淺談市政道路排水頂管施工技術(shù)

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摘 要：市政排水管道工程分布于城市每一個角落，是保證城市地面水及時(shí)排除、防治城市水污染并使城市水資源保護(hù)得以良性循環(huán)的必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，確保其工程質(zhì)量至關(guān)重要。文章就市政道路污水管頂管施工和施工質(zhì)量做出以下探討。 

關(guān)鍵詞：技術(shù)簡介；施工工藝；質(zhì)量控制  中圖分類號： o213.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： a 文章編號：  1前言  隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，特別是臨近大中城市的縣鎮(zhèn)，發(fā)展勢頭迅猛，為滿足日益增長的排水量并合符國家對城鎮(zhèn)污水的監(jiān)察和管理，縣鎮(zhèn)必須積極主動的建設(shè)更多、更大管徑的污水排水管。然而，對城鎮(zhèn)特別是縣城中心采取頂管施工不僅能降低施工對城市交通、綠化帶等市政設(shè)施的破壞，還能節(jié)省施工成本。在城鎮(zhèn)排水管頂管施工中，必須做好城鎮(zhèn)排水管頂管施工前的準(zhǔn)備工作，科學(xué)矯正好泥水平衡壓力和管壁摩擦力，并及時(shí)引入和革新頂管施工技術(shù)，在確保頂管施工質(zhì)量和工期的情況下盡可能降低施工成本，為進(jìn)一步完善和發(fā)展城鎮(zhèn)排水管頂管施工技術(shù)提供基礎(chǔ)性的理論知識和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。  2市政道路污水管頂管施工  2.1 城鎮(zhèn)污水管頂管施工技術(shù)簡介  頂管施工技術(shù)是一種用于城鎮(zhèn)市政管道施工的非開挖掘管道推進(jìn)技術(shù)，其優(yōu)越性在于施工速度快，施工管道內(nèi)表面光滑，密封性能好，施工安全性好，基本不影響施工區(qū)域周圍環(huán)境或者影響很小，施工場地小、噪聲小、作業(yè)深度較深。但排水管頂管技術(shù)也有諸多問題，主要是頂管施工周期較長，工程造價(jià)昂貴等。目前，頂管技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，且頂管施工工藝和方法也層出不窮。  （1）頂管施工工作原理：頂管施工技術(shù)作為一種新型的地下管道施工技術(shù)，在不需要開挖路面的情況下，僅需要在垂直地面方向上開挖頂管施工工作井，然后采用高壓液壓千斤頂將水泥或者將鋼制管道頂入地下。排水管頂管施工使用來自主頂油缸和管道間中繼站等方面的推力，將工具管等頂管施工頂進(jìn)設(shè)備從工作井內(nèi)穿過地質(zhì)層，同時(shí)，將市政排水管道緊隨頂管頂進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行埋設(shè)，實(shí)現(xiàn)排水管道的非開挖敷設(shè)。  （2）頂管施工平衡理論的分類：常用的頂管施工平衡理論主要分為三種，分別是氣壓平衡、泥水平衡和土壓平衡理論。對頂管施工技術(shù)，首要解決的是施工技術(shù)的適應(yīng)性問題。在實(shí)際頂管施工中，應(yīng)根據(jù)區(qū)域不同的地質(zhì)情況、施工和設(shè)計(jì)要求，科學(xué)選用頂管施工工藝，科學(xué)地選擇頂管機(jī)和配套輔助設(shè)備，保證排水管頂管施工的順利進(jìn)行。  在頂管施工工藝中，工具管的作用十分重要，因此，選擇工具管必須重視其材質(zhì)和質(zhì)量，一般來說，市政排水管頂管施工中選用的工具管是鋼筋砼管，不僅能保證頂管施工的順利進(jìn)行，還能承受來自地面及周圍等各方面的壓力且具有耐腐蝕的性能。  2.2 頂管施工工藝及流程  目前，在我國常用的市政排水管頂管施工方式主要有2種：開放型和密封型。其中，頂管施工密封型的應(yīng)用最為廣泛，并可分為頂管泥水式推進(jìn)法、頂管土壓式推進(jìn)法和頂管泥濃式推進(jìn)法。  （1）泥水式推進(jìn)法。通過使用刀盤掘進(jìn)機(jī)并用科學(xué)設(shè)計(jì)的頂速來平衡正面土壓力，調(diào)節(jié)循環(huán)水壓力用以平衡地下水壓力。該工藝的施工特點(diǎn)：在頂管施工過程中施工不間斷，施工速度較快，且不需要特別的改良地基或降水處理，地表沉降小。如圖1為泥水式推進(jìn)法施工工藝示意圖。  圖1泥水式推進(jìn)法施工工藝示意圖  （2）土壓式推進(jìn)法。該方法主要是采用向工作間的切削倉內(nèi)注入一定比例的混合材料，使其充滿整個泥倉的方法來平衡正面土壓力和地下水壓力；施工推進(jìn)中并不需要泥漿泵等輸送混合材料的設(shè)備，整套施工推進(jìn)機(jī)器造價(jià)低廉；不需要對泥漿進(jìn)行處理，整體推進(jìn)頂管施工的成本較低。土壓式推進(jìn)工法選用的頂管掘進(jìn)機(jī)一般為單刀或多刀盤土壓平衡掘進(jìn)機(jī)。土壓式推進(jìn)工法適用的施工管徑一般在φ1 000～3 000 mm之間。如圖2為土壓式推進(jìn)法施工工藝示意圖。  圖2土壓式推進(jìn)法施工工藝示意圖  （3）泥濃式推進(jìn)法。該工藝采用二次注漿處理，不僅能在很大程度上消減與地層間的摩擦阻力，還能順利排出粒徑為頂管直徑1/3的礫石等廢棄物，保證頂管施工的順利進(jìn)行，較適用于城市排水管長距離頂管推進(jìn)施工。該頂管推進(jìn)方法在頂管施工過程中，將地下的土、礫石等廢棄物分成兩部分通過不同的方式輸送至地表后再外運(yùn)處理。因此，泥濃式推進(jìn)法的適用性非常廣泛，除巖石外所有土質(zhì)條件均可適用。它適用的頂進(jìn)管徑一般在φ700~2 200 mm之間。如圖3為泥濃式推進(jìn)法施工工藝示意圖。  圖3泥濃式推進(jìn)法施工工藝示意圖  頂管施工工藝流程為：挖掘工作坑，制作頂管的砼管→組裝砼管→油泵頂進(jìn)→出泥→管道貫通→拆工具管→砌檢查井→回填。  3市政道路排水工程污水管頂管施工管理  在城鎮(zhèn)排水工程污水管頂管施工過程中，必須科學(xué)地對施工范圍內(nèi)的各種地下管線進(jìn)行詳細(xì)的勘測，記錄備案，并對施工區(qū)域地質(zhì)條件進(jìn)行科學(xué)的勘測，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐捻敼苁┕ぜ夹g(shù)的現(xiàn)狀，科學(xué)設(shè)計(jì)頂管施工的路線和施工工藝，保證施工工藝的選擇在符合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的前提下，盡可能提高頂管施工的進(jìn)度和精度。在頂管施工中，由于是非開挖施工，需要配套的施工自動測量和糾偏的儀器和設(shè)備，科學(xué)的指導(dǎo)排水管頂管施工，確保頂管施工按照預(yù)定路線推進(jìn)。在頂管施工中，施工單位應(yīng)建立并完善施工區(qū)域地面與地下測量控制系統(tǒng)，并科學(xué)選擇測量控制點(diǎn)，以便能確保地面觀察者視線清楚、方便測量和校核。在城鎮(zhèn)頂管施工中一般采用土壓平衡式工藝，封閉式頂進(jìn)施工，確保施工地面沉降的影響較小。特別注意的是在排水管頂管穿越地面建筑物時(shí)不準(zhǔn)停機(jī)，并科學(xué)控制推進(jìn)角度，但可適當(dāng)放慢頂進(jìn)的速度來減輕對地面土層的破壞。  在城鎮(zhèn)市政排水管頂管施工中，頂進(jìn)過程中的測量與糾偏主要依靠全站儀和激光水準(zhǔn)儀來完成。在通常情況下，測量頻率一般是1 m/次，而糾偏校核一般為半節(jié)排水管測量校核一次，并運(yùn)用激光水準(zhǔn)儀對頂管施工中的高程進(jìn)行測量和校核，確保正確頂進(jìn)的方向和深度，對于工具頭的方向偏差一般不超過5 mm。  在頂管施工穿墻頂進(jìn)施工中，必須科學(xué)計(jì)算墻體及上面建筑物的荷載和周圍的承壓力，制定科學(xué)的保護(hù)措施，保證頂管施工的順利進(jìn)行。排水管管節(jié)的接頭和防水措施：常用的混凝土管一般選用f型橡膠密封圈柔性接口，氯丁橡膠楔形膠圈，并在排水管接頭內(nèi)設(shè)止水鋼環(huán)。  4市政道路排水管道的施工質(zhì)量控制  4.1 防止測量和施工造成的病害措施  首先，施工前要認(rèn)真按照施工測量規(guī)范和規(guī)程進(jìn)行交接樁復(fù)測與保護(hù)；施工放樣要結(jié)合水文地質(zhì)條件，按照埋置深度和設(shè)計(jì)要求以及有關(guān)規(guī)定放樣，且必須進(jìn)行復(fù)測檢驗(yàn)其誤差符合要求后才能交付施工；施工時(shí)要嚴(yán)格按照樣樁進(jìn)行，溝槽和平基要做好軸線和縱坡測量驗(yàn)收。其次，施工過程中如意外遇到構(gòu)筑物須避讓時(shí)，應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢迷鲈O(shè)連接井，其間以直線連通，連接井轉(zhuǎn)角應(yīng)大于135°。  4.2 防止管道滲漏水  首先，認(rèn)真按設(shè)計(jì)要求施工，確保管道基礎(chǔ)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。當(dāng)?shù)鼗刭|(zhì)水文條件不良時(shí)，應(yīng)進(jìn)行換土改良處治，以提高基槽底部的承載力。其次，如果槽底土壤被擾動或受水浸泡，應(yīng)先挖除松軟土層后和超挖部分用砂或碎石等穩(wěn)定性好的材料回填密實(shí)。③地下水位以下開挖土方時(shí)，應(yīng)采取有效措施做好抗槽底部排水降水工作，確保干槽開挖，必要時(shí)可在槽坑底預(yù)留20cm 厚土層，待后續(xù)工序施工時(shí)隨挖隨封閉。  4.3 做好管道閉水試驗(yàn)