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城市市政污水管顶管施工关键技术
摘 要:随着城市建设的不断发展,市政工程中的污水管道施工对于城市基础设施的完善起着至关重要的作用。在西宁曹家堡机场三期扩建工程中,污水管顶管施工技术的应用更是整个工程中雨污水污物处理工程的关键部分,尤其是在新建地面道路雨水管道设计的背景下,其中涉及的截水沟、挡水墙施工、工作井、接收井施工以及管道顶进施工等环节都有其独特的技术要求。
关键词:市政工程;污水;顶管施工
一、工程概况
西宁曹家堡机场三期扩建工程的高架系统、场区道路及航站区配套工程是一个综合性的大型建设项目。其中第十七卷雨污水污物处理工程-第一卷雨水工程中的新建地面道路雨水管道设计是本次污水管顶管施工的重点区域。该区域的污水管顶管施工需要考虑到机场的特殊环境要求,如航空安全、交通疏导、与现有设施的协调等多方面因素。
二、截水沟与挡水墙施工技术
(一)截水沟施工
1.测量放线
在截水沟施工前,首先要进行精确的测量放线工作。根据设计图纸,利用全站仪等测量仪器确定截水沟的中心线位置和沟底的高程控制点。由于机场施工场地较大且地形复杂,需要建立多级测量控制网,以确保测量的准确性。例如,在曹家堡机场扩建工程中,以机场已有的控制点为基准,按照一定间距设置加密控制点,将截水沟的平面位置误差控制在 ±10mm 以内,高程误差控制在 ±5mm 以内。
2.基槽开挖
基槽开挖应根据截水沟的设计尺寸和地质情况进行。一般采用小型挖掘机进行开挖,对于靠近已建构筑物或地下管线的区域,则采用人工开挖。基槽的边坡要根据土壤的类别和稳定性进行合理设置,如在粉质黏土地层中,边坡可设置为1:0.5-1:1。要注意避免超挖,一旦超挖,需用与基槽底部相同的材料进行回填夯实,夯实度应达到设计要求的 95% 以上。
3.沟底处理
基槽开挖完成后,要对沟底进行平整处理,清除杂物和松散土块。如果沟底存在软弱土层,需进行换填处理。换填材料可选用级配砂石,分层铺筑并夯实,每层铺筑厚度不宜超过 30cm ,夯实后的密实度应符合设计规定。然后在沟底铺设一定厚度的水泥砂浆垫层,厚度一般为 10-15cm ,为截水沟的混凝土浇筑提供平整的基础。
(二)挡水墙施工
挡水墙的墙体可以采用砖砌或混凝土浇筑的方式。如果采用砖砌,砖的品种和质量应符合设计要求,砌筑时要保证灰缝饱满、横平竖直,墙体的垂直度偏差不超过 ±5mm 。如果采用混凝土浇筑,模板的安装要严密,防止漏浆。混凝土的配合比要经过试验确定,浇筑过程中要注意振捣密实,特别是墙体的转角和连接处,要保证混凝土的整体性。
三、工作井与接收井施工技术
(一)工作井施工
1.井口开挖与支护
井口开挖采用机械开挖与人工配合的方式。在开挖过程中,要根据地质情况进行支护。对于浅埋的工作井,若地层较好,可采用放坡开挖;若地层较差,如在砂层或粉质黏土地层中,则需要采用钢板桩、地下连续墙或混凝土灌注桩等支护方式。在曹家堡机场工程中,部分工作井位于地下水位较高的区域,采用了钢板桩支护并配合井点降水的方法,钢板桩的入土深度根据计算确定,一般不小于 6m ,井点降水要将地下水位降低至工作井底部以下 1m 。
2.工作井内结构施工
工作井内结构包括井底、井壁和井口等部分。井底要进行平整和加固处理,可铺设混凝土垫层和钢筋混凝土底板。井壁的施工要保证其强度和垂直度,可采用砖砌、混凝土浇筑或预制拼装等方式。井口要设置防护栏,高度不低于 1.2m ,防止人员坠落。工作井内要设置上下楼梯、通风设备、照明设备等,以满足施工人员的安全和工作需要。
(二)接收井施工
接收井的施工工艺与工作井相似,但在一些细节上有所不同。例如,接收井的深度要根据顶管的终点高程确定,其误差控制在 ±10mm 以内。在接收井的井壁施工中,要预留顶管机的接收孔,接收孔的尺寸要根据顶管机的外径适当放大,一般比顶管机外径大 20-30cm 。在顶管机接近接收井时,要加强对接收井的监测,防止井壁发生变形或坍塌。
四、管道顶进施工技术
(一)顶管机选型
1.根据地质条件选型
在西宁曹家堡机场工程中,由于地质条件较为复杂,既有粉质黏土,又有砂层等。对于粉质黏土地层,可选用土压平衡顶管机,它能够有效地控制挖掘面的稳定,防止土体坍塌。对于砂层地层,由于砂层的流动性较大,宜选用泥水平衡顶管机,通过泥水压力平衡地层压力,同时泥水还能起到润滑和携渣的作用。
2.根据管径选型
本工程的污水管道管径不同,对于较小管径(如小于 800mm )的管道,可选用小型顶管机,其操作灵活,便于在狭窄的空间内施工。对于较大管径(如大于1200mm )的管道,则需要选用大型顶管机,以满足顶进力和施工效率的要求。
(二)顶进前准备工作
顶进的管道要提前进行预制或购买成品管。管道的质量要符合设计和规范要求,其接口形式要便于连接。在管道安装时,要在工作井内将管道放置在导轨上,管道的轴线与顶管机的轴线重合,偏差不超过 ±5mm 。管道之间的连接要紧密,对于采用橡胶圈接口的管道,橡胶圈要安装正确,保证密封性能良好。
(三)顶进施工过程
1.顶进参数控制
在顶进过程中,要严格控制顶进的参数。顶进速度一般根据地质条件和顶管机的性能确定,在粉质黏土地层中,顶进速度可控制在 20-30mm/min ;在砂层地层中,顶进速度可适当降低,控制在 10-20mm/min 。顶进力要根据顶管的管径、长度、地质条件等因素进行计算,并在顶进过程中实时监测,防止顶进力过大造成管道破裂或顶管机损坏。要控制顶管机的姿态,使其保持在设计的顶进方向上,偏差不超过 ±20mm 。
2.管道纠偏
在顶进过程中,由于地质条件的不均匀、顶进力的偏差等原因,管道可能会出现偏差。要及时进行管道纠偏,可通过调整顶管机的姿态、改变顶进力的分布等方式进行。管道的纠偏要遵循“勤测、勤纠、小角度纠偏”的原则,每次纠偏角度不宜超过 0.5∘ ,防止纠偏过度造成管道损坏。
(四)顶进后的工作
顶进完成后,要对管道接口进行处理。对于橡胶圈接口的管道,要检查橡胶圈的密封情况,如有损坏或密封不严,要及时更换或修复。对于采用焊接或其他连接方式的管道,要进行焊缝质量检查或连接部位的加固处理。
结束语
西宁曹家堡机场三期扩建工程中的污水管顶管施工关键技术涵盖了截水沟、挡水墙、工作井、接收井和管道顶进等多个方面,只有严格按照相关技术要求进行施工,并加强质量控制和安全保障措施,才能确保工程的顺利进行,为机场的基础设施建设提供可靠的污水排放保障。
参考文献
[1]姚鑫.城市地下微型顶管接大埋深污水主管施工技术[J].中国建筑金属结构,2024,23(5):94-96.
[2]李强.市政工程中的污水管顶管施工技术分析[J].中国厨卫,2024,23(2):141-143.
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