《顶管技术在市政给排水工程中的运用》-工学论文，工业技术论文-论文范文参考-科学狗论文网

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顶管技术在市政给排水工程中的运用

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焦茂生

摘要:随着社会的进步、经济的发展,以及城市规模的扩大及城市高层建筑、居民生活水平提高和基础设施的不断兴建,地下工程的建设和应用日益广泛,开挖施工方法显现出很大的局限性和不足之处。因此,非开挖铺管技术应运而生。非开挖铺管施工技术是指在不开挖地表破坏路面的条件下铺设各种地下公用设施(管道和电缆)的一种技术和方法。与开挖施工法相比,非开挖施工技术具有不影响交通、不破坏环境、施工周期短、综合施工成本低、社会效益显著等优点。

关键词:工程;顶管;施工

1 工程概况

该工程污水改造工程二标段工程,总长约2.2km ,路幅宽度36m。道路下管线分别为D300～D1200污水管,路北侧埋设1根D1200 污水管。该管段在南湖路段,约486m 长紧贴路侧有大量房屋,管道埋深约为5.7～6.9m,路面下埋有雨水、电缆其它管线。管道底穿越3 - 1 层粉质粘土层和4-1层粉土。

根据土质等情况提出该段采用长距离顶管一次顶进补位的方案。

2开槽埋管和顶管的比选

2.1开槽埋管从地质情况分析:D1200钢筋混凝土管自重较大,管道位于3-1层或4-1层埋深在5.0～6.0米,管基不易采用原状土基础,须采用钢性基础底板。考虑到地下水位较高,为保证基槽大开挖,既要考虑多种降水方式,又要考虑基槽正常围护,开槽施工时上部土层为粉质粘土层和粉土层,需要采取井点降水以防止地面发生沉降情况,这样增加了施工成本。重要的是,管道埋设在慢车道下,并且路侧紧贴大量连排2 - 3 层砖混房,使基槽开挖难度更大,如开挖基槽,则须作房屋加固围护措施,路面需要恢复,而且原路面下的管线需移位,必然极大增加工程造价而且影响了周围交通正常通行。

2.2从管道地基设计方面分析:开槽后须采用有效的管道基础。先铺设碎石层,加强地基承载力,再做砼底板基础,实施砂石坞管,由于施工中无法避免扰动地基,仍无法有效减少管道实际沉降。而顶管方法由于管与土同体积置换效应和土拱效应,则可在较大程度上减少管道沉降。

另外, 以施工工期分析:在道路下开挖埋管施工,工期较长,开挖施工的土方堆放严重影响了交通环境,而且施工造成道路反复开挖,影响了道路的使用寿命,综合考虑不符合城区管道施工要求;而采用顶管施工工期较短,且场地整洁, 道路不需要整体破坏,不影响交通环境。最后从经济性分析计入降水措施、管道基础、道路恢复、开挖土方量围护费用造价, 则在城区施工覆土深度较大的管道情况下采用顶管比开槽埋管经济。

3 顶管施工要点

3.1采用触变泥浆, 向管道外壁压入一定量的减阻泥浆,在管道外围形成一个泥浆套,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, 达到予期效果。

3.2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< 15 %壁厚, 且≯20 , 竖向偏差控制在+ 30～-40mm 以内, 水平偏差控制在±50mm以内。

3.3洞口止水,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,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。

3.4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,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。

3.5在建筑物密集处和路面上须作监测布置, 观测地表变形和土体位移, 有效避免房屋开裂和路面沉降。

3.6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。

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入手,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。

参考文献

[1] 给水排水管道工程施工及验收规程,中华人民共和国建设部发布1997年10月

[2] 实用给水排水施工手册中国建筑工业出版社, 1998年7月

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