顶管技术在城市供水管网施工中的运用解析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：廉亚飞（1990），男，汉族，辽宁铁岭人，本科学历，中级职称，研究方向为供水施工。-176-顶管技术在城市供水管网施工中的运用解析 廉亚飞 天津市华水自来水建设有限公司，天津 300133 摘要：摘要：社会经济不断发展，推动了各个行业的发展，也进一步改善了我国的城建工作，也同时突破了城市基础工程的相关技术，同时也突出了城市供水管网建设工作的重要性。因为顶管技术具有先进性优势，因此在城市供水管网施工中推广利用，有利于提高项目服务水平。当前传统的施工技术已经不适合利用城市供水管网施工，因此利用顶管技术有利于提高城市供水管网施工的便利性，同时可以改善城市建设和发展方案。本文主要分析了顶管技术在城市供水管网施工中的运用，以期对实际施工起到参考作用，保障整体供水管网的施工质量。关键词：关键词：顶管技术；城市供水管网施工；运用措施 中图分类号：中图分类号：TU991 社会经济不断发展，进一步提高了城建速度和规模以及性能等方面，也在一定程度上完善了城市供水管网。因为顶管技术的施工占地比较小，而且在实际施工中不会严重污染施工周围环境，在实际施工中，保证不阻碍施工现场的交通，避免干扰居民日常通行的正常性。另外利用顶管技术可以减少拆迁和相关设施破坏等事件，因此节省了整体施工成本，因此施工单位需要加强分析顶管技术在城市供水管网施工中的运用，选择针对性的运用措施，从而在城建过程中充分发挥出顶管技术的实质性作用。1 概述顶管技术 1.1 特征 顶管技术的地面占用面积比较小，既不会对整个建筑造成影响，又不会妨碍市政交通，也不会发出很大的噪声，所以对周边居民的日常生活没有太大的不良影响【1】。在城市管道敷设中，顶管是一项十分有效的工程措施，可以在不破坏既有管道的情况下穿过各类建筑物，又能降低总成本，符合目前建设中的经济指标。顶管的工作机理相对较为简便，便于工程人员进行操作，在进行工程建设前，必须要制订一套科学的管道建设计划，以此来进行管道线路的设计，使有关的线路能够更好地进行，并且还必须进行一些必要的辅助工作，比如安装一个后座来起到固定整个结构的效果。在顶管的施工中，最主要的是钢管结构和混凝土管的位置，这两个方面的施工都比较容易，所以，施工方只要做好灯光，就能对液压千斤顶的推进进行有效的控制，并使用减压系统来构成一个泥浆结构。当你操纵上水管的方向时，施工单位需要利用移动设备，同时开展顶管和排布施工，顺利在接收井的内部放置钢管或者混凝土管。1.2 顶管技术的作用 因为地下施工环境比较复杂，涉及较多的管线，如果在供水管网施工中利用大开挖方式，将会严重破坏已有的设施，影响到居民日常生活。而利用顶管技术可以规避上述影响，通过非开挖或者少开挖方式安装供水管道，其施工过程中，以顶管施工机械为动力，将顶管顶进地层中，一般都是采取分段的方法，先进行一节，然后进行二节，最终将顶管的土完全搬走，确保工地的洁净。与常规给水管道建设工艺相比，顶管工程具有诸多优点，第一，它能够保证建设的高效性，降低人员的分配，从而降低建设费用。其次，它能避免常规建造方法对地表建筑物及道路的不利影响，而且可以保护生态环境，而且区域气候和周边环境并不会干扰施工环境，有利于保障供水管网的高效性和安全性。1.3 注意要点 在城建过程中，顶管技术具有先进性，无需挖掘施工地面即可铺设管道，因此广泛应用于城市供水管网施工中。利用顶管技术的时候，施工单位需要设置一个工作井，随后利用液压千斤顶在地下顶入一个高硬度的金属管道，并且向规划的区域延伸金属管道。但是顶管施工具有不可观的劣势，因此整体施工技术难度相对较大【2】。在工程实践中，为了保证整个工程中国科技期刊数据库 工业 A-177-的质量，必须经常对伸出的钢管进行校正，以免出现误差，保证钢管的准确伸长。比如，在工程实践中，若顶管的安装地点发生偏移，将对周边建筑造成破坏，因此必须对其进行适当的修正，以最大限度地减小对周边建筑的破坏程度。若有重大光纤线路在建设过程中，这些光缆关系到国防和信息通讯等方面，如果发生损害问题将会演变为严重的后果，需要立即上报，通知相关部门及时采取补救措施。上述情况都是因为顶管偏离施工引发的，因此需要施工单位的重视。2 供水管网顶管施工准备工作 在顶管施工之前施工单位需要做好施工准备工作，主要是准备施工材料和机械设备等，因此顶管施工技术具有一定的特殊性，因此严格要求施工材料，施工单位在选择各种原材料的时候，需要严格根据相关标准，保障所选的材料符合相关标准。2.1 导向孔轨迹设计 在顶管施工准备阶段，导向孔轨迹设计工作发挥着重要的作用，在管道定向中，导管起到了关键的作用，可以通过导管来构成管道孔口，所以在设计、建造时要对导管进行合理的设计与计算。确保设计方案与给水管网工程标准及相关规定相一致，在设计中对重力管的深度、斜度等要进行严密的控制，降低土壤的抗力，并在顶管施工中要适当地布置工作井，以便于以后的管线建设。2.2 管材选用 针对于供水管网系统构建来讲，管道材料的选择十分关键，在重视管材质量的基础上，也需要考虑其适用性。目前，HDPE 管材在供水管道建设中的运用较为广泛，这类管材特点为柔韧性与抗拉性较强，并且抗刮痕优势也十分明显。在使用 HDPE 管材时，可通过热熔方式来将两节管道进行融合，这样有利于提升供水管网的密封性、可变性，确保供水管道在转向时不会出现漏水情况。2.3 洞口止水处理 在顶管施工阶段，施工单位可以结合实际情况合理增加管道直径，这样在进出接收井的时候，可以更加方便的移动和安装管道。为了保障顶管施工质量，施工单位还需要采取针对性的止水封闭措施【3】。2.4 管节焊接 为了保障管节的质量，施工单位需要严格验收进场的材料，要求管节自带坡口。通常需要控制钢管每一节长度在 6m 范围内，监理单位要验收进场的材料。在管材堆放区域妥善保管，如果检测发现材料存在问题，需要立即清退，避免混入到施工现场。为了在最大程度上满足施工要求，在验收阶段需要仔细的测量管节尺寸和结构，保证管节符合所有的要求之后才可以在实际施工中应用中正式应用。2.5 测量控制系统和顶管纠偏（1）采用激光经纬仪进行标高误差的测定，其方法是将仪表安装于沉箱底部，并将激光接受目标安装在机头前方，并在开挖装置的轴线上进行定位。另外，在顶升过程中，为了获得准确性的测量结果，操作人员需要根据计算数据和顶进长度等控制测量偏差。为了合理控制顶管的偏差，在顶进 30cm 左右的位置需要测量高程和轴线，而且每掘进 100cm 就要开展一次测量工作。（2）纠偏工作。在顶进过程中，机头因为阻力的影响将会出现失衡情况，而且在持续顶进阶段，因为土压力和后方顶推力的影响，机头将会促使管材和机身向偏转方向运转。此时可以通过设置顶管机的纠偏系统进行调整，在实际纠偏阶段需要有效控制油缸伸缩，这样在出现偏斜的情况下，可以利用纠偏油缸活塞杆合力，促使机身段实现科学的转动，这时会改变机身和纠偏段之间的环形超挖间隙【4】。3 顶管技术在城市管网施工中的运用 在某大型输水工程的某段输水管道，涉及当地交通要道，在施工现场不适合开挖地面，因此选用顶管施工技术。将该管线划分为 9 个顶管段，根据现场施工情况控制顶管段最长距离为 570m，最短的不到一百米，实际施工如下。3.1 测量放样 在实际施工之前，施工单位为了顺利开展施工工作，需要落实勘测放样项目，因此精确定位施工位置，明确所选施工方式的可用性，并且将最佳的标高标出，降低安全问题的发生率。在施工中需要协作开展井上和井下的工作，通过操作千斤顶辅助顶管施工。施工单位需要掌握周围环境影响因素，在合适的部位安装起吊机，提高整体施工规范性和安全性。中国科技期刊数据库 工业 A-178-3.2 进洞技术 利用给排水施工长距离施工技术的时候，进出洞环节发挥着至关重要的作用。施工单位可以利用橡胶止水法密封处理工作井洞口的止水装置。但是在密封之前，施工单位需要对注浆孔进行预埋处理，这样可以对湿润的泥浆起到压制作用。在洞外施工阶段，可以利用 SMW 工作法密封土体【5】。此外需要在支护结构内部设施钢圈，这样可以快速进出洞，在预留孔中利用双道橡胶止水法，保障止水施工的安全性和可靠性。在顶管阶段需要在出洞口上压住泥浆，可以避免实际施工扰动洞段土层。3.3 顶管机下井和出洞 在供水管网建设阶段，首先应确定施工井地点，然后对其进行加固处理，使顶管工作开展更加安全稳定。在过程中可使用起吊设备将机器下放到井内，机器到达井下之后进行固定，可使用临时千斤顶来完成这一工序。同时为进一步提升施工过程的安全性，在进入井下可以使用封闭机器来确保井下操作更加安全。另外，还需要考虑地下水对供水管网施工建设带来的影响，在机器出洞后对孔洞进行加固处理，可以安装钢板桩，因为即便没有出现地下水也容易受到周围土壤的影响，使洞口稳定性降低。在完成上述操作且打开洞口后，就可直接拔出钢板并开展后续施工操作。3.4 注意各项细节 在注浆施工阶段，在灌浆过程中，必须对灌浆料的内压进行严密的控制，从而保证灌浆料所承受的压强高于导管头所承受的静压及孔隙水压力。在顶管过程中，要根据地下水的变化及地表的具体变化，对其进行适当的调节。为防止在实践中发生返浆现象，应在下部出水口设置止回阀。另外，在实践中，需要结合实际情况安装降压泵，保障整体施工的安全性。3.5 洞口密封处理和管道修补 当全部的工作结束以后，要把顶管机搬过来，对孔进行全面的清洗，同时还要对轨道的安装位置进行检测，可以采用浇注混凝土的方法来进行顶管的施工，首先要对损坏的管线进行修复，保证管线的正常运行，然后对管线进行标定，防止管线的轴向位置出现偏差，在封闭管线的过程中可以加装吊环，从而提高回填结构的刚度。采用 F 型砼顶管施工时，要经常对其进行检验，以防止施工中产生的变形问题。然后将钢管内侧的钢筋框架进行焊接，这样在钢管末端的混凝土受到挤压时，能够得到有效的防护。3.6 顶管顶进施工工序和要点 在实际施工中，在地基的稳定性、穿壁止水、纠偏等工作中，经常会发生一些问题，这就需要承包商根据具体的条件，制定一套科学的施工计划，保证顶管的施工质量和地基的稳定性，如果顶管机头不符合设计位置，需要立即采取纠偏措施，在纠正过程中可以利用千斤顶等设备，避免因为偏差而影响到后续施工。为了顺利的顶进，施工单位需要科学的安排施工工序，注意定期检查和控制施工设备，顺利开展后续施工。此外需要稳固的支撑顶管，从而保证顶管施工质量。在顶管施工阶段，控制首次顶进的深度在 510m范围内，施工单位可以合理增加测量次数，以便可以及时纠正顶管偏差【7】。在顶管施工中，需要严格控制第一节管偏差在 3mm 范围内。此外需要保障管井闭水性能。3.7 合理安排给排水管道施工 通常是在地下敷设给排水管道，如果是在完工之后发现问题将会很难解决问题，需要投入较多的人力资源和物力资源，因此需要做好给排水管道安装工作：1.做好管道防腐蚀工作，针对镀锌管道，注意不能利用焊接方式，如需采用螺纹的方法，要小心的保护裸露的螺纹。2.对于供水用铸铁管的连接部分，要求建设方采取防水措施。比如有些地方会出现渗漏，如果在管线外面涂上一层沥青，就可以减少对地下水的不利影响【8】。3.由于塑料供水管道的耐腐蚀性能和耐用性都很好，但是缺乏抗冲击能力，在各种因素的影响下，很容易引发渗漏问题。因此在选择和安装管道的过程中，要保证所选管道的耐冲击性，并且要保护所安装的管道。经过以上施工，落实层层保护措施，高质量的完成了工程不同管段的施工任务，没有发生沉降事故，同时在施工范围内的构筑物也没有发生下沉和损坏等问题。4 结束语 因为对比传统的施工方法，顶管技术具有较多的施工优势，有利于节省整体施工成本，同时规避了实际施工中的噪音和灰尘等问题，在今后发展过程中，将会不断改进和完善顶管技术，因此在类似工程施工中国科技期刊数据库 工业 A-179-中可以推广利用。参考文献 1李晓虎.非开挖顶管技术在市政给排水管道施工中的应用J.石材,2023(11):71-73.2赵琛,姜小强,官林星等.大断面分块式顶管管节UHPC接头防水施工技术J.隧道与轨道交通,2023(1):84-86.3齐超.复杂环境下长距离并列顶管通道的研究与实践J.中国市政工程,2023(05):95-99.4许世明.市政给排水施工中长距离顶管施工技术的研究与应用J.清洗世界,2023,39(10):193-195.5李洪武.城市给排水项目施工阶段顶管技术的具体应用分析J.科技资讯,2023,21(20):142-145.6施宜武.市政工程长距离顶管施工风险分析及解决方法分析J.建材发展导向,2023,21(20):36-38.7吴培章,张雨.中粗砂层大直径钢套管顶管下穿供水渠施工技术J.云南水力发电,2023,39(10):88-92.8张鹏鹏.顶管掘进技术在污水管线施工中的应用J.建设科技,2023(19):108-111.