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給排水工程師關于城市排水管道頂管施工有關問題的探討

更新時間:2019-08-28 09:54:47 來源:環(huán)球網(wǎng)校 瀏覽64收藏32

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在市政工程建設當中,運用頂管施工工藝來鋪設排水管道,已經(jīng)非常普遍。頂管施工可以不開挖地面、交通不斷行,對周圍環(huán)境影響又能減至最小,是一種現(xiàn)代化的管道敷設施工方法。下面就將對其施工方面有關問題進行詳細的探討。

給排水工程師關于城市排水管道頂管施工有關問題的探討

1施工方案的選定

頂管施工的大忌是對地質情況的摸查不夠清楚,一般而言,設備一下井,工程的成敗順利與否就已經(jīng)決定了。所以前期的地質情況調查是重中之中的工作。詳盡的頂管頂進路線地質資料是決定頂管施工成敗的關鍵。

1.1現(xiàn)場踏勘及調查

定位測量后進行現(xiàn)場踏勘及調查工作,了解現(xiàn)場的交通布局及人流狀況;調查民居情況;摸清現(xiàn)場的原始情況與現(xiàn)有的可利用條件,為施工設計提供最詳細的數(shù)據(jù)。

1.2做好前期技術準備

根據(jù)地質情況的不同選擇不同的施工方案,首先要摸查清楚現(xiàn)場的地質狀況,其次是設備的選型。盡量了解土層的物理性質、力學參數(shù)、分布狀況等等。了解地下水的狀況及變化規(guī)律,如地下水來源、水面標高及是否受到潮汐影響而變化等。

1.3方案設計及工期計劃

有了前期的準備工作,可以集中精力考慮方案設計。主要包括有線路及井位設計、頂力計算及管材設計、工作井及接收井設計、檢查井設計、平面布置設計、施工過程組織設計、監(jiān)測及預警措施設計。每個階段的設計都力求全面,既要考慮費用的節(jié)約又要注重設計的合理性。

2施工工藝及設備選擇

2.1施工工藝

頂管施工的常用工藝包括手掘式、土壓平衡式、泥水平衡式、氣壓平衡式等4種,其中手掘式屬于非壓力平衡式,施工時機頭內(nèi)不含機械掘進機,只有1個工具管,通過人工將土體挖除,其掘進斷面是開放式的。頂管施工的出土方式對應于泥水平衡式、土壓平衡式和手掘式這3種頂管工藝,分別有泥水循環(huán)式、螺旋式和人工式等。

2.2頂進設備

常用的用的頂進設備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、工具管及運出土設備等。

1)千斤頂:采用液壓千斤頂并列布置在工作井內(nèi),頂力合力作用點與管壁反作用力作用點應在同一軸線,防止產(chǎn)生頂時力偶而造成頂進偏差。2)高壓油泵:由電動機帶動油泵工作,選用額定壓力的注塞泵,經(jīng)分配器、控制閥進入千斤頂,各千斤頂?shù)倪M油并聯(lián)在一起,以保證各千斤頂活塞的出力和行程一致。3)頂鐵:頂鐵是頂管過程中傳遞頂力的工具,它可延長千斤頂?shù)男谐?并且擴大管節(jié)端部的承壓面積,要求頂鐵能承受壓力而不變形且便于搬動。4)其他輔助設備:工作井頂面設活動式工作臺,平臺用工字鋼梁,上鋪鋼筋網(wǎng)片,工作井口處安裝一滑動平臺作為下管及出土之用。工作井上搭設彩瓦遮蓋棚,以遮擋雨水和陽光,便于人員在不同氣候條件下正常操作。

3頂進施工

校測工具頭的水平和垂直標高,符合要求后即可頂進工具頭,安裝第1管子,再次測量標高并核對無誤后,開動油泵進行試頂,待調整好各項參數(shù)后即可正常頂進施工。頂進施工主要利用工具頭在管前端取土,千斤頂在后背不動的情況下將管子向前頂進,其操作過程如下:

1)準備階段:下管前應先對管子進行外觀檢查,在施工人員進管前必須先用砌體檢測儀進行有毒氣體檢測,無異常方可進入管內(nèi)施工。2)安裝操作:將第1節(jié)管子下放至導軌上,測量管子中心及前后端的管底高程并確認安裝合格,安好頂鐵并擠牢管子,在其前端進入一定長度后,啟動油泵,千斤頂進油,活塞伸出1個工作行程,將管子推進一定距離。第1節(jié)管作為工具管,頂進方向與高程的準確是保證整段頂管質量的關鍵。3)停泵,打開控制閥使千斤頂回油,活塞回縮。4)添加頂鐵,重復上述操作,直至需要安裝下一節(jié)管子為止。5)卸下頂鐵,下管并用鋼套環(huán)連接混凝土上管,在混凝土上管接口處放一止水膠圈,以保證接口縫隙和受力均勻。

4頂管誤差校正

頂管誤差校正的常用方法有以下3種:

4.1超挖糾偏法

適用于偏差僅1―2cm的情況,在管子偏向的反側適當超挖,而在偏向側不超挖甚至留坎而形成阻力,使管在頂進中向阻力小的超挖側偏向,逐漸回復到設計位置。

4.2頂木糾偏法

適用于偏差大于2cm且超挖糾偏失效的情況,用圓木或方木的一端頂在管子偏向的另一側內(nèi)管壁上,另一端斜撐在鋼板或木板的管前土壤上,支頂牢固后即可頂進,在頂進中配合超挖糾偏法,邊頂邊支,利用頂進時斜支撐分力產(chǎn)生的阻力,使頂管向阻力小的一側校正。

4.3千斤頂糾偏法

與頂木糾偏法基本相同,只是在頂木上用小千斤頂強行將管緩慢移位校正。

5頂管施工注意事項

1)工作坑的選址相當重要,既要滿足頂管施工全線的需要,又要盡量避開房屋,地下管線,河塘、架空電線等場所。2)工作坑的施工工藝應全盤綜合考慮,根據(jù)地質條件不斷優(yōu)化,在施工過程中不斷觀察,發(fā)現(xiàn)問題及時采取有效措施,并做好坑內(nèi)排水工作,使工作坑安全穩(wěn)固。3)控制千斤頂活塞的外伸長度,不要超越臨界沖程,以免損壞設備。4)要連續(xù)頂進,如果停工時間過長,地下水滲透量增加,土拱容易坍塌,再開頂時頂力將大幅度上升。5)根據(jù)不同的地質情況,隨挖隨頂,以免塌方。6)頂進速度適當,過快易產(chǎn)生偏差,過慢易塌方。

6頂管施工安全的注意事項

1)坑內(nèi)施工人員務必戴安全帽,嚴禁戴起不到任何安全作用的草帽、竹席帽應付了事。工作坑周圍務必樹立明顯的警示標牌,同時在坑周圍布設圍蔽欄、安全網(wǎng)、交通指示牌,以免行人不慎掉入坑內(nèi),嚴禁兒童在工作坑周圍觀看或玩耍。2)工作坑上面應搭雨篷,避免工作坑進水,發(fā)生坑壁坍塌事故。3)工作坑壁務必設立防坍塌支撐,最好弄成封閉式框架,矩形工作坑的四角應加斜撐。4)頂進期間若發(fā)現(xiàn)千斤頂油壓異常增高,應立即停止頂進,檢查原因并處理后方可繼續(xù)頂進。5)頂進過程中容易發(fā)生崩鐵事故,其原因是縱向頂鐵過長而頂力偏斜產(chǎn)生偏心荷載所致,或與后壁壓縮不均產(chǎn)生傾斜有關。為保障操作人員的生命安全,在頂進過程中頂鐵上方及兩側不得停留任何人。6)應設立穩(wěn)定的攀梯或腳手架,以便工作人員下坑。嚴禁利用吊鉤上下人。在工作人員施工、技術人員下井檢查時,地面上應有人看守,防止出現(xiàn)意外。7)切實做好防漏電措施。

7結束語

采用頂管施工工藝來鋪設城市的排水管道,可不開挖地面,管道的管節(jié)端不易產(chǎn)生變形,管道壽命大于開挖法埋管,同時具有較大的社會和經(jīng)濟效益,是保護環(huán)境的一種安全有效的施工方法。

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