(jìn)度、施工現(xiàn)場建（構(gòu)）筑物情況與沉降速率等因素決定。同時，施工單位為避免地表沉降或隆起，采取以下預(yù)防措施：(1)在實(shí)施壓漿施工時，以“泥漿套”土體壓力平衡為條件，設(shè)置壓漿壓力；(2)對于埋深小于1.5m的管道，沿管道敷設(shè)路線設(shè)置局部壓鋼板，并在鋼板上方堆放砂包，保障頂管時土層壓力均衡，預(yù)防隆起。3結(jié)語在城市給排水施工中應(yīng)用頂管技術(shù)十分常見，正是因?yàn)轫敼芗夹g(shù)在應(yīng)用時有著較多顯著優(yōu)勢，能夠?yàn)榻ㄖこ添?xiàng)目建設(shè)帶來一定便利性和可靠性，因此在城市給排水施工領(lǐng)域中應(yīng)用頻率較高且獲得效益優(yōu)良，能夠減輕施工項(xiàng)目對周圍環(huán)境所產(chǎn)生的影響，降低成本投入，提高工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益，有利于保護(hù)市政生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目可持續(xù)發(fā)展。Reference：[1]鄭