城市建设污水管道顶管施工技术棎析

城市建设污水管道顶管施工技术棎析

苏绍林

苏绍林

江西有色建设集团有限公司

摘要：随着我国城镇建设经济的发展,顶管施工工艺以其低廉的施工成本和巨大的社会效益也被广泛地运用于城市中的雨水和污水管道工程方面。顶管施工具有场地占地面积小与开挖量小等优点,尤其适用于市政建设的污水管道工程及综合性管道工程。本文对污水管道顶管施工中的技术工艺,技术质量等问题进行探讨。

关键字:市政工程顶管施工；污水处理；施工技术

引言:近年来我国城市建设在大规模快速发展,大量管网及地下交通隧道等地下工程不断在新建、扩建和维修。对于人口集中、地面建筑物和地下管线十分密集、地面交通拥挤的繁华城区来说,传统的明挖埋管方法逐渐受到限制下而采用顶管施工则显示出极大优越性。同时,城市可持续发展的战略要求和人们对环保的日益重视,也使得非开挖顶管施工技术越来越受到重视。

正文

一、顶管施工的原理

顶管施工就是借助主顶油缸及管道间的中间推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内,与此同时,也就是把紧随工具管或掘进机后的管道埋在两坑之间。带拉杆的管节预制方法与普通管基本相同,其不同点主要为在管节前后两段加设预埋拉杆。为了降低顶管对周围土体的扰动,在顶管过程中必须进行注浆润滑,这就需要带注浆孔的管节。带注浆孔管预制与件通管节预制基本相同,主要的不同点为它在普通管的前后两端加设了注浆孔预埋件,以便注浆使用。管节的吊运、装车、下管均采用特制的吊车及专用吊管顶进行。管节起吊严格遵守规范,轻吊轻放。

二、管道顶进技术

全部设备经过检查并经过试运转,前七节管用拉杆连接,以防止管节漂移。工具管要严格调零,将工具管调整成一条直线,此时仪表所反映的角度应为零,调零后将纠偏油缸锁住。防止工具管出洞后下跌,工具管出洞后,由于支撑面较小,工具管容易出现下跌,为此需在工具管下的井壁上加设支撑,同时工具管与第一节管之间连接,加强整体性。在顶进时,封门拆除后将工具管立即切入土层。注意测量和纠偏。开始顶进5m～10m范围内,施工偏差超过允许偏差时,应采取措施立即纠正。工具管进入土层后的管端处理还应注意:在进入接收井的工具管和管端应设枕垫;管道两端露在工作井中的长度不得小于0.5m。顶管结束后,管节接口的内侧间隙将按设计要求处理。

三、注浆工艺技术

1、顶管顶进施工中的注浆技术

（1）顶管施工采用优质的触变泥浆材料

触变泥浆的配合比将根据现场实际地层、土质及触变泥浆的技术指标确定。顶管结束后,需立即用水泥浆置换触变泥浆,并密封注浆孔。触变泥浆的配方(A浆)及主要性能指标主要为:膨润土-12％,纯碱-6％。视粘度cp-30.5,失水量1/t-9。

（2）在管子预埋注浆孔,每隔3节管在一个断面设置注浆孔4个,并具备排气功能。

（3）浆体的配制、搅拌、膨胀时间,都必须按设计及规范要求进行。

（4）压浆方法要以同步注浆为主,补浆为辅。在顶进过程中,要经常检查各推进段的注浆减阻效果,从而及时加以改进施工工艺。

（5）注浆设备和管路要可靠。具有足够的耐压和良好的密封性能。

2、顶管施工结束后的压密注浆技术

（1）注浆孔统一编号并注明施工顺序,孔位偏差小大于6cm,孔偏斜率符合设计要求。

（2）注浆施工按分序加密的原则。顶管段注浆范围为管周lm,注浆孔的布置为两边各一排,紧贴管道外侧,间距为lm。

（3）采用间隔跳跃式注浆法:即先注1．4．7⋯后注2．5．8⋯最后注3．6．9⋯注浆应管道两侧同时进行,两侧的注浆顺序呈三角形分布,同一次序的孔可以同时施工,不同次序的孔,按规定次序进行。

（4）注浆前应做好孔口的注浆工作。当有土粒进入管内时,立即冲洗干净。

（5）注浆过程中发现压力突然下降,流量突然增大时,应立即停止,检查是否冒浆、跑浆,当发生以上情况时,应立即采取措施处理。

四、顶管施工的测量、纠偏、纠扭技术

1、顶管测量技术

测量必须按照设定的管道中心线和工作井位建立地面和地下测量控制系统,控制点应设在不易扰动、线清楚、方便校核的地点。在顶管工作井内的后部设置测量台,其临时水准点由地面水准点引入,在交接班时进行仪器高程的校核和调整,顶进轴线由设计管道轴线通过经纬仪引入工作井,然后对中观测。测量频率为每项进500mm测量一次,全段顶完后,应在每个管节接口处测量其轴线位置和高程。

2、顶管纠偏技术

纠偏是指机头偏离设计轴线后,利用设置在后部的纠偏千斤顶组,改变机头端面的方向,减少偏差,使管道沿设计轴线顶进。项进纠偏是采用调整四台纠偏千斤顶组的方法,进行纠偏操作,若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩,反之亦然。如果同时有高程和方向偏差,则应先纠正偏差大的一边。纠偏应做到在顶进中采用小角度分级逐步进行,勤调微纠。当顶管机头发生旋转时,可采取在管内的相反方向增加压重块或在中间站提供旋转纠正力矩等方法纠正。

3、顶管纠扭技术

顶进过程中常常遇到管道扭转,这将影响管道出泥、电机安装等,必须加强控制,避免扭转角度过大。纠偏时,注意纠偏油缸不要对管节形成扭矩;稳定主项油缸后座,管道内安装的设备应对称布置,避免布置在同一侧。纠正管节扭转的有效方法为压重纠扭,即在管道单边压重,使管道在相反的方向扭转。

五、其它有关顶管施工技术措施

1、穿墙顶进

顶管出洞口对顶管来说是非常重要的环节,为了顺利顶进,在接收井四周仍然采取了深层水泥搅拌对穿墙管前方2m范围内的土体进行加固,起到挡土、阻水的作用。

2、触变泥浆减阻

采用触变泥浆进行减阻,通过压入的泥浆在管壁形成泥浆套。

3、顶管节接头及防水措施

混凝土管采用F型橡胶密封圈柔性接口,氯丁橡胶楔形胶圈,由制管厂配套供应,接头内设止水钢环。当管节正常顶进安成后,管节之间都能达到良好的密封状态。

4、作业面通风

选用大型风扇作鼓风式通风。

5、管道严密性试验

在顶管施工和检查井施工完成后,对各井位之间管道进行严密性试验,管道严密性试验采用闭水法试验。管道不得有漏水现象,其渗水量应小于允许渗水量。

六、顶管施工过程中应注意的问题

1、顶管出洞

即打开钢封门,将工具管顶出井外,顶管出洞是整个顶管工程的关键环节,此时要防止工具管前方土坍塌和工具管偏离设计轴线。

2、纠偏

是指上具管偏离设计轴线后,利用工具管内的纠偏机构(纠偏油缸)改变管端方向,减小管线偏差的过程。

3、纠扭

顶进过程中常常遇到管道扭转,这对管道出泥,电机安装等有较大的影响,因此必须加强控制,避免扭转角度过大。

4、导轨偏移

基坑导轨在顶管施工过程中产生左右或高低偏移。

5、地表隆起

在任何一种顶管施工中,若操作不当,都会使机头前方沿滑裂面范周内的土体遭破坏使地表隆起。

6、地面沉降

在顶管机过后或顶管施工完成以后,在管子中心线左右两侧的地面产生沉降,并且随着时间的推延,沉降槽的宽度与深度均与日俱增。

七、结语

随着工程技术的发展,将会出现更为先进的顶管施工工艺及施工机械。顶管施工工艺也会进一步地广泛应用于我国基础设施建设的各个领域。在采用顶管施工技术后,减少了大量的土方开挖量,缩短了工期,减小了对周围建筑物和周边居民的影响,取得了良好的经济效益和社会效益。

参考文献

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