[12-11 16:59:19] 来源：http://www.tmgc8.com 市政工程 阅读：3452次
随着城市建设的发展,城市排水管网逐步形成。良好的城市排水管网有赖于各项施工工序。文章主要阐述了顶管法施工的技术措施,同时总结了施工过程中的不足和经验,可供参考。
关键词:城市排水管网;顶管:排水管道;工作坑
一、概述
顶管法施工与开槽法施工比较,管道不开槽施工的土方开挖和回填工作量减少很多;不必拆除地面障碍物;不会影响地面交通;穿越沟渠时既不影响正常的灌溉和排水,也不需要修建围堰或进行水下作业,不会因管道埋置的深度而增加开挖土方量;管道不必设置基础和管座;可减少对管道沿线的环境污染等等。同时,由于管道不开槽施工技术日趋成熟,施工费用也是比较低的。某城市管网工程排水干管穿过道路。管材:Ⅱ级预应力钢筋混凝土管,管径D1550,管顶埋深4m;跨路净长40m,土层性质:砂砾层,地下水位-2.5m。以自然地坪为准,因工程跨越道路,无封闭道路开挖的条件;故选用人工掘进顶管方案。
二、顶管施工的技术措施
(一)工作坑
1.工作坑尺寸。顶进长度为40m,选用单向顶进施工,工作坑设在管线一端,工作坑尺寸依据管径1550mm、管节长度2000mm、操作方式、出土方式(人工挖掘,垂直吊运)及背后长度而确定。
2.工作坑的基础。由于本施工段地下水位较高,土质复杂,工作坑基础选用C10砼基础,厚度为20cm,浇筑宽度较枕木长50cm,底下辅设10cm碎石垫层。
3.导轨安装。导轨安装是顶管施工中的一项重要工作,安装的准确与否直接影响管子的顶进质量,因此导轨选用钢制材料制作,并应达到足够的钢度,其安装要求如下: (1)两轨应平行、等高或略高于该处管道的设计高程,其坡度应与管道坡度一致; (2)安装后的导轨应牢固,不得在使用中产生位移,并应经常检查校核。导轨安装允许偏差为高程在0mm-3mm之内。中线位移控制在3mm内。
4.后背后墙的要求及制作: (1)本段土质为砂石层,有较高的承截力。故利用坑壁原土作后背,后背土壁铲修平,并使壁面与管道顶进方向垂直; (2)在平直的后背土壁或撑板前排15cm×15cm方木,与土壁或撑板贴紧,枕木前设置立铁,立铁前面横向叠放横铁; (3)靠坑壁横排面积,根据土质允许承载力计算。
5.顶管工作坑的质量标准要求工作坑每侧密度及长度不小于设计的规定,后背的垂直度为0.1%H,水平线与中心线的偏差为0.1%L。 (H为后背的垂直高度,L为后背的水平长度。)
(二)测量标志的设置
将地面管道中心线用经纬仪引人工作坑两侧坑壁或支撑上,作为顶管的测量基线,设可靠的高程点,将地面临时水准点引入工作坑的底部,设置两个高程点,选择不易碰撞及不挡测量视线的地方设置,工作坑的中心桩与水准点设置必须牢固紧靠管道中心桩的位置,要考虑到基础变形的影响。
(三)顶管设备的安装要求
主要顶进设备有液压千斤顶,由控制箱和千斤顶组成,一般采用电动控制,由电泵驱动。还配有顶铁,在顶管过程中传递顶力,延长千斤顶的行程,并扩大管节端部的承截面积。工作台搭设在工作坑的顶面,主梁采用型钢,上面铺设15cm×15cm方木,作为承重平台,中间留下管和出土的方孔为平台,在平台上设活动盖板,起重架与防雨棚合成一体,兼作工作棚。必备的工具:内涨圈、硬木楔、水平尺、特制短高程尺、钢尺、垂线、小球、出土小车等。
(四)顶进施工
下管前应先对管子进行外观检查,检查有无破损及纵向裂缝,端面要平直,管壁无坑陷或鼓包,管壁应光洁,合格的管子方可使用,在下管前检查起重设备是否安全可靠,检查后方可下管,下管时工作坑内严禁站人,当距导轨小于10cm时,操作人员方可进前工作。第一节管子下到导轨上,测量管子中心及前端和后端的管底高程,确认安装合格后方可顶进,第一节管作为工具管,顶进方向与高程的准确,是保证整段顶管质量的关键。
1.管前挖土。管前挖土是控制管节顶进方向和高程,减少偏差的重要作业,是保证顶管质量及管上构筑物安全的关键,关于管前挖土的长度,在一般顶管地段,土质良好,可超越管端30cm～50cm。在不允许土下沉的地段,管子周围一律不得超挖,在一般顶管地段,上面允许超挖1.5cm,但在下面135°范围内不得超挖,一定保持管壁与土基表面吻合。在土层松散或有流砂的地段顶管时,为了防止土方坍落,保证安全和便于挖土操作,在首节管前可安装管帽,将管帽顶入土中后便可在帽檐下挖土,帽檐长度按规定长度制作。
2.顶进: (1)顶进开始时,应缓慢进行,待各接触部位密合后,再按正常顶进速度顶进; (2)顶进中若发现油路压力突然增高,应停止顶进,检查原因并经处理后方可继续顶进; (3)挖出的土方要及时外运。及时顶进,使顶力限制在较小的范围内;(4)为防止钢筋混凝土管在顶管中错口,有利于导向,顶进的前数节管中,在接口处应安装内胀圈,通过背楔式调整螺栓,使胀圈与管壁胀紧成为一个刚体。胀圈一定要对平接口缝隙,安装牢固,并在顶进中随时检查调整。www.tmgc8.com
(五)测量与校正
1.测量。 (1)在顶第一节管(工具管)时,以及在校正偏差过程中,测量间距不应超过甚30cm,保证管道人土的位置准确,管道进入土层后的正常顶进,测量间隔不宜超过100cm;(2)中心测量:顶进长度在60cm范围内,可采用垂球拉线的方法进行测量,要求两垂球的间距尽可能拉大。用水平尺测量头一节管前端的中心偏差; (3)高程测量:用水准仪及特制高程尺,根据工作坑内设置的水准点标高(设两个),测头一节管前端与后端管内底高程,以掌握头一节管子的走向趋势,测量后应与工作坑内另一水准点闭合; (4)全段顶完后,应在每个管节接口处测量其中心线位置和高程。有错口时,应测出错口的高差。
2,校正纠偏。顶管误差校正是逐渐进行的,形成误差后不可立即将已顶好的管子校正到位。应缓缓进行,使管子逐渐复位,不能猛纠硬调,以防产生相反的结果,常用的方法有以下三种: (1)超挖纠偏法:偏差为1cm～2cm时可采用此法,即在管子偏向的反侧适当超挖,而在偏向侧不超挖甚至留坎,形成阻力,使管子在顶进中向阻力小的超挖侧偏向,逐渐回到设计位置; (2)顶木纠偏:偏差大于2cm,在超挖纠偏不起作用的情况下可用此法,用圆木或方木的一端顶在管子偏向的另一侧内管壁上,另一端斜撑在垫有钢板或木板的管前土壤上,支顶牢固后。即可顶进,在顶进中配合超挖纠偏法,边顶边支,利用顶进时斜支撑分力产生的阻力,使顶管向阻力小的一侧校正; (3)千斤顶纠偏法:方法基本同顶木纠偏法,只是在顶木上用小千斤顶将管子慢慢移位校正。
(六)接口
顶进钢筋混凝土管时,在两管的接口处加衬垫,一般是垫麻辫或是3～4层油毡,顶进完毕后,拆除临时连接的内胀圈,进行内接口,换打油麻石棉水泥或打油麻填塞膨胀水泥砂浆,填缝前先清理接缝,填打油麻(深度的1/3)然后用清水润湿缝隙,填打石棉水泥或塞捣膨胀水泥砂浆,填完后及时养护。
(七)顶进管道的质量要求
1.外观质量: (1)管道直顺、无反坡、清洁、不积水、管节无裂缝; (2)管道内接口填料饱满密实,且与管节接口内侧表面齐整。
2.允许偏差(全程)管道中线位移为50mm,管内底高程为 30mm,-40mm,相邻管间错口不大于20mm。
3.顶进记录的主要内容: (1)顶管工作坑的处理; (2)每节管的高程、中线、偏差记录; (3)顶进中后背的回弹、压缩及异常情况; (4)顶进中出现的问题。
三、结论
(一)经济效益比较按顶进长度40m计
1.掘进顶管法施工:总造价80000元。
2.大开挖施工:总造价81697元。
3.经济比较小结:顶管施工和大开挖施工造价基本持平。
(二)工期比较
1.顶管施工:合计18天。
2.大开挖施工:合计24天。
3.工期比较小结:由于大开挖施工受砼养护令期限制,并且在施工工序上比顶管施工多出了5-6道。因此总工期多出6天左右。而且,顶管法施工在施工过程中不用封闭道路,不会影响交通的通畅和居民正常工作与生活。
四、结语
综上所述,顶管法施工和开槽法施工相比,在造价没有增加的情况下既能缩短工期,又能避免对管道沿线环境的污染,同时,在施工过程中不受地理环境的影响,是一种简便易行的施工工艺,适合在城市排水管网施工中推广应用。当然,受技术条件的限制,目前,顶管施工在顶进长度上还不够理想,有待于进一步改进和提高。
参考文献
[1]徐鼎文,常志绪,王佐安,给水排水工程施工[M],中国建筑工业出版社,
