市政工程顶管施工技术及质量控制策略研究.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：肖勇（1988），男，汉族，湖南常德人，本科，中国葛洲坝市政工程有限公司，工程师，主要工作为项目施工管理。-120-市政工程顶管施工技术及质量控制策略研究 肖 勇 中国葛洲坝集团市政工程有限公司，湖北 宜昌 443002 摘要：摘要：顶管施工技术在市政工程中应用较为普遍，为保证顶管施工作业的有效性，则需要针对以下施工技术要点进行合理控制，如沉井施工技术、设备选型安装、顶进前的复核、顶管设备入洞、顶进施工技术、顶管出洞控制、洞口止水技术、穿墙施工技术、中继间的设置、注浆减阻技术等。同时，在对相应顶管施工项目的施工质量进行控制时，可采取以下应对对策：标高与轴线的控制、后背墙质量的控制、材料设备质量控制、提升人员施工能力、优化现场管理模式等，充分发挥出顶管施工技术的项目应用价值与优势。本文就市政工程顶管施工技术与质量控制策略进行研究分析。关键词：关键词：市政工程；顶管施工技术；质量控制；技术要点 中图分类号：中图分类号：TU99 0 引言 为充分发挥出顶管施工技术的应用优势，需要根据工程建设的具体要求，进一步采取针对有效的顶管施工技术方案，并严格控制施工技术要点，以保证顶管施工作业的质量与安全，为工程的建设与运行提供有力保障。1 市政工程顶管施工技术研究 1.1 沉井施工技术 沉井施工作为顶管施工的基础条件，为保证后续顶管施工技术应用的可行性，应严格控制沉井施工过程。为沉井施工的现场作业效果。在沉井下沉作业时需要及时进行纠偏处理，避免出现沉降过大、井筒偏斜问题，影响到后续的顶管作业。在下沉环节进行技术控制时，应当根据市政工程顶管施工作业的技术规范与要求，进而精准控制沉井的下沉深度。而沉井的下沉位置达到设计标高后，则需要对沉井进行连续观察，保证沉井在 8 小时内沉降量处于 10毫米以内。若沉井施工符合封底要求，则需要快速完成封底处理，并及时排出沉井的积水，保证沉井内部的强度与刚度满足顶管施工要求1。1.2 设备选型安装 顶管施工作业较为特殊，为保证市政工程顶管施工作业的有效性与可靠性，则需要合理选择相关的顶管施工作业设备。由于市政工程建设的要求存在差异，部分区域需要进行长距离顶管施工、部分区域需要进行曲线顶管施工，而部分区域需要穿越松软土层。由此可见，在设备选型安装时，必须进行全面深入地勘察分析，根据勘察报告进行客观评估，选择最佳的顶进设备，保证顶管作业的质量与效率2。比如，部分市政项目进行建设时，工作人员基于项目施工的技术要求与质量标准，进而选择“F”型的钢筋混凝土管进行顶管作业。为保证钢筋混凝土顶管作业的安全性与可靠性，则需要制作相应的衬板，并利用专业的橡胶圈进行密封处理，避免在管道顶进过程中出现漏水问题。通过对该种顶进施工技术方案进行分析可知，在顶管的接口位置不易出现渗漏问题，同时不会出现错口问题。而“F”型与“T”型的套管进行分析可知，采用“F”型的顶管工艺，可有效节省施工材料，并可以适应多种土质条件。鉴于钢筋混凝土管的结构强度相对较高，在管材进行运输过程中，不会出现变形问题，可为后续顶管施工作业提供有力保障。与此同时，在掘进机的设备型号进行选择时，应当基于工程建设的整体规划设计方案，进而针对顶管施工的顶力与顶距进行科学详细的计算，围绕计算结果选择掘进设备，避免影响到后续市政工程顶管施工作业的进度与安全。1.3 顶进前的复核 为保证顶管施工作业的安全性与可靠性，则需要在顶进作业前进行全面的复核，如所有设备进行试运转、顶进设备的高程数据与坡度得到有效控制。在对 中国科技期刊数据库 工业 A-121-表 1 不同材料的相对密度 材料 砾石泥水 粗砂与砂砾 砂 粉砂与细砂 黏土与粉土 相对密度 1.2250 1.17501.2250 1.12511.1752 1.07511.1253 1.02511.0752 开启封门进行检查时，保证洞口止水圈与管外壁环形间隙得到有效密封，且洞口的土体结构稳定牢固。为防止掘进机出现旋转问题，则需要放慢顶进的速度，并适当减小刀盘切土的深度。通过及时连接掘进管，使得摩擦力矩得到有效增加，使得刀盘有序运行3。1.4 顶管设备进洞 顶进设备进洞前，应当保证泥浆的相对密度满足顶管的作业要求。一般情况下，泥浆的相对密度需要大于 1.03。而在很多市政工程进行顶管作业时，采取膨润土技术，该种物质主要是由钙、钾、纳、蒙脱石等元素组成的黏土矿物质，本身具有非常强的触变性与膨胀性。在对其进行合理配置后，则可以灵活运用到顶管施工过程中。笔者认为，在实际顶管施工作业时，工作人员应当根据地质情况、顶进速度等具体要求，进而界定泥浆的相对密度，完成不同材料的配比，保证泥浆制备的质量。如表 1 所示，为不同材料的相对密度。1.5 顶进施工技术 顶管进行顶进施工时，必须保证顶进铁安装平直，且千斤顶进行对称安装，避免在顶进过程中出现偏心力。在实际顶进时需要遵循以下工作流程，如横顶铁的处置顺顶铁的安装环顶铁的安装启动千斤顶千斤顶作业顶进一个行程添加新的顶铁下管处理。1.6 顶管出洞控制 顶管出洞工作施工时，应当注意以下技术要点的控制：出洞工作面与顶管的管线必须互为垂直关系；工作人员在现场观察时，若发现管线存在折角问题，则需要选择圆形工作井进行处理，并架构相应的发射架，为后续的顶管施工作业提供有力支持；在方形沉井进行顶管出洞技术应用时，则需要对后座墙进行有效的加固处理。为避免洞口的质量受到影响，则需要进行混凝土结构的施工作业，保证后座附加层结构达到顶管出洞施工的技术要求。同时，工作人员应当合理运用型钢对洞口进行加固处理。如下图 3 所示，为顶管出洞的施工现场作业；工作人员在后座墙的附加层进行处理时，不可使用方木进行处理。因为在实际顶管作业时，油缸产生的强大作用力，将导致方木出现严重的变形，届时直接影响到顶管出洞的安全性4。图 1 顶管出洞的现场施工作业 1.7 洞口止水技术 市政工程进行顶管施工作业时，为使得顶管能够从预留洞口顺利出来。在工作井预留洞口时，应当保证预留洞口的直径大于管道的外径。与此同时，在预留洞口处理时，应当合理设置止水装置，避免在顶管作业过程中，地下水与泥沙进入工作井，进而诱发洞口坍塌事故。如下图 1 所示，为预留洞口的止水环，能够有效保证顶管施工作业的安全与质量。为保证预留洞口的止水环，能够发挥出一定的止水作用，应当基于预留洞口的具体标高位置，设置 10毫米厚的法兰，并利用专用螺栓进行连接处理，而后则可以进行 16 毫米厚的橡胶法兰安装，同时用 10 毫米的钢板进行压紧处理。工作人员进行现场顶管施工作业时，应当选择适当规格的橡胶法兰进行止水处理，避免地下水与泥沙大量涌入，影响到工作井的整体运行安全性。如圆形工作井进行预留洞口的止水工作开展时，可在预留洞口的相关位置，合理设置弓形止水墙，进而有效提升顶管施工的止水效果，保证市政工程顶管施工作业的整体安全与质量5。图 2 预留洞口设置的止水环 中国科技期刊数据库 工业 A-122-1.8 穿墙施工技术 穿墙工作开展时，主要是完成开启封门到掘进机定出工作井的施工作业。鉴于该项工作开展的特殊性，在实际穿墙作业时，应当避免出现塌陷问题、泥水涌入问题。为此，在现场进行施工作业时，应当在井壁外侧预留相应的钢板，有效控制沉降。同时，在顶管施工作业过程中，应当保证封门的周边位置不存在任何的杂物，并利用止水橡胶法兰将管道与掘进机进行紧密连接。工作人员进行现场施工作业时，为避免管道出现下跌问题，则需要设置相关的支撑结构，或对导轨进行有效的延伸，以保证支撑结构能够为顶管设备提供足够的支撑力。而穿墙作业时，为避免掘进机出现后退问题，则需要针对管道穿墙的摩擦助力进行合理处理，避免助力过大，影响到管道穿墙的质量。1.9 中继间的设置 在机械顶管施工作业时，顶管机的运行可靠性，将直接影响到顶进作业的效率与质量。而在长距离顶进作业时，可能会由于顶进外力不足，无法保证顶管整体作业的安全性。为此，工作人员在顶管作业时，应当设置中继间，以保证长距离顶管施工作业的安全性与可靠性。为使得中继间发挥出应有的作用与价值，工作人员，应当分析长距离顶管施工作业的实际情况，进而科学合理地设置中继间。鉴于中继间对顶管施工起到了特殊的作用，在中继间建设施工时，必须对现场的土质结构进行深入的研究分析。一般情况下，应当在粘土或粉质粘土的土质条件下进行中继间的设施。因为在淤泥、砂土的土质环境下进行中继间的设置，易发生沉降，则无法保证长距离顶管施工作业的质量。1.10 注浆减阻技术 在曲线顶管施工或长距离的顶管施工作业时，为保证顶管施工作业的整体安全性与可靠性，则需要灵活开展注浆减阻工作，有效减少顶进的阻力。如在顶进作业过程中，通过注入适合的润滑浆液，则可以在顶管的周边形成浆套，进而实现对管道顶进的有效润滑与保护。为保证该项工作开展的有效性，可根据不同材料的粘度、静切力、比重、失水量等指标，综合评估注浆液的配比方案，并制备合适的注浆液，提升注浆工作开展的有效性与可行性。2 市政工程顶管施工质量控制策略研究 2.1 标高与轴线的控制 鉴于市政工程顶管施工作业的特殊性，在现场施工质量控制时，必须针对施工作业的标高与轴线进行精准控制。为此，工作人员需要利用专业的设备，针对管道的轴线方向、工作坑标高位置进行精准测定，并对相关的位置进行标识，便于后续导轨设备的安装，保证顶管施工作业的整体质量与安全。2.2 后背墙质量的控制 后背墙的枕木进行施工处理时，为保证顶进施工过程的安全性，则需要保证枕木与土壁进行紧密地贴合，并保证两者的结合面，具备一定的平整性与密闭性。工作人员在现场顶管作业时，发现后背墙外侧的土体，若存在较多的水分。工作人员必须开展专项的支护处理，避免在撤力后，无法保证顶管的正常作业。2.3 材料设备质量控制 为保证顶管施工作业的质量，必须对相关的施工设备机械进行检修维护，排除设备机械的安全隐患，以保证后续顶管作业的整体有效性与可行性。同时，在施工质量控制时，应当针对施工材料的质量进行严格控制，如钢轨接头进行控制时，必须确保接头达到焊接质量标准；在主梁进行顶进处理时，必须保证主梁下方有足够多的混凝土垫层，同时主梁、主柱、管道需要保持同步。现场工作人员进行顶进施工时，必须杜绝出现“拔管节”的行为，避免对顶管机造成较为严重的损坏；为保证顶进作业的效率与质量，则需要针对顶进的坡度进行精准控制。保证顶管施工质量，应当对顶进的速度进行合理控制，顶进过程中应根据顶进压力、土质、泥浆等情况合理控制定金速度。工作人员在进行顶管施工作业时，需要针对管道的垂直度、高程数据、平整度等指标严格控制，动态调整顶进时的姿态，以保证顶管作业的质量；为确保顶进时的阻力平衡，在顶进作业时，应当有序开展注浆作业。顶进施工完成后，应及时进行泥浆置换工作，泥浆置换可采用 1:1 水泥砂浆。2.4 提升人员施工能力 顶管施工人员的素质与能力，将直接影响到顶管施工的质量与安全。为此，在顶管施工质量控制时，中国科技期刊数据库 工业 A-123-则需要不断提升参建人员的施工能力与素质。通过对施工人员进行专项的技能培训与考核，根据考核的结果发放上岗证，保证每一位工作人员持证上岗。鉴于顶管作业的危险性，则需要开展专项的安全培训工作，增强施工人员的安全意识。同时，为激发出施工人员的工作积极性，应当设置科学民主的激励措施，进而凝聚施工人员的力量，保证市政工程顶管施工作业的整体质量。2.5 优化现场管理模式 顶管施工现场人员多、设备多、材料多，若施工现场管理不得当，将无法保证各项顶管作业的有序开展，降低市政工程建设的质量。为此，在市政工程进行顶管施工现场管理时，则需要不断优化现场管理模式，明确施工管理流程、岗位工作职责、监督管理要求，保证各个工位的人员能够各司其职，有效提升施工现场的管理综合效能。3 结束语 综上，笔者以市政工程的顶管施工技术为例，重点阐述了技术应用要点与施工质量控制对策，旨在说明顶管施工技术应用的可行性，以及施工技术与质量控制管理的必要性。今后，在相关市政工程开发建设时，为提升工程施工的效率与质量，应当不断优化顶管施工技术方案、加强施工现场的管理控制，保证市政工程开发建设的经济效益与社会价值。参考文献 1 陆 正.市 政 工 程 顶 管 施 工 技 术 及 质 量 控 制 研 究 J.中 文 科 技 期 刊 数 据 库(全 文 版)工 程 技术,2023(2):0152-0155.2苗亚轲.市政工程污水顶管施工技术的探讨J.中文科技期刊数据库(全文版)工程技术,2023(2):0164-0167.3 蔡 建 强.市 政 工 程 顶 管 施 工 技 术 及 质 量 控 制 探 究 J.中 文 科 技 期 刊 数 据 库(全 文 版)工 程 技术,2022(7):0129-0132.4谭文智.市政工程顶管施工技术及质量控制措施分析J.中国科技期刊数据库工业 A,2022(4):0234-0237.5郭青.市政工程中顶管施工技术的应用与研究J.中国高新科技,2022(13):45-46.