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论新形势下市政给排水施工中的顶管技术 李亚获 ， 章静 ( 中交第二航务工程勘察设计院有限公司 ， 湖北武汉4 3 0 0 0 0 ) 鞠 一 J -_ _ _ 摘要 ： 随着新型城市化的不断推进， 对于城市道路建设有了更高的 。 要 求。其中， 给排 水工程 建造水平是衡量城 市化进程 的重要标 准之 一， ， I 但是反复开挖严重影响市民生活， 缩减路面寿命 ， 为下次施工增加难 l 蔷 度 ，顶 管 技 术 就 显 出 价 值 。 顶 管 技 术 以 它 成 本 低 、环 境 影 响 ，j、的 优 势 成 莓 潜 为市政给排水施工中备受重视的一项技术， 因此在新形势下， 如何规 哥 范和提 高顶管技术这一问题值得人们 重视 。文章就顶管技术在新形势 一 下市政给排水施工 中的应用进 行探讨 。 一 关键词 ： 顶管技术； 新形势； 给排水施工 中图分类号 ： T U 9 9 0 3 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 6 ) 0 1 0 2 2 4 0 2 D oI ： 1 0 1 6 3 3 0 c n k i 1 0 0 7 7 3 5 9 2 0 1 6 0 1 0 5 9 囡 1 顶管技术的特点及适用范围 1 1 顶管技术的特点 地面反复开挖严重影响了市 民正常生活 ， 缩减了 路面寿命 ， 为下一次施工增加难度 ， 许多城市都 在设 法根治这一问题 ， 顶管技术此 时就显 出其价值。而且 顶管技术迎合了当前倡导的绿色发展， 噪音小， 粉尘 污染少 ， 降低 了空气污染 ， 也减少 了对人体的伤害 ， 不 妨碍城市交通。但顶管法对于施工技术要求颇高 ， 必 须 由专业人才进行指导 ， 利用顶进设备的顶力 ， 将管 按预先设计顶人勘察研究过 的地质 ，并把土排走 ， 上 一 节管完成后 ， 再继续顶人下一节管。因此市政府应 当重视技术培养和适当引进专业人才来提高顶管法 的技术水平 ， 对当地经济发展有促进作用。 1 2顶管技术的适用范围 适用于市 中心内环地带 ， 繁闹的商业地带 ， 城市 道路建设过程中遇到的不可破坏或移动的具有重大 意义的地标等 。 对于无法实施传统管道埋设例如开槽 埋管时 ， 可采用小于 6 0 0 m m的管材进行顶管施工 ， 而 大多数 的城市污水管 ， 直径基本大于 5 0 0 mm， 相关 人 员在现场因限制无法挖沟埋管并且周 围无建筑痕迹 时 ， 可采用顶管技术作业。 2 注意事项 2 1 地域勘察 顶管技术施工前 ， 应当对本区域及相邻区域内地 质 、 地貌 、 地层结构做充分勘测 ， 并 当操作范围内有明 湖暗流 、 深浅沟 、 土坑 时， 要准确其深度和土质结构 ， 沿线若存在可能发生 的水蚀 、 泥沙流 、 地震带等 ， 也应 尽量避免 。地下水区域历史水位情况和温度变化 ， 受 污染程度应勘察准确 ， 并评价对施工 的影响。若在施 工 中遇到未查明的地底障碍物 ， 研究其作用和产生原 因后可移除的再将其移除 ， 而施工过程 中可能遇到的 一 切有毒气体和有害物质 ，在无法排除的情况下 ， 不 论对人体有害与否 ，都应 当将其 在线路上标 明并绕 过 。化工地带中顶进管道时 ， 要查明受污染情况和分 布范围再做斟酌 。 2 - 2管件的选用 管道材质 的选用是工程的关键 ， 关 系到施工团队 的水平和给排水利用率 ， 应根据实地实时 隋况选取符 合最适宜的材料和规格。 采用小直径顶管还是长直径 顶管 ， 长距 离还是超长距离顶管 ， 以及材料的抗 压程 度 、 抗拉水平 、 密度都是选用时参考的问题。 其 中给水 管件应选用钢材为 Q 2 3 5 B的钢质管或刚度等级不小 于 1 5 0 0 0 P a的玻璃纤维增强塑料夹砂管 ， 排水管件宜 选用玻璃纤维增强塑料夹砂管或混凝土强度不小于 C 5 0且抗渗等级不低于 s 8的钢筋混凝 土管。而顶管 的长度选择应该根据成本多少和技术人员相关水平 来决定， 若施工路线较短或弯曲度较大则应选择短距 离顶管或曲线顶管进行操作 ， 而当遇到施工路线较长 且弯曲度不大时 ， 在结合经济水平和施工效率 的考虑 下 ， 一般选用长距离顶管。 2 3管内通风 不论顶进距离是长是短 ， 关于施工中的通风问题 都应高度重视。 现代社会提倡以人为本， 决策为民， 必 须通风以确保工作人员的工作环境氧气浓度达到正 常水平 ， 降低隐藏的有毒气体或物质 ， 施工中的粉尘 颗粒对操作人员的伤害， 保证施工安全有效进行。根 据地形使用合理的通风方式 ， 最好采用鼓入和抽取这 种联合的通风方式 ， 通风效果好 ， 对人员 的噪音污染 小 ， 减小对作业的影响。 2 4管道承压 管件在地底将受到来 自大气 土壤与水的三重压 力， 因此对气压平衡顶管、 泥水平衡顶管、 土压平衡顶 管的选择 以及如何平衡压力是顶管施工 中面临的问 题 ， 这就需要专业人员计算所选管件承压能力 ， 考量 管件所处的压力环境来设定顶进方案和路线。 施工中 遇到的压力平衡问题存在 3个过程 ： 一是顶管顶进中 保证上下土压水压的平衡状态 ， 这样才不会破坏管件 和威胁到工作人员 的安全 ； 二是顶管顶进后 ， 面临的 掘土量和排土量的一种基本等量平衡 ； 三是施工结束 后 ， 管件在地底时管顶覆盖物和周 围水压土压存在的 平衡。 3 新形势下顶管技术在市政给排水施 工中的运用 3 1施工主要系统 给排水施工顶管系统包括 ： 顶管掘进机 、 顶铁 、 后 座墙 、 主顶机 、 基轨 、 导轨 、 千斤顶 、 主油缸。 3 2施工工艺流程设计 3 2 1 工作坑的安装 工作坑又称顶管井，主要分为工作井与接受井， 形状有方形的与圆形的， 由于它们的结构受力情况也 有区分 ， 其中圆形的受力性能最高， 正方形次之， 长方 形最低 ， 施工时主要参考现状来进行选择 ， 不 同地 区 实际状况存在差异。 现阶段工作坑结构主要采用钢筋 混凝土结构 ， 有单孔井和单排孔井 。 工作坑安装时， 按 工人工艺水平采用装配式或现浇式 ， 但一般 的给排水 施工都会应用现浇式来安装 。考虑到工作坑受压较 大 ， 需要另外在井内井外设置支撑 ， 井 内设 置内支撑 一 般为建立钢质的墙围来稳定工作坑结构强度 ， 井外 支撑可选用放置靠背或水泥浇灌底座部位来增强其 稳定性 。安装过程 中， 工作坑的安装水平决定施工的 效果， 因此工人要重视工作坑的建造。 在确定安装前， 不仅要考虑工作坑位置是否影响给排水 ， 掘土排土方 向， 还要考虑工程结束后工作坑能否按规范要求做检 查井 。 安装时 ， 挖坑过程要排除对周围建筑物的影响， 做到不破坏不 占用 。 工作井和接受井是顶管法施工 中 必不可少的一部分， 对于安装方面的要求应做到规范 和精进。 工作坑安装同时可进行地面设备安装以期提 高工作效率， 地面安装包括材料间、 管件放置区、 给水 系统 、 注浆材料 、 主控制室等。 3 2 2掘土排土 工作坑安装完全后， 经专业人员检查各部位状态 良好均能按设计进行正常操作后 ， 可进行下一步即挖 土运土。 进管前掘土是确保施工效率和周围地表建筑 完好不受影响的重要措施 ， 挖土的前进路线和形状范 围将直接影响管件管位的准确性 ， 因此工人进行管前 掘土应规范准确操作。 掘出的土量要及时外运不影响 施工进行就要工人相互合作和工程设计过程的完备 ， 若土量较多可采用手推车推土， 若土量较小 ， 可采用Cj= 双筒卷扬机牵引小车出土。当土运出至管外 ， 可用地 面上的摇头扒杆将其运出坑。 萄-I： 3 2 - 3 顶进 顶 进是以 千斤 顶为主 要操 作工具 进行， 基 本包括 嚣 ： 3个步骤 ： 首先安装好顶铁 ， 并确保牢固 ， 管前 已由掘 ： 土措施呈现出一条路线 ，开启油泵使千斤顶进油 ， 活 ： 塞伸 出一个工作行程 ， 将管件顶进一个单位 ； 油泵关 闭， 开启控制阀使千斤顶回油， 活塞撤回； 再次安装顶 铁 ， 重复上述步骤 ， 直到能安装下一节管件为止。 过程 中应谨记先挖后顶 ， 随挖 随顶 ， 不 间断作业 以避免顶 进过程 中断造成 的再次顶进时阻力过大而消耗人力 物力 。 其中第一节管件的方向位置决定了后续的顶进 施工质量 ，必须确保管件位置偏差在 l O m m以内 ， 若 出现偏差应及时校正 ， 可采用挖土校正法和顶木校正 法。 顶铁的安装应按规定摆放 ， 无不良现象， 在撤回活 塞再次安装顶铁时 ，选用较长 的顶铁来减少其使用 量 ， 降低经济损耗 。施工过程 中出现突然坍塌和某部 件压力失稳的情况 ， 须 即刻停止作业 ， 查找原因 ， 排除 故障后检查各部位情况 ， 若均正常可继续施工。 4 结论 顶管技术优势明显 ，但 国内运用仍存 在明显 问 题 ， 比如说设备相对落后 ， 东西部地 区差异大 ， 城市之 间水平相差悬殊， 专业技术人才少 ， 需要进一步的推 广利用 。 市政府应不断提高施工水平 ， 改进施工工艺 ， 加强人才培养 ， 规范给排水工程建设 。非开挖技术的 发展方向必将是多元化 、 规范化 、 规模 化和多样化 的 发展 。我国经济 目前处 于迅猛的 、 持续 的、 稳定 的增 长 ， 城市化进程不断推进 ， 地下管道线路也不断增加 ， 相信顶管技术会迎来一个崭新的阶段。 参考文献 1 吉成地下顶管施工的若干问题研究 D 南京： 南京理工大学，2 0 1 4 【 2 】 谢赛南 土压平衡顶管机液压驱动系统研究【 D 淮南 ： 安徽理工大 学 2 0 1 4 【 3 】 黄坚生 顶管工作井结构稳定性研究【 D 广州 ：广州大学， 2 0 1 3 冒