論市政給排水施工中的技術(shù)探討

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摘要：本文簡(jiǎn)單介紹了市政給排水頂管施工技術(shù)、沉降控制措施及注意事項(xiàng)并分析了頂管施工技術(shù),并對(duì)市政給排水工程質(zhì)量和苴理措施做了概括。 

關(guān)鍵詞:頂管技術(shù);市政給排水;施工要點(diǎn)  abstract: this paper briefly introduces the municipal water supply and drainage pipe jacking construction technology, settlement control measures and the matters needing attention and analysis of pipe jacking construction technology, and the municipal water supply and drainage engineering quality and the measures are summarized.  key words: pipe jacking technology; municipal water supply and drainage; construction essentials  中圖分類號(hào)：s276文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a  一、頂管施工技術(shù)的給排水頂管  頂管敷設(shè)管道施工技術(shù)特別適用于大中型管徑的非開(kāi)挖埋設(shè)，具有經(jīng)濟(jì)、高效、保護(hù)環(huán)境的綜合功能。采用該技術(shù)施工，既能節(jié)約一定的征地拆遷費(fèi)用，又可減少環(huán)境污染和對(duì)道路的堵塞，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。  這種技術(shù)具有的優(yōu)勢(shì)包括：1）不用開(kāi)挖地面，尤其是城市道路；2）不用拆遷征地，不會(huì)破壞地面建筑物；3）不影響正常的城市交通秩序；4）不破壞地表植被和周邊環(huán)境；5）施工過(guò)程不受氣候和環(huán)境的影響；6）不影響管道的段差變形；  7）省時(shí)、高效、安全，無(wú)建筑垃圾污染，并且綜合造價(jià)低等。  二、頂管施工技術(shù)的沉降控制措施  在頂管施工過(guò)程中,難免會(huì)擾動(dòng)周圍的地層而引起一定的沉降,但制定良好的施工預(yù)案和采取合理的應(yīng)對(duì)措施,將沉降控制在周圍環(huán)境(特別是商業(yè)繁華和交通繁忙的鬧市區(qū))能夠承受的范圍內(nèi)卻是非常必要的。針對(duì)沉降原因的分析,就泥漿制備和注漿工藝、進(jìn)出洞技術(shù)和中繼環(huán)密封技術(shù)等幾個(gè)方面系統(tǒng)地討論一下相應(yīng)的施工控制措施。  2.1進(jìn)出洞技術(shù)。  工作井洞口止水裝置密封采用橡膠止水法蘭。在橡膠止水法蘭之前預(yù)埋注漿孔,以便壓注膨潤(rùn)土泥漿。洞外工作井土體密封加固采用smw工法樁加壓密注漿等方案。在支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)預(yù)設(shè)鋼圈,使出洞更加快捷。在內(nèi)襯的預(yù)留洞上安裝雙道橡膠法蘭止水裝置,確保止水可靠安全。頂管過(guò)程加強(qiáng)出洞口的觸變泥漿壓注,減小對(duì)出洞段土體的擾動(dòng)。  2.2泥漿制備和注漿工藝。  （1）配置觸變泥漿要選用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)采用合適的配比,以保證泥漿的減摩效果和支承能力。漿液必須攪拌充分,在膨潤(rùn)土泥漿壓入以前,對(duì)儲(chǔ)漿箱內(nèi)的泥漿再進(jìn)行一次攪拌。  （2）嚴(yán)格控制注漿壓力,使其不能小于管體上部的靜止土壓力和水頭壓力。頂進(jìn)時(shí)要根據(jù)地面變形、地下水位等因素適當(dāng)調(diào)整壓力和壓漿量。在泥漿出口處裝單向閥,不使其回漿,以使觸變泥漿套的壓力在臨時(shí)停泵后仍基本不變。根據(jù)工程實(shí)際情況設(shè)置中繼壓漿泵,以抵消輸送管的壓力損失,穩(wěn)定注漿壓力。  （3）由于曲線段外側(cè)存在法向分力作用,對(duì)土體擾動(dòng)和摩阻力都會(huì)增大,當(dāng)掘進(jìn)機(jī)進(jìn)入曲線段時(shí),要增加對(duì)曲線外側(cè)的注漿量,盡可能形成完整泥漿套。  （4）頂管貫通后,要及時(shí)利用觸變泥漿壓注孔對(duì)頂進(jìn)時(shí)處于管道外的觸變泥漿進(jìn)行純水泥漿置換,從而減少管道的后期沉降。  2.3管節(jié)止轉(zhuǎn)的技術(shù)措施。  頂進(jìn)時(shí)機(jī)頭在刀盤及螺旋機(jī)的作用下會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn),而機(jī)頭旋轉(zhuǎn)尤其是轉(zhuǎn)角偏大時(shí)會(huì)對(duì)頂進(jìn)造成不利影響,因此對(duì)工具管要采取糾旋轉(zhuǎn)措施。在機(jī)頭前方筒的水平二側(cè)焊翼板,長(zhǎng)1.8m,寬30mm,厚25mm,以防止機(jī)頭旋轉(zhuǎn)。對(duì)機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)主要采用加壓重塊的方法。在機(jī)頭二側(cè)焊壓鐵支架,1號(hào)與6號(hào)管二側(cè)亦焊壓鐵支架。二側(cè)先平均放壓鐵,共20t。一旦發(fā)現(xiàn)機(jī)頭有微小偏轉(zhuǎn),立即將壓鐵移到一側(cè)。  2.4管內(nèi)排風(fēng)措施。  該工程采用排風(fēng)措施,雖然機(jī)頭屬封閉設(shè)備不受地下沼氣影響,但為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性及避免管內(nèi)氣壓低缺氧,采用11kva風(fēng)機(jī)接2inupvc管將新鮮空氣送至機(jī)頭設(shè)備段。  2.5泥水接力及泥漿排放措施。  機(jī)頭所需用水采用消防用水排入泥漿箱,通過(guò)泥漿泵注入機(jī)頭泥水倉(cāng),泥水倉(cāng)葉輪將機(jī)頭切削入倉(cāng)的土與水?dāng)嚢璩赡酀{通過(guò)泥漿泵輸送至沉淀箱沉淀后,比重超過(guò)1.3后是為廢漿外排。廢漿外排采用罐裝泥漿運(yùn)輸車外運(yùn),排放至渣土辦指定排放點(diǎn)。  2.6管道內(nèi)照明措施。  該工程管道內(nèi)的照明采用36v安全電壓,照明電源由工作井內(nèi)操作平臺(tái)上的配電箱供電。工具管和中繼間處均安裝1kva36v變壓器,管道內(nèi)照明燈每3節(jié)管節(jié)上裝1只,功率為60w。管道內(nèi)還設(shè)有應(yīng)急照明系統(tǒng),因故突然停電時(shí),使用應(yīng)急照明,保證施工人員安全撤離。  三、頂管技術(shù)施工要點(diǎn)及注意事項(xiàng)  3.1采用觸變泥漿，向管道外壁壓人一定量的減阻泥漿，在管道外圍形成一個(gè)泥漿套，減小管節(jié)外壁和土層問(wèn)的摩阻力，從而減小頂進(jìn)時(shí)的頂力，泥漿套形成的好壞，直接關(guān)系到減阻的效果。利用泥漿套的支承作用，減少粉質(zhì)粘土坍塌，形成的地層流失，以控制地面沉降。對(duì)頂管機(jī)頭尾端的壓漿要緊隨管道頂進(jìn)同步壓漿，在中繼間和中部管節(jié)處須跟蹤補(bǔ)漿，泥漿的實(shí)際用量要比理論用量大得多，一般可達(dá)到理論值的4～5倍。通過(guò)以上壓漿措施，達(dá)到預(yù)期效果。  3.2洞口止水，頂管丁程中，為使管子能順利從工作井內(nèi)出洞，一般采取工作井預(yù)留洞口比管節(jié)外徑略大些(一般為100mm)的方式，頂進(jìn)時(shí)此間隙需采取有效措施進(jìn)行封閉，我們采用的洞口止水方法是在沉井制做時(shí)，預(yù)先在洞口預(yù)埋一個(gè)10mm厚鋼法蘭，在鋼法蘭上焊接螺栓，安裝16mm厚橡膠法蘭，用10mm厚鋼壓板壓緊，在我們完成的頂管中，未發(fā)現(xiàn)地下水和泥砂流入工作井內(nèi)，同時(shí)橡膠法蘭和壓板可以回收，效果很好。  3.3頂進(jìn)中須嚴(yán)格按設(shè)計(jì)線路頂進(jìn)，可利用削土刀盤上可伸縮的超提刀，結(jié)合千斤頂編組進(jìn)行糾偏。經(jīng)常對(duì)頂進(jìn)軸線進(jìn)行測(cè)量，檢查頂進(jìn)軸線是否和設(shè)計(jì)軸線相吻合。在正常情況下，每頂進(jìn)l節(jié)混凝土管節(jié)測(cè)量1次，在出洞、糾偏、到達(dá)終點(diǎn)前，適當(dāng)增加測(cè)量次數(shù)。施t時(shí)還要經(jīng)常對(duì)測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，以保證測(cè)量的精度。通過(guò)及時(shí)糾偏相鄰管問(wèn)錯(cuò)口<15％壁厚，豎向偏差控制在30—40mm以內(nèi)，水平偏差控制在50mm以內(nèi)。  3.4進(jìn)出洞是頂管施工中的一道重要工序，因?yàn)榇缶蜻M(jìn)機(jī)方向的準(zhǔn)確與否將會(huì)給以后管道的方向控制和井內(nèi)管節(jié)的拼裝工作帶來(lái)影響。穿墻時(shí)，首先要防止井外的泥水大量涌入井內(nèi)，嚴(yán)防塌方和流沙，本工程管道位于粉質(zhì)粘土層較松散，在水位下呈流塑狀，則必須在管子頂進(jìn)方向距離工作井邊一定范圍，對(duì)整個(gè)土體進(jìn)行改良或加固，采用了井點(diǎn)降水措施，以提高這部分土體的強(qiáng)度，防止掘進(jìn)機(jī)出洞時(shí)塌方。其次要使管道不偏離軸線，頂進(jìn)方向要準(zhǔn)確。  3.5頂進(jìn)中遇障礙物后的頂進(jìn)處理，成為困擾施丁的難題，如突遇大量埋木、石塊及老河道駁坎等等，都需現(xiàn)場(chǎng)研究給出解決的技術(shù)措施。頂管施工稅市政工程中，特別是深覆土大管徑的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程中尤顯重要。頂管工藝的施工從技術(shù)上講是完全可行的，相對(duì)于開(kāi)槽埋管從社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)講更具有優(yōu)越性。從根本上改變了城市管網(wǎng)亂挖現(xiàn)象；另外一方面從切實(shí)做到保護(hù)環(huán)境人手，加大推廣頂管施工技術(shù)力度勢(shì)在必行?？梢灶A(yù)見(jiàn)未來(lái)的管線鋪設(shè)技術(shù)將以頂管工藝為支撐。  3.6頂管進(jìn)程中遭遇障礙物的處理方法  （1）對(duì)長(zhǎng)距離中風(fēng)化或微風(fēng)化地質(zhì)的處理。頂管施工并不是在什么情況下都能順利頂進(jìn)的，當(dāng)頂管施工遇到中風(fēng)化和微風(fēng)化的地質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，不管是人工頂管或是機(jī)械頂管都很難頂進(jìn)，故在頂管設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析地質(zhì)鉆探資料，對(duì)出現(xiàn)中風(fēng)化及微風(fēng)化的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊處理。對(duì)長(zhǎng)距離、深度較大的中風(fēng)化和微風(fēng)化地質(zhì)可采用暗挖隧洞施工；位于規(guī)劃建設(shè)區(qū)內(nèi)的中風(fēng)化及微風(fēng)化地質(zhì)，根據(jù)情況采用大開(kāi)挖施工或支護(hù)開(kāi)挖施工。  （2）采用破巖井處理孤石。由于鉆探是隔一定距離鉆一個(gè)鉆孔，很難完全準(zhǔn)確反映地下的地質(zhì)情況，故在頂管設(shè)計(jì)時(shí)即使地質(zhì)鉆探資料中沒(méi)有中風(fēng)化和微風(fēng)化地層，但在實(shí)際頂進(jìn)過(guò)程中也有可能遇到中風(fēng)化或微風(fēng)化的石頭。當(dāng)遇到石頭時(shí)應(yīng)對(duì)此處重新加密鉆探，探清地下地質(zhì)情況，如果有長(zhǎng)距離的中風(fēng)化或微風(fēng)化地質(zhì)，可采用大開(kāi)挖施工或支護(hù)開(kāi)挖施工方法；若遇到孤石，應(yīng)根據(jù)孤石大小設(shè)置破巖井，從地面設(shè)豎井取石后繼續(xù)頂進(jìn)。  四、總結(jié)  頂管的推力就是頂管過(guò)程管道受的阻力，包括工具頭正面泥水壓力、管壁摩擦阻力。頂管施工技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)先進(jìn)、實(shí)用性強(qiáng)、適用面廣的施工技術(shù)，在城市建設(shè)中將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。