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干货!市政工程施工中的顶管施工技术要点
来源:www.cqzrhj.com 发布时间:2023年11月24日

施工要点



1.概述



1.1 城市地下管线



在城市现代化与信息化高速发展的背景下发展迅速,并且,当前其作用与功能越来越重要,城市中迫切需要兴建大量的新管线。如果采用传统的开挖施工技术,则不仅经济负担大,而且对社会和环境都具有不利的影响。所以,为了保护城市的道路,我们应该尽量采用非开挖技术。



1.2 顶管技术



1.2.1 顶管技术的优点



顶管技术并不需要开槽铺设管道,是非开挖施工方法中的一项。它用一种硬制管道在土层下面穿过以形成给排水或者其他作用的设施。该项技术的使用时间较早,优点多,例如:



(1)施工精度高;


(2)综合成本低:只需要排除地下土层中的土体,使工期缩短、工程量减少;


(3)对环境的破环小:能使周围建筑设施保持其功能,不被破坏;


(4)可穿越障碍物等。


正是凭借这些优点,顶管技术得到了较广泛的应用,当前,它已经被应用在污水管道的铺设、天然气管道、雨水管道、自来水工程等多项民生工程中,消除了以往开挖技术所造成的社会影响和经济影响。


1.2.2 顶管技术的缺陷



因为顶管技术常被应用于地下的隐蔽性工程中,隐蔽性工程的复杂程度是难以预料的,所以,顶管技术也就有了复杂性和多边性的特点。



并且,顶管技术的安全隐患大,在施工中存在着一定的危险,若是失败了,则会带来巨大的经济损失。但是,我国的顶管技术比其他国家起步晚,至今还没有形成一套完整的理论体系,所以,我们应该加强市政工程施工中的顶管技术的研究。


1.2.3 研究顶管技术的意义



当前,人们越来越关注环境保护的问题,所以,也逐渐加大了顶管施工技术的应用范围。加强对顶管技术的研究能够改进和完善顶管技术,提高设管道施工的技术标准和质量标准,提高管道的利用率,减少经济损失,同时能够使工程更加科学、规范,所以,加强对顶管技术的研究具有十分重要的意义。


2. 市政工程施工中顶管施工技术要点分析


2.1 纠正错误认识,明确顶管施工概念



由于顶管施工技术是一种非开挖施工技术,人们普遍认为非开挖施工技术就是一种地表不开挖或不挖沟的施工方式。


2.2现场勘查与调查,做好施工准备工作



第一,勘察清楚施工现场或邻近施工现场地下管网情况,对给水、煤气、通讯、电力等管道进行现场定位,并严格分析那些管道需要停止工作或搬走,之后将其清楚标注出来;


第二,考察施工现场路面车流、人流等交通情况,必要时在路口设计交通导向牌、安排专人指挥,并根据道路交通情况合理安排施工路线;


第三,清楚掌握施工现场及附近排水管道情况,规划与设计最 佳排污路线,必要时还可搭建临时排污管道,避免施工污水流入其他位置;第四,如果施工现场有桥梁或其他建筑物,设计人员一定要摸清楚桥墩、桥台基础、建筑物基础桩等情况,避免管道施工为其带来破坏性影响等等。


2.3 施工技术准备工作



经过系统而周详勘测与调查后,设计人员应分析相关资料信息得出施工现场的一些施工技术条件,并根据勘察情况与技术分析确定合理的施工组织设计。具体内容如下:



第一,掌握施工现场地质情况,比如,含水量、透水性质等。如果土层中含有砂层或岩层,设计人员则需要进一步摸清砂层及岩层具体情况,然后选择符合地质条件的顶管施工技术;



第二,分析与总结地下水位变化规律,并将其来源、水面高度及潮汐情况清楚描述出来;



第三,掌握各种顶管施工技术的相关要点。


2.4 设计施工线路与井位施工



经过详细勘察与技术分析之后,设计人员便可以此为依据设计施工方式、线路及井位。然后,施工单位人员按照设计图上管道平面位置,利用测量仪器清楚标注出管道的具体位置,即水平高度及作业方向。


2.5钻进导向孔轨迹施工



导向孔轨迹设计与施工是否合理,直接影响着管道施工的精度,对管道施工成功与否有着至关重要的影响。完成测量放线工作后,施工人员便可以在管道平面位置按照深度要求操作定向钻机作业。


2.6 扩孔施工要点



导向孔施工完成后,施工人员便可利用钻扩口对导向孔进行回扩工序。进行回扩工序时,应始终保持适当的泥浆量,并根据实际需要合理控制钻进速度,以便排渣。回扩工序一般分为几次完成,并在最 后一次中采用挤扩式钻头,以便使孔壁定型和稳定。


2.7 顶进施工要点



导向孔施工完成、孔壁具有一定强度后,则进入顶进施工工序。
顶进施工过程中应严格注意以下内容:顶进时,顶铁上不准站人;顶进就位后,应立即回复施工线路;顶进施工完成后,施工人员必须对管道线路进行全面修整与巩固,并进行相关实验。


3. 顶管施工需注意的事项



3.1 千斤顶的着力点



着力点一般位于管子总高的1/4到1/3的地方。


3.2 顶进方向控制



管道的方向应用经纬仪校核,管子每顶30cm需用经纬仪校核一次,若管道顶进的方向和设计轴线方向不对应,应该用工作管内的调节千斤顶进行校正。管道的水平方向用水准仪进行测量纠偏,同样是管子每顶进30cm,用水准仪测量管子两端的高程,若有偏差需进行纠偏直到达到施工要求。


纠偏的方法



(1)挖土校正法:就是在管子偏向一侧少挖土,但在另一侧多超挖些,使得管节在顶进时向另一侧偏移。这种适用于偏差在10到20mm时。



(2)木杠支撑法:若管端下陷或管节发生错口,那么采取木杠支撑法进行校正。


3.3 地下水位



地下水位距离管底不能小于0.5m,不然需要根据现场情况及实地勘测,应做好打井降水工作,这对保证工程质量和安全起着非常重要的作用,井点必须布置在中轴线的两端,凿井深度应做准确的计算。



3.4 施工障碍



如果遇到挖土工作面塌方或遇到障碍物、后背变形或倾斜、管位偏差超限、顶力突然增大时应停止工作,处理后再施顶。


举 例 子




在珠海对澳供水60周年之际,被列入《粤澳合作框架协议》的珠海“西水东调”二期项目再传捷报:过磨刀门水道的2329米超 长顶管工程于8日正式贯通,比原计划的贯通时间提前4个月。


当日,粤澳两地的水务部门负责人共同见证了这一历史时刻。澳门特别行政区水资源管理厅厅长表示:“没有祖国对澳门的关心和珠海对澳门的支持,就没有今天如此规模和繁华的澳门。”


珠海自1959年启动对澳门供水工作以来,日供水能力和供水质量逐年提升,尤其是2006年启动珠海“西水东调”一期工程以后,2008年珠海对澳供水管道达3条,日对澳供应原水能力达50万立方米(实际供应量约30万立方米),承担了澳门96%的原水使用量。为了支持澳门的进一步发展,2017年粤澳两地再次合作,投资8.5亿元人民币启动“西水东调”二期工程建设,并将该工程列入《粤澳合作框架协议》中的项目之一。




西水东调工程迎来新进展,“亚洲第一顶管”成功穿越磨刀门水道


“西水东调”二期工程包括新建竹银水库至平岗泵站输水隧道1.8公里、铺设平岗泵站至广昌泵站管道约21公里、新建广昌泵站一座。其中,磨刀门水道超 长顶管工程系平岗泵站至广昌泵站管道的控制性工程, 因一次性顶管管径为2.4米、长达2329米,被誉为截至目前的“亚洲第一顶”,于2018年11月19日正式顶推。“为了确保工程进度,除了优化施工程序、现场制作顶管管节外,春节期间,项目部83名建设者没有一人请假回家,全员坚守岗位坚持24小时连续施工,顶管速度平均以每小时不小于2米的速度推进。”珠海西江水务建设管理有限公司项目经理称。





8日上午11时许,磨刀门水道东侧顶管施工的36号工作井彩旗飘展。在30多米深的井底下,刚刚完成顶管贯通的建设者仍然在忙着收尾工作。项目经理表示,项目投产后,原水输送管道由单管变为双管,珠海西水东调的输送能力可从每天最高100万立方米提高到每天200万立方米,有效解决珠海西水东调输水能力不足,同时供水系统调度的灵活性将大幅增加。“一旦珠澳供水第四管道投入使用,珠海对澳门的供水能力将从现在的每天近50万立方米提高到70万立方米。”



再举个例子



淞沪路-三门路下立交工程



该工程由上海市杨浦区立项、管理和投资,上海市隧道工程轨道交通设计研究院设计,隧道股份承建。





工程采用“Y”型双层结构,下层隧道全长约860m,为沿淞沪路北-淞沪路南方向布置的下立交主线隧道;上层隧道全长约770m,为沿淞沪路-闸殷路方向布置下立交匝道隧道。双层结构隧道从空间上分离“到发”和“过境”两类交通,有效降低交通干扰。地下主线采用双向四车道形式,地下立交设计车速40km/h。





整个工程采用明挖方式施工,其中主线隧道有一段长163m的路段因下方建有合流污水箱涵而必须采用暗挖法施工。





采用大断面矩形顶管机下穿合流污水箱涵



在长163m的路段采用大断面矩形顶管机施工2条隧道。大断面顶管机“创新杨浦号”设计采用中央大刀盘+偏心刀盘相结合的组合刀盘形式,尺寸为9.8m×6.3m×6.5m。







该段工程紧临地铁10号线,区域边界离东侧的轨交10号线仅1.5m,且需近距离下穿合流污水箱涵,存在着风险高、环境复杂等特点。







目前,矩形顶管机已正式下井安装调试,预计不久将在井底进行始发推进。据悉,该工程建成后将极大地缓解江湾城及五角场地区的交通拥堵状况,更大程度地提升地区的整体活力,促进江湾、五角场地区的一体化发展。



施工现场顶管机下井动图欣赏





来源:工程管理辞典

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