頂管施工技術論文8篇

時間:2023-03-07 15:02:01

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頂管施工技術論文

篇1

關鍵詞:頂管技術 給排水管道

概述:傳統的挖槽埋管地下管線施工技術由于對地面交通影響較大。使本來就擁擠繁忙的城市交通如同雪上加霜。同時給市民工作、生活帶來許多不便。頂管技術就是在這種情況下發展起來的一種非開挖技術。隨著頂管技術在市政工程的廣泛運用。本論文主要討論在頂管作業施工過程中出現了一些具體的技術問題。值得施工技術人員重視。并以此和同行共享。

一、頂管技術在城市給排水中的發展

地下給排水管網是城市基礎設施的重要組成部分,對城市給水管網進行改造的時候,管道安裝工作需要專業的工程技術人員進行。傳統的地下管線施工技術通常對地表有很大的破壞,而且地下管線的改造是在城市道路下的工程,必然會對本來就擁堵的城市交通帶來更大的不便,也嚴重影響了人民群眾的正常出行,施工后的道路恢復工作也比較麻煩,在一些人口密集交通易堵塞的大城市這個問題顯得更加明顯,因此,這個問題成為了眾多專家研究的話題,也是我們急需解決的問題。

非開挖工程技術徹底解決了管道埋設施工中對城市建筑物的破壞和道路交通的堵塞等難題,在穩定土層和環境保護方面凸顯其優勢。這對交通繁忙、人口密集、地面建筑物眾多、地下管線復雜的城市是非常重要的,它將為城市創造一個潔凈、舒適和美好的環境。非開挖技術是指在進行地下管線的鋪設改造中盡力不開挖或者少開挖。

頂管技術就是在目前的形勢下發展起來的一種菲開挖技術,這種技術在國外應用非常普遍,在我國也有很大的普及空間。伴隨著頂管技術的投入使用,在運用中也經常出現一些問題,本文主要提出在頂管技術施工中容易出現的技術問題,值得施工技術人員重視,并以此和同行共享。

二、頂管施工的特點

頂管法又稱為非開挖管道敷設技術.它具有不需要開挖面層.就能穿越地面構筑物和地下管線及公路、鐵路、河道的特點,相比開挖敷設技術。投資和工期將大大節省。同時,頂管施工技術可以降低噪音,減少粉塵.減輕對城區的交通條件和環境狀況的干擾和破壞.屬于真正的無污染、高效率的施工技術。頂管施工法由于其上述多方面的優點.在市政工程中尤其是在市政給排水管線工程中得到了廣泛地應用。概括起來,頂管施工技術具有幾大方面的優點:施工面由線縮成點,占地面積小;地面活動不受施工影響,對交通干擾小;噪音和震動低.城市中施工對居民生活環境干擾小.不影響現有管線及構筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷設管道,可以安全穿越鐵路、公路、河流、建筑物,減少沿線的拆遷工作量.降低工程造價。其主要缺點是施工技術難度較高,需要詳細的工程地質和水文地質勘探資料。

三、頂管技術施工應用分析

1、頂進管的選擇

頂進管一般選州鋼筋砼管.如沒有腐蝕要求可選用鋼管。鋼筋砼管的規格設計、配筋和應力驗算應遵守有關鋼筋砼的標準和技術規程.特別是有關鋼筋砼管的標準和技術規程。

2、頂進管島徑的選擇

頂進管的直徑選擇是片先根據工程性質、工程需要確定內徑。根據頂進管所受荷載確定砼管的配筋及壁厚.進而確定外徑。因為頂管工程工作面上需要配備挖土工人.所阻一般管內徑不小于500rm。

3、頂進管妊度的選擇

頂進管的長度對頂管過程的可控性和經濟性有很大的影響。在直線推頂的情況下使用長管可以減少裝管的次數.取得良好的效果.但隨著管長度的增長.如果偏離原定的路線,建造頂坑時頂婭坑的長度也要增大.挖坑、支護、回填、修復的費用將相應地增加。反之,在直線上推頂很短的管也較困難.閃為短管比較容易向周闈土層中擠入.致使整個管呈蛇形彎曲,這便降低了管路頂進的可控性。

4、頂管施工的前期準備

現場平面布置,平面總體帛置包括起重設備、自動擰制室、料具間、管片堆場、拌漿棚及拌漿材料堆場、注水系統、棄土坑的布置等,始硼t作井內安裝發射架、頂管機、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進設備.工作井邊側設置下井扶梯供施工人員上下。

頂管機進,出洞處以及后靠土體加固為確保頂管機出洞的絕對安全,對后靠土體機進。為防止腰管機進、出預留空間導致泥水流失.并確保在頂進過程中壓注的觸變泥漿不流失,必須在工作井安裝洞口止水裝置。

三、頂管施工的工藝

頂管施工又稱為頂進法施工.是指利用頂進設備將預制的箱形或圓形構造物逐漸頂入路基.以構成立體交義通道的施工方法。頂管施工需先在確定的管段之間設置工作井和接收,在工作井內安裝推力設備將導軌上的頂管機頭推入土體,機頭導向。將預制的鋼筋混凝上管向前頂進.前端土體通過上作井運出,最后完成管道鋪設。

1、頂管井的設計

頂管井分工作井與接收井兩種,頂管井的建造結構有很多種類,一般使用鋼筋混凝土結構。工作井的結構形式通常有單孔井和單排孔井,它們的結構受力性能由高至低依次為圓形一矩形。結構布置時,可在井內設置內支撐.改善結構受力。在建造過程中工作井按雙向頂進設計,問距與設計槍杳井間距一致.施工完畢,在工作井和接收井的位置上按設計要求做檢查井。

2、頂管施工工序

①穿墻:打開穿墻悶飯將工具管頂出井外.并安裝穿墻止水裝置,主要技術施工措施如下:a穿墻管由填夯壓密實的紙筋粘上或低強度水泥粘土拌和土.以起到臨時性阻水擋土作用;b為確保穿墻孔外側一定范嗣內土體基本穩定并有足夠強度.工作井工具管穿墻,對穿墻管外側采取注漿同結措施;

c穿墻前對可能出現的問題進行分析并制定相應處坪措施:d蝴板開啟后迅速推進工具管.同時做好穿墻止水.

結束語:管工藝的施工從技術上講是完全可行的.相對于開槽坪管從社會效益與經濟效益睞講更具有優越性,另外一方面從切實做到保護環境人手.加人推廣頂管施上技術力度勢在必行.可以預見未來的管線鋪設技術將以頂管工藝為支撐。

參考文獻:

篇2

水管道施工方法的不足,對頂管施工方法進行了探討,在簡單分析了頂管施工的

特點的基礎上,重點對頂管施工在給排水管道建設中的施工應用進行了分析探

討。

關鍵詞:頂管技術給排水管道施工工藝

中圖分類號:S276文獻標識碼:A

引言

地下給排水管網是城市基礎設施的重要組成部分,污水管道、雨水管道、自

來水管道、中水管道的系統等等都屬于地下給排水管網之內,要對上述市政設施

進行改建、新建、擴建,需要工程技術人員進行安全的管道安裝。由于施工現狀

地形及管線的原因,傳統的挖槽下管施工技術難以進行現場施工,頂管施工技術

將完全能解決這些難題,提供安全及經濟的施工方法。隨著頂管技術在市政工程

的廣泛運用,本文主要探討在頂管作業施工過程中出現了一些具體的技術問題,

值得施工技術人員重視,并以此和同行共享。

1頂管施工的特點

頂管法又稱為非開挖管道敷設技術,它具有不需要開挖面層,就能穿越地面

構筑物和地下管線及公路、鐵路、河道的特點,相比開挖敷設技術,投資和工期

將大大節省。同時,頂管施工技術可以降低噪音,減少粉塵,減輕對城區的交通

條件和環境狀況的干擾和破壞,屬于真正的無污染、高效率的施工技術。頂管施

工法由于其上述多方面的優點,在市政工程中尤其是在市政給排水管線工程中得

到了廣泛地應用。概括起來,頂管施工技術具有幾大方面的優點:施工面由線縮

成點,占地面積小;地面活動不受施工影響,對交通干擾小;噪音和震動低,城

市中施工對居民生活環境干擾小,不影響現有管線及構筑物的使用;可以在很深

的地下或水下敷設管道,可以安全穿越鐵路、公路、河流、建筑物,減少沿線的

拆遷工作量,降低工程造價,其主要缺點是施工技術難度較高,需要詳細的工程

地質和水文地質勘探資料。

2頂管技術施工應用分析

2.1頂進管的選擇頂進管一般選用鋼筋砼管,如沒有腐蝕要求可選用鋼管。鋼

筋砼管的規格設計、配筋和應力驗算應遵守有關鋼筋砼的標準和技術規程,特別

是有關鋼筋砼管的標準和技術規程。

2.1.1頂進管直徑的選擇頂進管的直徑選擇是首先根據工程性質、工程需要確

定內徑,根據頂進管所受荷載確定砼管的配筋及壁厚,進而確定外徑。因為頂管

工程工作面上需要配備挖土工人,所以一般管內徑不小于500mm。

2.1.2頂進管長度的選擇頂進管的長度對頂管過程的可控性和經濟性有很大的

影響。在直線推頂的情況下使用長管可以減少裝管的次數,取得良好的效果,但

隨著管長度的增長,如果偏離原定的路線,使之恢復正確路線要比使用短管更加

困難。建造頂壓坑時頂壓坑的長度也要增大,挖坑、支護、回填、修復的費用將

相應地增加。反之,在直線上推頂很短的管也較困難,因為短管比較容易向周圍

土層中擠入,致使整個管列呈蛇形彎曲,這便降低了管路頂進的可控性。

一般情況下,管長度須相對于管徑來衡量,當L/D外≤1.10時,為短管;當L/D

外=1.15時,為標準管;當L/D外≥2.10時為長管。

2.2頂管施工的前期準備

2.2.1現場平面布置平面總體布置包括起重設備、自動控制室、料具間、管片

堆場、拌漿棚及拌漿材料堆場、注水系統、棄土坑的布置等。始發工作井內安裝

發射架、頂管機、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進設備,工作井邊側設置下

井扶梯供施工人員上下。轉貼于2.2.2頂管機進、出洞處以及后靠土體加固為

確保頂管機出洞的絕對安全,需對后靠土體及進、出洞區域土體進行高壓旋噴樁

加固。為防止頂管機進、出預留洞導致泥水流失,并確保在頂進過程中壓注的觸

變泥漿不流失,必須在工作井安裝洞口止水裝置。

2.3頂管施工的工藝頂管施工又稱為頂進法施工,是指利用頂進設備將預制的

箱形或圓形構造物逐漸頂入路基,以構成立體交叉通道或涵洞的施工方法。頂管

施工需先在確定的管段之間設置工作井和接收井,然后在工作井內安裝推力設備

將導軌上的頂管機頭推入土體,由機頭導向,將預制的鋼筋混凝土管向前頂進,

前端土體通過工作井運出,最后完成管道鋪設。

2.3.1頂管井的設計頂管井分工作井與接收井兩種,頂管井的建造結構有很多

種類,一般使用鋼筋混凝土結構。工作井的結構形式通常有單孔井和單排孔井。

前者形狀有圓形、正方形、矩形等,后者則大多為矩形,它們的結構受力性能由

高至低依次為圓形一正方形一矩形。結構布置時,可在井內設置內支撐,改善結

構受力。在建造過程中,工作井按雙向頂進設計,與接收井間隔布置,間距與設

計檢查井間距一致,施工完畢,在工作井和接收井的位置上按設計要求做檢查井。

2.3.2頂管施工工序

①穿墻:打開穿墻悶板將工具管頂出井外,并安裝穿墻止水裝置,主要技術施工

措施如下:a穿墻管內填夯壓密實的紙筋粘土或低強度水泥粘土拌和土,以起到

臨時性阻水擋土作用;b為確保穿墻孔外側一定范圍內土體基本穩定并有足夠強

度,工作井工具管穿墻前,對穿墻管外側采取注漿固結措施;c穿墻前對可能出

現的問題進行分析并制定相應處理措施;d悶板開啟后迅速推進工具管,同時做

好穿墻止水,本工程采用止水法蘭加壓板,中間安入20mm厚的天然優質橡膠止

水板環,要求具有較高的拉伸率和耐磨性,借助管道頂進帶動安裝好的橡膠板形

成逆向止水裝置,應防止因穿墻管外側的土體暴露時間過長而產生擾動流變。

②頂管出洞:頂管出洞是頂管作業中一個很值得注意的問題,頂管出洞,即頂管

機和第一節管子從工作井中破出洞口封門進入土中。開始正常頂管前的過程,是

頂管技術中的關鍵工序,也是容易發生事故的工序。為防止管線出現偏斜,應采

取工具管調零,在工具管下的井壁上加設支撐,若發現下跌立即用主頂油缸進行

糾偏,工具管出洞前預先設定一個初始角彌補下跌等措施。

③注漿減阻:在頂管施工中還有一個重要的技術措施就是通過壓注觸變泥漿填充

管道周圍的空隙,形成一道泥漿保護套,起到支撐地層,減少地面沉降,減少頂

進阻力的作用。在施工中,首先對頂管機頭尾部壓漿,并要與頂進工作同步,然

后在中續間和混凝土管道的適當位置進行跟蹤補漿,以補充在頂進中的泥漿損

失。注漿工序一般多應用于長距離頂管施工中。

④頂管糾偏:糾偏是指機頭偏離設計軸線后,利用設置在后部的糾偏千斤頂組,

改變機頭端面的方向,減少偏差,使管道沿設計軸線頂進。頂進糾偏是采用調整

4臺糾偏千斤頂組的方法,進行糾偏操作,若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮,

反之亦然。如果同時有高程和方向偏差,則應先糾正偏差大的一邊。糾偏應做到

在頂進中采用小角度分級逐步進行,勤調微糾。當頂管機頭發生旋轉時,可采取

在管內的相反方向增加壓重塊或在中間站提供旋轉糾正力矩等方法糾正。

3結語

頂管工藝的施工從技術上講是完全可行的,相對于開槽埋管從社會效益與經

濟效益上來講更具有優越性。從根本上改變了城市管網亂挖現象;另外一方面從

切實做到保護環境入手,加大推廣頂管施工技術力度勢在必行,可以預見未來的

篇3

【關鍵字】市政工程,頂管施工,技術要點

中圖分類號:TU99 文獻標識碼:A 文章編號:

前言

隨著城市現代化進程逐步深入,人們對城市功能和市容市貌提出了更高需求。不僅要求及具有健全的城市功能,還要求各項市政工程施工不得破壞周圍環境,尤其地下管網工程。現代城市規劃與建設中不可避免地將在地下鋪設各種功能、直徑不同的管道,為了不破壞施工現場周圍環境,減少對車輛、行人出行不良影響,頂管施工技術在市政地下管網工程中得到廣泛應用。與傳統的挖溝埋管法相比,頂管施工技術是一種非開挖施工技術,具有了自身獨特的優勢。

二.頂管施工技術及其的優越性

1、頂管施工技術

頂管施工技術是一種用于市政施工的非開挖掘進式管道鋪設施工技術,具有噪音小、施工場地小、對周圍環境影響小及不影響交通順利通行等優勢。由于城市地下管道種類多、管道錯綜復雜,采用傳統的開挖埋管法必然對施工現場周圍環境造成一定破壞和影響,因而提出了頂管技術—非開挖施工技術。非開挖技術是指利用微開挖或不開挖技術對地下管線、管道和地下電纜進行鋪設、修復或更換的一門科學,具有經濟、高效、保護環境、地面建筑不用搬遷、不影響交通等特點,是一種高科技且實用的技術。

2、頂管施工技術優越性

與傳統的開挖埋管法相比,頂管施工技術在施工工序、工程進度及管道地基施工等方面具有明顯優勢。具體內容如下:

(一)施工工序:以市政給排水工程為例,由于該工程中排水管道直徑較大、管道埋深大,土層開挖后需要進行支護處理。如果遇到地下水位較高情況,還需要進行降排水處理,無形中增加了施工工序。盡管頂管施工技術不能全然取消這些施工環節,但一定情況下可以不采用某些施工工序,比如支護。

(二)工程進度:與傳統的開挖埋管法相比,頂管施工技術工序相對較少、開方工程量小、回填作業量小,使得工期長度相對短一些,有助于在規定日期內保質保量地完成施工,并降低對地面交通、環境過分影響。

(三)管道地基施工:頂管施工技術由于采用的是管道和土同體置換的方式,與傳統開挖埋管法相比,能夠有效減少管道地基沉降現象,并減少對土層過分擾動。

三.頂管施工的技術要點

1、現場勘查與調查,做好施工準備

為了確定合理的施工組織設計,設計單位工作人員需要進入施工現場勘察與調查實際情況,做好施工準備工作。具體勘察與調查工作包括以下內容:勘察清楚施工現場或鄰近施工現場地下管網情況,對給水、煤氣、通訊、電力等管道進行現場定位,并嚴格分析那些管道需要停止工作或搬走,之后將其清楚標注出來;考察施工現場路面車流、人流等交通情況,必要時在路口設計交通導向牌、安排專人指揮,并根據道路交通情況合理安排施工路線;清楚掌握施工現場及附近排水管道情況,規劃與設計最佳排污路線,必要時還可搭建臨時排污管道,避免施工污水流入其他位置;如果施工現場有橋梁或其他建筑物,設計人員一定要摸清楚橋墩、橋臺基礎、建筑物基礎樁等情況,避免管道施工為其帶來破壞性影響。

2、施工技術準備工作

經過系統而周詳勘測與調查后,設計人員應分析相關資料信息得出施工現場的一些施工技術條件,并根據勘察情況與技術分析確定合理的施工組織設計。具體內容如下:

掌握施工現場地質情況,比如,含水量、透水性質等。如果土層中含有砂層或巖層,設計人員則需要進一步摸清砂層及巖層具體情況,然后選擇符合地質條件的頂管施工技術;

分析與總結地下水位變化規律,并將其來源、水面高度及潮汐情況清楚描述出來;

掌握各種頂管施工技術的相關要點。比如,水平螺旋鉆進法、微型隧道施工法、水平定向鉆進施工法等施工方式都具有自身獨特的施工工藝和程序,設計人員必須根據實際情況選擇最合適的頂管施工技術。

3、設計施工線路與井位施工

經過詳細勘察與技術分析之后,設計人員便可以此為依據設計施工方式、線路及井位。然后,施工單位人員按照設計圖上管道平面位置,利用測量儀器清楚標注出管道的具置,即水平高度及作業方向。同時,還要計算管道穿越長度,合理確定工作井位置和數量,并盡可能減少工作井數量,原因在于工作井造價比較昂貴。在設計施工線路過程中,設計人員應盡量使其避開樹木根莖、建筑基礎、

橋臺樁基等實物,嚴格設計施工線路,避免與其他實物產生沖突。另外,如果頂

進深度范圍內土層較為復雜,施工人員會同設計人員商議是否降低或抬高標高,

避免為施工帶來不必要的困難。

4、鉆進導向孔軌跡施工

導向孔軌跡設計與施工是否合理,直接影響著管道施工的精度,對管道施工成功與否有著至關重要的影響。完成測量放線工作后,施工人員便可以在管道平面位置按照深度要求操作定向鉆機作業。鉆孔作業前,施工人員必須嚴格檢查導向儀,并在施工過程中嚴格控制鉆頭深度與方向,避免產生較大誤差。一旦施工過程中出現鉆壓突變、扭矩、泥漿漏失等情況,施工人員必須及時采取處理措施,確保導向孔的精度。并且,設計導向孔軌跡時設計人員必須綜合考慮現場地質情況、地下管網布置及其他障礙物布置狀況,在此基礎上才能確保軌跡設計的合理性與科學性。

5、擴孔施工要點

導向孔施工完成后,施工人員便可利用鉆擴口對導向孔進行回擴工序。進行回擴工序時,應始終保持適當的泥漿量,并根據實際需要合理控制鉆進速度,以便排渣。回擴工序一般分為幾次完成,并在最后一次中采用擠擴式鉆頭,以便使孔壁定型和穩定。

6、頂進施工要點

導向孔施工完成、孔壁具有一定強度后,則進入頂進施工工序。頂進施工過程中應嚴格注意以下內容:頂進時,頂鐵上不準站人;頂進就位后,應立即回復施工線路;頂進施工完成后,施工人員必須對管道線路進行全面修整與鞏固,并進行相關實驗。待一切無任何問題時,管道線路便可以正式運行。

四.頂管施工應注意的幾個問題

1、工程地質和水文地質條件

施工前必須了解土層的變化情況,對于要經過回填土的地帶,需要提前加固處理,避免施工過后地表有過大幅度的下沉。

2、有毒有害氣體的檢測和預防

頂管施工通過的地層一般都會有淤泥層,腐爛的動植物會在地下生成有毒有害的氣體,頂管施工過程中,需要定時監測管內有毒有害氣體的含量,及時通風換氣,確保安全。

3、地下管線的提前探察

頂管施工時提前查明其它地下管線的埋設深度,走向位置等,不僅有利于頂管施工工程的順利進行,而且對于保證其它地下管線的安全。

4、穿越建筑物時對基拙的探察

頂管在建筑物基礎下施工時,需要明確施工路線上所遇到的建筑物基礎類型,對部分不穩定的基礎,頂管頂進前可以采取托換、加固措施。

5、頂進計算

根據準確計算頂進推力等計算結果,選用相應的油缸類型和確定中間的分布;通過工作設計,根據計算得到最大頂力,提出工作井的加固方案。

參考文獻:

篇4

頂管施工是為非開挖施工方法,是一種不開挖或者少開挖的管道埋設施工技術,它具有不需要開挖面層,就能穿越地面構筑物和地下及公路、鐵路、河道的特點,相比開挖敷設技術,投資和工期將大大節約。頂管施工技術具有幾大方面的優點:施工面由線縮成點,占地面積小;地面活動不受施工影響,對交通干擾小;噪音和震動低,城市中施工對居民生活環境干擾小,不影響現有管線及構筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷設管道,可以安全穿越鐵路、公路、河流、建筑物,減少沿線的拆遷工作量,降低工程造價。

隨著頂管技術在排水管道工程的廣泛運用,本論文通過太原道泵站改造頂管工程主要討論在頂管作業施工過程中出現了一些具體的技術問題。

1、工程概況

本工程是位于天津市和平區,是太原道泵站改造工程排水工程的部分工程,且穿越大沽北路,管道較深度(頂管管道深度為11.7米)。頂管穿越土層土質為淤泥質粉質粘土,土質較差,周邊建筑物較多,并且太原道為主要交通干道。

2、施工技術方案

(1)經調查分析研究,根據本工程具體情況,采用土壓平衡式頂管工藝進行施工。其主要原因是:a、它的適應范圍都比氣壓平衡、泥水平衡兩種方式寬。b、土壓平衡掘進機在施工過程中所排出的渣土要比泥水平衡掘進機所排出的泥漿容易處理。C、土壓平衡掘進機的設備要比泥水平衡和氣壓平衡簡單得多。

(2)頂管施工工藝流程:

施工前期準備測量放樣、復核工作井施工攪拌樁施工工作井上下設備安裝準備工具頭吊車下井、全套設備調試工具頭穿墻頂進后續吊放管道管道頂進、測量控制及糾偏管道排泥和廢泥漿外運下一節管吊放就位下段頂管頂進管道貫通、回收工具頭竣工驗收、清場

(3)施工順序:

頂管法施工采用先施工頂管工作井及接收井,后頂進管道,然后施工檢查井的施工順序,頂管工作井及接收井施工、管節制作、頂進施工、檢查井施工盡可能平行交叉進行、以縮短工期。

3、關鍵施工技術措施

1)測量和軸線控制技術

確保頂管施工的關鍵在于控制好頂進軸線。在進入前30m,頂進測量的頻率提高到1 次/m,并每頂進15m 就進行一次頂進軸線復核,確保頂管機頭在進入穿越段之前處于準確的姿態,軸線偏差控制在10mm 以內。進入穿越段后,每頂進50cm 測量一次頂管姿態,做到勤推、勤測、勤糾。避免因為軸線出現過大偏差而進行強制糾偏,從而將對管體外土體的擾動減少到最小。

2)觸變泥漿壓漿控制技術

在頂管管節外壁與土層之間形成良好性能的觸變泥漿套,不僅可使頂進阻力成倍的下降,而且對控制地表沉降、減少土體的擾動有很好效果。因此,在實施穿越時,為了確保完整泥漿套的形成,嚴格控制泥漿質量并選用優質膨潤土,并根據頂進情況,不斷優化泥漿配比。在控制好泥漿配比的同時,控制泥漿拌制質量;拌制好的泥漿靜置24h 后,要求漏斗粘度時間大于26s,并使用前再次攪拌。其次,在壓漿時還著重控制以下4 個方面:

①出洞口的止水裝置要確保不滲漏,管節接口和中繼間的密封性能良好,是形成泥漿套的先決條件;

②從出洞口開始壓漿,出洞口的壓漿可以避免管子進入土體后被握裹,進而引起“背土”的惡果;管道在“背土”條件下的運動將對土體產生很大的擾動;

③機尾的同步壓漿,使泥漿套隨機頭不斷延伸,若不及時壓漿,機殼外面也很容易產生背土現象,尤其是在穿越地鐵隧道階段,確保機尾處泥漿套形成對減少土體擾動非常重要;

④對管道沿線定時補漿,不斷彌補漿液向土層的滲透量,在穿越過地鐵隧道后的后續頂進中,不斷地補漿有助于減少管道前移時對地鐵隧道上方土體的摩擦擾動。

3) 控制泥漿置換質量

及時利用觸變泥漿壓注孔對管道外的觸變泥漿進行純水泥漿置換,從而減少了管道的后期沉降。

4、其他技術措施

1)安裝導軌

導軌采用重型導軌,安放在砼基礎面上,導軌定位時必須穩固、準確,在頂進過程中承受各種荷載時不移位、不變形、不沉降,兩根軌道必須相互平行、等高,導軌面上的中心標高按頂管管內底標高設置。在頂進中經常觀測調整,以確保頂進軸線的精度,導軌安放前先校核管道中心位置。

2)頂管后背處理

頂管后背采用整體鋼板焊接的后背,后背鐵和支護樁之間用C20混凝土澆筑,這樣使千斤的集中應力傳導至后背鐵上,最后逐步擴散到后背土體,由土的被動土壓力承擔。后背鐵的擺放垂直度滿足規范的要求。后背鐵的擺放要對稱于管道中線,同時千斤架的擺放滿足對稱要求,反方向施工頂進以已經頂進的管道為后背,在原有管道的接口處放置大于10mm厚的橡膠板,再放環形頂鐵一塊,保護好原有管口。

3)做出洞止水封門

在頂進方向出洞口處增加止水封門。止水封門做法,將洞口處的土挖掉并清理干凈,形狀為內圓外方,內圓直徑為管外皮直徑加100mm,外方橫向尺寸為以內圓直徑加600mm,高度為管材半徑;露出水泥攪拌樁支模,厚度為300mm,澆筑混凝土。在與水泥樁的接觸縫隙處一定要灌滿砼,并用振搗棒細致振搗,在距內圓5―100mm的位置上予埋ф16螺栓,長350mm,埋入混凝土200mm,外露150mm。螺栓間距150mm,分內外兩排,梅花樁交錯布置,待混凝土強度達到50%后,先對封門迎面進行找平,凸起處用鏨子剔掉,凹處補高標號水泥砂漿整體找平后,安裝環形橡膠板,厚20mm,內環直徑要比管外皮直徑小200mm,外環直徑同封門外邊尺寸,在環形橡膠板上和螺栓對應的位置挖孔,將環形橡膠板緊緊貼住封門的迎面,并使螺栓從與其對應的孔中露出,再在橡膠板外面壓上同厚度同形狀的環形鋼板(但鋼板內環直徑為管外皮加60mm,這一點與環形橡膠板不同,其余都同),最后用雙螺母擰緊螺栓,將環形鋼板和環形橡膠板與封門緊緊頂嚴,保證破洞后坑外的泥水不會順著封門與管外皮的縫隙處流進坑內,

5、結論

根據具體的地質條件、環境條件和施工工藝的特點,制定了合理的泥漿套、后期注漿加固周邊土體等控制技術措施以及選取合理的施工技術參數,為順利施工提供了技術保證。

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關鍵詞:頂管技術;市政工程;應用;施工工序

引言

地下管網是城市基礎設施的重要組成部分,日夜肩負著傳送信息和能量的重要任務。為城市處理污水的系統、自來水、煤氣、電力和通訊設施等等都屬于地下管網之內,要對上述市政設施進行改建、新建、擴建,需要工程技術人員進行安全的管道安裝。傳統的挖槽埋管地下管線施工技術由于對地面交通影響較大,使本來就擁擠繁忙的城市交通如同雪上加霜,同時給市民工作、生活帶來許多不便,特別在人口稠密的城市和交通擁擠的地區以及不允許開挖的地段,這個矛盾就更加突出。市政工程如何使這些安裝工程對城市的影響減至最小,如何盡可能減少對人們日常生活的影響。已經成了一個迫切解決的問題。 非開挖技術將完全能解決這些難題,提供安全及經濟的施工方法。非開挖技術是指利用少開挖和不開挖技術來進行地下管線的鋪設或更換的工藝。頂管技術就是在這種情況下發展起來的一種非開挖技術,其在國外已廣泛使用,在國內也已逐漸普及。隨著頂管技術在市政工程的廣泛運用,本論文主要討論在頂管作業施工過程中出現了一些具體的技術問題,值得施工技術人員重視,并以此和同行共享。

1 頂管施工的特點 頂管法又稱為非開挖管道敷設技術,它具有不需要開挖面層,就能穿越地面構筑物和地下管線吸公路、鐵路、河道的特點,相比開挖敷設技術,投資和工期將大大節省。同時,頂管施工技術可以降低噪音,減少粉塵,減輕對城區的交通條件和環境狀況的干擾和破壞,屬于真正的無污染、高效率的施工技術。頂管施工法由于其上述多方面的優點,在市政工程中尤其是在市政管線工程中得到了廣泛地應用。

2 頂管技術施工應用分析

2.1 頂進管的選擇 頂進管一般選用鋼筋砼管,如沒有腐蝕要求可選用鋼管。鋼筋砼管的規格設計、配筋和應力驗算應遵守有關鋼筋砼的標準和技術規程,特別是有關鋼筋砼管的標準和技術規程。①頂進管直徑的選擇:頂進管的直徑選擇是首先根據工程性質、工程需要確定內徑,根據頂進管所受荷載確定砼管的配筋及壁厚,進而確定外徑。因為頂管工程工作面上需要配備挖土工人,所以一般管內徑不小于500mm;②頂進管長度的選擇:頂進管的長度對頂管過程的可控性和經濟性有很大的影響。在直線推頂的情況下使用長管可以減少裝管的次數,取得良好的效果,但隨著管長度的增長,如果偏離原定的路線,使之恢復正確路線要比使用短管更加困難。建造頂壓坑時頂壓坑的長度也要增大,挖坑、支護、回填、修復的費用將相應地增加。

2.2 頂管施工的前期準備 ①現場平面布置:平面總體布置包括起重設備、自動控制室、料具間、管片堆場、拌漿棚及拌漿材料堆場、注水系統、棄土坑的布置等。始發工作井內安裝發射架、頂管機、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進設備,工作井邊側設置下井扶梯供施工人員上下;②頂管機進、出洞處以及后靠土體加固:為確保頂管機出洞的絕對安全,需對后靠土體及進、出洞區域土體進行高壓旋噴樁加固。為防止頂管機進、出預留洞導致泥水流失,并確保在頂進過程中壓注的觸變泥漿不流失,必須在工作井安裝止水裝置。

2.3 頂管施工的工藝:頂管施 叉稱為頂進法施工,是指利用頂進設備將預制成橢圓形或圓形構造物逐漸頂入路基,以構成立體交義通道或涵洞的施工方法。頂管施工需先在確定的管段之間設置工作井和接收井,然后在工作井內安裝推力設備將導軌上的頂管機頭推入土體,由機頭導向,將預制的鋼筋混凝土管向前頂進,前端土體通過工作井運出,最后完成管道鋪設。

2.3.1 頂管井的設計:頂管井分工作井與接收井兩種,頂管井的建造結構有很多種類,一般使用鋼筋混凝土結構。工作井的結構形式通常有單孔井和單排孔井。前者形狀有圓形、正方形、矩形等,后者則大多為矩形,它們的結構受力性能由高至低依次為圓形一正方形一矩形。

2.3.2 頂管施工工序 ①穿墻:打開穿墻悶板將工具管頂出井外,并安裝穿墻止水裝置,主要技術施工措施如下:1)穿墻管內填夯壓密實的紙筋粘土或低強度水泥粘土拌和土,以起到臨時性阻水擋土作用;2)為確保穿墻孔外側一定范圍內土體基本穩定并有足夠強度,工作井工具管穿墻前,對穿墻管外側采取注漿固結措施;3)穿墻前對可能出現的問題進行分析并制定相應處理措施;4)悶板開啟后迅速推進工具管,同時做好穿墻止水,本工程采用止水法蘭加壓板,中間安入20mm厚的天然優質橡膠止水板環,要求具有較高的拉伸率和耐磨性,借助管道頂進帶動安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置,應防止因穿墻管外側的土體暴露時間過長而產生擾動流變。②頂管出洞:頂管出洞是頂管作業中一個很值得注意的問題,頂管出洞,即頂管機和第一節管子從工作井中破出洞口封門進入土中。開始正常頂管前的過程,是頂管技術中的關鍵工序,也是容易發生事故的工序。為防止管線出現偏斜,應采取工具管調零,在工具管下的井壁上加設支撐,若發現下跌立即用主頂油缸進行糾偏,工具管出洞前預先設定一個初始角彌補下跌等措施。③注漿減阻:在頂管施工中還有一個重要的技術措施就是通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙,形成一道泥漿保護套,起到支撐地層,減少地面沉降,減少頂進阻力的作用。在施工中,首先對頂管機頭尾部壓漿,并要與頂進工作同步,然后在中續間和混凝土管道的適當位置進行跟蹤補漿,以補充在頂進中的泥漿損失。注漿工序一般多應用于長距離頂管施工中。④頂管糾偏:糾偏是指機頭偏離設計軸線后,利用設置在后部的糾偏千斤頂組,改變機頭端面的方向,減少偏差,使管道沿設計軸線頂迸。頂進糾偏是采用調整4臺糾偏千斤頂組方法,進行糾偏操作,若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮,反之亦然。

膨潤土懸浮液在疏松土層中的應用 在無粘性的疏松土層中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂礫土中,若不采取其它輔助措施,土層由于本身極不穩定,以致在刃腳推進之后立刻就會坍落在管壁上。所以對這類土壤來說,膨潤土懸浮液的支承作用尤其具有重要意義。為了起到這種支承作用,先決條件是要盡可能準確地掌握膨潤土懸浮漓在砂礫上中的特性。膨潤上懸浮液將滲人土層的孔隙內,充滿孔隙,并繼續在其中流動。流速取決于孔隙的橫斷面與懸浮液的流變特性,同時也取決于壓漿壓力。

盡管就某種場合來說,隨著管子的推進同時在管子整個圓周上和管路全部長度上均勻地壓漿證明是相宜的,而在另一些場合下,正確的方法則又可能是分段壓漿。

頂進管在膨潤土懸浮浪中受到的浮力 只要頂進管在整個圓周上被膨潤土懸浮液所包圍,浮力定律便對它有效,即使懸浮液層的厚度很小也同樣如此。在鋼筋混凝土管情況下,浮力均為管子自重的1.4倍。這樣,只要通過正確地壓人膨潤土懸浮液,從而在土層中圍繞頂進管形成一個支承環帶,并保持懸浮液壓力等于土壓力,于是管子就會在膨潤土懸浮液中漂浮起來。為此必需的前提在于懸浮液應是液體狀態的,亦即呈現為表觀流限相應較低的溶膠狀態。在懸浮液的膨潤土含量低到接近運動狀態下的穩定極限時,這個條件便能得到滿足。浮力可使管外璧摩阻力減小,因為管底部由于自重產生的法向力減少了。這一效果首先會對大直徑管子的長距離推頂產生有利的影響

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頂管法又稱為非開挖管道敷設技術,它具有不需要開挖面層,就能穿越地面構筑物和地下管線及公路、鐵路、河道的特點,相比開挖敷設技術,投資和工期將大大節省。同時,頂管施工技術可以降低噪音,減少粉塵,減輕對城區的交通條件和環境狀況的干擾和破壞,屬于真正的無污染、高效率的施工技術。頂管施工法由于其上述多方面的優點,在市政工程中尤其是在市政給排水管線工程中得到了廣泛地應用。概括起來,頂管施工技術具有幾大方面的優點:施工面由線縮成點,占地面積小;地面活動不受施工影響,對交通干擾小;噪音和震動低,城市中施工對居民生活環境干擾小,不影響現有管線及構筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷設管道,可以安全穿越鐵路、公路、河流、建筑物,減少沿線的拆遷工作量,降低工程造價,其主要缺點是施工技術難度較高,需要詳細的工程地質和水文地質勘探資料。

2頂管技術施工應用分析

2.1頂進管的選擇頂進管一般選用鋼筋砼管,如沒有腐蝕要求可選用鋼管。鋼筋砼管的規格設計、配筋和應力驗算應遵守有關鋼筋砼的標準和技術規程,特別是有關鋼筋砼管的標準和技術規程。

2.1.1頂進管直徑的選擇頂進管的直徑選擇是首先根據工程性質、工程需要確定內徑,根據頂進管所受荷載確定砼管的配筋及壁厚,進而確定外徑。因為頂管工程工作面上需要配備挖土工人,所以一般管內徑不小于500mm。

2.1.2頂進管長度的選擇頂進管的長度對頂管過程的可控性和經濟性有很大的影響。在直線推頂的情況下使用長管可以減少裝管的次數,取得良好的效果,但隨著管長度的增長,如果偏離原定的路線,使之恢復正確路線要比使用短管更加困難。建造頂壓坑時頂壓坑的長度也要增大,挖坑、支護、回填、修復的費用將相應地增加。反之,在直線上推頂很短的管也較困難,因為短管比較容易向周圍土層中擠入,致使整個管列呈蛇形彎曲,這便降低了管路頂進的可控性。

一般情況下,管長度須相對于管徑來衡量,當L/D外≤1.10時,為短管;當L/D外=1.15時,為標準管;當L/D外≥2.10時為長管。

2.2頂管施工的前期準備

2.2.1現場平面布置平面總體布置包括起重設備、自動控制室、料具間、管片堆場、拌漿棚及拌漿材料堆場、注水系統、棄土坑的布置等。始發工作井內安裝發射架、頂管機、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進設備,工作井邊側設置下井扶梯供施工人員上下。

2.2.2頂管機進、出洞處以及后靠土體加固為確保頂管機出洞的絕對安全,需對后靠土體及進、出洞區域土體進行高壓旋噴樁加固。為防止頂管機進、出預留洞導致泥水流失,并確保在頂進過程中壓注的觸變泥漿不流失,必須在工作井安裝洞口止水裝置。

2.3頂管施工的工藝頂管施工又稱為頂進法施工,是指利用頂進設備將預制的箱形或圓形構造物逐漸頂入路基,以構成立體交叉通道或涵洞的施工方法。頂管施工需先在確定的管段之間設置工作井和接收井,然后在工作井內安裝推力設備將導軌上的頂管機頭推入土體,由機頭導向,將預制的鋼筋混凝土管向前頂進,前端土體通過工作井運出,最后完成管道鋪設。

2.3.1頂管井的設計頂管井分工作井與接收井兩種,頂管井的建造結構有很多種類,一般使用鋼筋混凝土結構。工作井的結構形式通常有單孔井和單排孔井。前者形狀有圓形、正方形、矩形等,后者則大多為矩形,它們的結構受力性能由高至低依次為圓形一正方形一矩形。結構布置時,可在井內設置內支撐,改善結構受力。在建造過程中,工作井按雙向頂進設計,與接收井間隔布置,間距與設計檢查井間距一致,施工完畢,在工作井和接收井的位置上按設計要求做檢查井。

2.3.2頂管施工工序①穿墻:打開穿墻悶板將工具管頂出井外,并安裝穿墻止水裝置,主要技術施工措施如下:a穿墻管內填夯壓密實的紙筋粘土或低強度水泥粘土拌和土,以起到臨時性阻水擋土作用;b為確保穿墻孔外側一定范圍內土體基本穩定并有足夠強度,工作井工具管穿墻前,對穿墻管外側采取注漿固結措施;c穿墻前對可能出現的問題進行分析并制定相應處理措施;d悶板開啟后迅速推進工具管,同時做好穿墻止水,本工程采用止水法蘭加壓板,中間安入20mm厚的天然優質橡膠止水板環,要求具有較高的拉伸率和耐磨性,借助管道頂進帶動安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置,應防止因穿墻管外側的土體暴露時間過長而產生擾動流變。②頂管出洞:頂管出洞是頂管作業中一個很值得注意的問題,頂管出洞,即頂管機和第一節管子從工作井中破出洞口封門進入土中。開始正常頂管前的過程,是頂管技術中的關鍵工序,也是容易發生事故的工序。為防止管線出現偏斜,應采取工具管調零,在工具管下的井壁上加設支撐,若發現下跌立即用主頂油缸進行糾偏,工具管出洞前預先設定一個初始角彌補下跌等措施。③注漿減阻:在頂管施工中還有一個重要的技術措施就是通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙,形成一道泥漿保護套,起到支撐地層,減少地面沉降,減少頂進阻力的作用。在施工中,首先對頂管機頭尾部壓漿,并要與頂進工作同步,然后在中續間和混凝土管道的適當位置進行跟蹤補漿,以補充在頂進中的泥漿損失。注漿工序一般多應用于長距離頂管施工中。④頂管糾偏:糾偏是指機頭偏離設計軸線后,利用設置在后部的糾偏千斤頂組,改變機頭端面的方向,減少偏差,使管道沿設計軸線頂進。頂進糾偏是采用調整4臺糾偏千斤頂組的方法,進行糾偏操作,若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮,反之亦然。如果同時有高程和方向偏差,則應先糾正偏差大的一邊。糾偏應做到在頂進中采用小角度分級逐步進行,勤調微糾。當頂管機頭發生旋轉時,可采取在管內的相反方向增加壓重塊或在中間站提供旋轉糾正力矩等方法糾正。

3結語

頂管工藝的施工從技術上講是完全可行的,相對于開槽埋管從社會效益與經濟效益上來講更具有優越性。從根本上改變了城市管網亂挖現象;另外一方面從切實做到保護環境入手,加大推廣頂管施工技術力度勢在必行,可以預見未來的管線鋪設技術將以頂管工藝為支撐。

參考文獻:

[1][德]馬·謝爾勒著,漆平生,楊順喜,李周譯.頂管工程[M].北京:中國建筑工業出版社.1983.

[2]王峰.頂管技術在泵站出水管道施工中的應用[J].城市道橋與防洪.2006.(2):22-23.

[3]給水排水管道工程施工及驗收規程[S].中華人民共和國建設部.1997.

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關鍵詞:頂管技術;市政工程;應用;施工工序

Abstract: Pipe jacking technology due to its many advantages in the construction of municipal works gradually been widely used, the papers in a brief entry tube construction features based on the focus pipe jacking technology in the construction of municipal works and pipe jacking construction process, certain references to further improve the level of quality of pipe jacking construction.Key words: pipe jacking technology; municipal engineering; application; construction process

中圖分類號:TU99 文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)

引言

地下管網是城市基礎設施的重要組成部分,日夜肩負著傳送信息和能量的重要任務。為城市處理污水的系統、自來水、煤氣、電力和通訊設施等等都屬于地下管網之內,要對上述市政設施進行改建、新建、擴建,需要工程技術人員進行安全的管道安裝。傳統的挖槽埋管地下管線施工技術由于對地面交通影響較大,使本來就擁擠繁忙的城市交通如同雪上加霜,同時給市民工作、生活帶來許多不便,特別在人口稠密的城市和交通擁擠的地區以及不允許開挖的地段,這個矛盾就更加突出。市政工程如何使這些安裝工程對城市的影響減至最小,如何盡可能減少對人們日常生活的影響。已經成了一個迫切解決的問題。

1頂管施工的特點

頂管法又稱為非開挖管道敷設技術,它具有不需要開挖面層,就能穿越地面構筑物和地下管線吸公路、鐵路、河道的特點,相比開挖敷設技術,投資和工期將大大節省。同時,頂管施工技術可以降低噪音,減少粉塵,減輕對城區的交通條件和環境狀況的干擾和破壞,屬于真正的無污染、高效率的施工技術。頂管施工法由于其上述多方面的優點,在市政工程中尤其是在市政管線工程中得到了廣泛地應用。概括起來,頂管施工技術具有幾大方面的優點:施工面由線縮成點,占地面積小;地面活動不受施工影響,對交通干擾小;噪音和震動低,城市中施工對居民生活環境干擾小,不影響現有管線及構筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷設管道,可以安全穿越鐵路、公路、河流、建筑物,減少沿線的拆遷工作量,降低工程造價。

2頂管技術施工應用分析

2.1 頂進管的選擇

頂進管一般選用鋼筋砼管,如沒有腐蝕要求可選用鋼管。鋼筋砼管的規格設計、配筋和應力驗算應遵守有關鋼筋砼的標準和技術規程,特別是有關鋼筋砼管的標準和技術規程。①頂進管直徑的選擇:頂進管的直徑選擇是首先根據工程性質、工程需要確定內徑,根據頂進管所受荷載確定砼管的配筋及壁厚,進而確定外徑。因為頂管工程工作面上需要配備挖土工人,所以一般管內徑不小于500mm;②頂進管長度的選擇:頂進管的長度對頂管過程的可控性和經濟性有很大的影響。在直線推頂的情況下使用長管可以減少裝管的次數,取得良好的效果,但隨著管長度的增長,如果偏離原定的路線,使之恢復正確路線要比使用短管更加困難。建造頂壓坑時頂壓坑的長度也要增大,挖坑、支護、回填、修復的費用將相應地增加。

一般情況下,管長度須相對于管徑來衡量,當L/D外≤1.10時,為短管;當L/D外=1.15時,為標準管;當IJD外≥2.10時為長管。

2.2 頂管施工的前期準備

①現場平面布置:平面總體布置包括起重設備、自動控制室、料具間、管片堆場、拌漿棚及拌漿材料堆場、注水系統、棄土坑的布置等。始發工作井內安裝發射架、頂管機、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進設備,工作井邊側設置下井扶梯供施工人員上下;②頂管機進、出洞處以及后靠土體加固:為確保頂管機出洞的絕對安全,需對后靠土體及進、出洞區域土體進行高壓旋噴樁加固。為防止頂管機進、出預留洞導致泥水流失,并確保在頂進過程中壓注的觸變泥漿不流失,必須在工作井安裝止水裝置。

2.3 頂管施工的工藝:頂管施叉稱為頂進法施工,是指利用頂進設備將預制成橢圓形或圓形構造物逐漸頂入路基,以構成立體交義通道或涵洞的施工方法。頂管施工需先在確定的管段之間設置工作井和接收井,然后在工作井內安裝推力設備將導軌上的頂管機頭推入土體,由機頭導向,將預制的鋼筋混凝土管向前頂進,前端土體通過工作井運出,最后完成管道鋪設。

篇8

地下管網是城市基礎設施的重要組成部分。城市處理污水的系統、自來水、煤氣、電力和通訊設施等等都屬于地下管網之內,要對上述市政設施進行改建、新建、擴建,需要工程技術人員進行安全的管道安裝。傳統的挖槽埋管地下管線施工技術由于對地面交通影響較大,使本來就擁擠繁忙的城市交通如同雪上加霜,同時給市民工作、生活帶來許多不便,特別在人口稠密的城市和交通擁擠的地區以及不允許開挖的地段,這個矛盾就更加突出。非開挖技術將完全能解決這些難題,提供安全及經濟的施工方法。非開挖技術是指利用少開挖和不開挖技術來進行地下管線的鋪設或更換的工藝。頂管技術就是在這種情況下發展起來的一種非開挖技術。

一、 頂管施工的特點

頂管法又稱為非開挖管道敷設技術,它具有不需要開挖面層,就能穿越地面構筑物和地下管線以及公路、鐵路、河道的特點,相比開挖敷設技術,投資和工期將大大節省。同時,頂管施工技術可以降低噪音,減少粉塵,減輕對城區的交通條件和環境狀況的干擾和破壞,屬于真正的無污染、高效率的施工技術。頂管施工法由于其上述多方面的優點,在市政工程中尤其是在市政管線工程中得到了廣泛地應用。

二、 頂管施工技術要點

(一) 現場勘查

首先,在進行頂管施工前,要進行施工現場勘查,觀察施工地點的人、車流情況,確定交通路線,并且在交通路口設立導向牌等標志,同時安排人員指揮交通;其次,在施工之前要考察臨近的排水系統建設,設計好排水線路以及管道建設,避免污水橫流;再次,對施工現場的電力、通訊、煤氣等管道進行現場定位勘查,找出需要臨時關停或搬遷的設備設施,避免發生不良影響;此外,認真調查附近橋梁等構筑物的橋臺基礎、樁基深度及間距、建筑物基坑的結構形式,以便于確認是否要對其進行噴錨結構施工,為頂管技術的順利實施打好鋪墊。

(二) 技術準備

在頂管施工前,根據當地的頂管頂進的地質資料,了解土層的物理性質、力學參數、分布狀況,了解建筑施工場地的地下水來源、水面標高數據以及受潮汐影響等自然條件。在有砂層的情況下,要了解含砂量以及砂的細度、級配關系等。在巖層的地質情況下,要勘測是否有裂隙發育的情況;風化巖的地質,則要了解強風化、中風化或是弱風化等級,并且了解抗壓強度和抗剪強度以及結構狀況等。作為施工單位,一定要認真考察施工地質狀況,結合業主所給的資料,運用各種施工技術手段進行勘察,以備頂管施工實施的需要。

(三) 頂管線路確定以及井位設計

現行設計院設計管道大部分都是按照明挖方式設計,在經過施工現場調查后,要盡量優化線路設計,避開不利頂管的土層,讓頂管線路避開結構物及樹木等障礙物。可以選擇在每個工作井或者接收井內設計成檢查井位。線路與附近結構物的距離設計必須考慮到以后作檢查井的方便和空間,盡量避免沖突。此外,按照現行規范檢查井間距,根據具體施工情況可以和設計單位研究來適當加長,當頂進深度范圍內土層較為復雜時,可以考慮與設計部門協商進行抬高或者降低標高。

三、 頂管技術施工應用分析

(一) 頂進管的選擇 頂進管一般選用鋼筋砼管,如沒有腐蝕要求可選用鋼管。鋼筋砼管的規格設計、配筋和應力驗算應遵守有關鋼筋砼的標準和技術規程,特別是有關鋼筋砼管的標準和技術規程。①頂進管直徑的選擇:頂進管的直徑選擇是首先根據工程性質、工程需要確定內徑,根據頂進管所受荷載確定砼管的配筋及壁厚,進而確定外徑。因為頂管工程工作面上需要配備挖土工人,所以一般管內徑不小于500mm;②頂進管長度的選擇:頂進管的長度對頂管過程的可控性和經濟性有很大的影響。在直線推頂的情況下使用長管可以減少裝管的次數,取得良好的效果,但隨著管長度的增長,如果偏離原定的路線,使之恢復正確路線要比使用短管更加困難。建造頂壓坑時頂壓坑的長度也要增大,挖坑、支護、回填、修復的費用將相應地增加。一般情況下,管長度須相對于管徑來衡量,當L/D外≤1.10時,為短管;當L/D外=1.15時,為標準管;當IJD外≥2.10時為長管。

(二) 頂管施工的前期準備 ①現場平面布置:平面總體布置包括起重設備、自動控制室、料具間、管片堆場、拌漿棚及拌漿材料堆場、注水系統、棄土坑的布置等。始發工作井內安裝發射架、頂管機、前頂鐵、主推千斤頂、反力架等頂進設備,工作井邊側設置下井扶梯供施工人員上下;②頂管機進、出洞處以及后靠土體加固:為確保頂管機出洞的絕對安全,需對后靠土體及進、出洞區域土體進行高壓旋噴樁加固。為防止頂管機進、出預留洞導致泥水流失,并確保在頂進過程中壓注的觸變泥漿不流失,必須在工作井安裝止水裝置。

(三) 頂管施工的工藝:頂管施 叉稱為頂進法施工,是指利用頂進設備將預制成橢圓形或圓形構造物逐漸頂入路基,以構成立體交義通道或涵洞的施工方法。頂管施工需先在確定的管段之間設置工作井和接收井,然后在工作井內安裝推力設備將導軌上的頂管機頭推入土體,由機頭導向,將預制的鋼筋混凝土管向前頂進,前端土體通過工作井運出,最后完成管道鋪設。

頂管施工工序: ①穿墻:打開穿墻悶板將工具管頂出井外,并安裝穿墻止水裝置,主要技術施工措施如下:1)穿墻管內填夯壓密實的紙筋粘土或低強度水泥粘土拌和土,以起到臨時性阻水擋土作用;2)為確保穿墻孔外側一定范圍內土體基本穩定并有足夠強度,工作井工具管穿墻前,對穿墻管外側采取注漿固結措施;3)穿墻前對可能出現的問題進行分析并制定相應處理措施;4)悶板開啟后迅速推進工具管,同時做好穿墻止水,本工程采用止水法蘭加壓板,中間安入20mm厚的天然優質橡膠止水板環,要求具有較高的拉伸率和耐磨性,借助管道頂進帶動安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置,應防止因穿墻管外側的土體暴露時間過長而產生擾動流變。②頂管出洞:頂管出洞是頂管作業中一個很值得注意的問題,頂管出洞,即頂管機和第一節管子從工作井中破出洞口封門進入土中。開始正常頂管前的過程,是頂管技術中的關鍵工序,也是容易發生事故的工序。為防止管線出現偏斜,應采取工具管調零,在工具管下的井壁上加設支撐,若發現下跌立即用主頂油缸進行糾偏,工具管出洞前預先設定一個初始角彌補下跌等措施。③注漿減阻:在頂管施工中還有一個重要的技術措施就是通過壓注觸變泥漿填充管道周圍的空隙,形成一道泥漿保護套,起到支撐地層,減少地面沉降,減少頂進阻力的作用。在施工中,首先對頂管機頭尾部壓漿,并要與頂進工作同步,然后在中續間和混凝土管道的適當位置進行跟蹤補漿,以補充在頂進中的泥漿損失。注漿工序一般多應用于長距離頂管施工中。④頂管糾偏:糾偏是指機頭偏離設計軸線后,利用設置在后部的糾偏千斤頂組,改變機頭端面的方向,減少偏差,使管道沿設計軸線頂迸。頂進糾偏是采用調整4臺糾偏千斤頂組方法,進行糾偏操作,若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮,反之亦然。

(四) 膨潤土懸浮液在疏松土層中的應用

在無粘性的疏松土層中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂礫土中,若不采取其它輔助措施,土層由于本身極不穩定,以致在刃腳推進之后立刻就會坍落在管壁上。所以對這類土壤來說,膨潤土懸浮液的支承作用尤其具有重要意義。為了起到這種支承作用,先決條件是要盡可能準確地掌握膨潤土懸浮液在砂礫土中的特性。膨潤上懸浮液將滲人土層的孔隙內,充滿孔隙,并繼續在其中流動。流速取決于孔隙的橫斷面與懸浮液的流變特性,同時也取決于壓漿壓力。因此為了在同樣的壓漿壓力下達剄相同的滲入深度,在孔隙橫斷面很小的細粒土層中便需要低流限的懸浮液,面孔隙橫斷面較大的粒粒土層則需要高流限的懸浮液。

(五) 頂進管在膨潤土懸浮液中受到的浮力

只要頂進管在整個圓周上被膨潤土懸浮液所包圍,浮力定律便對它有效,即使懸浮液層的厚度很小也同樣如此。在鋼筋混凝土管情況下,浮力均為管子自重的1.4倍。這樣,只要通過正確地壓入膨潤土懸浮液,從而在土層中圍繞頂進管形成一個支承環帶,并保持懸浮液壓力等于土壓力,于是管子就會在膨潤土懸浮液中漂浮起來。為此必需的前提在于懸浮液應是液體狀態的,亦即呈現為表觀流限相應較低的溶膠狀態。在懸浮液的膨潤土含量低到接近運動狀態下的穩定極限時,這個條件便能得到滿足。浮力可使管外璧摩阻力減小,因為管底部由于自重產生的法向力減少了。這一效果首先會對大直徑管子的長距離推頂產生有利的影響

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