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中国给水排水浅析城市排水工程中污水管的顶管施工

时间:2015年05月09日 所属分类:推荐论文 点击次数:

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  摘要:城市建设过程中,排水工程作为地下的一环,尤其是城市污水的排放至关重要。污水管道等排水工程深在地下,管网复杂,施工难度大,是城市排水工程中的难点。本文主要浅析城市排水工程中污水管的顶管施工技术,希望能提高施工水平和排水工程的质量。

  关键词:中国给水排水,城市排水工程,污水管,顶管施工技术

  城市建设过程中,排水工程作为地下的一环,尤其是城市污水的排放至关重要。污水管道等排水工程深在地下,管网复杂,施工难度大,是城市排水工程中的难点。本文主要浅析城市排水工程中污水管的顶管施工技术,希望能提高施工水平和排水工程的质量。

  一、顶管施工工艺分析

  顶管施工工艺是指根据施工设计方案,在管道沿线设置工作井和接收井,借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力,把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直推进到接收井内吊起,与此同时,把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间,是一种非开挖施工方法。与传统的明挖覆盖法相比,顶管施工工艺具有可以减少施工周边环境的影响,噪音以及震动相对较小,对交通干扰小,无需隔断交通,可在很深的地下铺设管道以安全穿越障碍物(如建筑物公路、铁路等),而且在城区内施工时可以节省大量的投资以及缩短工期等优点,能彻底解决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,尤其对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的。

  对于市政道路排水工程而言,尤其是横穿城市主干道的地面上的建筑物相对较多,若采用槽工艺或者开槽施工支护,不仅投资相对较大,同时也容易造成对建筑的破坏,另外渣土堆放、外运等都将会给市民工作、生活等带来许多不便,而采用顶管施工工艺进行地下管网施工能有效地避免以上问题的发生,且不开挖地面;不拆迁,不破坏地面建筑物;不影响交通;不破坏环境;施工不受气候和环境的影响;不影响管道的段差变形;省时、高效、安全,综合造价低。

  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。

  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。

  二、道路排水工程污水管顶管施工技术

  1.前期准备工作。在污水顶管施工前期,应做好相应的准备工作,以确保施工准确合理的进行。一是仔细勘察施工现场的土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等情况,并据此勘察结果在比较技术经济的基础上设计顶管旅工方案;二要根据工程性质和需要确定其内径,根据顶进管的受力确定配筋和壁厚从而确定外径,根据不同顶管施工工艺来确定项进管的长度,根据施工和使用阶段的荷载要求确定管材的强度要求;三是根据计算和实际情况选择在顶管施工中涉及的设备(如千斤顶、顶铁、高压油泵及运土设备)。

  2.顶管施工过程中的技术探讨。

  首先,做好顶管工作井和接收井的制作工作。根据工程特点,选用抗渗性好,刚度大,构造简单,旖工简便,工期短的围护结构施工方法,且工作井(接收井)的深层搅拌桩特别

  注重桩的间距和垂直度控制(如垂直度应小于百分之一,桩的间距必须保证最小搭接宽度为零点二米),并拟采用相同的施工方式建造顶管接收井和检查井围护,在工作坑外侧设置水泥搅拌桩止水帷以保证施工时不塌方和减少地下水的流入,并采用人工垂直开挖工作井,每开挖一米即护壁一米,井底施打木桩进行加固,及时对井底进行封闭;

  其次,将顶管设备安装到位,如在满足管节中心高程及坡度的要求以将工作井导轨安装牢固、安装好顶铁,挤牢以致管前端有一定长度等;再则,在下管前应检查进管的质量,在保证管口完好无损的情况下,在管外壁涂改性石蜡,以减少管道项进阻力。顶管前先施工高压旋喷桩进行管基管顶注浆加固处理以防止前方土体塌落,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;另外,在顶进过程中使用触变泥浆减阻工艺,并实行连续施工,避免因土质条件和施工情况等因素造成施工停顿。工作井内通常会出现透水现象,需在工作井出洞口出洞后设置单层止水橡胶圈或者采用砖砌墙墩,内灌高强度快干水泥;然后,在顶管出洞时应在接收井出洞砼墙安装出洞止水圈,在洞口外一米范围内压密注浆以提高地基土的承载力,防止机头出洞后下沉;

  最后,对工作井及接收井的控制测量(包括井位施工过程中的测量、顶进过程中井位的监控)、设备安装时的顶进轴线定位、顶进过程中管道轴线的测量控制监控,以保证管线实际轴线的平顺以及顶管的顺利贯通。随着工程技术的发展,水泥砂浆封缝或用套环连接来预防污水外溢的方法将逐渐被淘汰,一种柔性结合的承接口式排水管将成为未来发展的趋势;在新的设计需求下,低压力排水管是另一种新的发展趋势,可减少内壁腐蚀的出现;在环保理念的不断深入人心时,绿色混凝土管成为排水管材发展趋势之一;由于污水对混凝土管具有一定的腐蚀性,对排水管材的高耐久性方向研究是一种新的发展趋势。

  3. 排水工程污水管顶管施工管理

  在城镇排水工程污水管顶管施工过程中,必须科学地对施工范围内的各种地下管线进行详细的勘测,记录备案,并对施工区域地质条件进行科学的勘测,并结合当地的顶管施工技术的现状,科学设计顶管施工的路线和施工工艺,保证施工工艺的选择在符合当地经济的前提下,尽可能提高顶管施工的进度和精度。在顶管施工中,由于是非开挖施工,需要配套的施工自动测量和纠偏的仪器和设备,科学的指导排水管顶管施工,确保顶管施工按照预定路线推进。在顶管施工中,施工单位应建立并完善施工区域地面与地下测量控制系统,并科学选择测量控制点,以便能确保地面观察者视线清楚、方便测量和校核。在城镇顶管施工中一般采用土压平衡式工艺,封闭式顶进施工,确保施工地面沉降的影响较小。特别注意的是在排水管顶管穿越地面建筑物时不准停机,并科学控制推进角度,但可适当放慢顶进的速度来减轻对地面土层的破坏。

  三、结束语

  综上所述,笔者主要围绕城市道路排水工程中污水管顶管施工技术进行了浅显地探讨,希望其中所谈的工艺流程、施工措施以及施工管理能对提高其施工水平,保证城市道路污水管顶管的施工质量有帮助作用。

  【参考文献】

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  [2]杨奉天;顶管施工在市政工程中的实际应用[M]辽宁建筑,2011,25(2):120—128

  [3]王宝国;顶管施工方法和技术措施M].涂料工业,2010,5

  [4]杨传薄;顶管施工法在城市排水中的运用[J],应用化工,2008,12