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實例分析城市污水管網頂管施工方法

發布:山東輝煌類目:行業動態 熱點:污水管,頂管,污水管網, 點擊:719 發布時間:2021-01-08
引言
隨著我國社會經濟的快速發展和城市化進程的不斷推進,城市中已有的排水系統已經無法滿足新時代要求,很多城市都需要對其排水系統進行現代化改造叫排水系統是整個城市基礎設施的重要構成部分,在對排水系統進行改造施工時, 為了盡可能降低施工過程對道路及附近電網、供水管道的影 響,對于污水管網通常都是采用頂管施工方法囚。這種方法具有施工過程控制簡單、占用面積較小等優勢。 由于施工過程對附近的鐵路、公路、建筑物等的影響相對比較小,其施工成本也相對較低閆。本文以某工程實例為研究對象,詳細介紹了城市污水管網采用頂管施工方法進行施工的過程, 以期能夠為其他類似工程項目提供有力的借鑒。 
1工程概況
某城市在發展過程中,原有的污水管網已經無法滿足實際需要,因此決定對其進行改造升級。本工程項目涉及三條污水管線,分別為D2000、D900和D2200,三條污水管線需要施 工的長度分別約為300 m、280 m和200 m。其中污水管線D2000和D2200沿線先后經過了人行橫道、河流、機場路以及隧道,污水管線D900主要沿著機場路東側進行建設施工。根 據相關設計要求, 污水管道需要開挖的深度與當前地面的距離大約為9 m?;谝陨戏治隹梢钥闯?,該城市擬建設的污水管道建設項目周邊環境相對較為復雜,為了盡可能降低項目施工過程對周圍人行橫道、河流、道路、隧道等造成的不利影 響,在充分分析實際情況的基礎上最終決定通過頂管法進行施工。 以下針對城市污水管網頂管施工工藝及施工方案進行詳細介紹。 
2污水管網頂管施工工藝分析
2.1工作坑設置
本文所述工程項目的管徑大小分別為D900、D2000、D2200,總體的長度達到了 780 m。結合實際情況準備將頂坑設置在污水檢查井部位,在一些特殊位置,比如過街路口兩側、管線拐角位置和河流兩側,可以根據實際需要設置一定數量的頂坑,其余位置按照間隔30 m設置頂坑,最終整個工程項目設置的頂坑數量為22個,不包括碰管位置的基坑。為在 保障頂管施工安全的前提下提升施工質量, 當頂進長度超過60 m時就需要通過雙向對頂的方式進行施工,工作坑的規格尺寸為7.6 mx6 m。
2.2工作坑的支護
考慮到工作坑鄰近建筑物和道路,因此通過人工直槽開挖的方式進行施工,開挖過程中通過輪換交替的方式自上而 下挖土,同時還要做好支撐工作,避免側邊出現塌方問題。具 體支護方式為“挖孔樁+噴錨護壁”聯合支護。
2.3工作坑基礎
工作坑地基可能會出現下沉問題,進而對管道頂進位置的精確性造成不良影響。 因此需要在工作坑底部位置澆筑C30混凝土,規格尺寸為7.6 mx6 mx0.3 m,以提升工作坑基礎的穩定性。
2.4后背墻
施工時采用的是400 t電動液壓頂管機,需要設置后背墻 為液壓頂管機提供反作用力,要求后背墻擁有足夠的力學性能,保證液壓頂管機在工作時不至于被壓潰。后背墻在施工時必須確保平面的平整性,同時還要與頂進管道軸線保持垂直, 避免受力出現偏差出現失穩問題,造成嚴重的施工安全事故。 為提升后背墻的強度,需要利用C30混凝土進行澆筑,規格尺寸為 6 mx1 mx3 m。
2.5操作臺及下管、運土三角架
操作臺主要由橫截面積為20 cmx20 cm的方木加上厚度 為5 cm的鋼板鋪設而成。此外還需要在對應位置預留尺寸為3.7 mx3 m的區域進行下管,利用40 t的吊車將特制的鋼筋混 凝土管從預留開口區域輸送至導軌上。管道頂進的同時要持續挖土,及時將土方運出管外,然后用專門的小輪車拖走,最后利用卷揚機提升至地面進行集中處理。為防止施工期間出現降雨問題影響施工質量和進度,需要在工作坑施工位置搭 設工作棚。 
3城市污水管網頂管施工方案研究
本工程項目中采用的施工工藝為液壓頂管法,相鄰管道接口位置需要做特殊處理,避免出現腐蝕和滲漏的問題。用到 的主要設備為400 t的液壓頂管機,正面與特制的鋼筋混凝土 管接觸,背面與后背墻接觸,混凝土管需要預先放置在對應的軌道上。在頂進過程中需要配合人工挖土,要求每次挖土深度要小于頂鐵長度,通過這樣的方式能夠降低挖土過程對管道周圍土方造成的不利影響,每次頂進的距離控制在200~300 mm范圍內。整個頂管過程中,如果發現土壤存在比較濕潤的問題, 應該停止施工作業, 保持觀察, 確保安全穩定后才能夠繼續進行頂管施工。每完成一次頂管都要對相關技術參數進行測量確保在合理范圍內,發現偏差立即糾正。 
(1) 布設測量系統。在設計規劃階段,首先需要通過經緯儀在施工區域地面上確定管道鋪設中線控制樁,并且利用混 凝土對控制樁進行固定保護。完成工作坑開挖工作后,再次通過經緯儀將位于地面的中線控制樁引至工作坑內部,同樣需 要做好保護工作,避免控制樁遭受破壞,影響管道中線的準確 度。在對管道進行頂進時,需要每間隔一段距離對控制點進行復測,及時發現并解決問題。 
(2) 導軌。導軌的設置是保障整個施工過程順利進行的關 鍵所在,因此必須確??衫慰啃?導軌高程需要經過準確測量 與確認。需要在導軌底部位置,用C30混凝土澆筑厚度為30 cm的墊層,且在混凝土內部預埋螺栓,然后通過螺栓連接將導軌牢靠固定在墊層中。完成導軌安裝工作后,要求導軌具 有等高、平行和順直的特征。 
(3) 千斤頂安裝。主頂站需要使用兩臺千斤頂,且需要將 千斤頂放置在專門的支架上,支架由特制型鋼焊接制作而成, 然后將支架焊接固定在井底橫梁上。支架的制作要求千斤頂的著力點與管道中心線垂直對稱,每個千斤頂的縱向坡度要 求和管道設計坡度保持一致。 
(4) 頂管機。在選用頂管機型時, 需要充分考慮工程實際 情況,綜合考慮頂進過程中的摩擦力以及頂管自身重力等因 素, 計算具體的頂管力大小, 基于計算結果選用對應的頂管機。本項目經過計算最終選擇的是400 t頂管機,數量為兩臺。 具體定管過程中結合工程實際需要慢慢加大液壓千斤頂的作 用力。
(5) 管道連接與密封。需要在所有特制混凝土管壁上涂抹瀝青,相鄰兩根管口內側需要預留10~20 mm的間隙,并且通過麻絲瀝青填料對縫隙進行填充,以達到密封和緩沖的目的。 頂緊后管口之間的間隙控制在5?10 mm最為合適。管節入土 后,管節相鄰接口部位需要通過內漲圈對中器進行對中,管道和內漲圈之間的縫隙通過木楔塞緊。完成混凝土管鋪設工作后,通過內抹縫以及內抹帶工藝對管口部位實施密封處理。由 于污水管網施工需要穿過道路,并且與附近建筑物距離很小, 為避免出現土方塌陷、管道滲水等問題,進而對附近道路和建筑物造成威脅。在完成頂管工作后,需要將開挖的區域與管道之間的縫隙進行填充密封,并且確保外接頭銜接的完善性,最 后還要按照規范標準做閉水實驗。為了提升管道附近土方的 穩定性,需要向附近區域注入水泥砂漿,其水灰比為1:0.5,注 漿壓力控制在0.3?0.5 MPa范圍內,整個壓漿過程可以劃分成為兩個階段,其中第1個階段將注漿壓力控制在0.3 MPa,持 續時間為5 min,然后再進一步將注漿壓力提升到0.5 MPa,直 到完成整個過程為止。由于不同區域的土體性質存在差異,具 體的注漿量需要結合現場情況來確定。 
(6) 掘進與頂進方法。 通過人工方式進行掘進, 需要及時將挖出的土方用小輪車運出, 然后利用卷揚機提升至地面后 集中處理。本項目中每次掘進的長度需要控制在50 cm范圍 內,頂進過程中需要利用C20混凝土預制的墊塊進行導向,墊 塊的規格尺寸為100 cmx60 cmx20 cm。掘進和頂進過程需要交替進行,每次頂進過程中都需要做好相關記錄工作,比如管道高程、中線控制和壓力情況等。整個掘進和頂進過程需要實現連續作業,中間盡量不要出現停止作業。 管道頂進過程中如 果出現意外問題時,比如前方出現塌方、后背出現傾斜或管道頂進出現嚴重偏差等,都應該立即停止作業,需要查明原因并排除問題后再繼續作業。
(7) 糾偏。 特制鋼筋混凝土管在頂進過程中,如果不同位置受力不均勻,那么在前進時可能會偏離設定方向,此時需要對其方向進行糾偏處理。每次糾偏角度必須控制在0.5。范圍 內,每頂進距離為1m時就對其角度偏差進行測量,發現存在偏差及時處理。 如果偏差角度確實較大,則需要采用多次小角 度糾偏的方式進行操作, 避免一次糾偏過大導致管道側壁產生較大的壓應力。 

(8) 閉水試驗。 完成管道安裝工作后, 為確保管道施工質 量,需要對施工的污水管道開展閉水實驗工作,閉水時間需要持續24 h,滿足要求后才能繼續后續工作。 

4結束語
在城市范圍內開展污水管網施工工作時,由于城市環境 相對較為復雜,為盡可能降低施工過程對周圍環境河流、建筑物等造成的不利影響,通常會采用頂管施工方法。 本文以某城市建設的污水管道工程項目為案例,詳細闡述了利用頂管施工方法進行施工的工藝及方案,以期通過本文的寫作能夠為其他類似工程項目提供良好的借鑒。 
參考文獻
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