市政工程顶管施工技术应用分析-1.docx

市政工程顶管施工技术应用分析

高岩民
【摘 要】对于城市基础建设而言，地下管网的建设尤为关键。地下管网在建设中，诸多构成方面均要投入庞大的人力与物力。地下管网在建设中，应当通过专业的技术人员对管道进行安装。随着城市的持续发展，交通压力的增加，城市交通愈发显现出拥堵的状况，从而令城市市政工程的施工为生活带来了较大的改变，为了较好地发展城市，在施工当中，必须把影响减少到最小。在城市地下管道施工中进行开挖工程会令人们的生活及出行受到阻碍，当前诸多工程在施工中均运用了顶管技术，此技术在施工中属于非开挖技术，能够通过不开挖而铺设管道，有效把控技术的操作，并且更好的处理产生的问题。
【关键词】顶管施工技术；市政工程；质量；应用
1.顶管施工的特征
顶管方式的特质则为无需开挖面层，从而可以穿过地面建筑物以及一些公路、河流，最大程度确保城市的面貌，令城市不会遭受较大的损坏。而且这一技术能够显著控制噪声。当前人们大多恐惧噪声污染，生活在快节奏中的人们，噪声污染只会为人们带来身心上的压力，损害到人的精神与身体。这一技术的使用，则会显著转变这一情况。所以顶管施工技术的特征则为施工占地面积较小、施工地点对环境影响范围不大，对噪声污染具有无法对比的优越性。尽可能确保了城市的面貌，还不会对当前管线与构筑物的应用造成影响，从而则节省了资源，最大程度利用了当前的资源，减少了工程造价，也从另一角度节约了政府资金，以此实现双赢的目的。
2.市政工程中顶管施工技术应用原理
市政工程的顶管施工技术应用过程中，要按照施工的原理以及程序来执行，保障顶管施工的质量。在具体的施工中，就是在主顶油缸和管道间中继间的推力下，吧工具管以及掘进机从工作坑当中穿过土层，然后推到收坑内，从而连接在工具管和掘进机后的管道顺利通关土层，这样也不会影响地面的建筑。还有的顶管施工中是长距离的顶管，在主油缸顶力没有充分的情况下，就很难对管壁周围的土体摩擦力有效克服，在这一施工环节，就主要是采用分段施工，从而能有效解决施工中的难题。市政工程顶管施工技术的应用，有着施工的流程：施工准备→测量高程及轴线→挖顶管工作坑→铺顶管导轨→设置顶进后背→安装顶进设备及吊放管节→挖土顶进→测量及纠偏→再次挖土（管中土）顶进→测量循环作业直致完成。
3.顶管施工技术在市政工程中的适用范围
顶管施工技术近年来得到了迅速的发展，在诸多工程项目建设中得到了应用，尤其是在市政工程建设中，而顶管施工技术在市政工程中的应用，也有一定的适用范围，顶管施工技术在市政工程的适用范围包括以下方面：第一，在城市的中心地段或商业繁荣街道这些人流量密集的地区。顶管施工技术的优势恰好能解决人流量密集给施工带来的困境；还有一些不能实施大型开挖的文物古迹遗址等特殊地段，以及不能进行空中架线、埋管等施工手段的地区，都可以使用顶管施工技术，以满足具体的施工要求。第二，在城市污水管道的敷设过程中，也可以采用顶管施工技术。由于使用的污水管道直径大于600mm，导致施工中不能采用明沟开挖埋管的方式施工，这时，可以采用顶管施工技术解决这一问题。
4.市政工程中顶管施工技术应用
4.1做好现场勘探与调查工作，以及施工前的技术准备工作
第一，做好现场勘探与调查工作。这一工作主要包括以下几个方面：①观察施工地区现场的人流量、车流量等情况，为后续交通导向牌的设立、人员指挥交通等方面工作的开展奠定基础；②了解施工地区附近的排水系统，在此基础上设计合理的排泥水路线，从而避免污水出现横流问题；③对施工现场的煤气、电力、供水等管道进行现场定位，同时对附近一些既有建筑物进行调查，以免对既有建筑物的基础产生影响。第二，做好施工前的技术准备工作。要尽量了解施工地段土层的物理性质、力学参数、分布情况等，在了解这些数据的基础上配备相关的设备和人员，促使顶管施工技术在市政工程中得到合理的应用。第三，做好顶力以及管材设计工作。在实际的施工过程中，经常采用整体三维模型对各个受力情况进行有效的分析，从而进行施工设计。计算公式为：P≥（P1+P2）L+PF（F式中，P为计算的总顶力；P1+P2为计算管道单位长度的自重和它周围之间的土层压力的总和；L为管道的计算顶进长度；PF为工具管的迎面阻力）。而在管材设计方面，该方法主要用于纠偏处理，因此，必须考虑管道的偏心受压以及局部应力集中情况。第四，做好现场施工管理，及时清扫，并且在清扫后进行整体或分段打压，这一环节尤其要注意季节变化以及气候变化带来的影响，比如在寒流地区，冬季需打气压而不是打水压，以避免造成管道结冰现象，从而确保顶管施工技术在市政工程中不同地域条件下的合理应用。
4.2顶管井设计分析
市政工程进行顶管施工的过程中，其顶管井技术根据国内外技术划分，可以保护两种手段，即工作井与接收井。在具体的施工时，如果从结构整体建设角度出发，在施工的过程中通过选用的是钢筋混凝土结构，如果从结构的形式进行分析，对于单口井装置的方位可选择矩形，圆形以及正方形。除此之外，单排孔井装置大都选择为矩形。在对其进行设计的过程中，就受力状况而言，圆形结构效果最好，其次是正方形，最后为矩形，在整体形式当中，矩形的受力性能相当较弱。因此，为了保证顶管井的整体质量，以及结构的稳固性，就必须加强施工人员对于结构布置的整体水平，通过内设支撑亦或是对于其受力结构进行科学的调整。
4.3顶管施工中顶进阶段的测量技术
在顶进阶段进行测量与放线：市政给排水管道的线路中心线与高程桩的控制点一般由建设单位提供，通常情况下会在顶管工作坑的两侧设置中线桩，必须和管件线路保持一致，有效进行交流胡同，顶管工作坑内通常设置的水准点为两到三个，水准点从坑上引测，一般存在误差，因而要仔细核对，保证误差不超过5mm。测量与纠偏顶进管件：对于市政给排水管道顶管施工而言，为保证管道到位，使用了先进的技术与设备进行测量，在顶进工作开展到第一节管件时，对偏差进行一次校正，在三十公分内进行一次测量，在该项工作开展到土层后，在三百公分内测量一次，如果存在误差则必须立即改正。一般可选择两种纠正方法，第一种为顶木法，即为在超挖纠偏作用不大时适用，偏差范围要在2cm内，在管道偏向的另一端頂进木头，和超挖纠偏法相协调，进而纠正错误。第二种为千斤顶纠正法，这一方法与顶木纠偏操作具有相同的操作方法，只是以千斤顶替换木头，强行纠正管道。本次顶管施工中，测量和纠正工程的错误主要应用的是激光水准仪与全站仪，保证合理准确地测量频率、高程测量、中心线测量以及顶管前进，顶进阶段通常使用千斤顶纠偏及顶目纠偏法。endprint
4.4主顶进系统设定
主顶进系统包含了液压泵站、顶进环、钢后靠以及油缸组，顶管设备系统中最关键的构成方面则为完成管节顶。
4.5注浆设备系统
顶管外壁的泥浆润滑套判定了顶管的使用功能。为保障顶管可以对关节外围迅速压浆，构成较好的泥浆润滑套，有效展现润滑的成效，在施工中可以设定两根总管及两套管路体系。一根用在掘进机后端的同步注浆，另一根则用在随时补浆中。
4.6泥水出土系统
比如某市政工程泥水系统使用两台泥浆泵。一台在地面上输送泥泵，另一台则在基坑下排出泥泵，构成泥浆循环系统。顶管工作坑设施的布置：把两根50钢轨和钢板预埋件焊接为基坑导轨，以工作井底板为根基，将中心线作为基准判定钢板铺设的位置，埋设当中，为保障导轨与预埋钢板的焊接成效，则需加强钢板埋设的点需要与钢轨导轨相符。进行焊接时，应当保障预埋钢板中的锚固钢筋焊接稳固，锚固强度符合设计标准，把导轨摆在指定的位置后，需要在两端通过角钢给予支撑，条件允许时需浇筑混凝土，保障导轨在受力状况下不会出现变形和位移。这是由于导轨施工运用的是拼装式主顶油缸架，保障油缸在受力时不会产生变形及位移的状况。高程和平面安装误差应不超过5mm。
4.7顶管施工的工艺流程
（1）平面控制。为了令两端之间的顶管贯通，则把横、竖方位的误差控制在100mm之间，需要在工作井与接收井周遭预埋地面导线点，透过空导电与地面导线点，通过导线测量的方式，把平面控制结论引致施工现场。透过空导点和地面导线点形成平面控制网。通过科力达全站仪对导线进行测量，六测回方向观察，测角精准度+1，测距六测回，双向观察，测距误差应当
（2）高程控制。通过设计交桩给予的水准点，把高程引测到工作井周围，判断施工临时高程控制点。透过钢尺与自动安平水准仪给予测量，并不断观察。观察时应随时注意机头状态，如果出现位置偏移则需尽快更改，避免对后期施工效果的影响。
（3）顶管姿态测量。为了确保掘进机在顶管施工中依旧依照设计轴线前行，施工时应当对顶管动态及时给予观测，依照观测数据制定出顶进图，且对顶管技术参数给予调整，以便在技术上支持顶管的正常运行。
4.8顶管施工技术重点
顶管机头在操作时，土仓内土压力P则为控制重点，依照施工标准，Pa<p< p>
4.9顶管穿墙施工工序
第一，穿墙前注浆止水处理。顶管工作井进行穿墙的前提，通过利用压浆水手段完成处理。其中注浆材料主要包含石灰、水泥、粘土，将其进行混合搅拌，制作成浆液，同时注浆液将其与土壤想结合，保证天然土混合，洞口的搅拌范畴保持在4m×4m，从而确保工具头能够完成出洞操作。其中浆液的石灰，水泥浆，粘土配合比保持为2：1：3，固结后的天然土灌浆后，可以使工具头光滑的墙壁可以防水和保留效果（注：浆量不得超过17%的天然土）。第二，顶管穿墙。施工时，现施工员应保证墙体闷板保持在开启状态，使顶管掘进装置或工具管装置从顶管井外推。同时，充分混合压实纸加固粘土的压实和强度参数低水泥粘土充分填充，以实现水的安装，强大的抗关键堵水。特别是，在这个过程中，水冷壁，确保密封板环的耐磨性和高强度的增加，施工方法应为水法兰压力选择员工，防止因暴露市政供水管壁由于土地结构外的部分，从而引发腐蚀摧毁的状况，制约施工的整体质量。第三，顶管出洞。管线出洞是，其中的关键点为市政排水施工的偏斜环节，随着管道管孔位置零辅助工具，和额外的支持设备对应的工具管壁位置的装置的下部，以提高质量的供水和排水管道敷设。
4.10顶管施工中的泥浆减阻技术
为有效对后座力进行控制，则膨润土的泥浆可作为主要内容压进压浆孔当中，從而对管壁产生的阻力进行有效控制。对于顶管来说，在其步入井内预留洞时，要求较为严苛，虽然不可避免会存在一定误差，然而要对其横竖向误差进行良好控制，保证管道顺利进洞。在进行顶管施工工作时，利用先进的技术与设备能提高测量精准度，同时确保在检查无误后，再有效搭建平台，并做好其他预备工作。
4.11顶进纠偏应急与预防方法
首先，通过顶管机倾斜仪与测量动态数据给予的机头折角、倾斜仪技术、走动形势、前后读数比较、机尾和地面沉降数值等给予探究。尽可能免除对超出0.5°的大动作改正，如果出现，也需在非主要底端给予改正且强化观测次数。改正偏差之后，如果没有折角变动则应当停止顶进，设备检修部门需即刻检查电路和液压管道，找出问题点以及问题原因，把轴线偏差掌控于合理范畴中。其次，顶进过程中，可以透过协调纠偏千斤顶而改正偏差，假如顶管左侧千斤顶通过左伸右缩的方式，而高程和轴线的方向则会出现偏差，先纠偏偏差过大的一方。再次，当偏差过大时，需彻底排除出现偏差的原因，之后分次进行改正，多调整少纠偏。如果有超过限额的偏差，则需即刻停止顶进，查出原因并及时改正，之后才可以继续进行。最后，顶进过程里，假如顶管机头旋转会不利于出图及测量，则应当通过整治进行处理。可透过调整切削刀盘的转动方位而掌控偏差范畴。在管中的相反方向添加压重块，直到顶进恢复正常。
4.12管道排风措施
通过排风方法，虽然地下沼气不会影响到封闭式机头，可是为了提升测量的精准度，预防管内气压较低而缺氧，则可以透过衔接PVC管的11KV鼓风机对机头传输空气。
4.13管道中照明方法
管道照明设施都通过36V安全电压，透过工作井中操作平台的配电箱给予供电，间隔三个管节中可安装1个60W的管道照明灯，且设定应急照明系统，出现停电后可即刻启动，令作业人员能够安全撤出。
4.14增强工作人员安全意识，全面提升人员素质
在建设市政工程过程中，应保证施工良好的质量，因为工程建设与经济、行政、技术等各方面内容有紧密的联系。市政工程队伍能否具备较强的执行力与良好的素质水平直接由能否良好控制市政工程施工质量管理所决定，同时充分展现整个团队的能力。在市政工程施工进行时，要切实对市政工程整体质量体系进行有效控制。目前，如果要不断推动市政工程水平的发展与进步，应当积极强化市政工程人员的安全意识，同时建立科学规范的内部选拔机制，建立一支专业水平高、素质能力强的市政工程人员队伍，保证在最短的时间内及时有效处理好出现的质量问题。
5.结束语
总而言之，顶管设计对于市政工程而言，特别对于深埋管道工程乃至繁忙路段而言均十分关键。在特定工程环境中，相较于开槽埋管更加富有优势。随着市政设施的逐步完善，地下各类管道的建设会只增不减，管道设计与施工同样如此。所以，只要我们对其给予重视，不断完善并提升顶管设计与施工技术，则可以从总整体上将施工技术提升至国际标准。
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