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[摘要]給水管道是城市基礎(chǔ)設(shè)施中的重要組成部分,這項工程建設(shè)的好壞,直接關(guān)系到城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平,影響城市基礎(chǔ)設(shè)施對居民的服務能力。因此,應提高對市政給水管道工程施工技術(shù)的重視程度。通過對頂管施工技術(shù)的簡單介紹,進而以某給水管道工程作為研究對象,對市政給水管道工程施工流程進行了分析,為更好地開展市政給水管道工程施工活動提供支持。
[關(guān)鍵詞]市政給水管道;頂管技術(shù);圓形井;頂管出墻;注漿減阻
當前各個地區(qū)逐漸出現(xiàn)大量市政給水管道工程,以此為居民提供更加良好的供水服務。這些工程建設(shè)時,根據(jù)工程特點的不同,可選擇不同的施工技術(shù),如開挖技術(shù)、非開挖技術(shù)等,其中,開挖技術(shù)工藝簡單、技術(shù)成熟、施工安全、施工質(zhì)量易于控制。但該施工技術(shù)也存在一些缺陷,如對周邊交通系統(tǒng)影響較大,施工時間相對較長,施工活動對自然環(huán)境具有較大的破壞等,因而現(xiàn)代市政給水管道工程建設(shè)時,逐漸采用非開挖技術(shù),即頂管技術(shù),通過這一技術(shù)的應用,可減少施工活動對環(huán)境、周邊交通系統(tǒng)的影響。為此,以頂管施工技術(shù)作為研究對象,對市政給水管道工程施工技術(shù)進行了研究。
1頂管施工技術(shù)概述
現(xiàn)代工程領(lǐng)域內(nèi)存在多種不同的給水管道施工技術(shù),頂管施工技術(shù)是其中較為先進的一種,被現(xiàn)代市政給水管道工程廣泛應用。從本質(zhì)上來說,頂管施工屬于非開挖技術(shù),其施工原理為:在相應位置處構(gòu)建出適當大小的頂進井,之后在頂進設(shè)備的作用下,逐漸將管道頂入地下,從而完成整個施工活動。相對于傳統(tǒng)開挖施工技術(shù)來說,頂管施工具有諸多優(yōu)勢,具體體現(xiàn)在下述幾個方面。(1)不會受到地面障礙物的干擾。現(xiàn)代城市中存在很多建筑物,如樓房、綠化帶等,這些建筑物的存在,將會增加開挖施工的難度與進度。而采用頂管施工后,則在空曠區(qū)域構(gòu)建出頂管井,通過頂管井直接將管道頂入地下,不會受到地面障礙物的干擾[1]。(2)對環(huán)境危害較低。開挖施工時,通常會產(chǎn)生大量粉塵、噪聲污染,而頂管施工則可以有效控制各種污染的發(fā)生,減少對周邊環(huán)境的破壞。(3)無需中斷交通。開挖施工時,需要將施工段圍住,禁止車輛、行人通過,很容易導致周邊其他交通段出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象。而采用頂管施工后,需要挖掘的土方較少,大部分工作于地下完成,交通中斷的時間很短,不會對周邊交通造成干擾。(4)施工速度快。頂管施工工程量較低,可大幅縮減施工時間,據(jù)統(tǒng)計,開挖施工時間為1.5個月完成的項目,頂管施工可減少約1個月時間,可使工程更快地投入使用[2]。
2某工程介紹
本研究選擇某市政給水管道工程作為研究對象。該工程所采用壁厚為16mm的DN1600管道,由Q235B鋼管制成。該工程處于城市較為核心位置,需要穿過一條較為重要的交通道路,每天車流量較大,且在地下部分存在諸多水管、通信、輸油管道等,使得地下結(jié)構(gòu)非常復雜。若采用常規(guī)開挖施工技術(shù),需要將道路圍住,禁止車輛同行,使得周邊其他交通經(jīng)常處于擁堵狀態(tài),且地下結(jié)構(gòu)復雜,挖掘時很容易對現(xiàn)有管道造成破壞,影響其他管道的使用,同時施工成本高,施工進度慢,對周邊居民的生活與工作產(chǎn)生較大干擾。對此,業(yè)主方、施工方、設(shè)計方共同商討后,確定頂管施工方案。某工程管道長約65m,埋設(shè)深度約6m。
3市政給水管道工程施工流程
3.1前期準備工作
3.1.1管道選擇?,F(xiàn)代給排水工程中存在多種不同類型的管道,每種管道具有不同的特點,需要針對工程具體情況選擇出最佳的管道,為工程施工打下良好基礎(chǔ)。在管道選擇時,主要考慮如下因素。(1)管道材料?,F(xiàn)代給排水管道的材料有很多,如金屬、復合材料等,由于材料特點存在一定差異,因而各種管道的實際應用范圍也略有不同,具體見表1。本工程采用頂管施工技術(shù),因而在管道材料方面,選擇硬度、耐壓的鋼管,具體型號為Q235B鋼管。(2)管道長度[3]。大量研究實踐表明,頂力與頂進距離存在緊密聯(lián)系,頂進距離越大,需要的頂力越高。而現(xiàn)代頂進裝置性能有限,因而需要設(shè)置合理的頂進長度,確保頂進速度的同時,提升管道頂進質(zhì)量。頂管長度應從成本與可行性方面考慮。通常來說,根據(jù)頂管長度L與管徑D比值的不同,可將頂管劃分成3種類型:1)短管,指的是L/D<10的管道;2)標準管,指的是L/D=1.15的管道;3)長管,指的是L/D≥2.10的管道。某項目中選擇了長度為6m的短管。3.1.2人員準備。為保證整個給水管道工程順利建設(shè),還需要做好人員準備,即選擇高素質(zhì)的施工人員,施工人員不僅需掌握豐富的頂管施工理論知識,而且還應具備較強的實踐施工能力,如此才能防止由人員因素而引發(fā)的施工質(zhì)量問題。確定施工人員后,還應開展培訓活動,向施工人員傳授更多與頂管施工的理論知識,講述本工程的特點、要求及相關(guān)規(guī)定標準要求等,加強對施工人員行為的約束,保證整個施工活動的規(guī)范性。3.1.3設(shè)計方案。設(shè)計工作是整個頂管施工工程中較為關(guān)鍵的一項環(huán)節(jié),這項環(huán)節(jié)開展得好壞,直接關(guān)系到后續(xù)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量。為確保后續(xù)施工活動順利進行,必須要設(shè)計出最佳的設(shè)計方案。首先,設(shè)計人員應進入到施工現(xiàn)場進行深入勘察,準確了解現(xiàn)場的具體情況,并以此為基礎(chǔ),結(jié)合其他方面收集的材料,初步設(shè)計出施工方案。然后將初步方案提交給相關(guān)部門審核,相關(guān)部門對初步方案的分析,尋找出其中存在的缺陷與不足,并要求設(shè)計人員予以修改。最后,設(shè)計人員根據(jù)審核出來的問題對設(shè)計方案予以優(yōu)化,從而得到最佳設(shè)計方案。此外,設(shè)計出施工方案后,還應開展技術(shù)交底工作,以使施工人員對施工方案具有更多了解,以提升施工效率與質(zhì)量。
3.2構(gòu)建頂進井
頂進井是頂管施工中的重要組成部分,只有構(gòu)建出合理的頂進井,才可使管道按照要求頂進,保證管道頂進質(zhì)量符合要求。所謂的頂進井,指的是工作井與接收井,在頂進裝置的作用下,從工作井處逐漸將管道頂入地下,之后由接收井將管道取出。根據(jù)頂進井形狀的不同,可將其劃分為2種類型,即圓形井、方形井。某項目施工時采用圓形井方案。確定出頂進井方案后,還應在井內(nèi)做好支撐防護,避免頂進井受到外界因素的影響而出現(xiàn)坍塌等問題,保證工程順利建設(shè),降低施工事故對施工人員的危害。
3.3頂管出墻
構(gòu)建出頂進井后,則應開展頂管出墻工序。這一工序施工時,先將穿墻悶板打開,在頂進井處逐漸導出工具管,并固定相應的穿墻止水裝置。施工過程中,為防止外界水對施工活動的影響,要在穿墻管道中灌注適量低強度水泥粘土拌合土,使整個管道更加密實。穿墻施工前,在穿墻管外壁四周灌入適量的混凝土漿液,以提升管口強度,防止穿墻管出現(xiàn)位移、倒塌等問題。由大量實踐工作可知,可確定出該環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)問題的項目,并將這些項目作為重點,設(shè)計出相應的防治方案,以防止各種問題的發(fā)生,使施工進度符合要求。某工程穿墻施工時,選擇止水法蘭加壓板,在板的中間固定2cm厚的止水板環(huán),用于控制水的流向,防止出現(xiàn)水流逆流的問題。
3.4頂管出洞
頂管出洞是整個頂管施工中最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),需要施工人員予以高度重視,即在頂管機的作用下,由工具管處開始,逐漸對第一節(jié)管道進行頂進,使管道深入到土層中,直到管道完全浸入途中為止,之后繼續(xù)頂進下一節(jié)管道。頂管出洞時,應對管道頂進情況進行檢測,以此判斷管道是否出現(xiàn)偏移等問題,若管道出現(xiàn)偏移,則應立即通過主頂油缸等工具予以調(diào)整,以保證管道頂進質(zhì)量。在工具管出洞之前,應設(shè)計出相應的初始角,以對下跌情況予以處理。
3.5注漿減阻
全部管道均頂入到地下后,則應開展注漿減阻工序,根據(jù)規(guī)定要求,配置出相應的漿液,并利用壓注觸變泥漿填充的方式,逐漸將漿液灌入到管道四周的縫隙內(nèi),以構(gòu)建出水泥保護層,以加強對管道的保護,提升管道對周圍土體的承載力,防止周圍土層過度擠壓而對管道造成損傷。
3.6管道測量
若發(fā)現(xiàn)管道存在偏差,應通過機頭前預先安裝的糾偏油缸與導向油缸予以調(diào)節(jié),使管道處于符合要求的位置。管道間連接到一起后,再完成頂進工作,若原有偏差未能及時處理,則會與后續(xù)施工產(chǎn)生重疊偏差,對整個施工效果產(chǎn)生更加嚴重的危害。施工時應通過趨勢圖的方式,對管道偏差予以分析,并對偏差進行調(diào)整。與此同時,還應將測量到的數(shù)據(jù)整合到一起,繪制成相應的偏差趨勢曲線,用于管道繼續(xù)頂進位置的預測,提前發(fā)現(xiàn)管道可能出現(xiàn)的偏差,并做出相應調(diào)整。針對施工具體情況,對管道角度予以調(diào)節(jié),當偏差達到峰值標準后,應立即向上級領(lǐng)導匯報,以表示偏差得到控制,從而判斷出管道最前端機頭已經(jīng)開始向中間靠近。管道偏差調(diào)節(jié)時,可采用4臺糾正千斤頂組的方法,即在管道的左右兩側(cè)各放置2臺千斤頂,當管道向右偏移,則通過左側(cè)千斤頂牽制,若管道向左偏移,則通過右側(cè)千斤頂牽制;若管道發(fā)生高程偏差問題,則應選擇出較大的偏差,并優(yōu)先處理這些偏差問題。
4結(jié)束語
頂管施工是現(xiàn)代市政給水管道工程中較為常見的施工技術(shù)之一,有效對這項技術(shù)進行應用,可在最短的時間內(nèi)高質(zhì)量地完成給水管道工程,為現(xiàn)代居民生活提供幫助。而要想達到這一目的,則應嚴格按照前期準備工作→構(gòu)建頂進井→頂管出墻→頂管出洞→注漿減阻→管道測量的工序施工。
參考文獻
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作者:汪立忠 單位:中電建生態(tài)環(huán)境集團有限公司