市政给排水长距离顶管施工技术应用研究

2020年9月16日 0 条评论 30 次阅读 0 人点赞

市政给排水长距离顶管施工技术应用研究插图

市政给排水长距离顶管施工技术应用研究插图(1)

市政给排水长距离顶管施工技术应用研究插图(2)

市政给排水长距离顶管施工技术应用研究插图(3)


1. 工程概况


某市政工程为市区污水管网工程的一个标段,全长4092m,起讫桩号为2K+495~6K+487。管径共采用3类,即全线中166m使用D1000,2793m使用D1200、1133m使用D2000。根据工程实际情况,设沉井30座,其中工作井和接收井均为15座,本线路选择钢筋混凝土结构,顶进区间分布情况如表1所示。

根据表1可见,在该工程长距离顶管中共有3个顶进段,其中局部路段地层情况较为复杂。

市政给排水长距离顶管施工技术应用研究插图(4)

2. 钢筋混凝土长距离顶管优势



在工程施工中,往往会遇到一些问题,尤其是在施工环境较为复杂的情况下,将大大增加施工难度。由于地层变化复杂,对本工程若采用传统钢筋混凝土排水管施工,很难达到预期施工效果。因此,决定采用钢筋混凝土长距离顶管施工工艺,该工艺的应用,一方面可以克服普通排水管施工中存在的缺陷,加快施工进度;另一方面,相比普通排水管施工,钢筋混凝土长距离顶管施工成本更低,具有更好的经济效益。

具体优势如下:

(1)纠偏效果好,可实现曲线顶进

相比钢顶管,钢筋混凝土顶管主要采用柔性接头,其更具灵活性,两个相近管道之间存有一定角度,因此,在纠正偏差方面更灵活,效果更好。此外,由于两管道之间存在一定角度,针对这一特征,能够达到曲线顶进目的]。

(2)施工效率高

钢筋混凝土顶管接头形式多样,无论采用哪一种接头形式,均可达到迅速连接的效果,一般几分钟即可完成。此外,还无需进行防腐操作,可大大提升工作效率。

(3)施工成本低

相比钢顶管,钢筋混凝土顶管成本相对较低,一般可节约20%~40%。

3. 长距离顶管施工技术要点


3.1 工作井施工

无论是工作井,亦或是接收井,均需采用2次浇筑成型的施工方案,当第一次混凝土浇筑强度达到设计要求,才能进行上部混凝土井壁的浇筑,但必须保证连续浇筑,不允许存在施工缝情况,图1为工作井模板搭设图。

市政给排水长距离顶管施工技术应用研究插图(5)

在沉井过程中,不得倾斜,必须做到垂直下沉,应结合施工段地质情况,合理采用下沉方法,如钻吸排土法等。在下沉过程中,需随时观测,一旦遇到下沉阻碍,需马上找出原因,并及时处理。

3.2 后靠墙施工

后坐墙在工作坑中是所有顶力传递或接收的部位,因此,后靠墙的稳定性、强度及刚度必须满足相关标准规定。根据工程实际情况,本工程采用p14@120双向钢筋,C30为混凝土强度,当混凝土强度满足设计要求,即75%之后,便能进行下一道工序施工。

3.3 安装设备

顶管机头类型、设备规格及配置情况均为顶管设备选择必须考虑的问题。在工作井内,所需设备包括导轨、油泵动力站等,因此要求所有设备配置合理,安装正确,数量充足,且分布范围不影响其他工序施工,待设备就位后,即可进行施工。

3.4 穿墙出洞

为保证施工质量,需将一道前止水墙浇筑到管道顶进方向的坑内,在此过程中,需要重视的是保证混凝土配合比符合规范要求。随后,将橡胶止水圈安设到前止水墙预留的孔洞内。图2为洞门止水墙构造图。结合地质勘查报告可知,本工程有大量软土、粘土等位于顶管机出洞口外部,在去除封门时,极易出现土体坍塌问题,原因在于土体存在一定流塑性。针对该情况,必须保证顶管迅速,才能保证出洞顺利。此外,在整个顶进施工中,还要确保泥浆套完整,避免由此处流出大量减摩泥浆,从而降低顶进阻力。

市政给排水长距离顶管施工技术应用研究插图(6)

3.5 吊装

工厂统一预制钢筋混凝土管并配送,确保质量合格后才能用于施工。在施工场地堆放时,要保证堆放整齐、合理,并和工作井之间保持一定距离,确保安全。管道顶进施工中,采用龙门行车作为起吊设备,需平行铺设行车导轨和顶管中心线,且对应管中心。

3.6 顶进施工

顶进施工是钢筋混凝土管长距离顶管施工的重点,具体要做到以下几点:

(1)正常顶进

正常顶进施工中,需结合工程实际情况和现行标准规范,规范施工工艺流程,做好人员安排工作。第一,在施工准备阶段,需做好测量放样工作,保证测量准确,为后期施工提供可靠依据。第二,安装顶进设备。在现场平面布置以后,需按规范要求,安装各类顶进设备,如起重设备、注浆设备、基坑导轨、主顶油缸等等,保证安装正确。第三,掘进机井内就位。在掘进机就位前,需做好设备试运行工作,保证设备运行正常,避免后期出现无故事故。第四,掘进机进洞。在进洞时,需破洞口砖封门,持续推进主顶油缸,随后将井钢封口去除,为后期出泥做好准备。第五,管道顶进。为保证顶进施工质量,需做好纠偏处理,保证测量准确。随后进行触变泥浆压柱及顶进操作控制施工,最终顶进出泥。第六,焊接钢管。对焊缝接口做好质量检验工作,保证整体质量。第七,结束钢管顶进施工,并进行下一工序施工。

(2)设置中继站

总顶力对设置中继站起决定作用,在表2任一条件下,均需进行中继环设置。

市政给排水长距离顶管施工技术应用研究插图(7)

(3)减阻措施

管道在顶进过程中将受到很多因素的影响,从而增加阻力。针对这种情况,需做减阻处理。根据工程实际情况,决定采用注浆法进行减阻处治。在管壁和土壁之间往往存有缝隙,这种情况下,通过注浆施工可以构成泥浆护套,进而达到降低摩擦力的效果。

4. 结语


综上所述,市政管网工程作为城市基础设施建设的重点,涉及内容较多,在具体施工中若采用的施工技术不当,势必会影响工作整体质量。当前在施工管道持续加长的背景下,管道埋设深度也越来越深,在施工过程中很容易遇到地质变化等复杂情况,从而大大增加施工难度。基于此,在采用顶管法施工时,必须重视长距离顶管过程,选择合理的顶进管结构,规范施工工艺等。只有保证选择正确,才能顺利开展长距离顶管施工,才能加快现代化城市发展的步伐。

来源:地空开发

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本文源自微信公众号:混凝土与水泥制品杂志

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