谈顶管技术在市政排水管道施工中的应用

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　　摘    要：随着时代的发展，人们对市政建设的要求越来越高，关注建筑的人性化，舒适性、牢固性与可靠性，由于现代建筑物的发展已经转向高层化，高层建筑不仅开拓了空间、摆脱了空间在竖直维度上的局限性，而且对当代城市的建设具有良好的美化效果。在当前的市政排水工程施工中所使用的基本为顶管技术，本文将对顶管技术在排水管道施工中的应用要点进行分析与探讨。
　　关键词：顶管技术;市政排水管道施工;应用要点
　　1  引言
　　在市政建设中，排水管道的施工水平与施工质量十分重要，其不仅影响着居民的生活质量而且对城市资源的回收与利用起着一定的作用。当下市政排水管道施工的重点就是如何在避免大部分施工不利影响下，减低施工成本，提升施工质量以满足市民以及城市设施的需要，本文将就部分资料对此方面展开阐述并给出相应的建议。
　　2  顶管技术简介
　　顶管技术是一项用于市政施工的非开挖掘进式管道铺设施工技术。其技术主要是为了少开挖或不开挖土层，将预埋管道通过工作井利用高压液压千斤顶将其顶入地下并在地下穿行直至铺设位置。利用顶管技术可以避免很多在施工中产生的交通、建筑干扰问题，并且因为顶管技术可以在地下穿越绕过很多建筑或不同的复杂地形，所以也避免了对环境的破坏、节约了拆迁费用，其具有很好的社会效益与经济效益。
　　3  市政给排水系统简介
　　给排水系统是建筑中所需供水和排水设施的总称，通过大量的管道设计、压力设计满足建筑中人们生活、生产或建筑施工以及消防中所需要的给水。给排水分为给水系统和排水系统，给水系统是通过给水管道连接到水源处与建筑物各处需用水单位，满足建筑内部给水;排水系统则是连接到建筑物内部各废水倾倒出，对废水进行排出与处理。给排水系统满足智能化管理，通过智能化的设计来控制建筑物内的用水量，对用水的质量、水量进行管控，避免对水资源的浪费，同时排水系统的智能化控制保证了生活废水的排出，并且对废水进行过滤、净化最终实现废水的回收利用。
　　頂管技术应用：顶管施工也称顶进法施工，它采用顶进设备逐渐将预制箱或圆形结构插入路基，从而形成三维交叉通道或涵洞。顶管施工首先应在确定的截面之间设置接收井，然后将推力设备安装在工作井中，以使导管顶部的导向头朝向正确的方向被推入后，预制的钢筋混凝土管通过导向移动，通过工作井输出土体。最后，管道铺设完成。
　　4  顶管技术在市政排水管道施工中的应用要点
　　4.1  顶进管的选择
　　在选择顶进管时，要根据地下土质的具体情况进行选择，如当土质不具有腐蚀性即可选用普通钢管，若有腐蚀要求则需要选择钢筋混凝土管。在确定使用混凝土管后要严格按照钢筋混凝土结构的设计要求来进行规格设计。
　　4.1.1  顶进管直径
　　为了满足市政排水系统的需求标准，在承压荷载、扭剪的作用考虑下对钢筋混凝土管的配筋、内径、壁厚进行计算与选择。在一般情况下，由于顶管工程需要工人来进行实际配备，顶进管内径应大于500mm。
　　4.1.2  顶进管长度
　　顶进管长度的选择要根据工程项目的具体情况来进行选择。在顶进工作中，长管由于本身长度较长，那么一次顶进到施工位置所需要的总顶进管个数就不需要很多，减小了顶进工作的次数，但是由于长管横向距离长，不利于在地下实现灵活的转向控制，一旦顶进方向出现偏差，想要调整回正确方向十分麻烦;而使用短管可以做到方便的控制方向，但是会增加顶进工作的次数，并且短管在地下顶进的过程中很难保持直线顶进，多次顶进工作会造成土体损坏，管道总体弯曲等不良现象。
　　4.2  顶管施工的前期准备
　　对于顶管施工的施工平面布置管理：对施工设备（起垂设备、压力设备等）、控制室、顶进管摆放、弃土堆放等的布置。
　　工作井内的设备安装与布置：发射架、顶管设备、主推千斤顶、反力架等。在工作井一侧搭设工作扶梯以供工作人员进出。
　　安全控制措施：对顶管机进出口处进行加固，保证在顶管工作过程中不会发生顶管机进出口堵塞，在进出口处土体进行高压喷桩加固，防止坍塌。同时在进出口设置止水坑防止顶进过程中泥浆流失。
　　4.3  顶管井设计
　　顶管井主要分为工作井与接收井两种。根据顶管井的工作性质，一般其结构选用钢筋混凝土结构。
　　一般情况下，工作井有单孔井和单排孔井两种。单孔井形状主要为正方形、圆形、矩形等;单排孔井主要为矩形。在具体施工中，由于在结构上圆形结构性能优于矩形与正方形，选择正方形或矩形结构工作井时要在井内做好支撑加固设计，改善井体的结构抗压能力，以确保工作井的安全性。
　　4.4  管口防水
　　在顶管工作中，为了使顶进管可以自由进出工作井内出入口，应该将预留洞口的直径处理成比顶进管稍大一些的，在顶进工作完成后，将洞口与顶进管之间的空隙进行密封，防止进水或渗水。当沉箱制造时，也可以使用在沉箱口止水的方法。这种方法是在入口处埋设钢制法兰，在用螺栓焊接表面之后，安装橡胶法兰，最后使用钢板进行压实。如果在工作井中没有发现地下水和沉积物，可以使用橡胶法兰和压力板回收。进出孔的操作是整个顶管操作的关键步骤，因为掘进机穿越墙壁后的方向是否准确的，决定着了后期控制管道的方向和井道中管道接头的组装。
　　4.5  管道顶进
　　放置第一个顶管时，应仔细检查管道的轴线和高度，只有在顶管准确无误后才能启动管道顶升。控制点应设置在不易受干扰，视线清晰，易于检查的地方，并加以保护。在施工开始之前，应该进行当前的管道调查，检查管道的位置和高程，并且在使用之前应该关闭现场使用的水平点。
　　4.6  穿墙止水
　　为了避免地下水和土壤大量涌入工作井，应事先将压实的黄泥填埋在穿墙管中，当穿墙管拉开并拉紧时，应立即顶起工具管。这时，管道穿过墙壁挤压粘土以阻塞壁管和工具管之间的环形缝隙，从而起到暂时的止水效果。当工具管的尾部靠近壁管并且泥环尚未进入孔时，停止顶起，绕盘根，表轧兰，然后借助于管道的顶推力，驱动扎兰将盘根压入穿过壁的管道的环形缝隙中。在此建议保持一定的压缩量，以便在磨损后再次压下止水。
　　5  小结
　　随之当前社会经济的不断发展，出现了许多新型的技术，为我国市政工作做出了十分重要的贡献，但是，长时间下来，我们发现新技术也会存在一些漏洞与欠缺，需要改进。希望在日后的研究与不断发展中，市政排水管道施工所运用的顶管技术能够有更优越的改进，更大程度的降低对城市交通、市民生活与基础建筑的影响、减小施工成本，满足更高的要求与标准。
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