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摘要:制定好给排水管道设计以及管道铺设工作有着相当重要的意义,对于顶管施工技术的使用对于城市的管道设计以及管道铺设也具有相当重要的影响作用,顶管施工技术则是一个较大的创新,可以对于施工周围的环境影响降到最低,同时还将有效提升施工的效率,那么将会有效提升污水的处理工作的质量。基于此,本文简要论述了顶管施工的相关工艺以及在水利工程和市政给排水之中的应用。
关键词:顶管施工;技术;探讨
中图分类号:TU7文献标识码: A
引言
在社会经济的发展的推动之下,我国的人口慢慢向城市开始聚拢,逐渐多的城市地下空间获得了开发以及利用。因为在城市之中用于施工的场地有限并且对附近的环境要求高,尤其是地面有不便拆除的构筑物、繁华闹市以及交通干道等等场所,使用地下顶管施工已经变成了市政基础设施施工之中的最佳方案。
1、顶管施工技术特点
顶管技术在经济、生态以及环境之上诸多的优点,当前我们已经了解的之时在这之中的一小部分,而其的潜力也是没有办法预测的,设备的施工能力以及应用也在逐渐的发展之中。同其它技术相比而言,顶管技术的起步比较晚。然而需要注意的是在近些年之中,顶管施工技术不管是在理论上,或者还是在施工工艺上,都出现了较大的发展。
2、施工关键技术
2.1、相关施工技术
2.1.1、方向控制
管道能否按设计轴线顶进,这是长距离顶管成败的最为重要的因素之一。顶进方向失去控制那么则就会使得管道弯曲,顶力快速增加,工程也就没有办法正常进行。高精度的方向控制则也是确保中继环正常工作的必要条件。
2.1.2、顶力问题
顶管的顶推力這是随着顶进长度的增加而增加的,但是因为受到顶推力以及管道强度的限制,顶推力不可以无限增大。因此,仅仅使用管尾推进方式,管道顶进距离则就会有一定的限制。通常使用中继环接力技术就可以及时解决。此外,顶力的偏心度控制也是相当重要的,可否确保顶进之中顶推合力的方向同管道轴线方向一致则也是控制管道轴线方向的最为重要的地方。
2.1.3、工具管掘进面土体的稳定问题
在开挖以及顶进的过程之中,应该尽量使用正面掘进土体保持以及接近原始应力状态,是防坍塌、防涌水以及保证正面土体稳定的关键点。正面土体失稳会使得管道受力情况急剧变化、顶进方向则就失去控制。比如说掘进土层中大量就会快速涌水那么则就会导致不可估量的损失。
2.1.4、承压壁的后靠结构以及土体的稳定问题
顶管工作井通常使用的是沉井结构或者是钢板桩支护结构,除过需要验算结构的强度以及刚度之外,还应该保证后靠土体的稳定性,并且可以使用注浆以及增加后靠土体地面超载等等方法来限制后靠土体的滑动。如果后靠土体出现滑动的话,那么就会导致地面较大的位移,并且还有影响到附近的环境,并且还可以影响到顶管的正常施工操作,使得顶管顶进方向没有办法控制。
2.2、施工工序
2.2.1、地质条件以及附近环境的调查工作
提供土层分类、分布的地质纵剖面图和一定数量的勘探点位地质柱状图。同时应该提供充足的供地基稳定变形计算分析的土性参数以及现场测试资料。并且应该提供出各层土的透水性,同周围大水体连通的透水层分布,每一个砂性土层承压水压力以及渗透系数,地下贮水层水流速度和地下水位升降变化等等相关的水文地质资料。应该提供地基承载力以及地基加固等等方面的地质勘探以及土工试验的资料。应该提供种种类型的地上以及地下建(构)筑物、地下管线、地下障碍物和使用状况、变形控制要求等等调查资料,之后应该对使用的顶管法施工而导致的地层位移以及附近环境的影响程度并且进行充分估算。
2.3、顶管机头的选型
依据地质勘探以及环境的调查资料,结合笔者的顶管施工经验,合理选择机头这是确保顶管顺利施工的关键。此外,需要进行仔细分析的是顶管机头而穿越土层土质的参数。
2.4、工作井设置
顶管施工通常应该设置2种形式的工作井:第一种是供顶管机头安装以及出坑使用顶进工作井也被称之为顶进井;而另一种则是供机头进坑以及拆卸使用接收工作井也被称之为接收井。工作井的平面位置应该同设计管位要求相符合,应该尽量避让地下管线,减小到施工扰动之后的影响。工作井同附近建筑物以及地下管线的最小平面距离应该依据现场地质条件以及工作井施工方法而进行确定。使用钢板桩或者是沉井法施工的工作井,而其地面影响范围通常是依照井深的1.5倍计算,在这个范围之内建筑物以及管线等等应该使用必要的技术措施对其进行保护。
2.5、顶管顶力计算以及承压壁后靠土体稳定验算
顶管顶力最最为重要的是为了克服顶管管壁以及土的摩擦力而将管节顶推入土体之中。所以,第一应该计算顶管管壁外周摩阻力。而对于不同的工作方式比如说注浆以及不注浆、钢筋混凝土管以及钢管和不同的工具管等等,有着不同的计算方法,则应该依据实际情况来说。
2.6、管进出洞的处理
第一,要把工具管向出洞口部分推,直到距离1m处停止,之后在工作井的洞口处进行橡胶止水圈的安装。第二,为避免掘进机在出洞的时候有叩头现象的出现,要在洞的止水槽的下部利用副导轨来作托块,将纠偏油缸进行整体收紧,在其底部进行延伸导轨的安装,并且把前,节的钢混凝土管和机头进行可调节的钢性连接,连成一个整体,在后续管道出洞的时候,同样利用这种方法,逐节进行施工,直至不会出现叩头现象为止。第三,在推进工具管的时候,直至洞口的止水圈能够起作用为止,要等待3—4h,进行静止土压力的测量,结合相关的理论资料,将推进土压力的控制系数进行推测。第四,进行工具管的不断推行,在进行第一节管的安装之前,要进行适当的止退装置的设置,避免主顶在缩回之后出现回顶,因为正面土的压力的作用而把工具管进行弹回。第五,为了能够降低机头和管子在出洞之后的阻力,在进行沉井洞的1:3的封门的施工的时候要进行注浆管的设置,以能够正常进行顶管施工时进行触变泥浆的注入,进而能够有效将管子与土体之间的摩阻力降到最低。
2.7、工具管进洞技术
第一,在工具管距离接收井还有30m左右距离时,要进行轴线复测力度的加强,将工具管的确切位置测放在接收井之内,进而能够确保工具管能够安全进洞。第二,因为很多工程的接收井的外围均设有水泥土搅拌桩和隔水帷幕,所以不必对洞口土体进行特殊的加固。第三,继续进行推进工作,直到推进到设计要求的尺寸再停止,把工具管和后混凝土管进行脱离。第四,进行工具管的吊起,把井内的杂物清理完毕,再把将管的外壁和预留孔之间的间隙利用水泥砂浆进行密实地填充,避免发生整体的塌方或是第一节管的沉降。
结语
随着顶管施工技术的广泛应用,顶管施工工艺也日益成熟。目前,顶管施工技术已能在各种复杂的地质条件下采用。顶管技术其特点和最大优越性即在于采用不开槽的暗挖方式,从而避免了大范围的明挖作业面对地上建筑物或构筑物以及人行交通的直接影响,同时,也能较好地保护已建成的地下管网设施。
参考文献
[1]杨桂海.顶管施工的洞口处理措施探讨[J].市政技术,2012,S1:88-89+91.
[2]魏纲,朱奎.顶管施工对邻近地下管线的影响预测分析[J].岩土力学,2009,03:825-831.
[3]何大鹏,陈磊.顶管施工工艺及质量控制[J].山西建筑,2010,09:146-148.
[4]魏纲,徐日庆,肖俊,余文君,李文祥.顶管施工引起的地面变形分析[J].中国市政工程,2002,04:36-38.
关键词:顶管施工;技术;探讨
中图分类号:TU7文献标识码: A
引言
在社会经济的发展的推动之下,我国的人口慢慢向城市开始聚拢,逐渐多的城市地下空间获得了开发以及利用。因为在城市之中用于施工的场地有限并且对附近的环境要求高,尤其是地面有不便拆除的构筑物、繁华闹市以及交通干道等等场所,使用地下顶管施工已经变成了市政基础设施施工之中的最佳方案。
1、顶管施工技术特点
顶管技术在经济、生态以及环境之上诸多的优点,当前我们已经了解的之时在这之中的一小部分,而其的潜力也是没有办法预测的,设备的施工能力以及应用也在逐渐的发展之中。同其它技术相比而言,顶管技术的起步比较晚。然而需要注意的是在近些年之中,顶管施工技术不管是在理论上,或者还是在施工工艺上,都出现了较大的发展。
2、施工关键技术
2.1、相关施工技术
2.1.1、方向控制
管道能否按设计轴线顶进,这是长距离顶管成败的最为重要的因素之一。顶进方向失去控制那么则就会使得管道弯曲,顶力快速增加,工程也就没有办法正常进行。高精度的方向控制则也是确保中继环正常工作的必要条件。
2.1.2、顶力问题
顶管的顶推力這是随着顶进长度的增加而增加的,但是因为受到顶推力以及管道强度的限制,顶推力不可以无限增大。因此,仅仅使用管尾推进方式,管道顶进距离则就会有一定的限制。通常使用中继环接力技术就可以及时解决。此外,顶力的偏心度控制也是相当重要的,可否确保顶进之中顶推合力的方向同管道轴线方向一致则也是控制管道轴线方向的最为重要的地方。
2.1.3、工具管掘进面土体的稳定问题
在开挖以及顶进的过程之中,应该尽量使用正面掘进土体保持以及接近原始应力状态,是防坍塌、防涌水以及保证正面土体稳定的关键点。正面土体失稳会使得管道受力情况急剧变化、顶进方向则就失去控制。比如说掘进土层中大量就会快速涌水那么则就会导致不可估量的损失。
2.1.4、承压壁的后靠结构以及土体的稳定问题
顶管工作井通常使用的是沉井结构或者是钢板桩支护结构,除过需要验算结构的强度以及刚度之外,还应该保证后靠土体的稳定性,并且可以使用注浆以及增加后靠土体地面超载等等方法来限制后靠土体的滑动。如果后靠土体出现滑动的话,那么就会导致地面较大的位移,并且还有影响到附近的环境,并且还可以影响到顶管的正常施工操作,使得顶管顶进方向没有办法控制。
2.2、施工工序
2.2.1、地质条件以及附近环境的调查工作
提供土层分类、分布的地质纵剖面图和一定数量的勘探点位地质柱状图。同时应该提供充足的供地基稳定变形计算分析的土性参数以及现场测试资料。并且应该提供出各层土的透水性,同周围大水体连通的透水层分布,每一个砂性土层承压水压力以及渗透系数,地下贮水层水流速度和地下水位升降变化等等相关的水文地质资料。应该提供地基承载力以及地基加固等等方面的地质勘探以及土工试验的资料。应该提供种种类型的地上以及地下建(构)筑物、地下管线、地下障碍物和使用状况、变形控制要求等等调查资料,之后应该对使用的顶管法施工而导致的地层位移以及附近环境的影响程度并且进行充分估算。
2.3、顶管机头的选型
依据地质勘探以及环境的调查资料,结合笔者的顶管施工经验,合理选择机头这是确保顶管顺利施工的关键。此外,需要进行仔细分析的是顶管机头而穿越土层土质的参数。
2.4、工作井设置
顶管施工通常应该设置2种形式的工作井:第一种是供顶管机头安装以及出坑使用顶进工作井也被称之为顶进井;而另一种则是供机头进坑以及拆卸使用接收工作井也被称之为接收井。工作井的平面位置应该同设计管位要求相符合,应该尽量避让地下管线,减小到施工扰动之后的影响。工作井同附近建筑物以及地下管线的最小平面距离应该依据现场地质条件以及工作井施工方法而进行确定。使用钢板桩或者是沉井法施工的工作井,而其地面影响范围通常是依照井深的1.5倍计算,在这个范围之内建筑物以及管线等等应该使用必要的技术措施对其进行保护。
2.5、顶管顶力计算以及承压壁后靠土体稳定验算
顶管顶力最最为重要的是为了克服顶管管壁以及土的摩擦力而将管节顶推入土体之中。所以,第一应该计算顶管管壁外周摩阻力。而对于不同的工作方式比如说注浆以及不注浆、钢筋混凝土管以及钢管和不同的工具管等等,有着不同的计算方法,则应该依据实际情况来说。
2.6、管进出洞的处理
第一,要把工具管向出洞口部分推,直到距离1m处停止,之后在工作井的洞口处进行橡胶止水圈的安装。第二,为避免掘进机在出洞的时候有叩头现象的出现,要在洞的止水槽的下部利用副导轨来作托块,将纠偏油缸进行整体收紧,在其底部进行延伸导轨的安装,并且把前,节的钢混凝土管和机头进行可调节的钢性连接,连成一个整体,在后续管道出洞的时候,同样利用这种方法,逐节进行施工,直至不会出现叩头现象为止。第三,在推进工具管的时候,直至洞口的止水圈能够起作用为止,要等待3—4h,进行静止土压力的测量,结合相关的理论资料,将推进土压力的控制系数进行推测。第四,进行工具管的不断推行,在进行第一节管的安装之前,要进行适当的止退装置的设置,避免主顶在缩回之后出现回顶,因为正面土的压力的作用而把工具管进行弹回。第五,为了能够降低机头和管子在出洞之后的阻力,在进行沉井洞的1:3的封门的施工的时候要进行注浆管的设置,以能够正常进行顶管施工时进行触变泥浆的注入,进而能够有效将管子与土体之间的摩阻力降到最低。
2.7、工具管进洞技术
第一,在工具管距离接收井还有30m左右距离时,要进行轴线复测力度的加强,将工具管的确切位置测放在接收井之内,进而能够确保工具管能够安全进洞。第二,因为很多工程的接收井的外围均设有水泥土搅拌桩和隔水帷幕,所以不必对洞口土体进行特殊的加固。第三,继续进行推进工作,直到推进到设计要求的尺寸再停止,把工具管和后混凝土管进行脱离。第四,进行工具管的吊起,把井内的杂物清理完毕,再把将管的外壁和预留孔之间的间隙利用水泥砂浆进行密实地填充,避免发生整体的塌方或是第一节管的沉降。
结语
随着顶管施工技术的广泛应用,顶管施工工艺也日益成熟。目前,顶管施工技术已能在各种复杂的地质条件下采用。顶管技术其特点和最大优越性即在于采用不开槽的暗挖方式,从而避免了大范围的明挖作业面对地上建筑物或构筑物以及人行交通的直接影响,同时,也能较好地保护已建成的地下管网设施。
参考文献
[1]杨桂海.顶管施工的洞口处理措施探讨[J].市政技术,2012,S1:88-89+91.
[2]魏纲,朱奎.顶管施工对邻近地下管线的影响预测分析[J].岩土力学,2009,03:825-831.
[3]何大鹏,陈磊.顶管施工工艺及质量控制[J].山西建筑,2010,09:146-148.
[4]魏纲,徐日庆,肖俊,余文君,李文祥.顶管施工引起的地面变形分析[J].中国市政工程,2002,04:36-38.