深圳市新城市规划建筑设计股份有限公司
广东省深圳市
摘要:改革开放以来,社会不断进步,我国市政化发展进程不断加快,市政建设规模不断扩大,市政建设项目数量随之增加落地建筑设施日益增多,再加上市政管线分布范围逐渐扩大,导致市政及排水系统愈发复杂,增加施工成本,同时给交通运输带来巨大影响,甚至会影响到人们的日常生活和工作。基于此,本文对市政给排水施工中顶管技术的应用进行分析,提高施工项目质量。
关键词:市政;给排水施工;顶管技术;应用
引言
随着城市化建设进程的不断深化,我国城市基础工程体系建设不断完备。其中,市政管网是城市基础工程体系中的重要组成部分,实际建设过程中涉及层面也较为广泛,对工程施工技术提出更高的要求。考虑到给排水工程施工过程中不可避免地阻碍周边交通顺畅度,要求技术领域结合工程实践以及相关理论提出顶管施工技术,其实际应用中可以有效降低工程开挖量,还可以大幅降低施工用地,避免对周边环境造成较大影响,兼顾提升施工效率与质量的双重要求。
一、顶管施工技术原理
在顶管施工技术方案中,顶管机头要沿着岩石、土壤对顶进管材予以持续性用力,配合切割处理、土壤扰动处理等操作,有效实现土壤变形碎化,完成土壤压实的工序,保证土压力能作为顶进管材管外壁和土壤、岩石紧密接触的作用力,最大程度上构成坚固且科学的管网模式。顶管施工技术本身是机械化施工工艺流程,因此,其实用性和适应性较好,要结合土层的基本组成结构和土质条件等情况选取适配的技术方案。
图1:顶管施工现场图
值得一提的是,顶管施工技术方案具有应用连续性以及不可逆转性特质,因此,顶管工程施工后无法随意暂停,为了保证其质量水平满足预期,切忌停工时间过长[1]。
二、市政道路排水工程顶管施工技术方案
本文以某市政道路排水工程污水管道施工单元为例,管道全长为4553m,工程项目涉及明挖施工环节、顶管施工环节、管道基础处理环节等,施工项目总工期为180日历天。顶管工程量分为两个部分:1)W4-17#-45#,管径为D1500,长度为2221m,覆土厚度为5.0m到6.5m;2)W4-45#-配水井,管径为D1650,长度为861m,覆土厚度为6.0m到8.4m。另外,在对工程项目实际情况进行调研后得知,工程项目施工区域地质条件较差,管道穿越地层为淤泥夹砂层,并且对顶管施工环节的精度要求较高,地面构造物不能收到顶呱施工的影响,加之工期要求紧张,要在全面分析工程情况后落实具体施工。
(一)施工准备
在市政道路排水工程项目施工开始前,为了打造安全合理的施工环境,要落实相应的准备工作,一般是在工作井和接收井周围设置防护围栏。相较于地面的实际高度,无论是工作井还是接收井(见表1),其边缘都要高于基础标准,避免周围泥水误入井内,并且,配合排水沟和集水坑等辅助设施[2]。
表1:工作井和接收井尺寸
项目 | 尺寸 | 施工方法 |
工作井 | DN1500净空尺寸6.5m | 二次浇捣,第一次浇捣刃脚高度3.0m;第二次浇捣3.5m |
DN1650净空尺寸8.3m | 三次浇捣,第一次浇捣刃脚高度2.4m;第二次浇捣高度4.0m;第三次全部浇捣完成高度2.6m | |
接收井 | 净空尺寸4.0m | 二次浇捣,第一次浇捣刃脚高度2.0m;第二次浇捣高度2.0m |
另外,要结合顶管顶进施工的基本方案,依据实际要求对施工用电、用水以及通道予以管理,采取150kW发电机组,保证施工管材、施工材料、井上井下测量控制网等工作满足要求。
在顶管施工项目中,顶管进出洞口是非常关键的施工环节之一,是决定整个工程单元质量的要素,因此,要在进洞口和出洞口20m以内位置设置预防处理机制,减少土体流失对工程项目施工安全性产生的影响。
(二)顶管进出洞口
正是因为工程项目施工区域的地质条件较差,因此,在进出洞口操作的过程中要对土体予以加固处理,本工程项目采取的是压密注浆操作方案,能避免土体工具管出洞出现下沉问题,加固的范围是洞口上、下、左、右各2m,长度方向为6m。并且,为了避免洞口顶进过程中出现泥水流失问题,施工部门在洞口安装了橡胶止水法兰等基础结构[3]。
在完成进洞前准备工作后开展相应作业,并且在机头出洞操作结束是及时分离机头和连接管,保证吊出井外的及时性,并且有效处理井内泥浆和洞口封门止水操作。
(三)管道顶进
对于市政道路排水工程项目而言,顶管技术处理方案中要对管道顶进环节予以重视,在管片拼装操作结束后,就要结合设计标准和要求实现顶进处理。一般而言,在顶进操作开始时,要先开启总电源开关,然后开启分系统电源开关,打开主油泵后,在保证主顶系统进入到顶进状态后才能开启渣浆泵结构。需要注意的是,在整个操作工序中,要确保泥浆输送机和主顶千斤顶的运行速率满足实际施工要求,及时落实动态化调整机制,维持综合施工的安全性[4]。
另外,整个系统维持平衡状态后,开启压浆系统,保证顶进施工环节中掘进机的状态和施工现场的具体要求相匹配,最大程度上维持综合应用效率。与此同时,要及时微调千斤顶,减少偏差问题对工程项目施工单元产生的影响,并且合理调控机头的方向。
除此之外,要对管道予以定向测量,并且及时纠偏。1)建立轴线控制点,在工作井穿墙管和接收井接收孔的中心位置,将地面设置为管轴线的控制基准,左右各设置两条轴线。2)要对地面传递管轴线位置进行标注,确保顶管定向处理的规范性,在顶管施工操作中,井下仪器平台上放置T2型经纬仪器,短边推长边的处理机制完成顶进方向的确认。3)纠偏处理,顶管的允许偏差数值中,中心纤维偏差允许值是50mm、高程的允许偏差值是+30mm、-40mm,报警中心线中线25mm。并且,顶管中因为周围土层变化会造成顶力不均匀,所以要结合管道偏差的情况及时完成纠偏处理[5]。
(四)注浆操作
在机头同步注浆和管道补浆操作中,要结合施工设计的基本规范和要求,维持环向均匀布设工作的合理性,保证顶管机尾部布设结构的规范性,从而及时跟踪并且观察顶进注浆操作的情况,为全面优化施工质量提供支持。值得一提的是,要将压浆孔设置在顶管后面的混凝土管节位置,有效实现每间隔一段节管道就设置匹配的压浆孔,确保压实量和补浆操作流程的完整性。
顶管施工全部完成后,要利用水泥浆完成外侧触变泥浆置换处理工作,利用高速搅拌机均匀搅拌,实现连续性注浆操作,一般会将注浆压力控制在0.05MPa到0.1MPa之间。待注浆操作结束后及时冲洗注浆管。
(五)闭水试验
因为本工程项目是市政道路排水工程中的污水管道施工单元,因此,要结合实际工程情况落实相应的闭水试验,在满足试验标准和应用质量后才能投入使用。依据工程项目实际情况,试验管段要按照井距进行分割处理,长度孔辉在1km以内,主要是采取带井试验方式。若是相邻两个检查井的坡降在0.5m以上,则视为检查井的距离就是最小的闭水试验检测长度。依据规范要求落实对应的闭水试验处理方案,先进行顶管内注水24h的操作,确保管道和井室砌体处于充分浸润的状态,利用对应的处理方式完成加水操作,闭水处理中规定的时间为30min,在水位下降且整个区域水位处于稳定状态后,落实相应的操作流程[6]。
(五)施工管理
在工程项目中不仅要对具体施工参数予以监督,也要落实全过程安全管理机制,确保质量和安全监管环节的规范性。
首先,施工人员要严格按照设计方案落实具体操作,避免随意调整施工参数的问题,施工人员在没有得到相关批准时不能采取随意操作方案,减少超挖或者是欠挖的几率。
其次,在实际施工过程中要充分践行勤测量、勤纠偏的施工原则,技术发现问题并纠正问题,避免顶管轴线偏差对整个施工项目安全质量产生的影响。
最后,要整合质量管理制度,严格约束对应的施工行为和管理方案,真正实现全过程、全面化质量管理方案,将施工工序和操作流程紧密联系在一起,制定更加合理且精细化的管控体系[7]。
结语
在市政给排水施工中应用顶管技术十分常见,顶管技术一改以往乱挖、多挖的作业模式,采用少挖、不挖的方法,适应了保护环境、减少破坏、节约资源的时代要求,正是因为顶管技术在应用时有着较多显著优势,能够为建筑工程项目建设带来一定便利性和可靠性,因此在市政给排水施工领域中应用频率较高且获得效益优良,能够减轻施工项目对周围环境所产生的影响,降低成本投入,提高工程项目经济效益,有利于保护市政生态环境,实现工程项目可持续发展。
参考文献
[1]陈光吉.建筑给排水工程案例分析与顶管施工技术[J].成都工业学院学报,2021(03):67-70.
[2]官世明.市政给排水施工中顶管技术的应用分析[J].建筑与预算,2021(03):47-49.
[3]李砚辉.顶管施工技术在城市给排水工程中的应用思考[J].建筑与装饰,2020(16):188,191.