关键词:市政道路;顶管施工技术;应用
引言
顶管施工技术是市政工程中的一种非开挖技术,由于不用开挖地面,能穿越公路、铁路、河流,甚至可以穿过建筑物下,是一种安全、高效、环保、便捷的市政工程施工方法,不但大大降低了城市的交通、噪音、粉尘的危害,而且减少了市政工程施工的周期和建设投资,是一种环境污染小、施工效率高的现代化施工手段和技术。因此对市政道路顶管施工技术的研究有着十分重要的现实意义。
1.顶管施工技术的基本原理
顶管法施工是借助主顶油缸及管道间中继间等的推力,将工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内吊起。与此同时,也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间。对于长距离顶管,由于主油缸的顶力不足以克服管壁四周的土体摩阻力和迎面阻力,常将管道分段,在每段之间设置由一些中继油缸组成的移动式顶推站即中继间,且在管壁四周加注减摩剂以利于长距离管道的顶推。顶管施工与开挖施工法相比,优缺点对比如下:
1.1优点:开挖部分仅仅只有工作坑和接收坑,而且安全、对交通影响小;在管道顶进过程中,只挖去管道断面部分的土,挖土量少;建设公害少、文明施工程度高;在覆土深度大的情况下,施工成本低。
1.2缺点:曲率半径小而且多种曲线组合在一起时,施工就非常困难;在软土层中容易发生偏差,而且纠正这种偏差又比较困难,管道容易产生不均匀下沉。
2.市政道路顶管施工的重要性
随着城市现代化进程逐步深入,人们对城市功能和市容市貌提出了更高需求。不仅要求及具有健全的城市功能,还要求各项市政工程施工不得破坏周围环境,尤其地下管网工程。现代城市规划与建设中不可避免地将在地下铺设各种功能、直径不同的管道,为了不破坏施工现场周围环境,减少对车辆、行人出行不良影响,顶管施工技术在市政地下管网工程中得到广泛应用。所谓顶管施工,就是指在不对地表进行开挖的前提下,使用液压顶进工作站将需要铺设的管道由顶进工作坑顶入,并在顶管机后方进行铺设操作的施工技术。
实践证明,顶管施工在雨、污合流管道建设中发挥了独特的优越性,其表现在:在管道顶进过程中,只挖去管道断面的土方,比开槽明挖施工挖土量少。开挖部分仅是工作坑,土方开挖量少,且安全、对交通影响少,占用场地小。施工作业人员少,机械化程度高,工作效率高,施工进度快。建设公害少,文明施工程度比开槽施工高。施工过程中,地面沉降量得到了有效地控制,从而保护了周围环境和建筑物。避免地上建筑物拆迁或重复建设、沿线地下管线搬迁或保护措施。大大地减少前期工作量,节省投资。
3.实例探析某市政道路顶管施工技术的应用
3.1工程概况
某市政工程施工段为2部分,其中一路段长度为480m,起止桩号为K4+040―K4+520,另一段长度为825m,起止桩号为K5+560―K5+860。选取III级钢筋混凝土顶管用于施工,类型为DN12000/DN800,5座Φ8000工作井,8座Φ4000接收井,都选取人工挖井方式用于工作井、接收井,并将中继间设置到工作井和接收井之间,两段顶管所需中继间为10个。
3.2工作井、接收井施工
该工程共有13座沉井,其中5座Φ8000工作井,8座Φ4000接收井,都选取人工挖井方式进行施工。选取卷扬机用于人工挖孔井施工,利用支架内的定滑轮将卷扬机在孔内提升进行挖土施工,且向指定位置运送。在加工场将井护壁钢筋制作成型后,可通过汽车向施工现场进行运输,并选取由上―下的顺序浇筑井护壁混凝土。工作井施工时,必须安装工作井上设备;完成工作井施工时,需安装工作井下设备。
3.3洞口施工
作为整个施工过程,顶管进出洞施工质量直接影响着整个顶管工程施工的质量。该工程选取人工挖孔井施工,解决人工挖孔井作业后,需选用机械设备在护壁上进行切孔施工,并将洞口止水环安装到洞口位置。
3.3.1工作井出洞处理
出洞前期,必须通过机械方式将井壁混凝土彻底切除,且在井壁预埋件外侧进行止水钢环焊接施工,随后在止水钢环上安设止水橡胶圈。出洞准备过程中,需及时把井壁钢筋网割除,随后及时顶进施工,最大限度减短间隔时间,只有这样才能充分发挥止水橡胶圈的功效。向穿墙管内放置顶进工具头时,要求选取刚性联结方式用于工具头和第一节混凝土管,防止损坏工具头。同时,在出口位置进行防水施工。
3.3.2接收井进洞处理
向墙体位置顶进时,需将预留洞口埋设的封堵钢板割除,快速将工具头顶出。出洞施工环节,应确保稻草材料充足,如流砂问题存于穿墙部位需及时选取稻草封堵缝隙,避免砂土流失量过大。待工具头进行位置满足设计要求后,可选取预埋管在接缝部位引水,并选取快凝水泥进行缝隙封堵,并做好压浆止水作业。
3.4穿墙初始顶进
护壁混凝土通过机械施工法去除,要求水泵数量充足,满足抽水要求,随后将工具头吊住,把推进千斤顶顶出,保证环形顶铁与工具头尾部准确相对,随后向穿墙管内缓慢推进工具头,保证工具头前端顶进到连续墙外侧后,即可停止顶进作业,并将全部管线安装好,通过刀盘合理转动方式,将泥浆灌入工作仓内,随后再次进行顶进施工。
3.5顶管施工
该工程选取III级钢筋混凝土顶管用于施工,类型为DN12000\DN800,接口选取F型钢圈,为达到止水目的,可将环状遇水膨胀橡胶圈嵌于其外侧。
3.5.1施工准备
根据施工设计要求,做好施工测量、现场放线施工。通过地质勘察结果,对管线施工范围内的全部障碍物予以确定,如管线、电线杆等。随后进行施工,保证路面无明显凹凸现象,降低对施工车辆的影响。同时,进行临时水、电安装,及临时排水沟修筑。
3.5.2施工工艺
作为市政工程施工的重要技术之一,顶管施工法是指在管内部通过人工、机械或人工+机械等方式进行土壤挖掘施工,随后利用顶进设备进行工作坑施工,根据设计中线、高程规定,将完成铺设的管道顶入,随后按照水平、垂直运输线把土由管内向工作井外指定位置运送。
该工程导轨选取钢轨进行,安装导轨是否稳固、准确将直接影响到顶管顶进施工质量。基于此,要求导轨安装必须与施工规定相符。待管道下放到导轨时,需及时将顶铁安装好,并对管中心、管底标高进行校对,确保其准确无误,随后向管前进行挖土施工。
结束语:综上所述,市政道路工程是关系到国民经济增长的重要工程,随着我国市政事业发展建设的要求在不断地提高,在市政道路工程施工中顶管技术是其施工主要技术之一,其施工方法的科学、合理直接关系着整个工程的质量,关系到人们的生命安全。因此,施工企业必须要高度重视顶管技术的应用,要采用正确、科学以及合理的施工方法,防止工程出现损坏等现象,影响工程的使用寿命。
参考文献
[1]张晓龙.市政道排工程顶管施工技术的应用[J].物流工程与管理.2011.
[2]王飞.浅谈顶管法的应用与技术措施[J].科技信息.2011.
[3]李家鑫,于庭伟.顶管施工技术在市政工程中的应用[J].重庆建筑.2013.