顶管施工技术总结(精选8篇)
本工程在设计单位、建设单位、监理单位及经济开发区政府等部门的大力支持下,并经我项目部全体人员的共同努力,现已圆满完成,工程质量较好。在施工过程中,我项目部得到各级领导的关心、指导,在此表示衷心的感谢,现将本工程施工情况总结如下。
一、工程概况
本工程是*****市政管连通工程,工程位于**市**区**大道与**大道交叉口,**水厂出厂管与**大道市政管连通工程为新建管道工程,全线北起于****厂前的***路,南止于**大道南侧,与**大道市政管连通。
本工程工作量大,施工中经历冬、雨季,并且工期要求较紧。
二、工程设计状况
本工程由**市****设计咨询有限公司设计。
本工程设计为顶管工程,设计J2、J4、J6为工作井,J1、J3、J5为接收井。顶管共分5段进行:
第一段:由J2工作井向J1接收井顶进,长度为100 m,管道坡度i=0.414,J1接收井顶标高为16.70 m,井底标高为12.60 m;J2工作井顶标高为19.00 m,井底标高为12.6 m;管段在J1及J2位置的埋深度为4.8 m~7.1m。
第二段:由J2工作井向J3接收井顶进,长度为110 m,管道坡度i=0.414,J3接收井顶标高为18.8 m,井底标高为12.6 m, J3位置管段的埋深度为6.9 m。第三段:由J4工作井向J3接收井顶进,长度为130 m,管道坡度i=0.414,J4井顶标高为19.15 m,井底标高为12.6 m,为顶管工作井, J4位置管段的埋深度为7.25 m;
第四段:由J4工作井向J5接收井顶进,长度为130 m,管道坡度i=0.414,J5井顶标高为21.80 m,井底标高为12.6 m,为顶管接收井, J5位置管段的埋深度为9.9 m;
第五段:由J6工作井向J5接收井顶进,长度为108 m,管道坡度i=0.414,J6井顶标高为19.80 m,井底标高为12.6 m,为顶管工作井, J6位置管段的埋深度为7.9 m;
另在设排泥井1座,井底标高为15.20 m;雨水井1座,井顶标高为15.12 m,井底标高为13.62 m。
管道材料:DN1400*16焊接钢管;工作坑采用石粉渣回填夯实。
三、工程施工概况
本工程于2014年10月25日开工,至2015年7月10日竣工,施工中经历冬、雨季。本工程技术含量高。本工程所处地段为**大道,特别是J4工作井所处位置为****市场大门口附近,给材料进场及土方运输造成很大的不便,施工难度较大。
我项目部自2014年10月01日进场以来,迅速组建项目经理部,初步进行了场地规划,编制施工组织设计、施工技术专项方案,并组织专家进行了论证,同时抓紧其他筹备工作,完善开工报告所要求的一切事项,为确保工程顺利开工创造条件。
1、施工准备
⑴进行施工测量和放线工作。
⑵确定管线范围内及施工用地内所有障碍物,如管线、电线杆、树木等的准确位置。现场调查顶管地段内主要障碍物有排水管、供水管、水井、电力电讯管道和施工队管道位置和标高,地面交通情况较复杂。
⑶按施工平面布置图修建临时设施,安装临时用水、用电线路,并试水、试电、修好临时排水沟。
⑷订购所需材料。
⑸进行顶管所用非标准设备的安装。
⑹组织现场施工人员学习,审查施工图纸和进行各专业图纸会审,进行设计要求和施工技术交底。
⑺编制好顶管施工工艺卡,做好顶管施工人员的再培训工作。
⑻绘制临时工程及施工非标准设备工具图纸。
2、关键工序施工 ⑴工作井施工方法:
根据设计,顶管工作井采用钢筋混凝土沉井。井壁混凝土采用商品混凝土,工作井壁厚60cm,砼标号为C30,分层浇筑。下沉采取排水法下沉的施工方法。
在工作井顶面对沉井分三节三次进行预制,待混凝土标号达到设计强度的百分百后下进行下沉,采用射水下沉,辅助挖土下沉的方法,沉井下沉至设计标高后挖除井内土方至井底后进行封底施工,封底混凝土强度达到设计强度的80%后,把井内的水排出,整个施工工序按照施工组织设计的要求进行施工,J2、J4、J6三个工作井依次完成后井行分部分项验收,验收合 格后方进行下道工序施工。
⑴接收井施工方法
根据设计,顶管接收井采用逆作法成井,钢筋混凝土护壁,井护壁混凝土采用商品混凝土,井壁厚60cm,砼标号为C30,分层浇筑。
用人工挖井的方法逐节施工至设计标高时,排干井内存水并除净浮泥、松土即可用C15砼进行封底。底板表面保证平整。封底时预留集水坑以及根据顶管轴线方向线放置相应的预埋件。封底混凝土强度达到设计强度的80%,把井内的水排出。整个施工工序按照施工组织设计的要求进行施工,J1、J3、J5三个接收井依次完成后井行分部分项验收,验收合格后方进行下道工序施工。
⑶顶管施工
根据施工场地的实际情况和地质情况,采用手掘式机械顶管施工。本工程采用手撅式顶管机2台。
手掘式顶管施工工艺流程
整个顶管施工工序严格按照施工组织设计的要求进行施 工,在顶进过程中,克服了重重困难,最终顺利的完成了合同约定的所有任务,做到了全程无安全事故,无质量事故的合格工程。
顶管J2-J1段100米、J4-J3段130米在顶进过程中,遇到了坚石,与地质报告明显不符,我方立即报告监理、业主及地勘单位,经各有关单位现场查验后,同意采用静爆后用机械配合人工凿除管道内石头,并增加了相应工程量。并因此拖后了工期46日历天。
⑷支管施工
应业主要求,在J4工作井增设预留口接通前进路给水管,并出具了设计变更增加了DN800焊接钢管73米,我方按合同要求对设计变更进行了预算报价,并按照设计变更组织了施工,顺利完成了设计变更的工作任务。由于设计变更增加了工程量,工期又拖后了15个日历天。
⑸管道试压
主管施工完成后,对管道进行压力试验,本工程设计工作压力为0.6 Mpa,焊接钢管试验压力为1.1 Mpa。试验长度为主管DN1400共600米,支管DN800共73米。堵头设置严格按照设计及规范要求设置以及加固,试压时按规定邀请了相关单位参加,顺利完成了压力试验。相关单位签署了压力试验合格的文件归档备用。
⑹阀门安装
本工程阀门共有DN1400软密封碟阀1个,DN800软密封碟 阀1个,DN400排泥阀门1个。本工程所有阀门均送到水务检测部门进行检测合格后方进场安装,安装时严格按照设计及规范要求进行,并按要求砌筑了阀门井。
⑺管道冲洗消毒
现状跨**大道DN1600管道因长时间未启用,须重新进行冲洗、消毒方能启用。应业主及管网分公司领导要求,该段管道与本工程一起进行冲洗、消毒。并由**集团专业施工队进行本工程和****大道主管的冲洗、消毒工作。
⑻回填以及恢复工作
本工程为顶管工程,对路面的破坏程度较少,恢复工作按照设计和相关规范的要求进行施工。
井室以及开挖管段回填按设计要求回填石粉渣,并分层夯实,并请检测单位到现场进行密实度试验,试验合格后方进行下道工序的施工。
人行道恢复按照原有人行道做法进行恢复施工。
绿化带恢复由我公司委托园林绿化管理部门进行恢复,费用由我司先支付,结算时一并纳入本工程范围内。
四、质量管理及创优计划
1、成立质量领导小组,负责本工程施工全过程目标控制。项目经理担任组长,项目副经理、项目总工任副组长,资料员、试验员、质检员、施工员和班组长任组员。
2、坚持“百年大计、质量第一”的质量方针,以人为核心,以事先把关为基础,把好每一个施工点,以及每一道工序和原材料的 质量关。确本工程的质量目标合格。
3、建立和健全质量保证体系和质量保证措施,加强岗位责任制,做到事事有人管,人人有专职,办事有程序,检查有目标,形成一个严密高效的质量管理系统。
4、严格规范质量控制程序,做到施工作业前检验,施工作业中控制和中间检查。认真做好三检制度,深入开展三工序管理,做到检查上工序、保证本工序、服务下工序。使施工全过程均处于受控状态。
五、安全、文明施工
坚持“安全生产,预防为主”的安全生产方针,坚持安全生产一票否决制,成立安全领导小组,配备专职安全员。我们制定了安全、文明施工“十不准”制度,利用雨天组织工人认真学习建设部颁发的《建设工程现场管理规定》和有关操作规程。对电工、机操工更加严格要求,加强“三不违”操作教育,有效地防止了安全事故的发生,本工程自始至终未发生一起安全事故。
实行环保目标责任制,加强与当地村委,邮电、供电、广电、自来水等部门的联系,防止施工过程中出现破坏地下管线及其他地上、地下设施现象的发生。
六、工期管理
我们本着长计划短安排的精神,在施工过程中根据各阶段施工的进展和工程项目施工的要求,细致编制切实可行的旬、月计划来确保总进度计划的实现。我们对职工进行思想教育,树立主人公责任感,发动群众动脑筋想办法,献计献策,多提合理化建议和有效的 施工技术方案,予以奖励。我们制定有效可行的施工定额,实行工程项目承包责任制,来促进施工进度。
八、总结
从开工到竣工。项目部广大员工发挥吃苦耐劳、团结拼搏、勇于开拓的精神,顺利将该工程按施工规范和设计要求圆满完成,为市政供水管网的建设及经济的发展作出应有的贡献。在肯定成绩的同时,我们也应当清醒的认识到,我们的工作还存在许多不足之处,面对新的挑战,我们要发扬建设系统职工“不怕苦、不怕累”的敬业精神,努力改正我们工作中的缺点,不断加强业务学习,加强管理。我们有能力、有信心将工程干得更好。总之,本工程在各级领导的关怀、支持下,以及全体施工人员的努力下,已按规定完成了施工任务,我们将及时总结施工经验,发扬敬业精神、取长补短、团结拼搏,为市政建设谱写新的篇章。
顶管机施工使用方法
当顶管工法实施前的勘查、设计及准备工作都完成后,便可按勘查设计的线路进行施工。施工顺序如下:选择适宜的施工场地→建造竖井→顶管机的搬入、组装及启动→顶管机推进→掘进中管道支护→山体与管道之间的间隙处理→顶管机操纵、运行→顶管机到达终点→顶管工程的后续施工等。
施工场地选择
施工场地内所必需的设施包括竖井及在竖井周围设置的输送变电设备、给排水设备、掘进土砂的搬运输出设备、建筑器材(管道)放置场地、灌浆制作成套设备等。施工场地选择的适宜与否直接影响施工工程的进度和工程成本,因此需谨慎处理。一般需根据以下条件综合考虑:①管道的规模(即管道的总长度、断面大小)及顶管机的形式。②占地面积大小、地上交通、居住环境状况。③土砂、建筑器材搬运作业的难易程度。④竖井施工的难易程度(地质条件、路面条件等)。⑤对施工场地周围环境的影响(交通、噪声、振动、对水质以及环境的污染等)。
竖井
顶管施工是在地面以下一定深度进行,在顶管起始开挖位置上需要建造竖井以进行顶管机的搬入、组装以及建筑器材、设备的搬运和土砂、泥水的运输等作业。
竖井按用途可分为始发竖井、中间竖井、方向改变竖井和终点竖井等。虽然名称不同,但竖井的结构几乎都相同。
建造竖井的目的始发竖井是为顶管机组装、固定、始发及设置附属设备,同时也作为顶管机掘进中出渣、物资器材搬运的基地。当使用顶管机施工时,在急速转弯处,即小半径曲线段处不能进行施工时,需设置方向改变竖井。顶管机到达终点时需建造终点竖井。当管道较长,掘进时出渣、材料搬运较困难时,需设置中间竖井。当管道建成后,这些竖井常常被作为管道的附属设备而被利用,如作换气口、车站处的升降设施等。
顶管竖井的形状多为矩形,也有圆形或者其他形状。设计成哪种形状主要由竖井深度、挡土墙形式及挡土支护形式所决定。
从竖井建筑物的结构强度方面考虑,圆形竖井结构形状较好,但从净空的利用角度而言,圆形竖井并不是最优选择。但在竖井较深的情况下,因为考虑竖井整体结构的刚度,一般采用圆形竖井。从空间的利用率来看,一般竖井的形状多建造成矩形。有时根据施工场地及施工要求,竖井也可设计成其他特殊形状。
竖井的挡土墙结构形式在始发竖井内需要留出一定的空间,主要用途是在地下进行顶管机的搬入、组装、始发,管道的衬砌,材料及各种机械设备的搬入,土砂的搬出以及施工人员的出入等。
为了确保这个空间的安全,在竖井内需要设置对抗土压和水压的挡土墙。因此,竖井的结构应综合考虑地质条件、周围环境、占地面积以及工期长短等因素。一般所采用的挡土墙结构包括主桩加水平支撑挡土墙、钢板桩挡土墙、排列桩地下连续墙、地下连续墙以及沉箱式挡土墙。
始发竖井所需空间确定始发竖井大小(即内空尺寸、形状)的要素包括工程期间所必要的空间和作为永久设施所必要的空间。具体应根据以下条件研究确定:顶管管道的位置、深度和外径;顶管机的外形尺寸,组装时所需要的占地面积及始发方法;土砂搬运设备等的配置方法;竖井的周围环境(如地下埋设物、道路的宽度、交通量等);挡土墙的形式及其支护方式;管道建成后所必要的空间。
顶管机的搬入组装
竖井建成后,将由工字钢和钢轨等材料组成的始发台吊入竖井内,然后在地面上使用起重机将分解后的顶管机的各总成按一定的组装顺序吊入竖井内的始发台上进行组装(在工厂内制造的顶管机在运往施工现场时,根据道路情况,一般顶管机直径在3 m以下、质量在20 t以下时,可以整体运输)。组装后调整好始发的正确位置和向前掘进的正确姿势。
顶管机的启动
反力承受设备包括承压墙、组装管道等。顶管机在向地层中推进时,顶管机的推力经钢制的承受台(靠背)、混凝土临时墙等,通过后方的竖井墙壁传递给山体。承受千斤顶作用力的结构在承受反作用力作用时应具有一定的刚度,不能产生变形。
承压墙的厚度和临时支护的面积,应根据始发时土砂的运出及施工用器材的搬运方便等因素考虑确定。
顶管机的推进
顶管机推进的基本注意事项:①正确、恰当地运用推进时所需要的顶管液压缸数量及位置。②推进中不破坏开挖面的稳定。③不损坏管道及后部结构。④按设计线路正确推进,防止顶管机发生上下摆动、左右晃动和转动现象。
顶管机掘进的顺序:切削、压紧开挖面,取出切削的土砂及顶管推进等作业,或者将上述的内容组合进行掘进。顶管机使用设置在顶管机中部(即支承环部)的液压缸(顶管千斤顶)。
承压墙的厚度和临时支护的面积,应根据始发时土砂的运出及施工用器材的搬运方便等因素考虑确定
土砂的运输方式
土砂的输送方式有以下几种:①固体状态的输送方式。②使土砂形成半流动状态的输送方式。③土砂为流体状的输送方式。④土砂为粉尘状态的空气输送方式。
顶管工法以切削后的固体状态使用皮带输送机或运土小车运输。密封型的泥水式顶管机将切削的土砂与泥水混合为流体状态,使用泵、管道进行输送。土压式顶管机用螺旋输送机将切削的土砂运出,然后用小车输送,或用土砂压送泵以半流动状态输送。利用空气输送的方法是,使切削后的土砂近似成粉尘状态,在管道内用喷射气流将土砂排出坑外。
管道的种类
顶管管道所使用的管道按形状分为箱形和平板形,按材质分为钢筋混凝土管道、钢制管道、球墨铸铁管道和复合型管道。钢筋混凝土管道其刚度较高,耐顶管液压缸推力大,但质量较大。钢制管道其刚度较小,易变形,耐推力小,但质量小。球墨铸铁管道适用于重载荷,耐较大的推力,在管道的曲线部使用较容易,但易腐蚀。复合型管道其刚度较高,连接螺栓数量少,耐腐蚀性较差。
采用何种形状和材质的管道应结合土压、水压的大小,管道的强度、变形性能和耐久性,施工难易程度以及经济性等综合考虑确定。一般中小直径的管道多使用混凝土管道或钢制管道;大直径管道以混凝土管道为主兼用球墨铸铁或较厚的钢制管道以及复合型管道,在地铁站口以及管道急转弯处使用不锈钢制管道或球墨铸铁管道较为适宜。
注浆的方法
向空隙内注浆是在管道上设置预留注浆孔即注浆管,在顶管机推进后由注浆管处进行注浆,称之为同步注浆。向空隙内注浆是为减少地基与管道的摩擦力。
衬背注浆一般需要注意注浆压力和注入量。使用压浆泵进行灌注,注入压力需根据管道的强度以及土压、水压等因素确定,一般压力为0.2~0.3 MPa。注入量与向山体内的侵透、脱水压密、超挖等条件有关,一般为盾尾部空隙计算量的130%~150%。根据灌注条件和地质条件,也有可能超过200%的注入量。
顶管机的操纵使用
顶管机的操纵
在推进的过程中,应随时测量顶管机的位置,掌握与设计线路之间的偏差。
纠偏操作
顶管机在向前推进的过程中,应保证其中轴线与管道设计中心线的偏差控制在规定的范围内。顶管机偏离管道中心线的现象包括顶管机的上浮、下沉、左右偏摆、蛇行以及旋转等,产生这些现象的主要原因包括土质不均匀、地层中埋设有障碍物、顶管液压缸的推力不一致、顶管机重心偏移、顶管机的制造精度差和作为支承反力座的管道刚度不足等。
顶管机掘进的管道一旦建造成形,很难修复其出现偏差之处,所以顶管机在推进中正确的控制推进姿势非常重要。
所谓俯仰即顶管机头部的上浮和下沉。所谓偏摆即顶管机左右偏移,产生这种现象的主要是顶管千斤顶使用不当所致。每个顶管机内的四周均匀布置有几根液压缸承担着顶管机推进时的纠偏。在施工中每次推进后应测量顶管机轴线在地下空间的位置,调整顶管液压缸的动作。下侧的液压缸顶进过大则会出现下沉。左右偏摆同样是左右液压缸使用不得当。当地层较软,也会出现顶管机头部下沉现象,此时应使用纠偏方法改良管道的基准要求,或在顶管机前面底部设置橇板进行推进。当顶管机底部的地层过硬时,则会出现超挖现象。顶管机在掘进的过程中,由于受各种因素的影响,会产生绕顶管机自身轴线的变化现象。产生轴线变化的主要原因是顶管机的重心不通过轴线偏移一方,产生的后果是使施工管道轴线偏移。
俯仰可使用倾斜传感器和铅锤进行测定;旋转可用倾斜传感器和铅锤进行测量;偏摆、蛇行可由经纬仪进行测量,或使用顶管机内的回转罗盘测定。顶管液压缸行程的测量可使用设置在顶管机内的行程计数器进行。当检测出有蛇行状态出现时,在记录下偏移量后,在其蛇行量最小的阶段内进行修正。一般施工的蛇行允许范围为30~100 mm。
顶管机在掘进中引起土层变形的主要原因
地层在不受外界扰动的自然状态下处于应力平衡稳定状态。而当建造管道时,土体受到干扰破坏了平衡稳定状态,引起土体应力、强度、间隙、水压力等的变化,产生了地层的变位。顶管机在掘进中引起土层变形的主要原因有:
顶管机在掘进中给予开挖面一定的土压、泥水压以保持开挖面的稳定。当作用在开挖面上的土压、泥水压过大时,则将开挖面向前推动;过小时,则开挖面给顶管机施加压力。土压、泥水压过大或过小都会引起土体的移动,从而导致地表面的隆起或下沉现象出现。
顶管机在推进的过程中,顶管机的外壳面与周边山体产生了摩擦力,导致地层紊乱。尤其是顶管机蛇行所造成的超挖,引起地基的变形。
顶管机掘进中,拼装上的管道与山体之间留有一定的间隙,如果衬背灌注不及时,便会产生部分空洞现象,如果灌注的压力过低或灌注材料不充足,同样产生上述现象。相反,灌注的压力过高或注入材料过多,则土体受到了向外的作用力。衬背灌注结束后,管道受到了土压的作用,该土压的作用力方向是上下方向大于水平方向,管道会产生横向变形。此外,管道组装时拼装精度差,连接螺栓的拧紧力不足,以及环形刚度差等原因都会导致管道难于形成真圆。由于管道的变形导致周围土体发生变形,从而引起地表面的下降。
顶管机通过后的很长一段时间内土体变形持续增加,尤其是在软粘土层,地下水的下降,伴随粘性土的压密,也会产生地基的沉降。
操作时减少对地表面的影响
采用顶管法施工时,一般在管道上部的地表面均会出现变形。地表面变形的原因及程度,除上述原因外,与管道的埋深、管道的直径、地层的特性、施工方法以及衬背灌浆等有关。
为了减少施工对地表面的影响,须采取以下措施:①根据地质选择适宜的顶管机,以减少对地基的影响。②顶管机推进中与开挖面的土压或泥水压保持平衡,切削土量与排土量保持平衡,适当保持推进力和推进速度,防止顶管机推进时的蛇行现象,特别是在曲线段施工时,需控制蛇行的最小超挖量。③选择优质的充填材料,适时充填衬背间隙,确保适当的灌注量和注入压力。④采用拼装管道真圆保持装置,正确地控制螺栓的拧紧力。⑤选择优良的盾尾密封材料。⑥顶管机推进中适时地进行监控测量。
顶管机的到达终点
顶管机即将到达终点前,应使用光波测距仪、激光仪、回转罗盘等测量仪器测量顶管机是否与管道设计线路相吻合。
顶管机在到达终点竖井时,挡土墙发生了变化,地层产生了松动现象,地表面容易产生下降。为了防止上述现象的发生,应对到达竖井周围的地基进行改良加固。当顶管机已接近竖井的挡土墙时,将竖井侧壁的临时墙拆除,并建造到达洞口。当拆除临时墙时,地层的自稳性会发生变化,故作业应谨慎迅速,力求地层的稳定。当顶管机停放在指定位置后,应迅速对顶管机外周和挡土墙之间的空隙进行防渗处理,以防止地下水、土砂等流入到竖井内。
(完)
施工场地选择的适宜与否直接影响施工工程的进度和工程成本,因此需谨慎处理
顶管机掘进的管道一旦建造成形,很难修复其出现偏差之处,所以顶管机在推进中正确的控制推进姿势非常重要
【关键词】市政工程;顶管技术;施工方案;管理优化
前言
改革开放以来,我国的经济建设日益发展,在此过程中,城市建设规模逐渐得到扩大,社会经济的发展,人们对于生活质量的要求越来越高,这就需要我们做好城市市政工程工作,确保人们的生活质量水平的提高。确保市政工程施工环节的经济效益与生态效益的结合,以满足城市规划建设的健康可持续发展。确保地下管道系统的建立健全,以满足市政工程建设的发展要求,为了减少对人们日常生活的不利影响,我们进行市政地下管网工程建设是很有必要的。
一、對市政工程的实例分析
浙江某个工程干线进行顶管施工的全线控制。其顶管管材是三级钢筋混凝土材质顶管,为了保证顶管施工工程的顺利实现,我们要进行工程所处路段的水文地质条件的有效勘察,经过勘察,其工程的施工路段比较平坦,砂纸粉土层是其地下第四夹层、该工程顶管施工地面的标高为7米,其顶管内标高高度为4米,其覆土的深度为8.5米。这个路段受动力压力因素的影响,会出现一系列的流砂情况。不利于沿线建筑施工与顶管施工工程的需要。为了保证施工工程的稳定发展,我们要进行顶管施工质量的有效控制,确保顶管施工环节的稳定发展,减少其对土层的扰动。施工路段的地下水一般为潜水,需要依靠地表水以及大气降水进行补给。
二、顶管施工技术的深入剖析
1.通过对工程管井降水工艺的应用,来实现顶管施工整体环节的协调性。该工程管井的井管是一种无砂性的混凝土土管,其井径为500。由于受到砂纸粉土层的影响,我们要采取措施避免流砂的渗入井管的情况,为此我们要进行双层尼龙砂网的有效应用,实现对第四夹层井管的有效包裹,确保对各个路段的施工情况的有效监督。利用单层60目尼龙砂网对其1、2、3夹层井管进行合理包裹。
为了确保该工程的质量效率的实现,我们要对该工程进行一系列的空气洗井,确保其水泵抽水环节的顺畅性。与此同时,我们也要做好积极的施工准备,通过对施工图相关规范要求的遵守,实现对景观降水位置的有效处理,确保泥浆坑与排放沟开挖工作的顺利进行。实现钻机位置的有效定位,确保其钻坑工作的顺利进行。在管井按照过程中,我们要确保管井的质量,定期对井孔进行检查。在安装排水管之前,必须做好管井清洗工作,将清除管井内的泥浆后,利用活塞式洗井器对管井逐层清洗,最后将管井底中的泥砂吹净,直至管井洗出清水。抽水试验:当水泵安装结束后,对管井进行抽水试验。依据出水量来控制基坑的涌水量,以及管井降水效果,及时对水泵进行调整,直到管井降水符合工程施工要求。
2.我们也要实现对顶管设备、起重设备的有效安装,为此我们需要做好积极的准备工作,确保对卷场机、电动式葫芦以及手动式葫芦的有效检测,确保其起重设备的安全稳定性。为了保证实际工程的相关环节的质量效率的提升,我们要进行及时的试吊,以确保此环节的合理规范。对重物和起重设备进行有效的检查,确保起重设备可安全起吊。起重设备必须安排专业人员进行定期的检修和维护,同时规定设备的安装和操作.安装顶进设备。同样顶进设备安装前,需对液压控制系统、高压油泵、液压油缸及顶铁等设备进行严格检测,设备检测合格后,才能安装。
为了保证施工工程的顺利进行,我们也要确保管道顶进施工工艺的规范,对管材、起重设备进行有效检测、以确保下官环节的稳定运行,我们需要规范相关人员的操作行为,避免出现一系列的安全事故。若管材离导轨间距大于50厘米时,可继续进行下管工作。对混凝土材质的管道应进行严格的检查,包括有无裂缝、断面是否平直、管材是否存在破损状况,当管材检查合格后,才能将管材吊至导轨就位。
3.顶进工艺环节的实现,离不开其合理性的施工准备工作。在此环节中,我们要确保对排水设施、施工设备以及管底高程的有效检查控制,确保其后续施工环节的稳定进行,为了促进上方支撑的稳定牢固性,我们要进行井口支架内的工字钢的有效拆除。只有保证顶管施工工程的质量,才能有效避免土方倒塌的现象。初次顶进深度范围在5至10米,注意顶进施工时必须进行增加测量次数,并慢慢顶入,同时保证管材的稳定性,若出现偏差,要进行及时纠正。第一节管偏差允许值为:高程为0至3mm,轴线位置为3mm。对于土质较好的施工路段,挖土长度可大于管端30至50厘米。
为了促进顶进施工的顺利进行,我们要对管道高程与中心运作环节中出现的偏差进行有效纠正,确保,实现对顶进设备、管道环节的有效调整纠正,确保对可调型千斤顶的有效应用。在纠正偏差中,每顶进20至30厘米需测量一次。在顶进过程中,要对首节管道的顶进质量进行有效的控制,以防止管道顶进发生偏差,所以要对千斤顶的受力点、导向轨、管底的滑道等进行严格的监测。我们也要确保管井闭水试验的稳定运行。
三、结语
甲方:(以下简称甲方)乙方:(以下简称乙方)甲方根据电信工程施工需要,经与乙方充分协商,乙方愿承担甲方顶管工程的施工任务,达成合同条款如下:
一、工程名称:方元公司丈八一路、唐延路电信过路顶管工程
二、分包工程单价:
顶D1800砼管每延长米由乙方开挖)。
三、工程结算:
每个工作坑开始顶管时,甲方应付给乙方每坑壹万元生活费。按月进度付款。甲方必须每月付清当月所完成工程量的90%工程款,完成一个坑清一个坑的工程款。综合单价以外部分根据实际发生量予以结算。工程完工后一次付清剩余总工程款的10%工程款。
四、安全生产:
1、乙方必须贯彻有关安全施工的规章制度,严格遵守安全操作规程,对员工进行安全教育,做好防范工作。
2、乙方应自觉接受安全检查,对查出的问题及时改正。
3、生产所需要的劳保用品由乙方自行解决
五、双方的责任:
合同签订后,不经双方协商同意,任何一方不得随意变更或解除。如乙方不经甲方同意,单方解除合同时,应由乙方赔偿甲方因影响施工计划而造成的经济损失。如甲方单方面解除合同应赔偿乙方因此而造成的经济损失。
甲方所拥有的权利:
1、每天对乙方进行技术、安全措施检查、作好记录,并双方签字。
2、对工程质量和安全进行检查和监督。
3、提供文明施工所需物资和设施,乙方按甲方要求进行实施。
4、按协议及时支付工程款。
5、负责现场水、电、拆迁、地方关系协调等工作,如协调不到位,停工待料、一切机械、人工费由甲方承担。
6、根据工程进度确保所需材料。
乙方所拥有的权利:
1、乙方根据施工计划安排,按甲方要求及时组织人员进场,在甲方要求期限内乙方人员不能到场,而造成甲方进度缓慢的,甲方有权解除合同或另行组织施工队伍。
2、做到安全施工、文明施工。对甲方提供的材料负有监督责任。
3、乙方按文明施工、创卫工作方面要求,保证施工现场整洁、民工宿舍达标。
4、乙方保证将甲方支付的工程款,首先按月用于支付劳务人员的费用,甲方有权监督乙方。
六、附则:
1、本合同发生纠纷时,当事人双方协商解决。
2、本合同一式二份,甲乙双方各执一份。具有相同的法律效力。
3、本合同自双方盖章之日起生效。至工程全部竣工并结算完毕后失效。
甲方:乙方:
负责人:负责人:
第一章 编写依据
本施工方案编写依据如下:
1、《郑州雅居乐花园》管道敷设设计施工图图 图纸;
2、《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-97;
3、《混凝土质量控制标准》GB50164-92;
4、《市政道路工程质量检验评定标准》;
5、《管道完整性管理规范》
6、郑州市市建设委员会颁发的有关建筑规程,安全、质量及文明施工等文件;
第二章 工程概况 2.1 工程简介
本工程设计雅居乐花园东西两个施工区管线相通联,由于康庄路已经建成并交付使用,应建设单位要求需顶进并列四道内径¢1000钢筋混凝土套管内穿其他管线使东西区管网相连。具体放线施工位置由现场建设单位管理人员和顶管施工方共同认定。2.2 施工参照标准
GBJ08-221-96 《市政排水构筑物工程施工和验收规程》 GBJ08-220-96 《市政排水管道工程施工和验收规程》 GBJ141-90 《给水排水构筑物施工和验收规程》 GB50026- 93 《工程测量规范》
第三章 施工部署 3.1 施工组织安排
本工程需要采用人工顶管的管段为计划用4套顶管设备,一台25吨位吊车,分成两个阶段顶进,第一阶段为工作井施工,第二阶段为人工顶管的实施,其中工作井、接收井的施工可以交叉作业,速度较快,设备也能得到充分的利用。3.2 顶管施工工艺流程 工作井施工 设备安装 管吊装就位 施工准备 开机顶进 人工掘进机头 结束
测量控制及纠偏 施工下一节 3.3 施工顺序
施工顺序为: 工作井施工→ 顶进设备安装调试→ 吊装砼管到轨道上→ 连 接好工具管→ 装顶铁→ 开启油泵顶进→ 出土→ 管道贯通→ 拆工具管。第四章 施工准备工作 4.1 生产准备
1、进行施工测量和现场放线工作。
2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物,如管线、电线杆、树 木等的准确位置。
3、根据顶进长度,准备好各类管线和所需的辅助物(固定架等)。
4、根据材料计划,分期分批组织材料进场。4.2 技术准备
1、审查施工图纸和结合燃气单位提供的实际数据进行核实后,进行施工技术交底工作。
2、做好标高点控制,施工测量和现场放线工作。
第五章 主要工程项目的施工技术方案 5.1 人工顶管挖土的技术与控制:
(一)经勘测本工程属于粉质粘土,坚实度较好,利于人工安全挖掘,如在顶进中有松散回填土,相对对于顶管顶进深度范围土质较差的,即开挖时容易引起塌方的,可采用先顶后挖 的方法施工。
5.2 工作井和接收井的施工
工作井和接收井的施工方法采用机械挖土达第一支撑后后模板密支撑法施工。确保坑壁的受力维持平衡,确定没有垮塌因素的前提下安全施工。5.2.1 工作井施工
(一)工作井尺寸为5米见方。总深度在康庄油路面下4米,确保顶进套管的上端距现有市政管道间距不低于1米。
(二)、导轨安装施工时要严格精心反复测量高程,满足顶进套管顶部与燃气的间隔距离。
(三)、施工技术要求
1、每层开挖深度不大于2米
2、浇注固定导轨的砼必须使用震动棒进行振捣,要保证地板浇注混凝土是否到设计标高。
3、本工程设计深度不存在地下水,故坑内不用降水,工作坑上用一台3000瓦污水泵以作备用。
5.3 顶管工作井内设备安装
(一)导轨安装。严格控制导轨的中心位置和高程,确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。
1、由于工作井底板浇注了20cm 的砼,地基稳定,导轨直接放置在工作井的底板上。
2、严格控制导轨顶面的高程,其坡度保证零坡度与设计深度一致。
3、导轨采用浇注砼予以固定,导轨长度采用2~3m,间距设置为60cm。
4、导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。
(二)下管、顶进、出土和挖土设备:
现场采用25吨吊车下管,用千斤顶、高压油泵作为顶进设备,用斗车、垂直牵引的卷 扬机作为出土设备,用人工铁锹作为挖土设备。
(三)照明设备:井内使用电压不大于12V 的低压照明。
(四)通风设备:人工挖土前和挖土过程中,采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。
(五)工作棚架:作为防雨及安装吊运设备。工作坑上设活动式工作平台,平台用20#工字钢梁。在工作坑边平整坚实处,距坑边3米处设置吊车起重架,井旁边装置电动卷扬机。5.4 引入测量轴线及水准点
(一)将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上(两个点),作为顶管中心的测量基线。
(二)将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方,作为顶管高程测量的临时水准点。5.5 下管
(一)下管前,要严格检查管材,不合格的严禁使用。
(二)第一节管下到导轨上时,应测量管的中线及前后端管底高程,以校正导轨 安装的准确性。
(三)要安装护口铁或弧形顶铁保护管口。5.6 千斤顶和顶铁的安装
千斤顶是掘进顶管的主要设备,,本工程最长管段的距离为45米.吨.拟采用4台300 吨液压千斤顶同时顶进。
(一)千斤顶的高程及平面位置:千斤顶的工作坑内的布置采用并列式,顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线,防止产生顶时力偶,造成顶进偏差。
(二)安装顶铁应无歪斜、扭曲现象,必须安装直顺。
(三)每次退千斤顶加放顶铁时,应安放最长的顶铁,保持顶铁数目最少。
(四)顶进中,顶铁上面和侧面不能站人,随时观察有无扭曲现象,防止顶铁崩离。5.7 顶进施工
工作坑内设备安装完毕,经检查各部分处于良好状态。即可进行试顶。首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求,合格后即可顶进工具头,然后安放混凝土管 节,再次测量标高,确定定无误后进行试顶,待调整各项参数后即可正常顶进施工。在施工过程中,做到勤挖勤顶勤测,加强监控。顶进施工时,主要利用风镐在 前取土,千斤顶出镐在后背不动的情况下将污水管向前顶进,其操作过程如下:
(1)安装好顶铁挤牢,工具管前端破取一定长度后,启动油泵,千斤顶进油,活塞伸出一个工作行程,将管子推向一定距离。
(2)停止油泵,打开控制阀,千斤顶回油,活塞回缩。
(3)添加顶铁,重复上述操作,直至需要安装下一节管子为止。
(4)卸下顶铁,下管,用环形橡胶环连接混凝土管,以保证接口缝隙和受力均匀,保证管与管之间的连接安全。5.8 顶进施工中的重点工序
(一)测量
1、测量次数:每工作坑在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中,应每顶进20~30cm,即对中心和高程测量一次;在正常顶进中,应每顶进50~100cm 时,测量一次。
2、中心测量:根据每工作坑工作井内测设的中心桩、挂中心线,利用中心尺,测量头一节管前端的轴线中心偏差。
3、高程测量:使用水准仪和高程尺,测首节管前端内底高程,以控制顶进高程;
同时,测首节管后端内底高程,以控制坡度。工作井内应设置两个水准点,以便闭合之用,经常校准水准点,提高精度。
4、每工作面一个管段顶完后,应对中心和高程再作一次竣工测量,一个接口测一点,有错口的测两点。
(二)纠偏:
当测量发现偏差在10~20mm 时,采用超挖纠偏法,即在偏向的反侧适当超挖,在偏向侧不超挖,甚至留坎,形成阻力,施加顶力后,使偏差回归。
当偏差大于20mm 时,采用千斤顶纠偏法,当超挖纠偏不起作用时,用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上,另一端斜撑在有垫板的管前土壁上,支顶牢固后,即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法,边顶边支,直至使偏差回归。
(三)管前挖土要求
1、在道路和重要构筑物下,不得超越管段以外10mm,管周不得超挖,并随挖随 顶。
2、在一般顶管地段,如土质良好,可超挖管端300~500mm,在管周上面允许超挖15mm,下面135 度范围内,不得超挖。
(四)接口的处理:由于顶管的管材为F 型接口,顶管完毕后,对于管与管之间的缝隙,采用膨胀水泥砂浆压实填抹。选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂,配合比(重量比)为:膨胀水泥:砂 :水=1:1:0.3,随拌随用,一次拌和量应在半小时内用完。填抹前,将接口湿润,再分层填入,压实填抹平整后,在潮湿状态下养护。
第七章 质量保证措施
1、顶管前,项目部向作业班组进行详细的技术交底工作,每道工序开工
和员工上岗前进行简短的质量要求和技术交底,由各专业工程人员负责实施,使每个员工上岗前做到人人心中有数,以确保工程质量。
2、顶管后,及时对管道上部空隙部位进行打压注浆,保证燃气管道下部密切坚实。
3、做好施工资料管理工作,及时填写原始记录和隐蔽工程记录(含照片),及时完成竣工资料。
4、认真做好施工计划,保证施工作业连续均衡、紧凑,从而有效可靠地 控制质量,保证工程质量。
5、顶进过程中,应严格控制顶力在允许的范围内,并留有足够的安全系 数。
6、顶管控制在质量标准范围以内,如果在顶进过程中,发现方向失控,应该立即停止顶进,逐级上报,经研究同意后,方可以继续顶进。
7、作好地质勘察及资料整理工作,认真编制好施工方案和通过不同土层 的技术措施及纠偏措施,确保管道的顺利顶进。
8、加强操作控制,使顶管均匀平稳,受力均匀,尽可能减少顶进过程中 的倾斜、偏移、扭转,防止管壁出现裂缝、变形。第八章 安全文明施工及环保措施 8.1 施工安全措施
1、沿工作井四周设置1.2 米高的固定护栏,护栏上挂安全网,工作井四 周要挂相应的警示标语。
2、挖土施工时工作井必须设置爬梯,供人员上下井用。使用的卷扬机等 应安全可靠并配有自动卡紧保险装置。
3、挖出的土石方应及时运离工作井,不得堆放在工作井四周1 米范围内。
4、顶管作业人员必须戴硬安全帽。
5、顶管施工区域沿线采用标准围蔽。
6、严格遵循土方开挖程序,控制均匀挖土,防止发生偏位,严重倾斜或管涌等现象,做好作业前和施工中的通风换气工作,每次进入管道时,保证管内通风,以免导致人身事故。
7、吊车、起重设备由专人操作和专人指挥,统一信号,预防发生碰撞。
吊车靠近工作井边坡行驶时,加强对地基稳定性检查,防止发生倾翻事故。吊管下工作井时,注意安全。
8、加强机械设备维护、检查、保养。机电设备由专人操作,认真遵守用 电安全操作规程,防止超负荷作业。
9、开挖前详细了解沿线管线资料,做好沿线管线保护措施。
10、作业人员轮换制。每个作业人员在管内作业时间不得超过1 小时,避免劳动强度过大引起危险。
11.顶进过程中,施工人员必须使用安全带,洞口必须有施工人员照应,洞内用不大于12 伏照明灯照明,每班作业时必须有合格的电工当班。
12、采用卷扬机垂直牵引出土时,井下不能站人,工作井上平台的作业 人员出土时必须使用安全带。
13、自制木板小车,用于放置压缩空气呼吸器和运载进管人员,并在车尾部拴上绳子,在万一发生意外的情况下由管外监护人员迅速将管内人员拉出管外进行抢救。
14、利用鼓风机并购买48 米长的软管,用于输送空气进入管道,加强管 内空气的流动和循环。工作挖掘面的工人要佩带含氧量探测仪,经常检查该 处含氧量必须超过18%。
15、管外配备专职监护人员,密切注意入管作业人员状态,每一分钟对 管内人员进行呼喊,或用一条绳子每隔一定时间拉一下作业人员,在得不到 安全的反馈情况下立刻采取相应应急措施。
16、井上配备相应药品。作业前要对施工人员进行紧急救援的培训,使
全体人员懂得使用呼吸器和含氧量探测仪,懂得救人步骤,并进行实地现场 考合格后才施工。
17、在人员进管前要用含氧量探测仪进行管道内氧气浓度的探测,利用 毒气探测仪进行管道有毒气体浓度的探测。
18、电动卷扬机必须设置防冲顶装置。
19、施工过程中使用的有关机械设备必须严格按照各机械的安全操作规 程进行操作,全部用电设施必须符合《施工现场临时用电安全技术规范》。8.3 环保与文明施工
1、控制噪声,顶管设备施工作业、施工运输车辆特别是夜间施工所造成 的对附近居民的影响,由于顶管进行连续顶进施工,采取必要的减噪措施,同时报经主管部门批准。
2、加强环境保护,控制空气污染,对施工作业机械,运输车辆作业时所
产生粉尘进行控制,并定期对施工现场周围地面进行淋水,减少灰尘对周围 环境的污染,同时做好对城市绿化、地下管线、地下文物的保护。
3、保持每天24 小时对工地范围内的交通通道进行维护、清扫。工地范
围与各主要通道加强照明设施,保证车辆司机、行人能充分看清路况、警示 标志以及施工围栏。
第一章 编写依据
本施工方案编写依据如下:
1、《广州开发区市南路北段(黄沙快速干线~黄阁大道段)扩建工程》设计图
图纸;
2、《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-97;
3、《混凝土质量控制标准》GB50164-92;
4、《市政道路工程质量检验评定标准》CJJ1-90;
5、《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3-90;
6、广州市建设委员会颁发的有关建筑规程,安全、质量及文明施工等文件;
第二章 工程概况
2.1 工程简介
(一) 满足城市交通的需要
对于繁忙而脆弱的城市交通系统, 开挖敷设地下管道势必会造成交通中断, 特别是敷设横穿城市主干道下的管道, 大开挖埋管必然带来交通阻断, 造成巨大的经济损失。在非开挖状态下对这些管道进行修复和敷设, 浅埋顶管技术有了用武之地。
(二) 降低能源消耗, 节约施工成本
当地面建 (构) 筑物较多, 无法采用槽工艺进行地下管线施工, 或开槽施工支护费用过大, 易造成建筑物的破坏, 以及碴土堆放、外运造成市区污染, 给市民工作、生活带来不便时, 宜采用顶管施工工艺, 进行地下管网施工。
二 管道顶管施工技术应用
(一) 现场测量
管道顶管工程在施工前要先对施工现场进行实地勘测, 测量的内容主要是地质以及水文状况, 此外还要充分掌握土层变化以及地下水位变化的情况, 地下现有管线也要实现调查清楚, 这样才能更加科学合理的进行施工。因为各个施工场地的地质情况不一样, 施工时所需采用的顶管施工机械也不一样。每种机械因特点不同而适用于不通的施工场地, 如果施工机械选用不当, 很容易影响施工的效果。
(二) 施工工艺
施工工艺选择得当与否关系到整个市政道路施工工程管道施工能否顺利竣工, 因而工程管理人员一定要慎重选择管道施工工艺。管道顶管施工工艺是指机械设备运进施工场地后到整个顶进全部完成的过程, 这个过程涉及到选择机械、确定顶进路线、注浆减摩方案以及机头进出洞技术等。
(三) 线性控制
施工人员控制好顶管施工的线形技术对于整个市政道路来说至关重要。它既能达到工程施工设计要求的标准, 也能避免地面因纠偏过大出现沉降现象。大量工程实践案例表明采用直线顶进方法要比曲线顶进方法的施工效果好, 而且不会给周围的土体以及环境造成太大的破坏。但是由于具体的施工案例不同, 其所处施工场地的地质条件也不一样, 例如一些施工地段存在地下构造物而又很难将其迁移, 抑或某些地段的土质不佳, 如果采用直线顶进线路施工难度以及施工成本都会很大, 所以曲线顶进线路便是最合适的施工方式。
(四) 动力控制
(1) 后座的设计。
管道顶推的反力墙一定要精心进行设计, 以免顶推时后座的安全受到威胁;
(2) 合理采用泥浆减阻以及中继站。
施工时一定要严格控制配置的泥浆质量, 当向管体和岩土里面注入压力时能够减轻两者之间形成的摩阻力, 进而将顶推力降低, 使得顶进系统的安全得到有力保障, 与此同时还能够降低管理出现偏移、地面出现沉降的机率;
(3) 密封管道接头。
管道顶进施工时难免会碰到接头的密封问题, 这时一定要妥善进行处理。接头需牢固密封好, 以免引发渗漏, 给地层带来损失, 使得施工很不便利。而解决好管道接头密封最关键的问题便是选择一款适合市政道路工程的管道。
(4) 控制好顶进的速度。
管道顶进的速度一定要控制好, 不宜过快或者过慢, 不然和农艺使地面出现隆起现象。顶进施工完成以后要及时的对管道进行注浆, 使得管体和岩土间的空隙能够得到填充, 从而降低地面沉降, 减轻注浆的阻力。
(5) 顶进时需纠正偏差。
在顶进施工过程中, 方向的控制非常重要, 而最关键的一点便是采取有效地预防控制措施、不断地加强对顶进系统的监督和检测。采取这样的办法差不多就能避免顶力不平衡现象的发生。而且在一定程度上还能够避免管道出现偏位的现象。
(6) 控制好密集建筑群顶管施工。
在对密集建筑群顶管进行施工时, 顶管的埋深一定要满足施工规定的要求, 从而确保开挖时能够形成良好的拱效应, 不会因开挖面上部土体的承受力不足而引发坍塌现象。一些施工地段情况比较特殊, 其地下管线基础或者地表的建筑物常和顶管的距离比较近, 因而为了确保建筑物以及构筑物的现场施工安全, 通常会对其采取加固措施。常见的加固措施有压密注浆, 也就是把浆液注入里面, 使得结构物周围土体的力学性质能够得到充分改善, 从而进一步降低施工给结构物带来的危害。
三 管道顶管施工注意事项
1.施工范围内要设置一些警示牌和警戒线来提醒人们, 在此区域内要减速运行, 以免发生安全事故。
2.对于以石方为主的地质区域, 要先用风钻击碎套管前端的石方, 并将碎石从管道里运出去。
3.每一次清进的工作面积应该在0.2~0.3m左右, 不宜太大, 当所有的碎石清理干净以后, 方可把管后面的液压顶进设备打开, 然后向前推进套管, 这样循环进行顶进, 直到把全部的套管都顶进去为止。
4.施工人员要确保管道内部通风顺畅, 一般会用风机加长风管来往管道里面强制送风。一般情况下长距离顶管在顶进时耗费的时间比较长, 施工人员在管内施工过程中会耗掉很多氧气, 加之管内的氧气稀薄, 时间长了很容易出现缺氧状况, 使得施工人员的生命健康受到威胁。为了确保管内空气能够达到规定的标准, 施工单位常会借助二路供气的方式或者在顶管的顶部安装一个接力抽吸式风机来保证顺畅接力。
5.如果单人在管道里进行施工操作, 工作时间不能超过一小时。
四 结语
总而言之, 顶管施工技术属于一种综合性比较强的施工技术, 当前随着科学技术的不断进步和经济发展水平的不断提高, 我国的顶管施工技术也随着管道建设的不断发展被广泛的应用到各工程施工过程中去, 而且应用的领域越来越广阔。从管道顶管施工技术发展的前景来看, 只要不断地加大科研投资力度, 管道顶管施工技术将取得更大的进步, 其施工效率也会得到不断地提高。
参考文献
[1]房营光, 莫海鸿, 张传英.顶管施工扰动区土体变形的理论与实测分析[J].岩石力学与工程学报.2003 (04) .
[2]黄宏伟, 胡昕.顶管施工力学效应的数值模拟分析[J].岩石力学与工程学报.2003 (03) .
摘要:在现代市政工程施工中,顶管施工技术是一项应用十分广泛的的技术,对于地下管道建设发挥着重要作用,可以有效减轻市政工程施工对现有道路、管网以及建筑物的干扰,保障工程建设的顺利进行。本文就对市政工程施工中顶管施工技术展开探究,希望为其实际应用提供一定帮助。
关键词:市政工程施工;顶管施工技术;探究
近些年来,社会经济发展迅猛,城市化进程日益加快,城市建设不断扩大,市政工程数量也越来越多。但是,在传统市政工程施工模式中,不仅需要占用大量道路,且工程量也相对较大,对城市交通、周边建筑物安全等都有着一定负面影响。顶管施工技术可以有效克服这些弊端,在市政管道工程、城市繁忙干道改造工程中起着重要作用,得到广泛应用。
一、顶管施工技术概述
(一)特点
顶管施工技术的特点主要是在不开挖原有路面的情况下,即可使管道从地下管线、建筑物以及河道、公路下部安全穿过,是一种非开挖技术,其优势主要体现在可以减少土方开挖环节、降低施工成本、缩短施工周期、占用地面积小、道路交通不会受到较大干扰以及降噪、降低粉尘等,是一种施工效率高、污染较少的先进施工技术。
(二)工作原理
顶管施工技术上省去了开挖路面的环节,但是,需要在路面上开挖工作井,工作井要保持垂直,然后使用千斤顶,在千斤顶推力作用下,将钢管逐渐压入地下土层中;管道间的连接在工作井中完成,最后进行顶管埋设,完成整個管道施工过程[1]。
(三)施工要求
在顶管施工中,为确保施工的顺利与质量,需要遵循一定的理论,包括泥水平衡、土压平衡和气压平衡等,以确保技术应用的准确。在实际应用中,还应当先对施工区域进行实地地质勘察,掌握施工设计的各项内容与指标要求,选择合适的施工机械、工艺以及其它辅助设施,为施工创造良好条件;同时,还需要对工具管材质、质量进行控制,保证工具管有足够耐腐蚀性、承载能力,以免顶进中出现工具管损坏等问题,影响施工质量。
二、市政工程施工中顶管施工技术的应用要点
(一)做好施工前准备工作
1.做好现场平面布置
现场平面布置的良好与否决定着施工条件是否合适,进而影响到顶管施工质量,现场平面布置的准备工作主要有:(1)实地勘察施工场地,测量、定位工作井位置,并做好相关装置、场地的安排,包括起重装置、料具间、浆液拌制设备与场地、弃土坑以及水源等;(2)做好工作井的准备,工作井尺寸、形状等均要符合设计要求,且要采取有效的支护措施,避免工作井出现坍塌、滑坡等问题;同时,工作井的配套设施要安装好,除了顶管施工需要设备外,扶梯等也是必不可少的,保证施工人员出入方便、安全。
2.做好设备安装检查
顶管施工技术需要的机械设备有很多,包括千斤顶、油泵、导轨以及顶铁等,做好设备的安装,保证彼此间可以良好配合工作,是顶管施工质量的根本保障,具体安装检查内容有:(1)导轨:导轨采用的多是钢轨,要根据设计要求的坡度、位置安装到适宜位置,并进行固定,保证导轨足够稳固,预防顶管施工滑动;(2)千斤顶与油泵安装:此两种设备安装是同步进行的,油泵至少要准备两个,以便于替换,在完成安装后,试运转油泵与千斤顶,观察两者工作情况,如果出现油压过高等问题,必须立即停工检查,调整油泵、千斤顶,确保顶管顶进的匀速、缓慢,避免过快造成的质量问题;(3)顶铁:在安装前,需要先对顶铁进行检查,确保其刚度、硬度满足施工要求,然后在保持顶铁轴线与管道对称、平行的情况下,将顶铁安装到相应位置[2]。
3.加固部分土体
在顶管施工过程中,顶管受到的阻力会顺着管道传递到顶管末端,再作用于顶管机上,造成顶管机的震动、位移,影响到施工的顺利进行,为预防此问题发生,在准备阶段,需要对顶管机进、出洞口以及后靠土体进行加固,采取的加固方法是高压喷旋桩加固,确保顶管机工作的稳定与安全。同时,还需要在洞口安装止水系统,预防顶管机进、出造成的泥土流失,并降低触变泥浆损失。
(二)顶管施工技术流程与要点
1.选择合适的顶管
顶管施工使用的顶进管有多种,包括钢筋混凝土管、钢制管、塑料管等,在具体施工中,最常用的是钢筋混凝土管,如果对管道腐蚀性要求不高或无要求,则可以使用钢制管。
在钢筋混凝土顶管的选择中,其内径一般要≥.05m,结合工程实际情况和相关规范、技术标准,计算钢筋混凝土管应当达到的配筋率、规格、壁厚等,确定顶径管的外径;同时,还需要按照顶进管施工区域土层情况,来确定合适的顶进管长度,避免过长造成管道偏离原定线路难以调整、过短导致装管次数过多等问题,提高顶管施工的效率[3]。
2.顶管穿墙与出洞
穿墙与出洞是顶管施工的重要环节,其要点主要有:(1)在穿墙施工中,需要先用低强度水泥粘土来填充穿墙管,并进行压实,起到阻止水分、土进入穿墙管的作用;在开始工作管具的穿墙前,需要先通过注浆来提高穿墙管外侧墙体的稳定性、强度,并分析穿墙可能遇到的问题,事先制定处理策略;最后,打开穿墙闷板,将工具管迅速推进,并安装相应的穿墙止水装置,预防水分渗入。
(2)顶管出洞是指第一节顶进管、顶进机从工作机洞口破出进入土中的环节,在此过程中,比较容易出现偏斜等事故。所以,在出洞施工中,需要先对工具管进行校正、调零,并在其下部井壁设置支撑,在出现下跌情况时,要通过主顶油缸来纠正偏差;此外,也可以通过预设初始角,来将下跌角度弥补,有效避免顶管出洞偏斜问题的发生。
3.注浆减阻处理
在顶管施工中,管道与土层间的摩擦会产生较大阻力,影响施工效率,所以,还需要采取必要的减阻措施,通常采用的触变泥浆注浆减阻方法,少量多次,其压浆操作是在顶管头尾端进行的,在注浆压力作用下,注入的泥浆会形成泥浆套,包裹在顶进管的外部,触变泥浆产生的泥浆套不仅可以有效降低顶进所受到的阻力,也对顶进管上部土层有着一定支撑作用,减轻或预防顶进作业导致的地面沉降,提高施工的安全性。
在注浆减阻处理中,压浆操作必须要与管道顶进作业保持同步,在触变泥浆使用量上,由理论计算的值并不一致符合实际,所以,应当实施关注施工的实际情况,及时调整触变泥浆用量,避免触变泥浆过少、过多造成的不良影响,保证顶管施工的顺利进行[4]。
4.顶管校正处理
在顶管顶进过程中,存在许多影响顶管顶进准确性的因素,包括管道连接方式、顶进力度以及施工区域土层性质等等,造成顶进施工质量下降,所以,必须做好顶管的校正。在顶管的校正操作中,其要点主要有:
第一,在顶进开始前,要进行多次测量、定位,且做好详细记录,确保定位的精确,为顶进作业奠定良好的基础。
第二,在顶进过程中,需要对顶进管的水平度等进行定期检测,与设计标准相比较,确保管线按照设计标准顶进、敷设;如果出现失误或者偏差情况,应立即停止顶进,调整顶进管角度,保证误差不超过50mm。
结语
综上所述,顶管施工技术作为现代市政工程常用的技术之一,相较于开挖作业方式,有着许多方面的优势,对市政工程建设发挥着重大作用。因此,加深对顶管施工技术的研究,掌握技术应用的要点,在实际施工中,确保顶管施工的质量,有助于市政工程综合效益的全面提升。
参考文献:
[1]姚志清.关于市政工程顶管施工技术的探究[J].中华民居(下旬刊),2014,09:347-348.
[2]何玉付.浅谈市政给排水施工中顶管技术的应用[J].现代物业(上旬刊),2015,04:36-37.
[3]王瑞.市政工程顶管施工技术分析[J].科技创新与应用,2015,15:219.
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