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大口径顶管施工技术难点及解决措施

丁志辉 管宁
  
安家(建筑与工程)
2022年15期
中交第二航务工程局第三工程有限公司 江苏省 镇江市 212002

摘要:无论是城市基础设施建设还是各种建设项目的开发,管道工程的运用都是必不可少的。管道顶推技术的应用,特别是新管道顶推技术的不断出现,促进了土木工程的施工进度,降低了地下施工对环境和建筑物的影响。大直径顶管施工是常见的顶管施工类型。大直径顶管施工容易引起地面沉降,对周边建筑设施也有一定的影响。同时大型顶管施工技术要点复杂,操作不当容易引起施工质量问题。

关键词:大口径;顶管施工;技术难点;解决措施;

引言

随着顶管工程的不断发展,工艺越来越成熟,应用范围也越来越广,其中在跨河和跨路段,目前基本已应用顶管发进行贯通,完成后再安装内套管,内套管的安装精度,管道的连接质量,安装效率直接影响施工安全、质量及成本投入,故采用一种高效、便捷的内套管安装施工工艺是非常必要的。

1大口径顶管施工技术分析

管道顶管技术是实现无开挖或无开挖管线的敷设,管线的敷设取决于机械产生的强顶管力。与普通的顶管施工相比,大直径顶管的直径较大,通常大于2 m,管被顶管力压入地下土层,最后实现了顶管施工。当前,大型顶管工程施工技术已得到广泛应用。当前,这项技术将参与市政建设和地下工程的管道铺设。该技术的实施避免了大量的土壤流失,能够满足水电通信设施的建设要求。在大直径管道设计中,通常只需在设计的两端挖两个构造洞口,中间部分需要一些洞口。与传统的地面挖掘和布线设计相比,这种结构可以最大限度地减少对地面的影响。当前管道顶管施工时间长,工程量大,施工环境复杂,容易引起施工事故和工程质量问题。因此,有必要针对大型顶管工程的技术难点制定有效对策。

2顶管施工技术的优点

(1)顶管施工技术是从线到点的方式,在施工中可以缩小施工的占地面积。(2)施工中也不会给地面的活动带来任何影响,尤其是应用市政工程中也不会给交通带来影响。(3)应用顶管施工技术可以使地面施工出现的振动减少,同时在施工中也会使噪声污染下降,不会给四周的居民生活带来任何影响,另外,由于市政工程都是在城市城区,也不会给建筑物和管线带来破坏。(4)顶管施工技术的应用可以到地下很深层完成管道的铺设,另外,还能穿越地面建筑物和河流等。

3大口径顶管施工技术难点

3.1大口径顶管施工引起地面沉降或凸起

大直径顶管引起的接地网是顶管施工中常见的问题。大直径管道施工过程中,由于原施工环境土压力的变化,一些土层会松动和倒塌,容易导致管道顶推位置的移动,甚至导致建筑物地下施工中的地面塌陷。在设计中,大直径顶管装置的直径大于管道接头的直径。两个管道直径的不一致很容易形成一个管道间隙,必须及时填充,否则,由于某些土层中的间隙,将会出现地面沉降。大直径顶管施工必须准确测量地下工程开挖体积。过度挖掘或次挖掘也会影响土层。过度挖掘的土层由于土壤之间的流动而倒塌。但是,路基路面由于挤压而向上移动,形成土层高程。

3.2大口径顶管施工实施技术性要点

(1)升力控制是顶管施工中的难点。当前的顶管施工中,不当的顶管控制不仅会对分切机等顶管设施造成损害,而且也会影响顶管工程本身,甚至带来严重的潜在安全风险。(2)顶管位置偏差。顶管位置应符合设计期望,一旦出现位置偏差,就不能满足工程质量要求。因此,施工过程中有必要控制顶管位置的精度,确保顶管精度在允许误差范围内。偏差一旦超出合理范围,应采取纠正措施。(3)处理矿渣通风问题。在顶管施工中,压载物会影响顶管施工。长距离管道施工也导致空气流通不畅,粉尘和有害气体的积聚也构成危险因素。

3.3防潮大堤对顶管沉降要求高。

顶管施工本身为超过一定规模的危险性较大的分部分项工程,不可避免会引起地面沉降,双管顶进引起的土体二次扰动和沉降叠加,远远大于一根管道沉降数值,一旦沉降超标引起防潮大堤基底土体松动形成管涌,或者海水可以通过管道周边间隙形成通道,将对以后防潮防汛带来巨大的损失。

4优化措施

4.1注浆减阻

压浆手段是缝隙填充中主要应用的技术。在进行管道拼接的过程中,注浆技术的应用对注浆孔相关零件进行固定,浆液不断被挤压涌出,可在混凝土管节外壁以钢套环形成混凝土外壳,进而被挤出,减少摩擦力。(1)根据图纸情况对压浆混合材料进行调配,保证其稳定性的同时,满足其不同的需要。(2)科学选定注浆孔。本次施工中,专业技术人员选择采用在混凝土管节雄头处设计孔洞,间隔7.2m,角度120°,顶管机后连续三节都持续注浆。(3)选择合理的注浆工艺,根据压浆操作的技术规范施工流程,保障施工质量。使顶进过程中形成的建筑间隙能够被泥浆填补成为泥浆套,泵送出口压力需尽可能控制在1-1.25×105Pa。(4)压浆孔的位置固定在管节一测后,施工人员在管节拼接的过程中,注浆孔被前一节的钢环完全遮挡,压出的浆液首先会在钢环套与混凝土之间形成浆套,这样浆套也就比较容易形成,降低摩擦力的效果也逐渐被凸显出来。

4.2加强设备的安装

在设备的安装过程中,一般导轨结构都是钢材料,因此在安装钢轨时要确保牢固性,因为顶管施工对于钢轨的要求很高,所以要做好安全保障工作,保持水平和垂直,符合安装的要求和标准。与此同时,定期检查导轨,防止导轨出现位移等情况,确保导轨结构的安全运行。另外,顶铁相邻的面需要确保垂直,确保轴线的平衡性。在顶铁更换中,需要观察顶铁是否存在异常问题。在设备安装之前,工作人员要开展试吊作业,确保吊绳的最大荷载,防止发生超负荷等情况。

4.3泥水平衡顶管工艺原理

泥水平衡式顶管是一种以全断面切削土体,以泥水压力来平衡土压力和地下水压力,又以泥水作为输送弃土介质的机械自动化顶管施工法。泥水平衡工具管的基本原理是泥水护壁,在泥水式顶管施工中,要使挖掘面保持稳定,必须向泥水舱注入一定压力的泥水。泥水在压力作用下向土体内部渗透,在开挖面形成一层泥皮。泥皮的作用,一方面阻止泥水继续向土体内部渗漏,另一方面,泥水的压力通过泥皮作用在开挖面防止坍塌。随着工具管的推进,刀盘在不断转动,进泥泵不断提供泥水,排泥管不断将混有弃土的泥水排出泥水舱。泥水仓要保持一定的压力,使刀盘在有泥水压力的情况下向前钻进。保证挖掘面压力稳定是泥水平衡的关键所在,在顶进过程中,随时要注意挖掘面是否稳定,要不时检查泥水的浓度和相对密度是否正常,还要注意进排泥泵的流量及压力是否正常,又要防止排泥泵的排量过小而造成排泥管的淤积和堵塞现象。

结束语

大型顶管工程目前是建筑和交通工程中常见的施工技术。大型顶管施工的施工标准必须严格控制,有效解决施工难点,提高施工质量。本文分析了大口径顶管施工技术,探讨了大口径顶管工程的技术难点,包括大口径顶管施工引起的土体沉降和膨胀、大口径顶管工程对周边建筑的影响以及实施的技术要点。

参考文献

[1]杨胜利.大口径顶管施工技术难点及解决措施[J].建筑技术开发,2021,48(15):36-37.

[2]吴金锋.浅谈大口径长距离顶管施工关键技术[J].陕西水利,2021(05):212-213.

[3]李杰.定向顶管技术在大口径管道施工中的应用[J].山西建筑,2020,46(11):106-108.

[4]贾潇婷.大口径顶管施工技术难点及解决措施分析[J].山西建筑,2018,44(31):84-85.

[5]岳兵,郑全兴,曾天兵.长距离大口径钢管斜顶管施工的难点及解决措施[J].中国给水排水,2012,28(22):143-146.

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