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顶管施工技术论文样例十一篇

时间:2023-03-22 17:45:06

顶管施工技术论文

顶管施工技术论文例1

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2012)18-0105-02

1 管网及非开挖技术

给水排水工程中俗称“水”专业,是一门与公民的生产生活息息相关的学科,它是以水的社会循环、输送和处理、水资源利用与保护及消防等有关的理论与技术为主要研究内容,与生物学、化工产业、环保产业和公民生活密切相关的重要学科,而其中的对于城市净水和污水的处理更是重中之重。管网是城市给排水工程的一项基本元素更是城市基础建设的重要组成部分,每时每刻都在为公民的生活生产保驾护航。城市管网主要布置于地下,它包括自来水的输送、污水的处理、燃气与暖气的输送等等都要依托于城市地下管网。城市的发展离不开建筑的新建、改建和扩建,进而也需要施工人员按照要求进行管道施工。传统的挖槽式管道施工对地面影响较大,施工周期长,如果在人口密集区域还会给交通增加压力,给公民的出行带来不便。有些特殊区域不允许挖掘,更是对施工提出了严峻的考验。给水排水工程为了使这些安装施工对城市的影响降低,尽可能的缩短施工周期,就必须研究非开挖技术。

非开挖技术是指利用少量的挖掘或者不挖掘技术来进行地下管路的敷设或更换的工艺。而顶管技术就是应运而生的一种非开挖技术。随着顶管技术在国内的普遍应用,随之也带来一些施工上的技术问题,本文就此进行下讨论和阐述。

2 顶管施工的概念及特点

顶管法施工顾名思义就是在工作区内借助于顶进机械设备产生的推进力,克服管道与周围土壤的摩擦力,将钢筋混凝土管或其他材质的管材沿设计好的角度和坡度顶入地下,并将多余土方输送走。后一段管材沿前一段的坡度继续顶进施工土层以两管中继间的推进力为动力,把顶进设备或连接设备一起穿越工作区直至接收坑,然后将顶进机等机械设备取出,这样管路就埋设在工作区了。

相比开挖敷设技术,投资和工期大幅度缩短,同时顶管技术对居民生活环境影响较小,减轻对人口密集区的交通压力和地面的破坏。他能穿越河流、铁路、桥梁、隧道和其他几乎所有的地面建筑物,不影响正常公民的生活、不破坏环境,施工不受气候和环境影响,施工管道可弯曲,可以在很深的地下或水下敷设。使用该技术敷设管路,能有效的节省拆迁费用、降低施工周期。

3 顶管施工技术在我国的发展过程

世界上最早的应用顶管技术的记录实在1892年,最初的施工是在1896-1900年由美国北太平洋公司完成的。我国的顶管技术起步较晚,上世纪50年代初由国外引进,早期的发展由于技术条件和施工条件的限制发展较慢,是以人工为主,设备技术都十分欠缺,更是缺少专门的研究人员。直至1964年,在上海首次试验使用机械式顶管,一些单位进行了机械式顶管的各种基础试验和相关的一些理论研究。当时,利用中继间的相关技术,口径在2m左右的钢筋混凝土管的一次可顶进距离可达一百余米。不久之后,在我国其他大型城市相关的、不同形式的顶管实验也相继启动。由于当时的顶管和顶管掘进机的研究都还是起步阶段,既没有和参照研究的实例,也没有专业人员做相关指导,所以尽管在顶管施工上取得了些成果,但还远远不够。上世纪70年代末,上海又率先研制成功适用于软质粘土和淤泥质粘土的顶管挤压法,这种方法要求的管路上覆盖的土方量较大,但施工效率却比之前有了显著的提高。自上世纪80年代以来,顶管技术在我国开始了迅速发展,在技术层面和施工层面都有了突飞猛进的提高。1983-1986年,我国的几大一线城市像北京、上海、广州等地先后引进国外先进的顶管施工设备及技术。尤其是上海引进了日本逸势机(ISEKI)公司的800mm直径Telemale顶管掘进机之后,国外的先进理论技术也进入了中国。上世纪90年代,我国开展了多项非开挖技术自动化的研究,逐步替代手动操作,近些年由于数控设备的普及不少学者开始将目光转向将电子、数码引入顶管技术的研究上。2000年后,许多开设工科的高等院校对顶管技术开展了不少专项研究,至今为止取得了不少成绩。2002年中国成立了非开挖技术协会,非开挖管线技术及顶管技术的研究将越来越深入。

4 顶管技术在我国的现状及施工应用分析

通过近些年的大量实际施工应用和理论研究,我国的顶管施工技术持续处于高速发展状态,在某些方面已经于世界领先技术并驾齐驱。2001年,上海隧道股份有限公司在江苏常州完成了2050m、直径2m的钢筋混凝土顶管施工,是当时最长的顶管工程。2002年9月,全长3600m、埋深为23-25m、直径为1.8m的钢制管,成功穿越黄河,无论从管路的顶进长度、下管深度、和复杂的地理环境,还是钢管直径大小在国内尚属首次。其中最长的一段长达1259m,要穿越黄河而且土质还是较厚的砂砾层,既是我国非开挖技术创新突破的关键工程,也是目前世界上复杂地质条件下大直径钢管一次性顶进距离最长的顶管工程。2008年,中铁十局十公司在长江引水工程中采用国产直径2200mm钢管,双管齐下同步顶进2500m。这些例子表明我国的顶管施工技术已经达到了一个全新的里程碑,与世界先进水平不相伯仲。

顶管施工中,顶进管一般选用钢筋混凝土管和钢管,其中钢管要求没有腐蚀的情况下可以敷设。在选择顶进管材料后,要对其长度和直径进行设计和计算,一次性使用越长的管,其相对的经济成本就越低,可调控性也越高;而直径方面,由于有工人在上面施工作业,所以内径不小于500mm,然后根据顶进管所受荷载和工程性质来确定管壁厚度,进而计算出外径。

5 顶管技术目前在我国所存在的问题

顶管技术在我国的存在的主要问题是,专业人才不足,机械设备陈旧,地区与地区之间水平良莠不齐。现下而言,顶管基础施工设备还都购买自国外,国内企业的生产技术水平与国外相比还有明显差距,掘进机型号很少特别是大中型号,我国尚无适于中强度岩层以上的岩盘掘进机,机械上横向扩展的能力较小,且自动化性能还有待提高。从地域上说,顶管技术的发展与我国地理环境相佐,与经济发展一样呈现出一种自西向东的“阶梯式”状态,我国东部的顶管施工技术发展水平远远高于中西部地区。西部地区只是由于西气东输工程的实施才有了少量的顶管施工,这种地域式的明显差异极大的阻碍了中西部地区非开挖技术的进步。顶管施工技术在城市之间的发展不均衡,在东部、沿海大城市顶管技术的研究和理论技术应用比较普遍,但在中小城市实例很少,有的在施工的某一环节不得不采取,而并非最初的设计意图,在中西部地区更是凤毛麟角。在同一城市内的不同企业所拥有的技术和施工水平也不尽相同,有些施工单位往往刚一接触顶管技术就碰到阻碍,而又找不到良好的解决办法,这样极大的限制了非开挖技术的推广和普及。影响非开挖技术应用的另一个因素是,大量缺乏专业人才,目前活跃在施工一线的多半都是“半路出家”一些是原来是土木工程专业的后来转行来的,有的又是其他行业,而这些人只有比较少的专业知识,难以适应多变的施工需求。所以,想要解决我国顶管技术所存在的问题就要从设备、技术、理念、地域、人才等等各个方面来寻求解决之道。

6 顶管技术在我国的发展及前景

伴随着我国计划经济的快速增长,顶管技术的前景越来越被看好。加之现在研究非开挖技术的学者越来越多,研究的深度也在逐步增加。非开挖技术必将向良好的方向发展,顶管技术将在我国地下管线的施工中扮演越来越重要的角色,而非开挖技术也将因顶管技术的飞速发展,不断地书写新篇章。

随着技术的不断革新和研究的渐渐深入,原来的手动化、半自动化、短管式等等都将会被数字化、全自动化、加长管式所代替。掘进机的精密程度,管道的方向控制都将得到大幅度提高。根据资料显示,目前我国已成立四个非开挖研究中心,尖端技术人才已过百,相信在不久的将来一定会有更多的人加入到非开挖的研究中来,最近的几十年一定是我国非开挖事业蓬勃发展的辉煌时期。

7 总结

顶管设计在给水排水工程施工中,特别是人口密集交通繁忙的城市中心区显得尤为重要。现如今,与时俱进、开拓创新的理念早已深入人心。城市的发展离不开给排水设施的完善,地下管道建设量将会大大增加,顶管技术及非开挖技术的应用也会越来越广泛。我们要抓住顶管施工技术快速发展的良好契机,完善和改进我们自身原有的技术,发展和创新先进技术,使综合水平与国际接轨,将最好的技术、最高质量的施工应用到祖国的建设上。

参考文献:

[1]廖霞柳.洛河电厂取水工程顶管施工质量控制分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报,2010,(01):13-14,17.

[2]邓雅婷.地下建筑与工程专业揭密及院校介绍[J].高校招生,2002,(07):58.

顶管施工技术论文例2

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

顶管施工技术论文例3

中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1008-925X(2012)O8-0130-01

非开挖工程技术被广泛应用于穿越道路、河流、建筑物以及在闹市区、古迹保护区等不允许或不能开挖条件下进行电信、给排水管道、天然气管道等的铺设、更修和修复。由于该技术的综合成本低、施工周期短、环境影响小、不影响交通、施工安全性好等优势日益受到人们的青睐,在市政给排水管线、通信电缆、燃气管道等地下管线工程施工中得以广泛应用。随着我国经济的发展,大量新的管线需要兴建,大量旧的管线等待修复且人们对环境保护的日益重视,这些因素必将使非开挖技术得到蓬勃发展[1]。

1、非开挖技术概述

非开挖技术是利用微开挖或不开挖技术对地下管线、管道和地下电缆进行铺设、修复或更换的一门科学。现阶段施工中,非开挖技术主要分为导向钻进铺管和顶管掘进机铺管技术。

导向钻进铺管技术是采用定向钻机从河流或道路的一侧向另一侧钻孔,然后把要安装的设施从道路钻孔的一侧拖入到另一侧。其施工的特点是:①导向仪导向,快速高效准确;②钻孔方向易控制且施工场地要求简单;③导向探测与管线探测仪或管线雷达相结合可有效调整钻头,避开管线,适合复杂地层条件下施工。

顶管掘进机铺管技术是指借助主顶油缸等顶进设备,将工具管或掘进机从工作井穿越土层进入接收井,将紧随其后的工作管道依次连接并埋设在这两个井的管线土层中的敷设地下管线的施工方法[2]。在顶管施工中有3种平衡理论:气压平衡、泥水平衡和土压平衡理论。气压平衡又分全气压和局部气压平衡,气压式顶管施工的基本原理是以一定压力的压缩空气来平衡地下水压力、疏干地下水,从而保持挖掘面土体稳定;泥水平衡理论就是以含有一定量粘土的且具有一定相对密度的泥浆水充满掘进机的泥水舱并施加一定的压力,以平衡地下水压力和土压力的一种顶管施工理论;土压平衡理论的主要特征是在顶进过程中,利用掘进机土仓内的压力和螺旋输送机排土来平衡地下水压力和土压力[3]。下面结合实际工程阐述泥水平衡式顶管施工技术在供水管道工程中的应用。

2、工程概况

本工程为珠海市平岗泵站咸期供水配套工程第10.1标段Ф2444×22mm钢管顶管工程,管道全长1023米。顶管沿线设工作井一座(12#顶管工作井),设接收井两座(11#和13#接收井)。该工程管材选用Φ2444×22钢管,材质Q235B,单根管长初步定为6m,重量7.9t/根。钢管采用焊接连接。

本工程工作井和接收井采用沉井施工,顶管施工从12#工作井向两座接收井(11#、13#)进行顶进,一段长度为506m,另一段长度为517m。

3、工程地质条件

3.1 工作井处地质条件

两接收井分别位于东三闸南侧和东四闸南侧;工作井位于芭蕉地地面处,沉井所在位置地形较为平坦,地面高程在-0.86~0.5m之间。所处地层结构为二层,①层为耕土,黄褐色,由粉沙含粘土组成,含植物根茎,松散状态,层厚为0.6~2.5m,层底标高为0.5~-1.0m;②层为淤泥质粘土,灰黑色、深灰色,一般含大量粉细砂或贝壳碎屑,局部粉细砂与淤泥呈互层状,摇震反应快,较光滑,干强度高,韧性较低,呈饱和,流塑状态。层底标高为-15m~-40m之间,工作井和接收井底标高位于-9.90m。

3.2 顶管处地质条件

管线中心线高程按-7.80m,顶管穿越的地层为②层。层底标高为-15m~-40m之,厚度5.60~39.80m,层底高程-15~-40m。

4、施工方案

根据工程地质情况拟采用日产RASA公司DT型泥水平衡掘进机。该机型的刀盘可根据前方土压力的变化自动伸缩,伸缩的同时进泥量也随之变化,使前方平衡土压力始终保持定值,地下水可以通过进水量保持平衡同时保证地面沉降量最小。

4.1 施工顺序

测量放线基坑制作设备安装顶进、出土泥水分离注浆减阻测量、纠偏下管接口进入接收井取出机头全线测量、管内口抹浆密封拆除设备、顶管结束维修保养。

4.2关键施工措施

① 纠偏系统

纠偏系统是由四组纠偏油缸构成的,纠偏的控制是根据管道激光测量定位系统来决定的。在顶进过程中,激光经纬仪从始至终进行跟踪测量,激光纠偏系统随时根据激光点的左右上下进行纠偏。

② 顶管的排泥方案

由于顶管施工的距离长且管径大,排泥泵拟选用日本原装产品,它具有使泥水循环流动的功能,该设备设有旁通阀,其采用电动操作,一旦管道发生堵塞现象,屏幕操作台就可以显示,操作台的人员随即可以启动任何一只旁通阀进行冲洗管道,保证了排泥管道的畅通。

③中继间设置

本工程为长距离顶管施工,中继间的合理布置和启动是顶管成败的关键环节。据计算总控制顶力为2553T,主顶油缸选择每台300T,共6台,主顶装置总顶力为1800T。为了保证顶进顺利和工期完成,在517m和506m两段管道中加设4个铰连接中继间,每段需架设中继间2套,把这两段管道分成3个推进区间,同时控制好安放位置,在顶力达到主顶装置的50%时,及时安装第一个中继间。当顶力达到主顶装置70%时安装第二个中继间,中继间顶力按照每台1200T设计。

④ 减阻措施

在顶进过程中,采用注浆的方式使管道外壁形成泥浆套,从而降低顶进时的摩阻力。材料采用日本生产BIOS超强材料,该剂的优点为:高粘性、良好的抗渗透性、配制容易、经济环保。

5、结论及建议

1)根据实际的地质情况与设计要求,选择合理的非开挖技术手段进行施工。

2)当管道较长、高程控制要求精确且管径较大时,常采用顶管掘进机铺管技术。

3)在长距离顶管施工中需要合理布置中继间的位置和数量,将管道分成数段,分段向前推顶,分散了主千斤顶的顶力使每段管道所受顶力降到允许顶力范围内,同时可大幅降低施工成本。

参考文献:

顶管施工技术论文例4

中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:

一、前言

随着我国经济持续稳定地增长,城市化进程的进一步加快,我国的地下管线的需求量也在逐年增加。加之人们对环境保护意识的增强顶管技术将在我国地下管线的施工中起到越来越重要的地位和作用。通过先进技术的引入, 顶管施工得到飞跃性的发展。泥浆平衡法顶管施工技术也应运而生, 并得到广泛推广使用。下面我们就泥水平衡法的施工工艺进行讨论交流,旨在使我们的工程施工更加成熟与稳定

二、泥水平衡法顶管施工原理

泥水平衡顶管施工是一种非开挖施工方法,是不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力,克服管道与周围土壤的摩擦力,将管道按设计的路线顶入土中,并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后,再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸、中继间等推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后,埋设在两坑之间。随着科学技术的发展,顶管施工从原始的人工作业,发展到现在的机械作业,安全性及工作效率大大提高, 其中最为普遍的有气压、土压、泥水三种平衡理论, 已经成为当前市政行业顶管施工的主流,尤以泥水平衡法最为盛行,其理论为: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,并对它施加一定的压力,以平衡地下水压力和土压力的一种顶管施工方法。

三、泥水平衡法顶管施工工艺

顶管施工工艺流程:(1)测量高程以及轴线,(2)挖顶管工作坑,设置顶进后背,安装好井内顶进辅顶管的导轨,(3)安装止水圈、割除洞口,(4)安装、调试主顶工作站(5)开动掘进机头刀盘,顶入机头及先导管,运出开挖泥土(6)下管、安装管节借助顶铁将管材顶进土体,(7)继续下管安装并且检测是否正常顶进,最后是掘进机顺利推进到接收井。这里我们详细讨论下面几项:

1.顶管工作坑

工作坑亦称竖井,其位置可根据地形、管线设计、地面障碍物等因素决定,是顶管施工现场设置的临时性设施。在顶进过程中,顶管的管节从外面吊入工作坑内安装顶进,管内的出土通过泥浆泵及排泥管道抽排到地面排泥场。工作坑中除安装有顶进系统外,还设有导轨、后背及后背墙、密封圈、排水坑等设备。

因顶管施工全过程需在工作坑中实施,顶管坑设计是否合理直接影响顶管施工,首先,为保证顶管施工方便及安全施工工作坑需采取防渗措施,常规做法采用水泥搅拌桩或拉森钢板桩闭水、防渗,避免顶管坑周围土体渗漏、流失引起坑边塌方;第二,顶管工作坑尺寸中宽度主要考虑顶进管材直径、两侧保留足够操作空间;长度要保证上一节管留置长度、管材长度及顶进设备长度等空间;第三,由于顶管施工全部顶力反力由顶管工作坑后背墙提供,后背墙设置要严格按照理论计算结合施工经验确保顶管施工不因后背墙破坏而无法进行。

2.顶管施工。针对不同的地质情况、施工条件和设计要求,选用与之适应的顶管施工方式,如何正确地选择顶管机和配套辅助设备,对于顶管施工来说将是非常关键的。

(1)顶管设备的选型。首先进行顶力计算,顶进力为初始顶进力与各种阻力之和。通过顶力计算,确定设备型号和类型。

(2)顶管测量控制。

根据测量控制点及整个工程的控制网在井周围布设一个高精度的控制网,用以测放、检查和修正工作井区和井下的测量点,如轴线点、井下的测量起始点和后视点等。测量平台置于井下顶管轴线上,靠近后靠背处,通过控制网将顶管测量起始点,并在井中布设2~3个稳固的后视点,以便互相校核。起始点对顶管测量精度至关重要,故井下测量平台要单独设置,不与管道、后靠背接触,不受顶管操作的影响,以保持其稳定性。

(3)顶管出洞、进洞施工。由于顶管的部分操作在工作井内进行,顶管过程中起始点和后视点发生位移是完全可能的,顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中,开始正常顶管前的过程,是顶管的关键工序, 也是容易发生事故的工序;顶管进洞:一段管道顶完,顶管机破进洞口封门进入接收井,并作好顶管机后一节管与进洞口的密封联接的过程。

(4)掘土及出土。泥水平衡顶管机前部切削土体,通过压力水进行充分搅拌后,变为泥水,通过泥水软管依靠污泥泵输送至工作井上部泥水沉淀池内。经过沉淀后,再通过高压水泵进入顶管机前部,尽量做到水资源的循环利用。

四.施工技术措施

(1)泥浆减阻。减阻泥浆采用一种由膨润土、粉末化学浆糊(CMC)、纯碱和水按一定比例配方组成的混合物质,该泥浆起减阻,这是确认无疑的。但是到目前为止,对触变的使用措施和性能认识还不够。有人认为,注浆量越多越好,所谓多注浆,要看泥浆注到什么部位上去,如土质很好不坍方的话,泥浆都能注到管外壁四周,形成一个泥浆环,在这种情况下多注点浆不会有什么坏处,如遇到沿线坍方或砂性土壤不但无任何好处而且会起反作用。

(2)中继间应用。

中继间是解决长距离顶进施工推力的最有效措施之一,依靠雌雄头之间密封橡胶圈止水, 顶管在砂性土层中顶进时, 流砂会不断进入中继间活动雌雄头间隙之间, 砂粒直接和密封圈产生摩擦, 极易被挤压划裂、摩损止水橡胶。

(3)在顶进过程中, 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。顶进结束时,及时利用注浆孔对管外壁充填水泥浆。

五.施工技术经济分析

泥水平衡法顶管施工技术在非开挖顶管施工技术中具有如下几个明显优点:

(1) 由于对所顶管道周围的土地改动很少,这样可以保持挖掘地区的安全稳定性,防止地面沉降较大;

(2)在进行长距离顶管施工时,因为泥水顶管施工时所需的总推力相对较小,这就大大提高了施工的简易性;

(3)施工条件要求低:在地下水压高,变化大且土质范围广等条件下都可以进行;

(4)施工技术偏精度较高,如今的纠偏技术已经达到了3.5度的水平;

(5)泥水平衡法顶管施工整个过程的经济性明显高于其他技术;

(6)泥水可输送废土,连续作用,进度很快。

由于非开挖顶技术的优越性主要体现在如下方面:不需要对地方建筑物进行拆迁,不影响地面交通,施工条件要求低,不需开挖路面,不会造成环境污染,不影响管道的沉降变形问题。所以,非开挖顶技术具有绿色环保,施工安全性能好,经济性高,施工高效安全等优点。

六、结束语

非开挖工程技术很好地解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,这对现代城市的发展与秩序运行是有巨大正面影响与意义,在城市建设和社会环境保护方面显现出了非常完美的一面。而非开挖施工中的泥浆平衡法顶管施工工艺更是非开挖施工工程技术中理论完善,技术成熟,设备先进的一项顶管施工方法,并且有着非常好的经济效益。

顶管施工技术论文例5

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

顶管施工技术论文例6

中图分类号:TU99文献标识码: A

前言

地下管网有着传送信息以及能量的作用,是城市基础设施建设的重要组成部分。要想对城市的污水处理系统,煤气以及电力等城市的地下管网进行相应的安全管道安装,传统的挖槽埋管地下管线施工技术会对城市的发展造成一定的影响,会给市民的工作生活带来一定的不便。因此,非开挖技术就显得尤为重要,非开挖技术不仅可以避免这些影响的产生,而且还可以为城市的地下管网发展提供经济安全的施工方法。顶管技术作为一种新型非开挖技术的产生,在市政工程中的应用相对比较广泛,也巧妙的避免了这些问题的产生。为人们的生产生活以及城市化的发展提供了有利的条件,因此,顶管技术在市政工程中的应用研究应该被相关的城市建设单位所重视。

一、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吸公路、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管线工程中得到了广泛地应用。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。

二、 顶管技术施工应用分析

(一)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。

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、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。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大,挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。

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IJD外≥2.10时为长管。

(二)适合使用顶管技术的施工环境

在城市的中心地带、繁华地段及一些不能迁移或无法进行大型开挖施工的特殊地段,不可进行开槽埋管或空中架线的地方,还有一些采用管径直径为0.08~0.6m的地下埋管工程,通常都会采用顶管技术进行施工[2]。

在一些管道直径>0.6m的城市管道敷设施工中,施工现场不能进行明沟开挖脉管施工且沿线又没有建筑物的情况下,可采用顶管技术进行施工。

(三) 顶管施工的前期准备

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、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,必须在工作井安装止水装置。

(四)顶管施工的工艺

顶管施叉称为顶进法施工,是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基,以构成立体交义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。

1、 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一正方形一矩形。

2、 顶管施工工序

(1)穿墙:打开穿墙闷板将工具管顶出井外,并安装穿墙止水装置,主要技术施工措施

①穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土,以起到临时性阻水挡土作用;

②为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度,工作井工具管穿墙前,对穿墙管外侧采取注浆固结措施;

③穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施;

④闷板开启后迅速推进工具管,同时做好穿墙止水,本工程采用止水法兰加压板,中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环,要求具有较高的拉伸率和耐磨性,借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置,应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。

(2)顶管出洞:顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题,顶管出洞,即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程,是顶管技术中的关键工序,也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜,应采取工具管调零,在工具管下的井壁上加设支撑,若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏,工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。

(3)注浆减阻:在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙,形成一道泥浆保护套,起到支撑地层,减少地面沉降,减少顶进阻力的作用。在施工中,首先对顶管机头尾部压浆,并要与顶进工作同步,然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆,以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。

(4)顶管纠偏: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迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法,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。

三、 膨润土悬浮液在疏松土层中的应用

在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂砾土中,若不采取其它辅助措施,土层由于本身极不稳定,以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说,膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用,先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗人土层的孔隙内,充满孔隙,并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性,同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度,在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液,面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中,压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减,所以相应每一种压浆压力,都有一个完全确定的渗入深度。

尽管就某种场合来说,随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的,而在另一些场合下,正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知,在管子下半部,膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出,而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。因此最好是将管子下半都的注浆孔和上半部的注浆孔分别组合起来。这种半侧压出韵原因在于,静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙,或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下,膨澜土在管顶处比在管底部更容易流出。反之,在顶压力和浮力同时作用下,管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起,于是管底下方便形成了一个低压区,致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。

四、 在膨润土悬浮浪中顶进管受到的浮力

被膨润土悬浮液所包围的顶进管只要在整个圆周上,浮力定律就对其有一定的效果,即便悬浮液层的厚度很小也是这样。在钢筋混凝土管情况下,浮力均为管子自重的1.4倍。这样,只要通过正确地压人膨润土悬浮液,从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带,并保持悬浮液压力等于土压力,于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的,亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时,这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小,因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响

5 结语

综上所述,顶管技术的应用在特定的工程条件下,相对于开槽埋管的技术个具有优越性。因此,顶管技术是今后城市发展的必然趋势。我们要进一步的对其进行发展和完善,促进我国的城市化进程发展,提高我国的科学技术水平。

参考文献

[1]周成帅.浅论顶管技术在市政工程中的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2013, (33).

顶管施工技术论文例7

1.概述

1.1城市地下管线

城市地下管线是城市基础设施的重要组成部分,具有传递信息、输送能源和排放废物的功能。它是一个复杂的系统工程,在城市现代化与信息化高速发展的背景下发展迅速,并且,当前其作用与功能越来越重要,城市中迫切需要兴建大量的新管线。如果采用传统的开挖施工技术,则不仅经济负担大,而且对社会和环境都具有不利的影响。所以,为了保护城市的道路,我们应该尽量采用非开挖技术。根据相关报道,在新铺设的管线中,我国采用非开挖技术的管路比例比美国要低很多,所以,非开挖管路技术在我国的发展空间还很大,这需要引起我们相关部门的重视。

1.2顶管技术

1.2.1顶管技术的优点

顶管技术并不需要开槽铺设管道,是非开挖施工方法中的一项。它用一种硬制管道在土层下面穿过以形成给排水或者其他作用的设施。该项技术的使用时间较早,优点多,例如:(1)施工精度高;(2)综合成本低:只需要排除地下土层中的土体,使工期缩短、工程量减少;(3)对环境的破环小:能使周围建筑设施保持其功能,不被破坏;(4)可穿越障碍物等。正是凭借这些优点,顶管技术得到了较广泛的应用,当前,它已经被应用在污水管道的铺设、天然气管道、雨水管道、自来水工程等多项民生工程中,消除了以往开挖技术所造成的社会影响和经济影响。

1.2.2顶管技术的缺陷

因为顶管技术常被应用于地下的隐蔽性工程中,隐蔽性工程的复杂程度是难以预料的,所以,顶管技术也就有了复杂性和多边性的特点。并且,顶管技术的安全隐患大,在施工中存在着一定的危险,若是失败了,则会带来巨大的经济损失。但是,我国的顶管技术比其他国家起步晚,至今还没有形成一套完整的理论体系,所以,我们应该加强市政工程施工中的顶管技术的研究。

1.2.3研究顶管技术的意义

我国现在已经有了一个很大的地下管道体系,为了避免与现有管道的冲突,未来管道的埋设深度必然将越来越大,这就更加彰显了顶管施工的优势。并且,当前,人们越来越关注环境保护的问题,所以,也逐渐加大了顶管施工技术的应用范围。加强对顶管技术的研究能够改进和完善顶管技术,提高设管道施工的技术标准和质量标准,提高管道的利用率,减少经济损失,同时能够使工程更加科学、规范,所以,加强对顶管技术的研究具有十分重要的意义。

2.顶管工程的关键技术分析

2.1顶进管的选择

顶进管一般选用的是钢筋砼管,应该依据相应的标准和技术规范来对钢筋砼管进行规格设计、配筋和应力验算。(1)选择顶进管的直径:应该根据工程的性质来确定顶进管的内经,根据载荷来确定顶进管的壁厚,进而确定了钢筋砼管的外径。一般,管的内径要大于500mm。(2)选择顶进管的长度:顶进管的长度能影响过程的可控性和经济性。若使用较长的管,则可以使装管的次数减少,但是,若是偏离了原定路线,则较长的管恢复正确路线比短管要困难的多。并且,长管带来的相应的挖坑、支护、修复等的费用也会相应的增加。一般情况下,管的长短要根据管的外直径来确定,若长径比小于1.10时,则为短管;若长径比等于1.15时,则为标准管;若长径比大于2.10时,则为长管。

2.2顶管施工的前期准备

顶管施工的前期准备包括现场平面的布置和土体的加固。

(1)现场平面的布置:现场平面的布置包括多方面的布置,例如:起重设备、管片堆场、拌浆材料堆场、注水系统等,要在始发工作井内安装发射架、顶管机、反力架等顶进设备,并且,要注意在工作井边侧设置好下井扶梯。

(2)土体的加固:必须要保证安全性,所以在顶管机进出洞处和后靠处都要注重对土体的加固,可以通过设置 高压旋喷桩来达到加固的目的。并且,要在工作井中安装止水装置,这样才能防止泥水流失和所压注的触变泥浆的流失。

2.3顶管施工的工艺

顶管施工是指利用顶进设备将预制构造物顶入路基,从而形成立体交叉通道或者涵洞的施工方法。顶管施工的工艺过程包括:(1)设置工作井和接收井:在确定的管段间设置;(2)推进钢筋混凝土管:在工作井中安装推力设备,利用其将顶管机头推入土中,进而,在机头的导向下,向前推进预制的钢筋混凝土管;(3)铺设管道。

2.3.1顶管井的设计

顶管井可以分为两种,分别为工作井和接收井。顶管井一般采用的是钢筋混凝土结构。并且工作井有单孔井和单排孔井两种结构形式。单孔井的形状为圆形、正方形和矩形等,而单排孔井的结构多为矩形。并且,这些不同形状的顶管井的受力能力不同,其中,圆形最高,矩形最低。

2.3.2顶管的施工工序

顶管的施工工序包括穿墙、顶管出洞、注浆减阻和顶管纠偏。

(1)穿墙:穿墙时应该注意,为了保证阻水、挡土的作用,要在穿墙的管内注入纸筋粘土或者低强度的水泥粘土;为了保证土体的强度和稳定性,要在穿墙管的外侧进行注浆固结。并且要注意对可能出现的问题的预测和分析,并且制定好相应的处理措施。

(2)顶管出洞:这是顶管技术中的关键工序,并且也容易发生事故。在此工序中,为了防止管线的偏斜,要进行工具管的调零;为了避免下跌,要在工具管出洞前预先设定一个初始角;为了弥补下跌,要立即用主顶油缸进行纠偏。

(3)注浆减阻:这是顶管施工中的一个重要技术措施。注浆减租主要的作用是减少地面的沉降、减少顶进阻力。它是通过压管道周围空隙,从而形成一道泥浆的保护套,从而对地层起到支撑作用。注浆工序一般应用于长距离的顶管施工工程中,它先是对机头的尾部压浆,然后在中间适当位置进行跟踪补浆。

(4)顶管纠偏:顶管的纠偏工作是指利用千斤顶组改变机头端面的方向,进而减少机头偏离设计轴线的偏差。若管道偏左,则对千斤顶进行左伸右缩的处理,若管道偏右,则对千斤顶进行右伸左缩的处理。

2.4膨润土在疏松土层中的应用

粘性小的疏松土层极不稳定。此时,添加膨润土就能提高其支承作用。为了使支承作用显著,要注意准确掌握膨润土悬浮液在沙砾中的特性,对于孔隙横断面小的细粒土层,适于采用低流限的悬浮液,反之,孔隙横断面大的粗粒土层需要采用高流限的悬浮液。并且要根据不同的场合来选择不同的压浆方式:有时需要均匀压浆,有时则需要分段压浆。

结语:加强对顶管技术的研究具有十分重要的意义。本文探究了顶出管的选择、顶管施工前期准备、顶管施工工艺、膨润土的使用等施工要点,相关专业人员应该加强对这些方面的研究并且探究新的方面,以保证在市政工程的施工中,顶管技术能够得到更好的应用。

参考文献:

[1] 贺昆海. 顶管工程关键技术及其实施的风险分析与应用[D]. 湖南大学,2012.

顶管施工技术论文例8

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

顶管施工技术论文例9

中图分类号:TU99 文献标识码:A

近年来,我国城市建设的大范围推进,城市施工中的管道施工工程也在不断增多。在大城市施工过程中经常碰到管道纵横交错,施工条件苛刻,技术复杂等情况,通常一般的施工几乎难以达到预期的施工口标,同时还会危害到周围的道路和建筑。所以在管道施工的过程中,应用非开挖技术才能避免上述在施工过程中所遇到的问题。顶管技术最大的优势在于进行管道施工过程中不会影响周围的环境,且要求的施工场地较小。施工最大的好处是可以在地下作业,特别适用于城市管道施工。

一、顶管技术施工原理

顶管施工是一种新兴的地下管道施工方法,它区别于盾构施工,其最重要的特点是顶管施工不需要开挖面层即可完成相应的地下管线施工,顶管施工主要利用主顶油缸以及管道间、中继间的推力,将工具管以及其他挖掘管道设备由工作井一直穿过土层推到接收井,将工具管以及挖掘管道设备吊起,紧随其后的管道则埋设在两井之间,进而实现了非开挖敷设地下管道的施工工艺。见图1:

图1

二、顶管在市政管道施工中的特点

顶管施工又称为非开挖管道敷设技术,它的特点是不用挖开地面层,就可以直接穿越地面构筑物和地下管线、公路、铁路等,和开挖技术相比,非开完技术的投资和工期都将节省很多。除此之外,顶管施工技术在市政排水施工过程中,可以大大降低噪音、减少粉尘,降低对环境的污染和对空气的破坏,是一项真正的无污染,高效率施工技术。顶管技术在市政排水施工建设中得到了广泛运用。将顶管技术的优点概括起来总共有以下几点:

1、施工面从线,缩短成点,减少了对地面的损害面积,减少了占地面积。

2、地面活动不会受到施工的影响,从而不会干扰到交通的正常运行。

3、噪音很小,震动很低,对城市居民的生活环境不会造成太大影响,不会影响到管线的使用。

4、顶管设计可以安装在很深的地下敷设管道中,它可以跨越铁路、公路和建筑物,降低市政排水建设中的工程造价。顶管设计的主要缺点,是它的施工技术很高,必须要有专业人员来对其进行操作,要非常详细的工程地质和地质勘探资料。

顶管技术在市政排水施工中的设计,因为市政工程的排水管道在地下,后期如果要对其进行维护、维修的话会相当麻烦,所以在施工前,一定要做好各项准备工作。技术设计顶管的前期,根据城市的实际情况,选择合适的材料,进货应从正规厂商处进,材料的使用寿命才能保证顶管技术。通常情况下,二级以上的钢筋混泥土排水管一般是车行道下方的排水管用;选择要根据覆土厚度为原则是排水管道选择的原则,厚度大于4米的覆土,一级承插式钢筋混泥土水管是首选。在此之外,还要注意管道的结构出现遗漏现象,在材料的选择上,要根据实际用途来选择相应的结构材料。

三、顶管施工应注意的几个问题

1、水文地质条件与工程地质: 必须了解土层的变化情况在施工前;但是要经过回填土的地带,必须提前加固处理,避免地表有过大幅度的下沉在施工过后。

2、检测与预防有毒有害气体:顶管施工通过的地层,淤泥层一般都会出现,会在地下生成有毒有害的气体而腐烂的动植物,顶管施工过程中,管内有毒有害气体的含量需要定时监测,为了确保安全,及时通风换气。

3、提前探察地下管线: 其它地下管线的埋设深度,必须在顶管施工时提前查明,不仅有利于顶管施工工程的顺利进行,其它地下管线的安全也能得到保证。

4、对基础的探察在穿越建筑物时: 建筑物基础下施工时的顶管,所遇到的建筑物基础类型需要明确在施工路线上,对部分不稳定的基础,可以采取托换与加固措施顶管顶进前。

5、项进训一算;根据准确训一算顶进推力等训一算结果,选用相应的油缸类型和确定中间的分布;通过工作设计,根据计算得到最大顶力,提出工作井的加固方案。

五、顶管技术在市政工程中的应用

目前,我们的城市管网施工时,马路反复开挖的现象在许多城市都存在,市区的交通被严重妨碍,居民生活受到困扰,路面的寿命被缩短了。配套的煤气、排水、路灯、电讯、自来水、路牌、电话亭、治安岗亭、城市坐标、候车亭、广告箱等都要发生反复拆建才行,城市设施的破坏和施工的难度被无疑增加,城市这方面的问题显得尤其突。

住宅是城市建设过程中数量最多、涉及而最广、与人们日常生活关系最密切的一种建筑类型,它的发展方向和速度,将对整个城市建设起引导和制约作用。目前在我国,以住宅为可持续发展与支柱产业的概念,作为社会发展与国民经济的两个基本战略,提出了方向和目标,为今后住宅产业化的发展奠定基础,因此,开展的相关技术研究需围绕住宅项目,如污水处理技术、工业化生产、节能节材技术和施工技术等;建筑技术发展将为我国今后可持续发展提供资料,中国特色与大量实践优势的住宅系列技术群将终会形成。

六、实例阐述

解放西路顶管工程:热电联供集中供热管道工程穿越解放西路,采用顶管法施工。根据设计文件,顶入套管规格为54m两根1520mmx14mm的螺旋焊缝钢套管,套管净间距0.8m,顶管工作井9mx6m,接收井4mx4m。

解放西路地下水位高,顶进时宜采用“先挖后顶,随挖随顶”的施工顺序,顶管作业不应中断,当暂时停止顶进时,也要尽量缩短停歇时间,以免加大增加的土压力。在顶进过程中要有严格的放样复核制度,并做好原始记录;必须避免后背墙在顶进时移位和变形,要定时复测并及时调整;在初始推进阶段,方向主要是主顶千斤顶控制,一方而要减慢主顶推进速度,另一方面要不断调整机头。

启动千斤顶,将套管顶进,千斤顶行程终了,复位千斤顶,加塞垫块后复顶。本工程地下水位较高,为保证顶管施工质量,可采用套管与基础同时顶进的施工方法,在工作坑内铺设枕木和钢轨,在钢轨上支设基础模板,基础侧向模板要包上一部分套管。在底部模板上铺两层油毡,两层油毡之间要均匀地涂以黄油。于油毡上绑扎基础钢筋,浇筑混凝土作业,且应将顶管首端顶进工作帽与基础混凝土浇筑在一起。基础经养护后,使套管与工作帽相接,固定套管,绑扎套管两侧纵向钢筋,再浇筑套管两侧混凝土,并进行养护。待基础部分混凝土达到强度后,即可于套管内挖土,将套管与基础一并顶入土层。

根据出土量、运输距离和现场堆土条件,可用人力车、机动翻斗一车或自卸汽车将弃土运送至堆土场,然后再用垂直吊机或铲车堆高,做到文明施工。堆土场应具有良好的排水和通行条件。为减少扬尘,施工场地应按规定作硬化处理,沿线安排洒水车,洒水降尘,并设专人清扫。施工过程中做到“活完、料净、脚下清”。长距离顶管施工中,为了减小顶进阻力,而必须注入浆,从而降低了顶进时的摩阻力,注入的浆应均匀地覆盖于整个管道表面。注浆压力和注入的浆液量应该随时进行监控,以避免对管道和邻近的建筑物造成破坏,它是顶管施工中不可忽视的一个重要环节。

总之,顶管技术在城市排水管道施工工程中具有举足轻重的作用,特别是对于一些深覆土大管径的管道工程的施工,在一些比较恶劣的施工环境中,顶管技术具有较高的优越性。随着我国城市建设的不断发展,地下的各种管道的建设工程也会随之增加,利用顶管技术的工程量也会加大。同时在有些大坝以及非市政的排水工程中也会应用到顶管技术。为了提升我国管道工程的整体水平,必须进一步提高我们的顶管技术的施工水平,使其综合技术的施工水平能够达到国际的先进水平。

参考文献:

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0 引言

地下给排水管网是城市基础设施的重要组成部分,为城市处理污水的系统、自来水、等等都属于地下给排水管网之内,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,这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地应用。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。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大,挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之,在直线上推顶很短的管也较困难,因为短管比较容易向周围土层中挤入,致使整个管列呈蛇形弯曲,这便降低了管路顶进的可控性。

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。

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。

2.3.1 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一正方形一矩形。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。

2.3.2 顶管施工工序 ①穿墙:打开穿墙闷板将工具管顶出井外,并安装穿墙止水装置,主要技术施工措施如下:a穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土,以起到临时性阻水挡土作用;b为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度,工作井工具管穿墙前,对穿墙管外侧采取注浆固结措施;c穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施;d闷板开启后迅速推进工具管,同时做好穿墙止水,本工程采用止水法兰加压板,中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环,要求具有较高的拉伸率和耐磨性,借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置,应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞:顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题,顶管出洞,即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程,是顶管技术中的关键工序,也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜,应采取工具管调零,在工具管下的井壁上加设支撑,若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏,工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻:在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙,形成一道泥浆保护套,起到支撑地层,减少地面沉降,减少顶进阻力的作用。在施工中,首先对顶管机头尾部压浆,并要与顶进工作同步,然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆,以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏: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。顶进纠偏是采用调整4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 结语

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:

顶管施工技术论文例11

1.顶管施工技术

顶管施工技术常被用在城市的市政建设中,其具有占地少、粉尘少、噪音小等优点,并且在穿越建筑物、河流、公路、铁路等管道建设中的各种障碍物时,能够大大降低拆迁量,进而实现整个工程的工程造价的降低。

顶管施工技术的原理是:依靠中继间以及主顶油缸的顶进力从工作坑内将顶管掘进机或者工具管顶到接收坑吊起。在这个过程中,还需要在两个工作坑之间将掘进机或者工具管后面的管道进行埋设。顶管施工中主要包括泥水平衡、土压、气压三种平衡理论。

泥水平衡顶管原理:一般把水力等切削泥土,同时也可利用泥水压力来对地下水的压力进行平衡,同时可以平衡土压力,把这一类的顶管形式统称为泥水平衡顶管施工。在泥水平衡顶管施工过程中,首先应该注意挖掘面的稳定性,应该在泥水仓中加入合适压力的泥水,在挖掘面上可以形成阻止泥水透过的膜,通过这种方法可以平衡土压力和地下水压力。

2.给排水工程中运用顶管施工技术需要注意的因素

2.1管道材质

钢筋混凝土管道、塑料管、钢管等都是给排水工程中会用到的,但在管道的选择时,应该充分考虑接口的操作、强度、材质等各个方面,其中,钢筋混凝土管道是排水施工中最常用的。顶管施工技术要求选择承压能力强、强度足够高的顶管专用的钢筋混凝土材料。由于顶管管道的接口需要人工处理,所以要保证其直径不小于500毫米,长度需要考虑施工的技术水平以及实际的经济状况来决定,对于短距离或弯曲的线路应该选择短管,而对于长距离并且路线比较直的应该选择长管,避免进行过多装管。此外,施工过程中还应该结合管道埋设的深度以及地质情况适当的调整厚度和强度。

2.2工作坑

工作坑分为接收井和工作井两类,形状有矩形和圆形的,通常选用钢筋混凝土结构,根据施工的相关技术工艺还能将它分成现浇式和装配式,而现浇式是顶管施工技术中使用最为广泛的一种。为了加强后背墙的顶力,通常会在工作坑四周设置支撑物或者施打水泥搅拌桩,为了能够使工作坑施工强度更加稳固,还会在内部建钢制围墙。工作坑对顶管施工技术的优劣有着非常重要的影响,因此必须要充分把握施工过程中的工作坑,在进行工作坑的确定时,要将出土、运输、排水等因素充分考虑进去,并保证挖工作坑过程中避免对其他建筑根基的影响。工作坑是顶管施工技术的重要组成部分,在工作坑开挖时必须要充分把握好它的规范性和强度。

2.3顶力

在顶管施工技术中会用到千斤顶、油泵、顶铁、油缸等各项顶进设备。顶力的程度受到顶进设备、施工位置的地质情况、管道直径、工作坑、管道材料等各项因素的制约和影响。这就要求在设计和规划顶力的过程中留出足够富余量,并注意管道局部的偏心受压情况和力度集中情况,以便于施工中进行顶管方向的纠偏。在开挖和操作两部分通常设有管道工作舱,并将其用钢板隔开,挖土及运土等都会在开挖的工作舱中用到,并且在工作舱的底部设备中还建有吸泥口,施工人员是能够进入到操作工作舱内操作的,其中设有水密封闸门。

3.市政给排水工程中顶管技术的应用

3.1纠偏方法

管道顶进过程中,因为受到偏心力和局部区域阻力的影响,常会有脱离设计路线的状况发生。若出现偏差大于10MM的情况时,就必须要采取相关的纠偏措施来使管道逐渐满足设计需要。纠偏的过程中,对于偏差较大,优先采取加强顶进管道端口力矩的措施来进行纠正,使其在反向力矩的作用之下,逐渐恢复正常。在纠正偏差措施的使用过程中,应该采取小力度、多纠正的方式,过大的力矩,可能造成管道的再次偏差。因此,施工中的纠偏一定要结合实际需求以及科学方法,充分掌握力矩强度,以保证纠偏的效果。

3.2顶管出洞

顶管出洞施工过程中,常会发生线路跑偏以及管道发生变形等状况,这主要是因为管道受到过大的压力而导致的。因此,在进行顶管出洞过程中,要将一些调零及纠偏的措施运用到工具管道中。这样可以加强出洞端口的支撑力度。当线路出现偏离现象时,为了防止偏差的继续扩大,可以采取主顶的方式来使偏差变小,还可以采用加垫下跌角来使坡角保持正常。顶管出洞技术在顶管施工过程中占有重要的作用,因此,应该在施工过程中正确的应用顶管出洞方法,保证整体的施工质量。

3.3减少阻力

在施工过程中,如果出现顶管距离较长时,就应该在某些特定部位,如管道的墙壁等中间贴加一定量的剂。目前使用较为普遍的是触变泥浆,这样可以减少管道墙壁与土壤间的阻力,同时也可以降低顶进设备的压力。通过泥浆注入的方式来降低阻力,在注浆施工时,应该注意在顶管机头尾部实施压浆,同样可以在中继站中压浆,通过这种方法,可以在减少阻力过程中泥浆的损失量降低,市政给排水工程中的顶管施工技术在应用时,应该特别的考虑顶管的距离,不同的顶管距离,采取的减少阻力措施也不尽相同,在距离相对较短的顶管施工时,可以只对尾部压浆,在施工过程中也很少出现阻力变大的情况。

3.4在穿墙中的应用

在顶管穿墙施工时,首先应该控制好施工速度,采取速度较快的穿墙方法来保证土体的强度,使土体暴露的时间最小。为了确保在穿墙施工时,土体掉落的稳定,可以在施工前注入一定量的混凝土,这样可以增加土体的稳固性。在开启闷板以后,可以使用工具管,对洞口进行止水。可以使用止水橡胶圈来进行止水施工,橡胶圈具有柔软、耐磨的特性,对流水有很好的止水效果。为了确保穿墙的施工质量,首先应该做好基础准备工作,做好施工前的规划,采用正确的施工技术和施工顺序,确保顶管技术在给排水中的施工质量。

4.结语

目前在市政施工中,顶管施工技术在给排水施工中已经得到了普遍的应用,在一些其它的地下管道工程中也得到了应用。顶管施工技术具有自身的优势,首先不影响其他工程的施工,对周围的建筑物影响也较小,施工周期较短,在经济方面和社会效益方面具有其它施工技术不具备的特点。在施工过程中要注意施工的质量,严格把控施工材料和施工顺序,确保施工质量。

参考文献

[1]杨潇宇,张鑫.浅谈顶管技术在市政给排水工程中的应用[J].黑龙江科技信息,2014,03:235.

[2]于革.浅谈顶管施工技术在市政给排水工程中的应用[J].科技创新与应用,2014,21:144.