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顶管施工技术论文8篇

时间:2023-03-07 15:02:01

顶管施工技术论文

顶管施工技术论文篇1

关键词:市政;道路;排水工程;顶管;施工技术

Abstract: this paper mainly discusses the municipal drainage pipe town drainage engineering the sewage pipe pipe jacking technology of some of the situation and related construction technology, for gradually perfection and development of our country town of drain pipe jacking construction technology to provide help.

Keywords: municipal; Road; Drainage engineering; Top tube; Construction technology

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:

0引言

目前,排水管顶管施工技术随着城市的发展不断得到完善和发展,且使用的领域也不断得到拓展,并在顶管施工的基础上发展成为一种非开挖施工技术。随着顶管施工工艺不断的发展,不仅在推进距离上,而且在顶管管径的范围也得到了发展,目前最大排水管顶管施工的管径已经超过4 m。同时顶管施工的附属设备和施工材料也得到了不断的发展,特别是平衡顶管的土砂泵不断得到升级。此外,排水管顶管的施工、测量和数显系统也逐步迈入自动化的轨道,不仅能做到自动测量、纠偏,还会科学计算顶进的速度和核算周围所承受的压力,确保顶管施工的安全性。这些技术都有力地推动我国城镇顶管施工技术的发展。

1城镇市政道路污水管顶管施工概述

1.1城镇污水管顶管施工技术简介

顶管施工技术是一种用于城镇市政管道施工的非开挖掘管道推进技术,其优越性在于施工速度快,施工管道内表面光滑,密封性能好,施工安全性好,基本不影响施工区域周围环境或者影响很小,施工场地小、噪声小、作业深度较深。但排水管顶管技术也有诸多问题,主要是顶管施工周期较长,工程造价昂贵等。目前,顶管技术的发展已经非常成熟,且顶管施工工艺和方法也层出不穷。

(1)顶管施工工作原理:顶管施工技术作为一种新型的地下管道施工技术,在不需要开挖路面的情况下,仅需要在垂直地面方向上开挖顶管施工工作井,然后采用高压液压千斤顶将水泥或者将钢制管道顶入地下。排水管顶管施工使用来自主顶油缸和管道间中继站等方面的推力,将工具管等顶管施工顶进设备从工作井内穿过地质层,同时,将市政排水管道紧随顶管顶进的设备进行埋设,实现排水管道的非开挖敷设。

(2)顶管施工平衡理论的分类:常用的顶管施工平衡理论主要分为三种,分别是气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。对顶管施工技术,首要解决的是施工技术的适应性问题。在实际顶管施工中,应根据区域不同的地质情况、施工和设计要求,科学选用顶管施工工艺,科学地选择顶管机和配套辅助设备,保证排水管顶管施工的顺利进行。在顶管施工工艺中,工具管的作用十分重要,因此,选择工具管必须重视其材质和质量,一般来说,市政排水管顶管施工中选用的工具管是钢筋砼管,不仅能保证顶管施工的顺利进行,还能承受来自地面及周围等各方面的压力且具有耐腐蚀的性能。

1.2顶管施工工艺及流程

目前,在我国常用的市政排水管顶管施工方式主要有2种:开放型和密封型。其中,顶管施工密封型的应用最为广泛,并可分为顶管泥水式推进法、顶管土压式推进法和顶管泥浓式推进法。

(1)泥水式推进法。通过使用刀盘掘进机并用科学设计的顶速来平衡正面土压力,调节循环水压力用以平衡地下水压力。该工艺的施工特点:在顶管施工过程中施工不间断,施工速度较快,且不需要特别的改良地基或降水处理,地表沉降小。

(2)土压式推进法。该方法主要是采用向工作间的切削仓内注入一定比例的混合材料,使其充满整个泥仓的方法来平衡正面土压力和地下水压力;施工推进中并不需要泥浆泵等输送混合材料的设备,整套施工推进机器造价低廉;不需要对泥浆进行处理,整体推进顶管施工的成本较低。土压式推进工法选用的顶管掘进机一般为单刀或多刀盘土压平衡掘进机。土压式推进工法适用的施工管径一般在Φ1 000~3 000 mm之间。

(3)泥浓式推进法。该工艺采用二次注浆处理,不仅能在很大程度上消减与地层间的摩擦阻力,还能顺利排出粒径为顶管直径1/3的砾石等废弃物,保证顶管施工的顺利进行,较适用于城市排水管长距离顶管推进施工。该顶管推进方法在顶管施工过程中,将地下的土、砾石等废弃物分成两部分通过不同的方式输送至地表后再外运处理。因此,泥浓式推进法的适用性非常广泛,除岩石外所有土质条件均可适用。它适用的顶进管径一般在Φ700~2 200 mm之间。顶管施工工艺流程为:挖掘工作坑,制作顶管的砼管组装砼管油泵顶进出泥管道贯通拆工具管砌检查井回填。

2市政道路排水工程污水管顶管施工管理

在城镇排水工程污水管顶管施工过程中,必须科学地对施工范围内的各种地下管线进行详细的勘测,记录备案,并对施工区域地质条件进行科学的勘测,并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。在顶管施工中,由于是非开挖施工,需要配套的施工自动测量和纠偏的仪器和设备,科学的指导排水管顶管施工,确保顶管施工按照预定路线推进。在顶管施工中,施工单位应建立并完善施工区域地面与地下测量控制系统,并科学选择测量控制点,以便能确保地面观察者视线清楚、方便测量和校核。在城镇顶管施工中一般采用土压平衡式工艺,封闭式顶进施工,确保施工地面沉降的影响较小。特别注意的是在排水管顶管穿越地面建筑物时不准停机,并科学控制推进角度,但可适当放慢顶进的速度来减轻对地面土层的破坏。在城镇市政排水管顶管施工中,顶进过程中的测量与纠偏主要依靠全站仪和激光水准仪来完成。在通常情况下,测量频率一般是1 m/次,而纠偏校核一般为半节排水管测量校核一次,并运用激光水准仪对顶管施工中的高程进行测量和校核,确保正确顶进的方向和深度,对于工具头的方向偏差一般不超过5 mm。在顶管施工穿墙顶进施工中,必须科学计算墙体及上面建筑物的荷载和周围的承压力,制定科学的保护措施,保证顶管施工的顺利进行。排水管管节的接头和防水措施:常用的混凝土管一般选用F型橡胶密封圈柔性接口,氯丁橡胶楔形胶圈,并在排水管接头内设止水钢环。

顶管施工技术论文篇2

关键词:城市建设;非开挖管道;施工技术

1非开挖管道施工技术的重要意义

非开挖管道施工,即在不破除地面的情况下,将管道铺设在地下的一种施工法,目前非开挖管道施工在排水管道最常用的的施工工法为顶管施工和牵引管施工(水平导向钻机施工法)。与传统的“明挖法”比较,非开挖的施工技术具有不影响交通、不破坏环境,特别在穿越高速公路、铁路、建筑物、河流、闹市区街道和保护区等条件下,非开挖技术有着比开挖施工明显的优越性。非开挖技术自问市以来已有近百年的历史,当时它仅仅是一种避开地表障碍物的施工技巧。随着社会和技术进步,特别是微电子技术、机械、自动控制技术的发展,非开挖技术已经发展成为一种不开挖地表或最少开挖的条件下探测、检查、修复、更换和铺设管线的高新技术。

2非开挖技术的应用范围

随着城市建设的大规模发展,人们对生活环境的质量提出更高的要求。各级政府都致力于新区开发和老城区改造。而城区水污染的治理和水资源的保护又是重中之重。大中型城市采取的几乎一样的方法截污治污。敷设大口径的截污管一般Φ2000-Φ3500引至污水厂治理这种方案,投资最低。但随之而来的困难是污染源到污水厂(或排放口)均需经过人口稠密区或大型建筑物、构筑物及支流小河等。所以非开挖技术成为首选。像上海合流污水;苏州河治理;北京清河污水干线;西安咸阳机场,广州、杭州、福州、武汉等地都有管道非开挖施工的实例。中等规模城市,如嘉兴、海宁、桐乡等地都采用较小的管径Φ300-Φ1500,有的支流管线采用更小的管径。除了上述的环境整治方面,在能源供应,如液化气、天然气输送管。各种油管在动力电缆、宽频网、光纤网等通讯电缆等都相继采用非开挖技术。因为,在中心城区已无法进行架线,开槽埋管来作业施工。这类管道则更小,一般是Φ80-Φ600之间。综上所述,不管应用在任何领域,非开挖技术,因其优良的施工质量和低廉的施工成本及巨大的社会效益而受到建设方的广泛采用。

3城市建设常用非开挖管道施工技术分析

3.1顶管施工技术

3.1.1顶管施工的历史

1953 年北京第一次进行顶管施工,1956 年上海也开始进行了顶管试验。1978 年上海开发了适用于软粘土和淤泥质粘土的挤压法顶管。1984 年国内开始引进国外的机械顶管设备, 随之也引进了顶管理论、顶管施工方法, 诸如土压平衡理论、泥水平衡理论、气压平衡理论等。1988 年上海研制成功我国第一台土压平衡掘进机。

3.1.2顶管施工的技术理论

顶管技术利用主顶千斤顶及管道中继间千斤顶的推力,将管道从工作坑内穿过土层一直推到接收坑,同时,将紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间。分为人工顶管、机械顶管、水射流顶管、挤压顶管四大类,工作中根据管径、土层状况、管线长度、技术经济性来选定施工类型。顶管施工中最为流行的有三种工作面平衡理论:

①气压平衡:在所顶进的管道中及挖掘面上充满一定压力的空气,以空气的压力来平衡在下水及土层的压力。有全气压平衡和局部气压平衡之分。

②土压平衡:以顶管掘进机土舱内泥土的压力来平衡顶管掘进机所处土层的土压力和地下水压力。在粘性土层中必须控制地面隆陷时,宜采用土压平衡顶管法。

③泥水平衡:以含有一定量粘土, 且具有一定相对密度的泥水充满顶管掘进机的泥水舱, 并对它放加一定的压力,以平衡地下水压力和土压力的一种顶管施工方法。在粉尘土层中且需要控制地面隆陷时,宜采用泥水平衡顶管法。

3.2牵管施工技术

近几年牵管技术在世界各国及各个行业得到了广泛的应用,尤其在环保和城市管网改扩建项目及大型管道穿越江河工程项目上更显出了其独特的优势,其工作过程是通过计算机控制进行导向和探测,先钻出一个与设计曲线相同的导向孔,然后再将导向孔扩大,把产品管线回拖到扩大了的导向孔中,完成管线穿越的施工过程。牵管施工作为一种非开挖地下管道施工方法,与顶管方法相比,牵管施工更适应于小口径管道。这是因为小口径管道的整体轴向抗弯惯性矩小,采用牵管方法可进行小口径长距离的管道施工,而小口径长距离项管容易产生压缩失稳现象。

3.2.1牵管施工工艺

施工前应该在预敷设管道周围,利用地下管线探测仪详细探测地下管线,从而确定打导向孔的平面位置和深度,确保打导向孔、扩孔和拖管时周围其它地下管线的安全和保证预敷管线与其它地下管线的安全距离达到设计规范要求。将探测到的结果同样标注在地面上,以方便打导向孔时进行有效的避让,确保工程安全。施工时,首先将探测棒插入导向头内,导向头后端与钢管连接,然后用顶管机给钢管施加压力,推进导向头,将导向头打入地下;钻孔轨迹可以是直的,也可以是逐渐弯曲的。在导向绕过障碍物,或穿越高速公路、河流和铁路时,钻头的方向可以调整。导向仪可随时接收导向头的方位与深度,顶管机可根据此信息及时旋转导向头,使导向头可向前、上、下、左、右运动,随时改变深度和方向,在地下形成一个圆孔通道,孔道中心线即为所需铺设管道的中心线。在孔洞形成后,扩孔时把钻头卸下,将回扩头连接钻杆上,然后由钻机旋转回拉扩孔。反复进行采用不同直径的回扩头扩孔,直至达到设计的扩孔孔径为止。由于牵管施工处于地表以下(一般位于地表以下3-20m),地质松软,钻孔时易塌方,因此要求所用泥浆的护壁性好、泥饼泥球质量高、控制失水性好,就能保证钻机性能的发挥。钻孔完成后,将管材连接成需要长度,将管材两端封闭, 一端与钻头相连,将其一次性拖入已形成的孔洞中,即完成整个埋管工程。

3.2.2牵管施工的特点

①牵管施工具有不会阻碍交通, 解决了传统开挖施工对居民生活的干扰以及对交通, 环境、周边建筑物基础的破坏和不良影响。

②现代化穿越设备的穿越精度高,易于调整敷设方向和埋深,管线弧形敷设距离长,完全可以满足设计要求埋深,并且可以使管线绕过地下的障碍物。

③采用牵管施工时,不影响江河通航,不损坏江河两侧堤坝及河床结构,施工不受季节限制,具有施工周期短人员少、成功率高施工安全可靠等特点。

④与其它施工方法比较,进出场地速度快,施工场地可以灵活调整,尤其在城市施工时可以充分显示出其优越性,并且施工占地少工程造价低 施工速度快。

结语

综上所述,随着我国经济和社会的快速发展,以及城市化进程的推进,原有的开挖式地下管线施工方式受到限制。实践证明,非开挖技术是一项技术先进、实用性强、适用面广、效益好的施工技术。非开挖技术的推广,对加快城市基础设施建设,保护城市环境都有着十分重要和深远的意义。

参考文献

[1]郭琳琳,宋汝华. 浅析非开挖施工技术在市政管道施工中的应用[J]. 中国建设信息(水工业市场),2008,01:53-54.

顶管施工技术论文篇3

【关键词】市政给排水;顶管技术;施工

地下管网是城市基础设施的重要组成部分,日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内,要对上述市政设施进行改建、新建、扩建,需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大,使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜,同时给市民工作、生活带来许多不便,特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段,这个矛盾就更加突出。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小,如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。

非开挖技术将完全能解决这些难题,提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术,其在国外已广泛使用,在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用,本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题,值得施工技术人员重视,并以此和同行共享。

1.顶管施工的特点

顶管法又称为非开挖管道敷设技术,它具有不需要开挖面层,就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术,投资和工期将大大节省。同时,顶管施工技术可以降低噪音,减少粉尘,减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏,属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点,在市政工程中尤其是在市政给排水管线工程中得到了广泛的应用。概括起来,顶管施工技术具有几大方面的优点:施工面由线缩成点,占地面积小;地面活动不受施工影响,对交通干扰小;噪音和震动低,城市中施工对居民生活环境干扰小,不影响现有管线及构筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷设管道,可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物,减少沿线的拆迁工作量,降低工程造价,其主要缺点是施工技术难度较高,需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。

2.顶管技术施工应用分析

2.1顶进管的选择

顶进管一般选用钢筋砼管,如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程,特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。

2.1.1顶进管直径的选择

顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径,根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚,进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人,所以一般管内径不小于500mm。

2.1.2顶进管长度的选择

顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数,取得良好的效果,但随着管长度的增长,如果偏离原定的路线,使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。

2.2顶管施工的前期准备

2.2.1现场平面布置

平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备,工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。

2.2.2顶管机进、出洞处以及后靠土体加固

为确保顶管机出洞的绝对安全,需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失,并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失,必须在工作井安装洞口止水装置。

2.3顶管施工的工艺

顶管施工又称为顶进法施工,是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基,以构成立体交叉通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井,然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体,由机头导向,将预制的钢筋混凝土管向前顶进,前端土体通过工作井运出,最后完成管道铺设。

2.4顶管井的设计

顶管井分工作井与接收井两种,顶管井的建造结构有很多种类,一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等,后者则大多为矩形,它们的结构受力性能由高至低依次为圆形、正方形、矩形。结构布置时,可在井内设置内支撑,改善结构受力。在建造过程中,工作井按双向顶进设计,与接收井间隔布置,间距与设计检查井间距一致,施工完毕,在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。

3.顶管施工要点

(1)采用触变泥浆,向管道外壁压入一定量的减阻泥浆,在管道形成一个泥浆套,减小管节外壁和土层间的摩阻力,从而减小顶进时的顶力,泥浆套形成的好坏直接关系到减阻的效果。利用泥浆套的支承作用,减少粉质粘土坍塌,形成的地层流失,以控制地面沉降。对顶管机头尾端的压浆要紧随管道顶进同步压浆,在中继间和中部管节处须跟踪补浆,泥浆的实际用量要比理论用量大得多,一般可达到理论值的4~5倍。通过以上压浆措施,达到预期效果。

(2)顶进中须严格按设计线路顶进,可利用削土刀盘上可伸缩的超提刀,结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量,检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下,每顶进1节混凝土管节测量1次,在出洞、纠偏、到达终点前,适当增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测,以保证测量的精度。通过及时纠偏,相邻管间错口

(3)洞口止水,顶管工程中,为使管子能顺利从工作井内出洞,一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些(一般为100mm)的方式,顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭,采用的洞口止水方法是在沉井制作时,预先在洞口预埋一个10mm厚钢法兰,在钢法兰上焊接螺栓,安装16mm厚橡胶法兰,用10mm厚钢压板压紧,在完成的顶管中,未发现地下水和泥砂流入工作井内,同时橡胶法兰和压板可以回收,效果很好。

(4)进出洞是顶管施工中的一道重要工序,因为穿墙后掘进机方向的准确与否将会给以后管道的方向控制和井内管节的拼装工作带来影响。穿墙时,首先,要防止井外的泥水大量涌入井内,严防塌方和流沙。其次,要使管道不偏离轴线,顶进方向要准确。

(5)在建筑物密集处和路面上须作监测布置,观测地表变形和土移,有效避免房屋开裂和路面沉降。

(6)顶进中遇障碍物后的顶进处理,成为困扰施工的难题,如突遇大量埋木、石块及老河道驳坎等等,都需现场研究给出解决的技术措施。

笔者在市政给排水施工中经常遇到截污干管顶管的工程,所以特举例说明,根据前期地质勘察与笔者的施工经验,顶管机头采用气压平衡水冲式机头进行施工,此机头运行较为稳定,对土体的破坏较轻。

4.截污干管顶管施工实例

4.1顶管施工工艺

采用3台150吨/台千斤顶作为主顶,千斤顶行程为1.6米。千斤顶动力由油泵提供。千斤顶后端用道木和分压环将反力均匀作用于工作井,前端顶进分压环,顶铁将顶力传至管节。分压环制作具有足够的刚性,与管端面接触相对平整,无变形。在长距离顶进过程中,当顶进阻力超过容许总顶力时,无法一次达到顶进距离时,须设置中继间分段接力顶进。

本顶管工程在顶进长度超过120米时,考虑在机头后设置一只中继间,并采用触变泥浆注浆工艺。管节接口主要由外套环(钢套环)橡胶止水带和软土衬垫组成。钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形,接口不损坏,以确保管节在对接过程中,橡胶带不移位、不翻转,确保管节的密封性。同时,钢环套在进场前还必须做好防腐处理。在长距离(大于100米)管道顶进过程中,必须采用注浆工艺,利用触变泥浆套减少顶进过程中管壁与土体之间的摩擦力,并填充流失的土体,减少土体变形、沉降和隔水。

4.2管道内管线的铺设

管道内的管线用钢架设置到混凝土管壁上,主要有通风管线和电源管线。施工中由于施工距离大于100米,且埋置管置较深,管道内氧气不足或产生有害气体,所以必须要安装换气系统。通风设施按施工要求用一台柴油空气压缩机将空气过滤,并传输到储气桶中,经过压缩把空气传送到管体的最前端,并将管体最前端的空气排出,这样就可以确保管内空气的含氧量达到施工要求,同时还可以进行气体的循环。电源管线在顶管施工中也起着非常重要的作用,施工过程中主要依靠电源作为动力用电和照明电。顶管施工的电源一般都依靠380V的动力电,所以管内的管线施工一定要做好二极保护和接地保护,这样可以防止人为事故的发生,电源位置也要处理妥当,并加设保护套。照明电要依据施工要求采用36V的低电压,因为管内空气湿度较大,为避免事故,灯具也要加装防水防爆装置。

5.结束语

顶管过程是一个复杂的力学过程,它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。顶管施工技术是在不稳定及饱和土层中以最小的破坏和最大的保护环境的特点,解决了市政给排水网管的难题,顶管技术适用于各种复杂的城市地形,顶管技术的出现为建设和谐安宁的城市和加速城区建设创造了勃勃生机。

【参考文献】

顶管施工技术论文篇4

【关键词】:市政,道路排水,污水管,顶管施工

中图分类号:TU99 文献标识码:A

1、引言

随着我国改革开放进程的不断深入以及城市化进程的不断开展,城市道路排水工程的建设承受着越来越大的压力。道路排水工程作为城市交通建设的重要组成部分,其施工质量不仅关系整个城市的交通能否畅通运行,更直接影响广大市民的生活质量。目前,在城市化进程的过程中,排水管顶管施工技术得到了不断的发展以及完善,它所应用的领域也在大大的扩展,并且在顶管施工技术不断发展的基础上形成了一种非开挖施工的技术。然而污水管顶管施工技术作为道路排水工程中的一项重要技术,近些年,由于科学技术的不断发展,顶管施工技术虽然取得了一定的突破,但由于现代化城市道路排水工程建设的规模性以及复杂性,使现有的顶管施工技术很难满足施工要求。针对这个问题,本文就道路排水工程污水管顶管施工技术展开分析,希望本文的提出,能够有助于相关工作人员准确把握工程施工要点,为建设高质量的城市道路排水工程提供参考依据。

2、市政道路污水管顶管施工概述

2.1、顶管施工技术简介

作为非开挖施工技术之一的顶管施工技术,其具有施工安全性能好、施工场地小、施工速度快、施工对周边环境影响较小等特点,被广泛应用于市政道路污水施工中。但是,它也存在一部分缺点,例如工程造价高、施工周期长等。顶管施工工艺具有多样性,其施工技术发展已趋于成熟。

(1)工作原理:顶管施工技术属于非开挖技术,可以在不开挖路面的条件下进行施工,主要施工方式是在路面垂直上方挖一个工作井,将高压液千斤顶或钢制管道压进地下。污水管施工主要使用主顶油缸和管道间中继站等动力源将其压入地质层,污水管道随着顶管顶进设备进入到地层后方可开始顶管埋设。

(2)顶管施工平衡理论:顶管施工的平衡理论分为三类即气压平衡、泥水平衡和土压平衡。顶管施工中的核心问题就是施工技术适用性,在实际施工中,需要按照施工区域地质、设计要求和施工环境情况,选择顶管机、施工工艺和辅助设备,确保电管施工的进度和质量。在顶管施工中使用的工具管直接关系到施工的质量,因此在选择工具管时应保证材质和质量符合规定要求。目前,在顶管施工中通常使用钢管砼管,其具有承受土体压力大、耐腐蚀性强的优点,保证了施工进度。

2.2、顶管施工工艺及流程。

就目前来讲,我国常采用的顶管施工方式主要有两种,即开放型顶管施工方式以及密封型顶管施工方式。其中,密封型顶管施工方式是应用的最为广泛的,密封型顶管施工技术又可以细分为泥水式推进法、泥浓式推进法以及土压式推进法。下面就密封型顶管施工技术的三种推进法进行介绍。

(1)泥水式推进法:该工艺采用刀盘掘进机,以科学合理的顶进速度平衡正面压力,通过循环水压力去平衡地下水压力。其施工特点为:施工速度较快,施工操作不间断,不要求进行降水处理或地基改良,地表沉降不明显。如图1为泥水式推进法施工工艺示意图。

图1 泥水式推进法施工工艺示意图

(2)土压式推进法。该方法主要是采用向工作间的切削仓内注入一定比例的混合材料,使其充满整个泥仓的方法来平衡正面土压力和地下水压力;施工推进中并不需要泥浆泵等输送混合材料的设备,整套施工推进机器造价低廉;不需要对泥浆进行处理,整体推进顶管施工的成本较低。土压式推进工法选用的顶管掘进机一般为单刀或多刀盘土压平衡掘进机。土压式推进工法适用的施工管径一般在Φ1000~3000mm之间。如图2为土压式推进法施工工艺示意图。

图2土压式推进法施工工艺示意图

(3)泥浓式推进法:该工艺采用的二次注浆处理技术可以减少设备与地层间的摩擦力,将粒径为顶管管径1/3的废弃物顺利排出,提高了施工的顺利度,适用于长距离顶管推进施工。该工艺处理地下的砾石、土等废弃物时先进行分类处理,再通过不同的方式运送到地表上进行处理。泥浓式推进法适用于除了岩石地质外的任何其它地质,适用性很高。其使用的管径一般为Φ700~2200mm,施工流程为:开挖工作坑制作砼管组装砼管顶进油泵出泥贯通管道卸工具管建检查井回填。如图3为泥浓式推进法施工工艺示意图。

图 3 泥浓式推进法施工工艺示意图

3、道路排水污水管顶管施工技术

3.1、在污水管顶管施工的前期,应做好以下前期准备工作,以保证施工的顺利进行:(1)对施工现场的地质、施工管道直径、地下水位以及附近各种建筑设施的排布情况进行仔细勘察,根据勘察结果制定出科学的顶管施工方案;(2)根据道路排水工程的性质以及管道的受力情况,确定管道的内外直径以及各种材料的强度要求,此外,还应根据具体选择的顶管施工工艺确定顶管的合理长度;(3)通过计算,选好施工中可能涉及到的施工设备如高压油泵、运土设备以及千斤顶等。

3.2、在顶管施工过程中,应做好顶管接收井以及工作井的制作。根据工程的具体特点,选用刚度大、抗渗性好、工期短以及施工简便的施工方法,控制好搅拌桩垂直度以及间距(如两个搅拌桩的间距应控制在0.2-0.3m之间,垂直度应小于1.0%)。接收井以及工作井应该采用人工开发的方式,每开挖0.8-1.0m就做相应高度的护壁。除了需要在井底打木桩加固外,还需及时封闭井底。为降低顶进过程中泥浆产生的阻力,宜采用触变泥浆减阻工艺,这能够有效减少由于阻力过大而造成施工中断事故的发生。在顶管出洞的时候,应该在接收井的出洞混凝土墙处安装顶管出洞止水圈,为提高地基土的承载能力,防止机头出洞后发生下沉现象,应该在洞口外1.5m范围内压密注浆;最后,为保证管线轴线平顺以及顶管施工的顺利进行,应该做好接收井和工作井的监控测量、设备安装时轴线的定位、顶进过程中管道轴线的定位工作。

4、市政道路排水工程污水管顶管施工管理

进行排水工程顶管施工前应该详细勘测施工场地内的所有地下管线,做好详细的记录,同时,还应该勘测施工所在场地内的地质条件,结合当地的排水管顶管施工的技术水平,设计科学合理的顶管施工工艺和施工路线,在保证经济性情况下,最大程度地提高施工的质量和进度。由于顶管施工是一项非开挖施工技术,一定要配有自动纠偏和测量的仪器设备,保证排水管顶管施工的精确度,保证实际施工线路和设计线路相符。顶管施工过程中,为了保证施工操作人员视线清晰、测量方便和校核简单,施工单位应该在施工区域建立完善的地下与地上测量控制系统。为了避免地面受施工影响出现明显的沉降,市政道路顶管施工一般采用土压平衡式封闭型施工工艺。需要注意的是,排水管穿越顶管这一环节的施工操作一定要一次性完成,推进角度要科学合理,同时,为了减少对地面的破坏,可以降低顶进速度。顶管施工过程中的测量和纠偏要通过激光水准仪和全站仪完成。一般情况下,测量频率为1m/次,每测量半节排水管进行一次纠偏校核,顶管施工中的高程采用激光水准仪进行测量和校核,保证顶进线路的方向和深度符合设计要求,工具头不能出现超过5mm的方向偏差。进行穿墙顶进施工时,要先计算建筑物的荷载和四周的承压力,以其作为依据采取合理的保护措施,确保顶进施工操作的顺利度。排水管一般选用混凝土管,其接口处采用F型橡胶密封圈和氯丁橡胶楔形胶圈,并将水钢环安装在接水管接头内。

5、结束语

总之,随着城市建设步伐的不断加快和人口的不断增长,城市的排水量也随之不断的增长,污水排水管径的不断加大,对排水管道施工工艺提出了更高要求,顶管施工是排水管施工中的一项重要环节,应做好施工的前期准备工作,调整好泥水平衡压力和管壁摩擦力,参考国内外成功案例与进步思想,顶管技术进行改革。随着我国工程技术发展的日新月异,道路排水工程污水管顶管施工技术水平得到了较大的提升,它们在我国城市道路排水工程中发挥着至关重要的作用,有效的降低了城市道路、管网以及构筑物之间的不良影响,解决了管道埋设过程中的管道破坏以及堵塞问题;最后,由于污水对排水管道材料具有一定的腐蚀性,因此,开发高耐久性的排水管材是今后的重点研究方向。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,并利用成熟的经验进行创新,为排水管顶管技术发展提供更多的理论知识和实践经验。

参考文献:

[1] 张凤青:《探讨城市污水顶管施工技术要点与控制》,《科技论坛》,2012年22期

[2] 吉金凤:《市政道路排水工程污水管顶管施工技术》,《中国行技术新产品》,2010年03期

顶管施工技术论文篇5

关键词:顶管;施工技术;应用

中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:

由于顶管施工技术不需开挖地面,所以其能够穿越公路、铁路、河流,甚至在建筑物底下穿过,很适合运用到市政工程之中,是一种能够安全有效地保护环境的施工方法。

1.顶管施工技术在市政工程中的应用

1.1适用范围

(1)在城市的中心地区,或者商业繁华街道,以及在城市建设中遇到无法迁移或者不能进行大型开挖的文物古迹遗址的特殊地段,对不能进行开槽埋管、空中架线来实施作业施工时,一般采用管道直径在Φ80~Φ600mm之间的地下埋管工程可以使用顶管法施工。

(2)当敷设的城市污水管径大于Φ600mm时,若施工现场无法采用明沟开挖进行埋管施工而在管道沿线又没有其他的建筑物基础时,可以使用顶管法施工作业。

1.2顶管技术在市政管网建设中的应用

目前,在城市的管网施工中,许多城市都存在着道路反复开挖的现象,容易造成市区交通堵塞,困扰了市民生活,并缩短了路面的寿命。与道路配套的电讯、自来水、煤气、路灯、排水、城市坐标、候车亭、广告箱、电话亭、治安岗亭、路牌等都要进行反复拆建,无疑增加了施工的难度以及对城市设施的破坏,城市在这些方面的问题显得尤其突出。

顶管施工技术在市政管网建设中的应用主要包括:

(1)旧城改造过程中,由于以往铺设的各种管网相互交错,有很多管线的地下位置不明,原始资料不全或者丢失等因素,市政管网的铺设无法对地面进行有效开挖。

(2)城市架空线路遇到交通干线、繁华街道、铁路、江河或文物古迹的阻截时,需转入地下过渡。

(3)当污水管径较大(大于Φ600mm),而施工现场的周边环境受到限制,无法采用明沟开挖法来埋设施工管道。

2.顶管施工技术的效益特征

顶管敷设管道施工技术对于大中型管径的非开挖埋设特别适用,具有经济、安全、环保和高效的综合功能。采用该施工技术,既能够节约一定的征地拆迁费用,又能够减少环境污染及对道路的阻塞,具有显著的社会效益和经济效益。

这种施工技术具有的优势包括:

(1)不需开挖地面,尤其是城市道路。

(2)不用拆迁征地,不会破坏地面建筑物。

(3)不影响正常的城市交通秩序。

(4)不破坏地表植被以及周边环境。

(5)施工过程不受环境和气候的影响。

(6)不影响管道的段差变形。

(7)省时、安全、高效,无建筑垃圾污染,综合造价低。

3.顶管技术施工要点分析

3.1现场踏勘及调查

定位测量后进行的现场踏勘及调查工作包括:

(1)观察现场人流和车流的情况以确定人流及车流的交通组织和路线,在路口设立交通导向牌以及高峰期安排人员指挥交通。

(2)摸查清楚附近的排水系统,并设计出最佳的排泥水线路,必要时应施工临时排水管道,以免污水横流。(3)对于施工现场的煤气、电力、通讯、供水、煤气等管道进行定位并标示出来,查看是否需要临时关停或搬迁。

(4)调查原有污水管道以及雨水渠箱等埋设较深的市政地下建筑物。

(5)对于附近的一些桥梁等构筑物应调查其桥台基础、间距及桩基深度,附近建筑物的基坑采取何种结构形式,以及是否采用喷锚结构施工,长度是否在顶管顶进轴线内。

3.2施工前技术准备可以要求业主及设计单位提供顶管顶进路线的详细地质资料,并尽量了解土层的物理性质(颗粒组成、含水量大小、塑性指数及透水系数)、分布状况(分布范围和埋深厚度)、力学参数(内摩擦角、内粘聚力及标准贯入值)等。了解地下水状况及其变化规律如地下水水面标高、来源、及是否受潮汐的影响而变化等。若存在砂层则应搞清含砂量的多少及其砂的级配关系和细度情况;岩层则要搞清是否有裂隙发育;若是风化岩层则需搞清是否强风化、中风化或者弱风化,抗压强度和抗剪强度是多少,属于砂岩还是粉沙质泥岩,是否为整体结构还是条片状结构等等。一般说来,现行业主及设计方提供的地质资料不够详细,甚或截然不同,作为施工单位,必须要求业主补钻。在业主应承条件下我们也可以自己在顶进线路上补鉴别孔,或局部问题点补技术孔。3.3顶管线路确定及井位设计

顶进距离由设备条件及周边环境来综合确定。考虑到工作井造价比较昂贵,应尽量少一些工作井,最好安排往两个方向的顶进。由于现行的设计院设计管道大多都按明挖方式进行设计,经过现场调查后应尽量优化线路设计,避开不利于顶管的土层、并尽量让顶管线路避开建筑物及树木。最好在每个工作井或接收井设计检查井位。线路与周边结构物的距离设计应考虑到以后作检查井的方便及空间,尽量避免冲突。检查井的间距可按现行规范和设计单位研究进行适当的加长。若顶进深度范围内的土层较为复杂,应与设计部门进行协商考虑抬高或降低标高。3.4顶力及管材设计

顶力计算现行有很多方法和模型,但这些方法只能为定性分析和综合取值考虑。传统上顶力大小主要与土质和是否注浆有关,但实际上顶力的大小和很多因素有关,如采用设备的形式、采用管材形式、土层的变化情况、后靠背的刚度、是否有纠偏、工作井的形式、顶进速度、注浆的压力等。实践证明,现行主要采用整体三维模型和多参数系统来模拟顶管在顶进过程中各部分结构的受力情况。

关于管材设计,现行对管材的配筋量、砼的强度、端部的细部处理及钢筋布置都区别于承受纵向线荷载的排水管道,其一般可按照轴心受压柱的考虑来进行设计,但是注意到顶管需要进行纠偏处理的情况,必须考虑管道的偏心受压和局部应力集中的情况,并预留一定的安全系数。3.5现场施工管理

在现场施工中,管线中经常带有污物或施工残留物,应及时进行清扫,否则会给阀门、仪表和设备带来严重的损害。管道在铺设前后都要进行清扫,焊一段清扫一段,这样可以大大减少系统完成后的清扫工作量。清扫过后可对系统进行分段或这整体的打压,并检验系统的强度以及气密性。这里应尤其注意季节对于打压工作的影响,如在严寒地区,冬季一般只要打气压,而打水压容易造成管道内结冰,若打水压则一定要采取防冻措施。打气压必须对系统进行认真分析,并制定出打压方案,还要采取相应的安全保障措施。4.结语顶管敷设管道施工技术在饱和或不稳定土层中以其最小的破坏及最大的保护环境等特点,有效解决了城市管网施工中的难题,并在应对最恶劣的地下土壤条件时具有一定的技术优势,便于针对任何复杂地形和交通布局的城市都能提出最经济、快速、准确且可靠的解决方案。因而,顶管技术的出现为加速旧城区的改造和创建都市的安宁环境造就了勃勃生机。

【参考文献】

[1]李健.顶管施工法的技术特点分析[J].筑路机械与施工机械化,2006(7).

顶管施工技术论文篇6

关键词:排水管道顶管施工设计应用

Abstract: in the municipal engineering drainage pipe jacking construction design process must be clear of pipe jacking construction characteristics, design process, through to the cement balance method to design the analytical perspective technique problems, in order to ensure the perfect technology, meanwhile, technology application make preparation for construction, technical inspection application guidance to ensure the effectiveness of the application. The author in the construction process and experience of the construction characteristics and construction process analysis, on the basis of the exploration of pipe jacking construction characteristics and drainage pipe jacking construction design and application of the main points, to achieve the complete drainage construction has the important practical significance.

Keywords: drainage pipe jacking construction design applications

中图分类号: TU81文献标识码:A文章编号:

顶管施工技术是一种较好保护环境的敷设地下管线的非开挖技术,是排水或地下管道穿越铁路、道路、河流或建筑物等各种障碍物时采用的一种暗挖式施工方法。顶管施工技术的开发使得水利、市政等部门管道施工设计发展迅速,而且使得地下排水管道的施工设计有了更为坚实的技术支撑。

1 顶管施工的特点

该技术的优势就在于能够不破坏外层土结构,并且能够通过多种技术作用原理实现顶进、挤压、充填、施加气压等多种施工技术调控,自控自支护自平衡土压力,使顶进管壁与原地层紧密结合,并改变顶管沿线地下水的渗流方向和渗透作用,使顶管管线形成土体中的加筋体,与地层土体产生相互作用,从而也改善了沿线土体的变形状况,因此可以说顶管施工又是一种现代化的敷设地下管线的施工方法。其施工特点包括:(1)、虽然不会破坏外层土结构,但是还是对软土层有较好的施工保证;(2)、动工时不用大面积地无明挖土方;(3)、工程施工过程简单,所需设备少,会缩短工期,降低造价;(4)、适用于中型管道(l.5~2m)管道施工;(5)、大直径、超长顶进、纠偏困难。可穿越公路、铁路、河流、地面建筑物进行地下管道施工。(6)、可以在很深的地下铺设管道,适应范围广泛。

2 排水管道顶管施工设计

2.1排水管道顶管施工设计流程

排水管道顶管施工设计流程一般来说包括以下程序:开挖工作坑并支撑―安装后背墙―基础与导轨安装―顶管设备安装―顶进施工―砌井―闭水实验―回填―竣工验收顶管。具体来说施工顺序首先要先施工顶管工作井及接收井,后顶进管道,然后施工检查井的施工顺序。顶管工作并及接收井施工、管节制作、顶进施工、检查井施工尽可能平行交叉进行,以缩短工期。在这个过程中需要进行顶管工程力学参数顶力计算,计算公式为:F=F0 F1

F0= a PeBC2 π/4

F1=RSL

F0――初始顶力(kN)

F0――管壁摩擦力(kN)

R――综合摩擦阻力(kpa),本工程取淤泥质土值 2;

S――管外周长(m),

L――推进长度(m),

a――综合系数,本工程取淤泥质土系数值1

pe――土仓的压力(kpa),

BC=管外径(m)

2.2 泥水平衡法

排水管道指汇集和排放污水、废水和雨水的管渠及其附属设施所组成的系统,包括干管、支管以及通往处理厂的管道,无论修建在街道上或其它任何地方,只要是起排水作用的管道,都应作为排水管道统计。排水管道主要为排除路面雨水到泵站内,如果是埋深较大的采用顶管法施工,管径可以选择为D800mm和D1000mm,管材为钢筋砼管;可以设两个顶管工作井和两个顶管接收井,顶管总长度279m,其中D800mm管道147m、D1000mm管道132m。最大顶进长度121m。在施工过程中往往会采用泥水平衡法施工,施工过程沿顶进方向70m左右挖一地下水观测井,及时测得观测数据,确定泥水压力,使泥水仓压力始终大于水压力。泥水初定参数:

泥水比重 1.15t/m3

泥水仓压力 255KPa

排泥流量 Q1=1.1m3/min

排泥流量 Q2=1.37m3/min

流量计设定 1.37m3/min。

3 排水管道顶管技术施工应用分析

3.1施工前的应用准备

(1)顶进管的选择

顶进管是进行排水管道顶管施工的关键设备,对于排水管道的设计施工而言顶进管多数会选用钢筋砼管,这种管抗腐蚀效果明显,适合在排水管中使用。对于顶进管的材质选择也要考虑到施工地段的情况,如果适合钢管材料也可以选择成本价格较低的钢管构造材质。而对于顶进管的的直径选择首先要确定内径,对于不同的排水管道要求,内径的选择要根据工程要求而进行恰当地选择。一般管内径不小于500mm。而对于顶进管的长度选择则要考虑到施工的线路问题,如果路线设计有偏离情况发生就要选择较长的顶管,反之,则可以选择较短的顶管。另外,一般情况下,管长度须相对于管径来衡量,当L/D外≤1.10时,为短管;当L/D外=1.15时,为标准管;当L/D外≥2..10时为长管。短管适合使用在线路曲折的地段,而长管适合使用于土质较好的施工地段。

(2)施工前的技术准备

顶管法施工前的准备工作很多,恰当有效的准备工作是保证施工质量的前提。首先,要选择好技术措施,顶管法施工是一种不开槽的管道铺设方法,基本上是边挖土,边开动顶镐,所以必须要对施工线路进行反复地核对查实,保证线路施工设计能够完美。其次,对于排水管道而言,多数的排水管道的顶管埋土较深,所以要对施工地段的地质、水文进行调查,保证施工不会破坏当地的水文地质。另外,施工技术要做出周密的规格规范要求,一般来说下管前,要严格检查管材,不合格的管材应剔除,不得使用。总之,对施工的各项技术指标都应该有周密的考虑,以保证施工的顺利进行。

3.2顶管施工的检验

顶管施工的检验要执行《给水排水管道施工及验收规范》(GB50268-97),规范中规定管道渗漏的检验方法采用闭水试验(行业标准CJJ3-90规定相同),这种质量检验方法和标准能够反映一般工程质量情况的评价和要求。对具体的检验方法来说包括这样几方面内容:作好工程质量标准规定,运用常规检查方法和仪器测量方法(经纬仪、水准仪及钢尺丈量)进行测量,结合工程施工经验和工程地质资料,认真观测第一顶段施工情况进行分析考虑,严格施工,不断提高工程质量。对于施工过程中需要注意这样两点问题:(1)管道顶进应连续作业。(2)管道顶进过程中如果出现工具管前有遇到障碍;顶铁发生扭曲现象;管位偏差过大且校正无效;顶力超过管端的允许顶力;接缝中漏泥浆等现象时必须暂停顶进,及时处理。

总之,为了保证排水管道项管施工设计完善及应用过程的实效明显,必须要明确项管施工的特点、设计流程,通过对水泥平衡法的解析来透视技术设计问题。在保证技术完美的同时,对技术应用做出施工准备、技术检验的应用指导,以全面的技术规范来保证排水管道施工的技术质量。

参考文献

顶管施工技术论文篇7

【关键词】市政道路,污水管顶,施工

中图分类号:U41 文献标识码:A 文章编号:

一.前言

我们在对市政基础设施施工的时候,会考虑到很多方面的原因和条件,为了对我国有关市政道路污水的处理,我们采用管顶的施工方法和技术来进行施工,特别是污水管道顶管施工技术的应用,在穿越城市建筑、公路、深埋等重难、复杂施工条件时,有其独到的优势,本文着重介绍了有关我国市政道路污水管顶施工等一系列问题来供大家参考。

二.城镇市政道路污水管顶管施工概述

1.城镇污水管顶管施工技术简介

顶管施工技术是一种用于城镇市政管道施工的非开挖掘管道推进技术,其优越性在于施工速度快,施工管道内表面光滑,密封性能好,施工安全性好,基本不影响施工区域周围环境或者影响很小,施工场地小、噪声小、作业深度较深。但排水管顶管技术也有诸多问题,主要是顶管施工周期较长,工程造价昂贵等。目前,顶管技术的发展已经非常成熟,且顶管施工工艺和方法也层出不穷。

(一)顶管施工工作原理:顶管施工技术作为一种新型的地下管道施工技术,在不需要开挖路面的情况下,仅需要在垂直地面方向上开挖顶管施工工作井,然后采用高压液压千斤顶将水泥或者将钢制管道顶入地下。排水管顶管施工使用来自主顶油缸和管道间中继站等方面的推力,将工具管等顶管施工顶进设备从工作井内穿过地质层,同时,将市政排水管道紧随顶管顶进的设备进行埋设,实现排水管道的非开挖敷设。

(二)顶管施工平衡理论的分类:常用的顶管施工平衡理论主要分为三种,分别是气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。对顶管施工技术,首要解决的是施工技术的适应性问题。在实际顶管施工中,应根据区域不同的地质情况、施工和设计要求,科学选用顶管施工工艺,科学地选择顶管机和配套辅助设备,保证排水管顶管施工的顺利进行。在顶管施工工艺中,工具管的作用十分重要,因此,选择工具管必须重视其材质和质量,一般来说,市政排水管顶管施工中选用的工具管是钢筋砼管,不仅能保证顶管施工的顺利进行,还能承受来自地面及周围等各方面的压力且具有耐腐蚀的性能。

2.顶管施工工艺及流程

目前,在我国常用的市政排水管顶管施工方式主要有2种:开放型和密封型。其中,顶管施工密封型的应用最为广泛,并可分为顶管泥水式推进法、顶管土压式推进法和顶管泥浓式推进法。

(一)泥水式推进法。通过使用刀盘掘进机并用科学设计的顶速来平衡正面土压力,调节循环水压力用以平衡地下水压力。该工艺的施工特点:在顶管施工过程中施工不间断,施工速度较快,且不需要特别的改良地基或降水处理,地表沉降小。

(二)土压式推进法。该方法主要是采用向工作间的切削仓内注入一定比例的混合材料,使其充满整个泥仓的方法来平衡正面土压力和地下水压力;施工推进中并不需要泥浆泵等输送混合材料的设备,整套施工推进机器造价低廉;不需要对泥浆进行处理,整体推进顶管施工的成本较低。土压式推进工法选用的顶管掘进机一般为单刀或多刀盘土压平衡掘进机。土压式推进工法适用的施工管径一般在Φ1000~3000mm之间。

(三)泥浓式推进法。该工艺采用二次注浆处理,不仅能在很大程度上消减与地层间的摩擦阻力,还能顺利排出粒径为顶管直径1/3的砾石等废弃物,保证顶管施工的顺利进行,较适用于城市排水管长距离顶管推进施工。该顶管推进方法在顶管施工过程中,将地下的土、砾石等废弃物分成两部分通过不同的方式输送至地表后再外运处理。因此,泥浓式推进法的适用性非常广泛,除岩石外所有土质条件均可适用。它适用的顶进管径一般在Φ700至2200mm之间。顶管施工工艺流程为:挖掘工作坑,制作顶管的砼管组装砼管油泵顶进出泥管道贯通拆工具管砌检查井回填。

三.污水顶管管道的施工

1.管外壁涂蜡措施;下管前在管外壁涂改性石蜡,以减少管道项进阻力。

2.采用触变泥浆,向管道外壁压人一定量的减阻泥浆,在管道形成一个泥浆套,减小管节外壁和土层问的摩阻力,从而减小顶进时的顶力,泥浆套形成的好坏,直接关系到减阻的效果。利用泥浆套的支承作用,减少粉质粘土坍塌,形成的地层流失,以控制地面沉降。对顶管机头尾端的压浆要紧随管道顶进同步压浆,在中继间和中部管节处须跟踪补浆,泥浆的实际用量要比理论用量大得多,一般可达到理论值的4~5倍。通过以上压浆措施,达到预期效果。

3.超前加固措施;污水管道管基落在淤泥质粉土中,部分顶管管顶上部为流塑淤泥粘土及松散杂填土层,为防止前方土体塌落,造成路面塌陷和周边建筑物基础移动,及保证管基承载力满足设计要求,根据设计,于顶管前先施工高压旋喷桩进行管基管顶注浆加固处理。

4.中继间的使用;为增大顶进长度,管道顶进过程中加设中继间。利用中继间进行接力顶进是中长距离顶管的一项重要技术措施。中继间的布置要求按顶力及操作的要求,以提高顶进速度。第一只中继间应放在比较前面,因为顶管机的正面土压力在推进过程中会因土质条件和施工情况等因素发生较大的变化,所以当总推力达到设计推力的60%时就安放第一只中继间,以后当达到计推力的80%时安放下一只中继间,而当主顶推力达到设计推力的90%时就必须启用中继间。

5.进出洞是顶管施工中的一道重要工序,因为穿墙后掘进机方向的准确与否将会给以后管道的方向控制和井内管节的拼装工作带来影响。穿墙时,首先要防止井外的泥水大量涌入井内,严防塌方和流沙,本工程管道位于粉质粘土层较松散,在水位下呈流塑状,则必须在管子顶进方向距离工作井边一定范围,对整个土体进行改良或加固,采用了井点降水措施,以提高这部分土体的强度,防止掘进机出洞时塌方。其次要使管道不偏离轴线,顶进方向要准确。

6.顶进中遇障碍物后的顶进处理,成为困扰施丁的难题,如突遇大量埋木、石块及老河道驳坎等等,都需现场研究给出解决的技术措施。顶管施工在市政工程中,特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤显重要。顶管工艺的施工从技术上讲是完全可行的,相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性。从根本上改变了城市管网乱挖现象;另外一方面从切实做到保护环境人手,加大推广顶管施工技术力度势在必行。可以预见未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑。

四. 污水顶管技术施工要点及注意事项

1.洞口止水,顶管丁程中,为使管子能顺利从工作井内出洞,一般采取工作井预留洞口比管节外径略大些(一般为100mm)的方式,顶进时此间隙需采取有效措施进行封闭,我们采用的洞口止水方法是在沉井制做时,预先在洞口预埋一个10mm厚钢法兰,在钢法兰上焊接螺栓,安装16mm厚橡胶法兰,用10mm厚钢压板压紧,在我们完成的顶管中,未发现地下水和泥砂流入工作井内,同时橡胶法兰和压板可以回收,效果很好。

2.顶进中须严格按设计线路顶进,可利用削土刀盘上可伸缩的超提刀,结合千斤顶编组进行纠偏。经常对顶进轴线进行测量,检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下,每顶进l节混凝土管节测量1次,在出洞、纠偏、到达终点前,适当增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测,以保证测量的精度。通过及时纠偏相邻管问错口

五.结束语

时代要前进,城市要发展。市政设施配套完善,地下各种管道建设将会大量增加,顶管设计和施工也会增多。管径加大,长度加长,有直有曲,种类繁多,这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此,我们要重视这个良机,进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术,

参考文献:

[1]张传安.软土地区双排大口径顶管施工技术[J].铁道标准设计,2009(3).

[2]刘广建,城市道路给排水设计的探讨[J],黑龙江科技信息,2010,(11):201-201

[3]郭娟,市政道路给排水工程设计的探讨[J],山西建筑,2011,14(37):119-120

顶管施工技术论文篇8

【关键词】市政道路;排水工程;顶管施工技术

中图分类号: TU992 文献标识码: A

引言

说到顶管技术,很多人并不了解,顶管技术最早应用于美国的太平洋铁路的铺设过程中,而后经过了漫长的发展,直至1953年才开始在我国应用。然而在当时,仅仅是采用手决式顶管施工技术,施工的设备不仅简单而且落后。直到后来,这项技术才开始采用大口径的机械式的顶管施工工艺。在目前,顶管施工技术不断发展,使用的领域也越来越广,并且在顶管施工技术的基础上逐步发展成为一种非开掘的施工技术,并且,顶管管径的范围也在不断地扩大,目前,世界上最大的排水管顶管施工的管径已经超过了四米。同时,顶管施工的材料以及设备也得到了很大的发展,而排水顶管的施工测量等系统也逐步的向自动化迈进,不仅能够做到自动测量,还会科学计算顶进的速度和核算出周围所承受的压力,以确保顶管施工的安全。这些技术的出现,有力的推动了城镇顶管技术的发展。

一、关于市政道路污水管顶管施工技术的概括

顶管施工技术作为一种广泛应用的非开挖掘管道推进技术,它的优点是施工速度快、密封性能较好、对于施工周围的环境影响较少。但这并不意味着它是没有缺点的,它的缺点是顶管施工的周期较长、造价较高。下面,我们将对顶管施工技术做出一个简要的介绍。

1、顶管施工工作原理

顶管技术作为一种新型的管道施工技术,在不需要开掘路况的前提条件下,仅仅需要在垂直地面的方向上开掘顶管施工的工作井,随后采取高压液压千斤顶将水泥顶入地下。排水管管顶的施工使用来自主顶油缸和管道间的中继站等方面的推力,将工具管等一些顶管施工顶进设备从工作井的内部穿入到地质层,与此同时,将市政的排水道紧随着顶管顶进的设备进行埋伏,实现排水管道的非开挖敷设。

2、关于顶管施工的平衡理论的分类

一般来说,常用的顶管施工的平衡理论一般包括三类:气压的平衡、泥土的平衡以及土压平衡。对于顶管施工技术首先要去解决的就是对于施工技术的适用性问题。在实际的顶管施工中,应该具体问题具体分析。简要点说,就是根据地质的状况和工程需要这两方面出发,选择顶管施工技术以及与之相配的施工设备,以保证施工的顺利完成。

3.顶管施工的方式

顶管施工的方式包括两种:开放式和密封式。而应用最为广泛的主要是开放式,开放式又可分为泥水式、土压式、顶管泥浓式推进法。下面,我们将对着三种推进法进行简要的介绍。

(1)关于泥土式的推进法

泥土式的推进法是用刀盘掘进机加上科学设计的顶速来平衡正面的土压力、平衡地下的水压力。它的特点就是在施工过程中施工的速度不仅快,而且过程不中断,并且不需要进行特别的降水处理。

(2)土压式的推进法

这种方法主要是向工作间的切削舱内注入一定比例的混合材料,使得这些材料充满整个的泥仓,以此去平衡正面土压力和地下的水压力。在施工推进的过程中,往往并不需要输送混合材料的设备,且施工推进机器的造价相对来说较为低廉,整体推进的顶管施工成本比较低。

(3)顶管泥浓式的推进法

顶管工艺主要运用的是二次注浆的处理,不仅能够很大程度上消减与地层的摩擦阻力,而且还会排除一些废弃物,以保证工程的顺利实施。这种推进方法在顶管施工的过程中,将废弃物分成两批输送至地表后再进行外送处理。所以,该工艺适用的范围非常的广泛,除岩石以外基本上所有的土质都可以适用。

二、顶管施工实施的工序以及注意问题

顶进管的实施过程:首先应当在顶进的一侧设置工作坑,修筑上底滑板,并且在管体的尾部修筑后背,从而对挺进力进行抗衡。然后将行车线的路基挖空,一直达到设计的标高,并且超挖出滑板的厚度,直到全部的就位为止。

1、开掘工作坑

在开掘工作坑之前首先要做的就是在工作坑的用钢板桩对进其进行加固,周边做好排防水的防护工作。开挖工作坑采用的是人机结合的方法,用电葫芦吊土箱出土。工作坑的底板采用的是一百五十#的钢筋混凝土,厚度达到20米,在每3米的地方设置一道地锚梁,在地锚梁的两侧设置导向支墩,钢筋网采用Φ8钢筋以20乘以20的间距步在顶面下的5厘米处,底板的中心线与钢筋混凝土管的中心线基本上一致,并在工作坑的四周布设几个降水的井点。

这里需要注意的是,在灌注底板混凝土的时候,用Φ16的钢筋头埋进混凝土之中,分成2.5米的方格网,严格的控制高成,按照点抹平混凝土的表面,使其平整度达2米和5米之间。

2、安装设置刃脚

进行准确的测量定位,使得工作坑的底板中心线和混凝土管的中心线达到重合,对外表进行处理,从而减小顶进的阻力。刀刃主要起的是导向和保护施工人员安全的作用。这里需要注意的是,安装时必须严格要求,不能够出现向上或者向下的倾角,防止顶进时出现偏差。

3、对于后背的修筑

后背主要是承受顶进时的水平顶力之反力的临时的结构物,它是保证顶进工作能够顺利实施的重要设施。所以,后背应该达到足够的稳定度和强度,始终不能裂开或者断开。后背的尺寸和规格是是经过严格周密的计算得出的,它必须能够承受钢筋混凝土管在顶进的过程中所能出现的最大的顶力,并且还应该有适当的安全储备。

4、顶进设备的安装及调试

顶进设备包括两个方面:液压设备和传力设备。一般说来,设施布置是否恰当关系到顶进的成效。因此,在安装之前,对于液化系统的各个部件应当进行单体的实验,试验合格后方可进行安装。

5、顶进工艺

顶进就是开动高压油泵,使得千金顶受的液压产生顶力,以此推动钢筋混凝土向前推进,每次的顶程,都会达到190到800毫米。钢筋混凝土管前进以后,千斤顶活塞恢复到原位,在空当的地方填放上顶铁,进行下次的顶进。如此的循环往返,一直到钢筋混凝土就位。

结语

随着社会的急遽发展,城镇的规模也在不断地扩大,尤其是一些临近大城市的县镇,发展的势头更加地迅猛。为了满足日益增长的排水量;为了符合国家对于城镇污水的监察以及管理,这些县镇必须采取积极的态度,去建设更多和更大管径的污水排水管。事实上,对于城镇特别是一些县城中心采取顶管施工技术不仅能够降低对于城市的交通等方面的破坏,而且还能够节省大量的施工成本。因此,在未来的日子里,我们应该继续采用顶管施工技术,并不断的改进,使其能更好的的服务。

参考文献

[1]吴广秀.市政道路排水工程污水管顶管施工技术.技术与市场.