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摘要:本文介绍了钢筋混凝土污水管道工程的顶管施工工艺,就顶管施工过程中的技术特点及所采取的主要技术措施进行了总结,并提出了顶管施工后的质量控制措施。
关键词:污水管道;顶管;施工;钢筋混凝土
1.市政钢筋混凝土污水管顶管施工工艺要点
1.1顶管材料设备选择
管材的品种、规格、外观质量、强度等级必须符合设计要求,并具有出厂合格证及试验报告单。橡胶垫应符合设计要求,具有出厂合格证。其他材料密封胶、油麻、石棉、膨胀剂、水泥(少量)等,其质量应符合有关规定要求,水泥、膨胀剂应有产品合格证和出厂检验报告,进场后应取样试验合格。水泥、膨胀剂应有产品合格证和出厂检验报告,进场后应取样试验合格。本工程顶管管材采用三级钢筋混凝土管,每节管长为3m,双插口式,双密封橡胶圈接口。
合理选择顶管设备有利于城市污水管道顶管施工的进行,确保工程施工质量。顶管设备中的液压装置应由液压总站、液压控制箱、管路及其他液压元件构成。为有效减少顶管顶进时受到的阻力,现场拌制顶进时应用的泥浆,该膨润土搅拌系统由泥浆泵、拌浆池、储浆池、备用池、阀门等构成。
1.2顶管设备安装
顶管机械采用泥水平衡顶管机,顶进设备主要包括钢后座、导轨、主顶液压油缸、泵站、顶铁、泥浆泵、四角支架等,需要做好配合安装工作。导轨应选用钢质材料制作,宜根据管材质量选配钢轨作导轨。应在检验合格的基础上安装枕铁或枕木,在检验合格的枕铁或枕木上安装导轨。当工作竖井底有水、土质松软、管径较大时,应浇筑水泥混凝土基础,将枕铁或枕木埋设于混凝
1.3管道的顶进与接口
管道顶进作业在工程准备工作及设备调试完成后进行,将管道通过吊车安放于导轨上,顶进作业时首先应将管机头顶入土内,使土体在进入管内后形成土塞并至一定长度,才能停止管道的顶进作业,之后采取人工挖取方式在管内进行取土,并将土送出管外。清除完土塞后,继续进行管道顶进作业。管材接口采用双密封橡胶圈接口是较为常见的形式,施工中需要注意提高管道的整体性,减少管内底间产生错口的情况。
1.4操作和控制管道的顶进过程
(1)应在顶管出洞前做好各种设备的调试工作,并在顶管出洞时以每 500 mm 的频率测量一次,而且顶头标高要比设计标高出 lOmm。(2)为防止管节出现漂移情况,用拉杆将前 7 节的管连接起来。(3)必须遵循勤顶、少顶的原则进行顶进操作。(4)为保证起到防水效果,应使用 F 型钢套环橡胶圈,而且橡胶圈的外观与断面组织需具有致密、均匀、无裂缝、无孔隙等优点。(5)应在橡胶圈安装前将黄油涂抹在钢套环接口上,若接口出现位移、扭转或露出管外的情况时,必须将钢套环接口拔出并重新插好。(6)完成顶管全线后,为保证管道外围的土体渗水少,能够支撑管道,必须及时将膨润土浆用2:l的水泥浆代替。(7)完成顶管后,先用水泥砂浆将管节接口后内侧间隙密封,之后再实施防腐工作。(8)应用小角度在管道顶进过程中逐渐纠偏。
1.5校正管道的轴线、高程误差
管道的轴线、高程产生误差时,可以通过安装在机头前的导向油缸、纠编油缸实施纠偏,管道误差由于是逐渐累积的,因此校正时可应用趋势图对偏差趋势进行判断,并以此进行逐渐纠正。在管道顶进过程中,应每500mm对管道的轴线或高程测量一次,并将测量出的数据用曲线图绘制出来,该图的绘制有利于分析机头的偏差发展趋势,根据实际的偏差情况可对管道的偏差角度进行逐渐校正。若曲线在曲线图中达峰值,则顶管开始往正确角度偏转,而且最前部的管机头逐渐向管道中心靠拢,因此校正时可将角度逐渐减小趋于零。应在顶进过程中进行误差校正,并尽可能减少纠偏产生的折角,以免造成校正经过的管形成连接误差应力。
1.6顶进中的注浆减阻措施
顶进过程中,需要经常进行压触变泥浆工作,以减少顶进的阻力,触变泥浆由拌浆、注浆和管道三部分组成。顶进时,通过向管道外壁压入一定量的减阻泥浆,在管道外围形成一个泥浆套,减小管节外壁和土层间的摩阻力,从而减小顶进时的顶力。触变泥浆的压浆泵,宜采用活塞泵或螺旋泵,管路接头宜选用拆卸方便 密封可靠的接头,每个注浆孔宜安装阀门,注浆遇有机械故障、管道堵塞、接头渗漏等情况时,经处理后方可继续顶进。减阻泥浆的性能要稳定,施工期间要求泥浆不失、不沉淀、不固结,既要有良好的流动性,又要有一定的稠度。顶进前要做泥浆配合比试验,找出适合于施工的最佳泥浆配合比。
1.7顶管完毕检查验收
混凝土管顶管作业完成后,及时对管子凹部进行注浆,防止管子下沉和路面塌陷,向监理报验并现场测量验收。验收合格后,填写施工资料,请旁站监理检查签字。
2.施工质量控制措施及注意事项
2.1为保证城市污水管道顶管施工过程的技术质量,必须做好以下几方面措施
(1)施工时,做好现场坐标、水准点的复测和保护工作。
(2)在工程施工现场,严禁使用不符合强度与裂缝要求的管道材料,加强管材质量控制。
(3)做好测量及记录第一节管道水平、高程的工作,若出现极大偏差需及时上报并采取相应措施,减少误差带来的影响。
(4)及时运出管道内的挖土,预防管道出现沉降现象,对出土数量进行详细记录。
(5)千斤顶的安装需注意保证其顶力位置与顶进抗力位置处于同一轴线,为避免千斤顶出现顶进力偶,应保证安装的四个千斤顶用力处于均衡状态。
(6)在管道顶进时,对顶进设备的情况进行记录,若设备顶力出现异常增大的情况,则必须停止顶管施工,详细分析异常原因后,才能采取对应措施进行之后的管道施工。
(7)在管道顶进过程中,应根据施工现场实际的地质变化,应用不同方法保证顶管施工的顺利进行,如改造顶管的机头、固结泥砂、降低土体的地下水位等。
2.2钢筋混凝土污水管道顶管施工过程中应主要注意以下几点
(1)地面沉降。由于管顶土层的不稳定,土体松散,地下水、超挖等情况,常在顶管施工完成以后出现地面沉降现象,而且管道中心线两侧沉降地面的宽度与深度随着时间的推移逐渐增加。
(2)地表隆起。顶管施工操作不当,可导致地表因顶管掘进机施工前端土体遭到破坏而隆起。
(3)管道轴线纠偏。检测发现工具偏离设计轴线后,可利用工具管内的纠偏油缸不断调整工具管的纠偏角度,改变管端方向,有效减小管线偏差。
(4)管道扭转。加强控制顶进过程中遇到的管道扭转角度,有利于确保管道出泥与电机安装的顺利进行。
(5)顶管出洞。顶管出洞是顶管工程施工中的重要环节,钢封门打开后,可将工具管向井外顶出,顶出时应预防工具管前方出现土坍塌以及工具管偏离设计轴线的情况。
(6)导轨偏移。顶管施工过程中,应采取措施避免基坑导轨产生左右或高低偏移的情况。
(7)应尽量避免洞口止水圈撕裂或外翻,后靠背遭到严重的变形、位移或损坏,以及主顶油缸偏移的情况。
3.结语
污水管道頂管施工随着科学技术的发展不断改善,并广泛应用于城市污水管道工程建设,逐渐解决了由于施工现场条件导致的管道敷设问题。城市化的发展促使污水管道的布置需灵活多变,而顶管施工安全可靠、干扰性低、工期短、成本低等优点,有效提高了污水管道的施工效率。
参考文献:
[1]刘淑萍.长距离顶管施工中存在的问题及解决措施[J].山西建筑,2013(5).
[2]何大鹏,陈磊.顶管施工工艺及质量控制[J].山西建筑,2010(09).
关键词:污水管道;顶管;施工;钢筋混凝土
1.市政钢筋混凝土污水管顶管施工工艺要点
1.1顶管材料设备选择
管材的品种、规格、外观质量、强度等级必须符合设计要求,并具有出厂合格证及试验报告单。橡胶垫应符合设计要求,具有出厂合格证。其他材料密封胶、油麻、石棉、膨胀剂、水泥(少量)等,其质量应符合有关规定要求,水泥、膨胀剂应有产品合格证和出厂检验报告,进场后应取样试验合格。水泥、膨胀剂应有产品合格证和出厂检验报告,进场后应取样试验合格。本工程顶管管材采用三级钢筋混凝土管,每节管长为3m,双插口式,双密封橡胶圈接口。
合理选择顶管设备有利于城市污水管道顶管施工的进行,确保工程施工质量。顶管设备中的液压装置应由液压总站、液压控制箱、管路及其他液压元件构成。为有效减少顶管顶进时受到的阻力,现场拌制顶进时应用的泥浆,该膨润土搅拌系统由泥浆泵、拌浆池、储浆池、备用池、阀门等构成。
1.2顶管设备安装
顶管机械采用泥水平衡顶管机,顶进设备主要包括钢后座、导轨、主顶液压油缸、泵站、顶铁、泥浆泵、四角支架等,需要做好配合安装工作。导轨应选用钢质材料制作,宜根据管材质量选配钢轨作导轨。应在检验合格的基础上安装枕铁或枕木,在检验合格的枕铁或枕木上安装导轨。当工作竖井底有水、土质松软、管径较大时,应浇筑水泥混凝土基础,将枕铁或枕木埋设于混凝
1.3管道的顶进与接口
管道顶进作业在工程准备工作及设备调试完成后进行,将管道通过吊车安放于导轨上,顶进作业时首先应将管机头顶入土内,使土体在进入管内后形成土塞并至一定长度,才能停止管道的顶进作业,之后采取人工挖取方式在管内进行取土,并将土送出管外。清除完土塞后,继续进行管道顶进作业。管材接口采用双密封橡胶圈接口是较为常见的形式,施工中需要注意提高管道的整体性,减少管内底间产生错口的情况。
1.4操作和控制管道的顶进过程
(1)应在顶管出洞前做好各种设备的调试工作,并在顶管出洞时以每 500 mm 的频率测量一次,而且顶头标高要比设计标高出 lOmm。(2)为防止管节出现漂移情况,用拉杆将前 7 节的管连接起来。(3)必须遵循勤顶、少顶的原则进行顶进操作。(4)为保证起到防水效果,应使用 F 型钢套环橡胶圈,而且橡胶圈的外观与断面组织需具有致密、均匀、无裂缝、无孔隙等优点。(5)应在橡胶圈安装前将黄油涂抹在钢套环接口上,若接口出现位移、扭转或露出管外的情况时,必须将钢套环接口拔出并重新插好。(6)完成顶管全线后,为保证管道外围的土体渗水少,能够支撑管道,必须及时将膨润土浆用2:l的水泥浆代替。(7)完成顶管后,先用水泥砂浆将管节接口后内侧间隙密封,之后再实施防腐工作。(8)应用小角度在管道顶进过程中逐渐纠偏。
1.5校正管道的轴线、高程误差
管道的轴线、高程产生误差时,可以通过安装在机头前的导向油缸、纠编油缸实施纠偏,管道误差由于是逐渐累积的,因此校正时可应用趋势图对偏差趋势进行判断,并以此进行逐渐纠正。在管道顶进过程中,应每500mm对管道的轴线或高程测量一次,并将测量出的数据用曲线图绘制出来,该图的绘制有利于分析机头的偏差发展趋势,根据实际的偏差情况可对管道的偏差角度进行逐渐校正。若曲线在曲线图中达峰值,则顶管开始往正确角度偏转,而且最前部的管机头逐渐向管道中心靠拢,因此校正时可将角度逐渐减小趋于零。应在顶进过程中进行误差校正,并尽可能减少纠偏产生的折角,以免造成校正经过的管形成连接误差应力。
1.6顶进中的注浆减阻措施
顶进过程中,需要经常进行压触变泥浆工作,以减少顶进的阻力,触变泥浆由拌浆、注浆和管道三部分组成。顶进时,通过向管道外壁压入一定量的减阻泥浆,在管道外围形成一个泥浆套,减小管节外壁和土层间的摩阻力,从而减小顶进时的顶力。触变泥浆的压浆泵,宜采用活塞泵或螺旋泵,管路接头宜选用拆卸方便 密封可靠的接头,每个注浆孔宜安装阀门,注浆遇有机械故障、管道堵塞、接头渗漏等情况时,经处理后方可继续顶进。减阻泥浆的性能要稳定,施工期间要求泥浆不失、不沉淀、不固结,既要有良好的流动性,又要有一定的稠度。顶进前要做泥浆配合比试验,找出适合于施工的最佳泥浆配合比。
1.7顶管完毕检查验收
混凝土管顶管作业完成后,及时对管子凹部进行注浆,防止管子下沉和路面塌陷,向监理报验并现场测量验收。验收合格后,填写施工资料,请旁站监理检查签字。
2.施工质量控制措施及注意事项
2.1为保证城市污水管道顶管施工过程的技术质量,必须做好以下几方面措施
(1)施工时,做好现场坐标、水准点的复测和保护工作。
(2)在工程施工现场,严禁使用不符合强度与裂缝要求的管道材料,加强管材质量控制。
(3)做好测量及记录第一节管道水平、高程的工作,若出现极大偏差需及时上报并采取相应措施,减少误差带来的影响。
(4)及时运出管道内的挖土,预防管道出现沉降现象,对出土数量进行详细记录。
(5)千斤顶的安装需注意保证其顶力位置与顶进抗力位置处于同一轴线,为避免千斤顶出现顶进力偶,应保证安装的四个千斤顶用力处于均衡状态。
(6)在管道顶进时,对顶进设备的情况进行记录,若设备顶力出现异常增大的情况,则必须停止顶管施工,详细分析异常原因后,才能采取对应措施进行之后的管道施工。
(7)在管道顶进过程中,应根据施工现场实际的地质变化,应用不同方法保证顶管施工的顺利进行,如改造顶管的机头、固结泥砂、降低土体的地下水位等。
2.2钢筋混凝土污水管道顶管施工过程中应主要注意以下几点
(1)地面沉降。由于管顶土层的不稳定,土体松散,地下水、超挖等情况,常在顶管施工完成以后出现地面沉降现象,而且管道中心线两侧沉降地面的宽度与深度随着时间的推移逐渐增加。
(2)地表隆起。顶管施工操作不当,可导致地表因顶管掘进机施工前端土体遭到破坏而隆起。
(3)管道轴线纠偏。检测发现工具偏离设计轴线后,可利用工具管内的纠偏油缸不断调整工具管的纠偏角度,改变管端方向,有效减小管线偏差。
(4)管道扭转。加强控制顶进过程中遇到的管道扭转角度,有利于确保管道出泥与电机安装的顺利进行。
(5)顶管出洞。顶管出洞是顶管工程施工中的重要环节,钢封门打开后,可将工具管向井外顶出,顶出时应预防工具管前方出现土坍塌以及工具管偏离设计轴线的情况。
(6)导轨偏移。顶管施工过程中,应采取措施避免基坑导轨产生左右或高低偏移的情况。
(7)应尽量避免洞口止水圈撕裂或外翻,后靠背遭到严重的变形、位移或损坏,以及主顶油缸偏移的情况。
3.结语
污水管道頂管施工随着科学技术的发展不断改善,并广泛应用于城市污水管道工程建设,逐渐解决了由于施工现场条件导致的管道敷设问题。城市化的发展促使污水管道的布置需灵活多变,而顶管施工安全可靠、干扰性低、工期短、成本低等优点,有效提高了污水管道的施工效率。
参考文献:
[1]刘淑萍.长距离顶管施工中存在的问题及解决措施[J].山西建筑,2013(5).
[2]何大鹏,陈磊.顶管施工工艺及质量控制[J].山西建筑,2010(09).