顶管施工技术论文

2022-05-11

本论文主题涵盖三篇精品范文,主要包括《顶管施工技术论文(精选3篇)》,希望对大家有所帮助。【摘要】在经济高速发展的背景下,居民的生活不断的提高,基础设施也在不断的进行兴建,城市规模不断的扩大,地下工程的建设和应用也日益广泛,导致了一些传统的开挖施工方法不能够更好的满足社会发展的需求,渐渐地非开挖铺管技术应运而生。而顶管技术具有一些列的优点—施工场地小,噪音小,对周围环境影响小等等,所以,该技术在市政工程中得到了广泛的应用。

第一篇:顶管施工技术论文

市政给水管道顶管施工技术探讨

摘 要:顶管施工是一种管道非开挖施工技术,能够减小管道施工对现状道路、建(构)筑物的破坏,施工噪音和振动都非常小,对周围环境影响小,管道开挖量小等优点。结合工程实例探讨了市政给水管道的顶管施工技术。

关键词:给水管道 顶管施工 顶管机

1 工程概况

某市自来水公司一条供水主干管,其管径为DN1600壁厚16 mm,材质为Q235B钢管,由于该管道需要穿越一条重要的现状城市主干道,道路车流量较大,道路下面管线较为复杂,且涉及到军用通信及输油管线,如果采用常规的开挖沟槽来埋设管道,将会给交通及各种地下管线的正常运营带来严重影响,并且道路管线迁改还建造价较高,因此本项目经过技术经济等各方面的方案比选之后,决定采用顶管施工。管道顶管全长65 m,管道埋深约6 m左右。

2 顶进设备的选择与就位

顶进机的主要组成系统包括动力系统、主壳体、液压系统、电气控制系统、中继间等部分。这些设备选择和准备好后,开始就位。先应安装好基坑导轨,在工作井施工时,在底板基础上预埋钢板,应具有足够的强度和刚度,并在钢板上锚固钢筋,采用焊接固定的方法使导轨与之焊接,安放导轨后,应在两侧采用型钢进行固定,必要时可采用混凝土浇筑加固,以防导轨在受到撞击的情况下发生变形或位移。施工之前还应安装好顶管承压壁,即承受和传递全部顶力的后座墙,在钢筋混凝土后背墙前加设一块钢后背,其厚度约30 mm左右,钢后靠应与轨道轴线垂直,工作井后靠施工时须保证与顶进方向垂直。施工前还应安装好起重系统与工作平台,起重系统可用来下钢管、更换顶铁以及吊装小型设备,可采用25~50T汽车吊,吊车沿顶进轴线出洞口布置;工作平台采用型钢搭建,其上布置主顶动力站和操作台,顶面还应搭设防雨防冲击顶棚。

3 施工平面布置

顶管工作井区布置应在满足顶管施工的前提下遵循少占地、减小噪声影响和场地环境的破坏、便于管理等原则。

(1)场地平面施工布置。场地平面布置应充分考虑各个环节的施工便利,主要内容包括存管及下管、供电系统、设备控制室、触变泥浆设备、生产用水、施工道路、场地排水等。本工程现场已经存在施工便道,在现场安排一台25 t履带式吊车,吊车边设置成品管存放地,以便现场管节的吊装及井下拼接管节。泥浆搅拌、储存、输送设备设置在工作井右侧。在工作井一侧设三级泥水沉淀池;顶管施工时,地下挖弃土通过泥水管路系统排出,选用两台泥水泵,分别放在基坑的上侧和下侧作为送泥泵和排泥泵,管路采用直径为40 mm的无缝钢管,基坑内设有旁通装置等。中央控制室及主顶动力站设置在工作井右侧,工作井施工区域采用全封闭彩钢板维护,并在井上口四周采用钢管焊接设置安全扶栏。

(2)工作井内布置主要机具设备:主推进千斤顶、中继间泵站、电焊机、洞口密封环、顶铁及排泥泵。此外,还应布置好各种管与线,包括排泥管、泥水管、空气管、各种电缆、照明及通风。管道内的照明采用24 V安全电压,由工作井内操作平台上的配电箱供电。管道内还设有应急照明系统,以作为故障停电时使用,方便施工人员的安全撤离。

4 顶管施工工艺

(1)穿墙。在穿墙施工操作中,应先开启穿墙闷板,从井内顶出工具管,并设置穿墙止水设备。为防止管道施工受到外部环境水的影响,可在穿墙管道内填封低强度水泥粘土拌合土或纸筋粘土等填充料,以保证管道内密实。穿墙操作前可在穿墙管外侧进行注浆固结,以防止出现墙孔部位强度不足的现象。根据大量顶管施工经验,应提前针对此环节容易出现的工程问题制定紧急应对措施,以最大限度地减小对工程质量及施工进度的影响。本项目中采用了止水法兰加压板,在其中部设置厚度为2 cm的天然优质橡胶止水板环,其拉伸率及耐磨性能都很好,這样在管道顶进过程中起到逆向止水的效果。

(2)机头就位、开洞门。在工作井前壁墙沿管外壁上方环向200~300 mm间距打入棚架管,然后注入水泥浆来加固土层,以提高开洞门时的安全性。开动千斤顶将机头顶到距离洞门35 mm处停下,凿除洞口封门,并割除型钢或钢筋。洞门的直径应当比机头外径大,若已经提前埋好环形套管,则其内径也应比机头外径大。安装好密封止水胶圈后,机头应及时顶入洞口后下设备段,转接油管、电缆及泥水管后继续顶进,机头脱离导轨后并测量机身高程、坡度满足要求与否,若出现较大偏差就应采取措施进行纠偏。

(3)下管。下管前应先认真检查管子外观,端面要平直,管壁应光洁无坑陷或鼓泡,管子应无破损及纵向裂缝,检查合格后的管子方可下管。下管时工作坑内严禁站人,操作人员在管道接近导轨时方可进坑工作,第一节管下到导轨上,按照施工图上的位置来确定管道中心线,并测量管子中心及前端和后端的管底高程,符合要求后和机头导向环连接牢固,确认安装合格后方可顶进。

(4)顶进施工。开始顶进前对机械设备进行全面检查,包括照明、通风、电气、液压、压力表、测量工具、传感器等性能是否正常,对它们进行联动调试合格后方可开始顶进。第一节管作为工具管,顶进方向与高程准确与否会对整段顶管施工的质量产生较大的影响,所以应严格控制好。顶进时可采用液压千斤顶先缓慢进行,等到各接触部位密合后,再按正常速度顶进。顶进时应根据初始顶进所得的参数设定正面土压力,然后在压力平衡控制器中输入,后期顶进过程中可靠压力平衡控制器自动控制正面土压力。顶进过程中每顶一节管子测量一次顶进轴线,发现偏差超出误差范围后及时进行纠偏;还应对机头前10~后20 m的地面沉降监测点进行测量,对于沉降过大的应及时采取有效措施减小沉降幅度。当顶管施工的长度较长时,应在顶进的同时进行管道外围注浆护壁,以保证管外围充满泥浆套,使管道周围表面土体更加坚实、平整,避免地面出现大面积沉降,并且减小顶进过程中的阻力。顶进速度宜控制在3~4 cm/min;顶进若发现油路压力突然增高应停止顶进,查明原因并采取应对措施之后才能继续顶进。在顶进中若遇到这些情况时:管位偏差过大且校正无效,发生塌方或者遇到障碍物,顶铁发生扭曲,后背倾斜或者严重变形,等等,应立即停止顶进,并迅速采取有效方法处理妥善之后方可继续施工。

(5)进洞及后期收尾工作。在顶管进洞前10进行贯通测量,应保证顶管机接近接收井时提前打开接收井的洞门。顶管机进入接收井后,应尽快与管道分离,然后从接收井吊出,并用柔性材料进行填封,再将管道与洞口的空隙采用快速水泥进行封堵密实,洞口临时密封处理以不漏水为度。顶管工程完毕72 h后,才可安装自来水钢管,经试压验收合格后,对工作井、接收井进行回填。

本给水管道项目通过采用顶管施工技术,有效的避免了对现状道路的开挖及对各种管线设施的破坏,通过工程中采用合理的技术措施,有效避免了管道施工引起的路面沉降,带来了较好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 上海市政工程设计研究总院.给水排水工程顶管技术规程[S].工程建设推荐性标准,2009-07-01.

[2] 肖鹏.顶管施工技术在市政工程中的应用[J].中国城市经济,2011,31(8).

[3] 刘晓军.顶管技术在市政给水管道施工中的应用[J].技术与市场,2011,18(12).

[4] 魏纲.顶管工程技术[M].化学工业出版社,2011.

作者:王明新 曲林

第二篇:市政给水管道顶管施工技术探讨

【摘 要】在经济高速发展的背景下,居民的生活不断的提高,基础设施也在不断的进行兴建,城市规模不断的扩大,地下工程的建设和应用也日益广泛,导致了一些传统的开挖施工方法不能够更好的满足社会发展的需求,渐渐地非开挖铺管技术应运而生。而顶管技术具有一些列的优点—施工场地小,噪音小,对周围环境影响小等等,所以,该技术在市政工程中得到了广泛的应用。本文介绍了顶管法施工的特点及使用范围、顶进设备的选择和就位,并详细介绍了顶管施工技术,最后给出了施工中应该注意的问题。

【关键词】市政;给水管道;顶管施工技术

一、引言

顶管技术的基础为顶管施工原理,同时还有对所有具体的无需开挖管道进行铺设的统称。这种能够将管道铺设在很深的地下的施工方式,具有很明显的优势,因此近年来该技术在市政给排水施工中应用的案例日益增加。同时,其在施工过程中,无需将交通隔断,且能够有效地穿越障碍物,并带来很小的噪音和振动,对周围施工区域影响较小。

二、顶管法施工的特点及适用范围

顶管法又称为非开挖管道敷设技术,它具有不需要开挖面层,就能将管道穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术,投资和工期将大大节省。同时,因为其施工面由线缩成点,占地面积小,地面活动不受施工影响,对交通干扰小,噪音和震动低,城市中施工对居民生活环境干扰小,不影响现有管线及构筑物的使用,属于真正的无污染、高效率的施工技术。

顶管施工技术主要应用于安装管道过河以及通过城市交通繁忙的街道,在安装管道过程中遇到无法迁移或不能实施大型开挖的文物古迹遗址等特殊地段,对不能进行空中架线、开槽埋管来实施作业施工时,一般管径>800mm的地下埋管工程可使用顶管法施工。在敷设城市管道直径>800mm时,施工现场无法采用明沟开挖埋管施工而管道沿线又无其他建筑物基础时,可使用顶管法施工作业。

三、顶进设备的选择与就位

顶进机的主要组成系统包括动力系统、主壳体、液压系统、电气控制系统、中继间等部分。这些设备选择和准备好后,开始就位。先应安装好基坑导轨,在工作井施工时,在底板基础上预埋钢板,应具有足够的强度和刚度,并在钢板上锚固钢筋,采用焊接固定的方法使导轨与之焊接,安放导轨后,应在两侧采用型钢进行固定,必要时可采用混凝土浇筑加固,以防导轨在受到撞击的情况下发生变形或位移。施工之前还应安装好顶管承压壁,即承受和传递全部顶力的后座墙,在钢筋混凝土后背墙前加设一块钢后背,其厚度约30mm左右,钢后靠应与轨道轴线垂直,工作井后靠施工时须保证与顶进方向垂直。施工前还应安装好起重系统与工作平台,起重系统可用来下钢管、更换顶铁以及吊装小型设备,可采用25~50T汽车吊,吊车沿顶进轴线出洞口布置;工作平台采用型钢搭建,其上布置主頂动力站和操作台,顶面还应搭设防雨防冲击顶棚。

四、顶管施工技术

1、穿墙。在穿墙施工操作中,应先开启穿墙闷板,从井内顶出工具管,并设置穿墙止水设备。为防止管道施工受到外部环境水的影响,可在穿墙管道内填封低强度水泥粘土拌合土或纸筋粘土等填充料,以保证管道内密实。穿墙操作前可在穿墙管外侧进行注浆固结,以防止出现墙孔部位强度不足的现象。根据大量顶管施工经验,应提前针对此环节容易出现的工程问题制定紧急应对措施,以最大限度地减小对工程质量及施工进度的影响。本项目中采用了止水法兰加压板,在其中部设置厚度为2cm的天然优质橡胶止水板环,其拉伸率及耐磨性能都很好,这样在管道顶进过程中起到逆向止水的效果。

2、机头就位、开洞门。在工作井前壁墙沿管外壁上方环向200~300mm间距打入棚架管,然后注入水泥浆来加固土层,以提高开洞门时的安全性。开动千斤顶将机头顶到距离洞门35mm处停下,凿除洞口封门,并割除型钢或钢筋。洞门的直径应当比机头外径大,若已经提前埋好环形套管,则其内径也应比机头外径大。安装好密封止水胶圈后,机头应及时顶入洞口后下设备段,转接油管、电缆及泥水管后继续顶进,机头脱离导轨后并测量机身高程、坡度满足要求与否,若出现较大偏差就应采取措施进行纠偏。

3、下管。下管前应先认真检查管子外观,端面要平直,管壁应光洁无坑陷或鼓泡,管子应无破损及纵向裂缝,检查合格后的管子方可下管。下管时工作坑内严禁站人,操作人员在管道接近导轨时方可进坑工作,第一节管下到导轨上,按照施工图上的位置来确定管道中心线,并测量管子中心及前端和后端的管底高程,符合要求后和机头导向环连接牢固,确认安装合格后方可顶进。

4、顶进施工。开始顶进前对机械设备进行全面检查,包括照明、通风、电气、液压、压力表、测量工具、传感器等性能是否正常,对它们进行联动调试合格后方可开始顶进。第一节管作为工具管,顶进方向与高程准确与否会对整段顶管施工的质量产生较大的影响,所以应严格控制好。顶进时可采用液压千斤顶先缓慢进行,等到各接触部位密合后,再按正常速度顶进。顶进时应根据初始顶进所得的参数设定正面土压力,然后在压力平衡控制器中输入,后期顶进过程中可靠压力平衡控制器自动控制正面土压力。顶进过程中每顶一节管子测量一次顶进轴线,发现偏差超出误差范围后及时进行纠偏;还应对机头前10~后20m的地面沉降监测点进行测量,对于沉降过大的应及时采取有效措施减小沉降幅度。当顶管施工的长度较长时,应在顶进的同时进行管道外围注浆护壁,以保证管外围充满泥浆套,使管道周围表面土体更加坚实、平整,避免地面出现大面积沉降,并且减小顶进过程中的阻力。在顶进中若遇到这些情况时:管位偏差过大且校正无效,发生塌方或者遇到障碍物,顶铁发生扭曲,后背倾斜或者严重变形,等等,应立即停止顶进,并迅速采取有效方法处理妥善之后方可继续施工。

5、进洞及后期收尾工作。在顶管进洞前进行贯通测量,应保证顶管机接近接收井时提前打开接收井的洞门。顶管机进入接收井后,应尽快与管道分离,然后从接收井吊出,并用柔性材料进行填封,再将管道与洞口的空隙采用快速水泥进行封堵密实,洞口临时密封处理以不漏水为度。顶管工程完毕72h后,才可安装自来水钢管,经试压验收合格后,对工作井、接收井进行回填。

六、结束语

顶管工艺从不仅根本上改变了城市管网乱挖的现象,而且还保护了环境。同时其从技术的角度上来说在给水管道施工上的应用中具有可实施性,所以,从社会效益和经济效益上来说其相对于开槽埋管都有优越性。未来的市政给水管线技术将以顶管工艺为支撑。因此,我们要对顶管施工技术的实施力度进行加大推广。

参考文献:

[1]时炜杰:《浅谈如何控制给水管道施工质量》,《科技情报开发与经济》,2010年11期

[2]高鹏举:《顶管技术在市政地下管道施工中的应用技术》,《科技资讯》,2010年30期

[3]肖鹏:《顶管施工技术在市政工程中的应用》,《中国城市经济》,2011年31期

[4]刘晓军:《顶管技术在市政给水管道施工中的应用》,《技术与市场》,2011年18期

作者:刘子光

第三篇:市政工程中顶管施工技术要点探讨

摘要:自改革开放以来,我国城市建设的脚步不断加快,建设规模不断扩大,人们越来越重视施工质量,传统的施工技术已无法满足当下的发展需求。伴随着市政项目的增多,顶管技术的应用越发广泛,且采用顶管技术可以缩短施工的成本和时间,同时也实现了社会和经济效益双赢,因此在我国市政工程中都大量地应用顶管施工技术。顶管施工技术是新型的一种技术,前提的设计要求很高,在实际的应用中要严格按照设计图纸规范和要求执行,同时针对各环节都要做好监督和检测,确保各阶段不会有问题发生,才能确保施工的质量,为市政工程奠定基础。

关键词:市政工程;施工技术;顶管施工

引言

市政工程的整体质量对一个城市的发展,尤其是对城市居民的生活水平的提高起着重要作用。因此,市政工程的开展和施工是城市相关管理部门重点关注的工作内容。在市政工程的施工过程中,顶管工程技术则是应用最普遍的重点施工技术之一,其对市政工程的整体质量起着关键作用。传统的顶管工程施工主要是通过铺设管道实现对沟槽渠道的开挖作业,这种施工技术存在许多局限性,主要体现在运输成本大,操作难度高,耗费的人力和财力较多等方面,因此不利于市政工程的可持续开展。在城市经济发展和科学技术水平普遍提高的背景下,符合现代城市发展需求的顶管工程技术应運而生,并逐渐被普遍应用于市政工程中的管道挖通等作业中,在缩短施工工程的工期和降低成本等方面发挥了重要的积极作用,因此值得进一步推广应用。

1顶管施工技术的优势、工艺和特点

1.1顶管施工技术的优势

在上世纪末期,美国就已经对顶管技术进行研究,同时,将其应用于建筑行业、城市公共基础建设,目的是为了增强美国建筑行业在国际市场上的竞争力以及技术水平。为了更好的应用该类技术,美国的诸多高校开设相关课程,一方面培养专业技能型人才,一方面开展深入研究。此项技术进入我国较晚,但是由于该项技术的优势较为明显,在当前已被广泛引入实际建设中。此技术在实施时,能够有效减少与地下其他燃气、排水、电力等公共设施管道的重叠与冲撞,在通信工程、电力工程管道安装等方面的应用获得了专业人员的一致认可。在施工的过程中,对于周边居民的影响较小,不会产生噪声污染,同时减少施工过程阻拦交通运输情况发生,地下作业也能避免出现扬尘现象。

1.2顶管施工技术的工艺

目前,顶管施工技术在我国应用时间较短,但其应用广泛,不仅经济效益显著,而且对周边环境及居民的影响很小。该技术的工艺可简化为四个环节:(1)在管道的一段将工作井挖掘并固定;(2)在其中安装顶进设备;(3)在管道顶进的过程中,共同推进顶进与挖土工作;(4)使管道逐节顶入到土层之中,直到完成设计的总体长度为止。

1.3顶管施工技术的特点

1.3.1安全、高效、造价低

随着我国城市改造项目的逐步推进,老城区改造政策的提出与实行,在基础公共设施建设中,如果利用常规的施工手段,不利于城市的交通、通讯等运行,且工程量相对较大,对于施工的成本也相应增加。为了减少开挖带来的影响,非开挖顶管技术有效应用到实际的建设中。此种技术具有高效、安全及造价低等特点,且施工人员的要求相对较低,实施困难程度较小。

1.3.2对周围环境的影响较小

在城市的建设环境中,在商业较为繁华或者一些居住人群密集的区域,建筑物的分布也较为密集,地下铺设的管道与线路众多。采用常规的施工办法,施工难度也会相应地提升,此种施工手段,能够合理地选择管道线路,及时避开其他管道的冲突,减少各线路之间的干扰,降低对原有公共基础建设的破坏。

2市政工程建设中顶管工程技术应用

2.1施工现场勘察要点

在正式开展顶管施工作业之前,工作人员需要对施工现场进行细致全面的勘察工作。高质量的现场勘察不仅能够有效明确整体工程的施工要点,还能通过对施工现场的真实情况的客观分析,制定顶管施工技术的运用方案,以实现该项技术运用的效果最大化。方案中还需要囊括可能出现的对施工进度等造成不利影响的各类因素以及当突发意外情况时的应急方案,从而防止这些因素的存在对市政工程整体质量以及施工安全性造成威胁。方案中最重要的内容应为对地下管线的长度和走向的规划,实际施工时除了要严格按照方案进行作业外还要确保做好对管道的保护工作。既要防止管道受到外界环境的破坏,也要防止地下水、地下电缆等外界环境由于受到施工过程的人为影响而产生反常情况,破坏城市的正常运转。

2.2机械设备准备要点

由于市政工程建设的复杂性,在开展顶管施工时需要使用的机械设备种类和数量也十分繁杂和庞大,因此,在施工前的准备工作中,对这些机械设备的维护和检查工作也是十分重要的一项。只有做好对机械设备的事前检查工作,确保进入施工现场的机械设备不会出现问题,才能确保市政工程建设的正常有序开展,也能有效避免出现由于设备问题而导致的施工质量差和安全性能低等施工问题。在各类设备中,工作人员尤其需要关注对油泵、千斤顶和顶铁这些关键设备的检查工作。工作人员首先需要检查设备的性能和状态,测定各项参数是否满足设备正常运行的要求,一旦发现功能问题必须及时开展修理工作,排除所有可能在施工过程中出现的故障点。

2.3注浆减阻

在施工过程中,顶管长短存在不一致的情况,若是长度较长的顶管,受到的摩擦力也会增加,也就给工作增加了一定的难度,因此要合理降低顶管受到的阻力,这样可以缩短施工工期,提高作业的效率。对于阻力的降低可以采用泥浆的方式,一般在注浆中要确保混凝土管道的湿润性,湿润后可以在表面涂抹一层机油,目的是让表面的润滑程度提高,可以让阻力下降。在灌入泥浆的管道外层需要使用浆套,可以让泥浆的稳定性得到提升。另外,要合理设置补浆管位置,可以缓解补浆中带来的作业难度,通常都是设置在工具头,或者是后座位置。除此之外,对于孔口的封堵要采用环氧水泥,并且要在总管位置上预留出浆孔,然后才能进行注压作业,可以让管道和外管土体实现填充。

2.4加强设备的安装

在设备的安装过程中,一般导轨结构都是钢材料,因此在安装钢轨时要确保牢固性,因为顶管施工对于钢轨的要求很高,所以要做好安全保障工作,保持水平和垂直,符合安装的要求和标准。与此同时,定期检查导轨,防止导轨出现位移等情况,确保导轨结构的安全运行。另外,顶铁相邻的面需要确保垂直,确保轴线的平衡性。在顶铁更换中,需要观察顶铁是否存在异常问题。在设备安装之前,工作人员要开展试吊作业,确保吊绳的最大荷载,防止发生超负荷等情况。

结束语

在城市建设过程中,市政工程项目发挥着重要的作用。市政工程是城市建设中的基础性设施,也是城市交通运输的重要保障,给人们的出行提供了良好的生活保障,因此市政工程项目备受关注和重视。当下在市政工程建设中采用顶管施工技术,可以降低施工难度,同时也消除了传统施工给路面造成的影响。在市政工程施工中采用顶管施工技术,要求每位施工人员掌握顶管技术的要点和重点,严格按照设计图纸和施工方案开展施工,把控各环节,管控各关键点,才能确保市政工程的施工质量,提高我国的顶管施工技术水平和应用率。

参考文献

[1]姚明.市政工程施工中顶管施工技术分析[J].工程技术研究,2020,5(12):104-105.

[2]宋作堂.市政工程顶管施工技术应用研究[J].城市住宅,2019,26(9):134-135.

[3]刘富东.顶管施工技术在市政工程中的应用[J].中国住宅设施,2019(2):122-123.

作者:庄乾国

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