道路工程污水管网暗挖顶进施工技术

道路工程污水管网暗挖顶进施工技术

摘要:指出了随着城市的迅速发展,地面活动的加剧已经不能满足快速发展的需求,城市地下管网建设应运而生。由于地下条件复杂多样,暗挖地下管网成为最主要的施工方法之一。以实际工程为例详细总结了暗挖顶进施工技术,并取得了良好的施工效果。以供参考。

关键词:市政道路工程;污水管网;暗挖顶进

1工程概况

新繁、龙桥两镇全域截污工程中设计管径为d800,采用顶管专用钢承口Ⅲ级钢筋砼管,根据地勘报告显示:管道施工埋设地层为砂砾石层,本项目采用人工开挖顶进法施工,顶管结束后应及时对管道周边空隙进行灌浆填实,加固土体。

2暗挖顶进施工技术总结

2.1泥水式推进法施工

泥水式推进法在施工过程中最需要注意的是顶速,要保证速度的合理性,同时利用刀盘掘进机保持正面土压力、循化水压力以及地下水压力的稳定。此种施工方法的优势在于能够有效推进施工进程且减少地表沉降幅度,避免了对地基的改造和降水的处理程序[1,2]。

2.2土压式推进法施工

土压式推进法是将泥仓内灌满所有混合材料,目的在于保持正面土压力与地下水压力的稳定。此种施工方法能省略一般工程中常见的如泥浆泵一类的传输装置传送混合材料,而使用成本较低的施工推进装置;此外,免去对泥浆处理的步骤也能降低施工成本。需要注意的是,此施工方案中使用的是单刀盘和多刀盘的土压力平衡机,因此要配合施工管道的直径,选择1000~3000mm之间的刀盘[3]。

2.3泥浓式推进法施工

泥浓式推进法是城市给水管长距离推进施工过程中最常用的施工方法,此方法的主要目的是通过二次注浆的方式排出直径达到顶管直径1/3的砾石,分离地下的泥土与砾石运送到地上,再与地表将其进行外运,此种施工方法以减小摩擦的方式保证顶管建设不受到任何干扰。应用范围非常广泛,可应用于顶进管径在700~2200mm的管道中,也可应用于充满岩石的土质环境。

2.4人工开挖顶进法施工

人工开挖顶进法是采用人工掘土、出土、顶进的方式进行顶管施工,此方法最大特点在于适用性较广,可适用于绝大部分地层及底线管线密集处施工。需要注意的是此方法施工时部分地层(大粒径砂砾石层、细砂层)需进行预固结灌浆,以保证顶进顺利及人员安全。

3施工设计

此施工设计实施长度为3657.1m的顶管,采用Ⅲ级钢筋混凝土顶管专用管材。顶管施工采用2.0m单节最大长度的顶管,在施工之前一定要确保井方位准确,准备妥当后再进行作业,当顶管从洞口出来时及时使用接收井收回工具的头部。

3.1工作井设计及建设

工作井及接收井采用逆作法做混凝土结构井,工作井结构尺寸为内径6.0m,壁厚30cm;接收井结构尺寸为内径4.0m,壁厚30cm,管道及工作井均位于砂卵石层上,基础承载力满足要求。

3.2后背墙

此项工程的后背墙是千斤顶的支撑骨架,由于后背墙要平衡地承受力,所以格外注意对后背墙的建设。其高度2.5m,厚度50cm,宽度≥1.5倍管径;后背墙壁面与管道顶进呈之间90°夹角,保证垂直度误差小于0.1%,水平扭转度误差小于0.1%。

3.3工作井导轨组装

为了保证顶进工作按照原计划的中心线和坡度进行,组装工作井导轨是必要的保障。在组装导轨时在符合管节中心高程和坡度的施工设计的同时还要加固导轨的组装,采用双排120的工字导轨,20的槽钢并将其焊接。在组装过程中采用测量仪器对其检测,保证轴线位置误差小于0.003m,顶面高程在小于0.003m,两轨间距离误差不超过2mm。

3.4千斤顶组装

(1)此项目使用2台150t的千斤顶。在使用过程中千斤顶的力要与管壁的力处于一条直线上,以减少顶进出现差错。依据经验需将千斤顶摆在位于管道线中心的架子上,并将受力点调整与管节垂直直径的1/4~1/5。(2)千斤顶采用型号为Zb50的油泵。电动机与油泵同时工作,控制阀和分配器辅助,随后进入千斤顶。另外要注意位于千斤顶内的进油管为并联方式连接,油管笔直,并确保千斤顶活塞用力点始终处于设定的路径上。

3.5顶铁的组装

(1)顶铁的主要作用是在千斤顶和管道两端传接力。顶铁主要分为环形顶铁和u型顶铁。目的是将平摊千斤顶的合力,控制千斤顶与管道端部之间的间隔。(2)组装顶铁的注意事项:①保持顶铁与导轨、顶铁与顶铁之间的良好接触,避免因接触不良产生滑移现象。②为避免作用点发生偏差,管道中线和顶铁轴线要保持对称。③为了平摊顶力、缓冲作用力,应在管道出口和顶铁中间位置放置胶合板。④即使组装完成后也要保证管道、顶铁和千斤顶能与轴线设置平行。

4顶进施工

4.1正常顶进施工

在开始顶进管道工作之前检查设备运转情况是必要步骤。凿开护壁之后,工具管要及时顶进,同时科目每次顶进0.3m便对其进行测量,减小误差;而土层下方的管道可以放宽距离,在每次顶进1m之后,在对其进行测量即可。工具管刚刚顶进0~5m时可以结束的误差轴线、高程的距离都要小于3mm。最后在管道顶进的过程中一定要保证泥浆充足,每一次开始顶进工作之前都要补充泥浆,并且边压泥浆边顶进。

4.2测量与纠偏

全站仪和激光水准仪是测量时主要使用的设备。(1)频率测量。第一节的管节顶进工作频率控制在0.2~0.5m/次,其他情况的顶进频率为每次1m,另外要在管道顶进半节时重新测量并调整。(2)测定中线。其测量方式需在作业井周围垂吊延伸至井底的铅锤,观察管道前段的中心刻度尺,当其刻度与铅锤重叠即为准确方向,反之则有偏差。(3)测量高程。找到工作井中的水准点,在顶进结束时把激光水准仪按照在顶铁上,同时测量管道前段底部高程。(4)纠正偏差。工具投前面有一段管节可以用来调整测量误差,纠偏节中的千斤顶可以在顶进过程中调整误差,当工具投方向误差>5mm即需要调整,保证工具管始终按照计划方向前进。

4.3其他有关施工方案

(1)穿墙顶入顶管出洞口对于顶管的意义重大[4],因此为了使工作实际与预期效果一致,加固穿墙管前面2m区域内的土体,隔绝泥土与水流,在接收井周围采用深层水泥搅拌方法是必要的步骤[5~7]。(2)利用触变泥浆减少阻力。触变泥浆可以有效降低阻力,利用灌入泥浆形成泥浆保护套。涉及到的相关设备材料参数如下:水泥质量参数是土∶水∶碱=200∶50∶1,压浆泵型号是LI50,压力保持在0.1~0.2MPa。压浆与顶入要充分及时,分多次少量完成,在顶进完成后置换出孔内泥浆。(3)采取合理的防水措施与适合的管节接头。为了实现优质的密封环境,选择F型密封圈,配对F型柔性的接口,氯丁橡胶楔形胶圈,并配有止水钢环置于接头内是最好的选择。

5结语

城市废水处理已成为不可忽视的重要问题。因此在管道施工时需要做好准备工作,按照城市实际的废水处理要求规划适宜的工作步骤,并对施工过程中出现的问题制定应对处理策略,最大限度地保障工程的建设质量。

参考文献:

[1]何烨.市政道路排水工程污水管顶管施工技术[J].佳木斯职业学院学报,2018(10):490,492.

[2]杨玉岭.市政道路排水工程污水管顶管施工技术[J].黑龙江水利科技,2016(7):125~126,148.

[3]袁运光,李雷.泥水平衡顶管施工工艺在污水管网敷设中的应用[J].珠江水运,2019(12):102~103.

[4]姚露.市政道路排水工程污水管顶管施工技术[J].城市建设理论研究(电子版),2019(4):168.

[5]戚福坤.市政道路给排水施工中顶管技术应用的相关研究[J].农家参谋,2017(20):168.

[6]方熠,张慧,朱莹,等.环境与工程地球物理技术研究及应用述评[J].安全与环境工程,2018,25(6):8~18.

[7]杨占东.综合物探方法在复杂条件下供水管网测漏中的应用[J].工程地球物理学报,2018,15(4):470~474.

作者:苏李刚 单位:中国水电基础局有限公司