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工程论文范文:浅谈引水工程管道顶管施工技术

来源:985论文网 添加时间:2021-05-12 10:49

  摘要:管道施工是引水工程的重点和难点,传统管道铺设技术需要经历开挖、铺设、连接、回填等流程,施工工序非常繁琐,顶管施工技术的应运在很大程度上解决了传统施工方法的弊端,本文就引水工程管道顶管施工技术的应用进行了探析。

  关键词:引水工程; 管道; 顶管施工技术;

  引水工程的主要任务是跨区域输送水资源,实现水资源的合理调配,最大程度的提高水资源利用率。为完善引水工程体系、满足干旱地区供水需求、提升供水服务质量,近年来引水工程数量不断增多,引水工程管道施工技术也在应用中得到了不断创新和完善,极大地提升了引水工程管道的施工效率和质量。今后,应全方位掌控顶管施工技术要点,规范执行引水工程管道施工标准和要求,为顺利完成引水工程管道建设任务提供技术支撑。

  1 顶管施工技术概述

  顶管施工技术是指无需大面积开挖地面,借助液压推进机将管道直接顶入工作坑中,一边切削一边顶进,从而完成管道铺设工作,相比传统管道施工技术具有无需大面积开挖、施工效率高、工作量小、环保性好等优势,被广泛应用于管道工程。顶管施工技术作为一项非开挖施工技术,不会对地面造成过大影响,可提前完成基坑井施工,直接将管道从基坑井中顶入,再从顶出井口中穿出即可完成整段施工流程。应用顶管施工技术时借助千斤顶将管道从工作井口中心位置顶入,油缸驱动千斤顶逐步提升顶入压力,驱动刀盘顶进过程中持续切削前方土壤,并自动将切削下的土壤运输到土仓中,管道顶入会增加周围土壤的压力,保证周围土壤的紧密度。不同区域土层构成、含水率、摩阻存在一定差异,为了能够提高切削速率,刀盘正面应涂抹砂浆、水、添加剂等,让切削土层更具可塑性、流动性,以降低顶入阻力,避免出现卡阻问题[1].顶入参数并非是越大越好,应结合土壤性能科学设定顶入压力,否则会出现顶入阻力大、管道偏移等问题。

  2 设备选型、配置、安装

  2.1 导轨安装

  采用装配式导轨,将其固定在砼基础面上,以便在后续顶进施工中承受荷载作用,确保不会出现较大的变形、位移、沉降等情况。导轨安装时应对管道中心点位进行复核,根据设计管底标高设置导轨面,顶进施工时对导轨进行复测调整,确保顶进轴线精度达标。

  2.2 设置承压壁

  为了避免顶入力造成土层破坏,应保证承压壁刚度、强度达标。承压壁承压面主要材料为钢板、枕木,钢板厚度为15 cm左右,枕木规格为20 cm×20 cm,垂直于顶进轴线。承压壁施工完毕后用铁丝绑扎,确保顶进时可以保持牢固。

  2.3 其他设备安装

  导轨、承压壁施工完毕后安装顶进设备和管节,测量沉井放样中心线,安装好机架、设备、管机,从中心线位置吊装以保持稳定性,放入到安装指定位置后人工辅助拼装,直到管节安装完成。

  3 顶管施工技术在引水工程管道施工中的应用

  3.1 钢管接头测量控制

  如果顶进时出现了钢管接口焊接偏移情况,持续顶进会导致钢管受力变形、焊接部位脱落,所以在顶进施工前必须做好精准测量工作,确保顶进方向不偏移、顶进力度适中。一旦检测出顶入偏移必须第一时间调整顶进方向,检测顺直度和接口情况,并进行换管处理。

  3.2 顶进施工细节控制

  确保顶入力度和土层物理性能相平衡,否则容易导致地面沉降。实时监测偏心度情况,出现偏移时应及时纠正管道轴线偏差。为了避免顶进时阻力过大,可在管道外壁涂抹一层改性石蜡,也可适当增加顶管长度。土层不稳时会出现变形、位移情况,对此应采取注浆加固方案,加强土层监测,土层应力变化较大时应停工调整[2].如果顶进时地下水压较大(无障碍物),应增加降水井缓解地下水压。为了避免出现流砂、塌方等问题,顶进时应严控土体开挖量(不得超挖),确保顶管轴线平衡。

  3.3 地下障碍物处理

  地下障碍物是影响顶管施工的重要因素,地层中的废弃管线、石头等应提前清除。为了避免障碍物对施工造成影响,施工前在进行现场勘察时要检查在顶管段是否有障碍物存在,前期设计阶段应重新规划管线,也可以采用提前开挖或钢套筒方式将障碍物取出,纠正推进偏差。

  3.4 纠正偏向的管道及测量顶管轴线

  测量顶管轴线时采取地下导线测量,借用全站仪、测控箱、工作井测站、电脑控制台等仪器,保证测量精度要求,误差不得超过2 mm.在顶入土层30 cm后测量1次管轴线,顶入到100 cm时再测量1次,顶管轴线出现偏差时应根据实际情况增加测量次数,结合多次测量的数据判断偏差是否会增大。调节不同油压状态的千斤顶机头长度,缓慢纠正偏移管道(纠正偏向10°~20°/次),直到符合设计轴线标准为止[3].

  3.5 地面沉降控制

  引水工程管道施工不可避免的会遇到建筑物,可能会对建筑物产生影响,导致地面出现沉降。如果地基与顶管轴线距离较近,管道穿越土层时稳定性不足,易出现局部沉降。地面沉降的控制如下:采用掘进方式配合施工,施工期间严控掘进水泥压力(最佳压力为大于地下水压0.01 MPa),从而确保顶管开挖面的稳定性[4];顶管施工过程中管道外壁背土可能会对土层造成扰动,增加建筑和土层孔隙,对此在管道外壁构建触变泥浆润滑套,可有效填充土层及建筑物空隙;顶进施工完成之后,在拆除触变泥浆压注孔接头之前,借用触变泥浆更换压注孔内的水泥浆液;置换泥浆的过程中,实时观察管道沉降量,并总结监测数据;采用加固法确保土层平稳。

  3.6 管道功能性试验

  管道顶进施工完成之后应检测管道使用性能,结合《给排水管道工程施工与验收规范》,对管道实际工作压力进行实时监测,当工作压力>0.1 MPa时应开展水压试验。

  4 结束语

  顶管施工技术在引水工程管道施工中的应用,可有效提升引水工程管道施工效率和质量,降低对地面的负面影响。顶管施工技术无需大面积开挖地面,施工效率高、环保性好、工作量小,但在实际施工中会因阻力、顶进参数的影响而出现管道变形、偏移、难以顶进等情况,需要根据引水工程管道实际施工要求和现场情况,调整顶进力度,确保引水工程管道施工顺利完工。

  参考文献

  [1] 达云玲。顶管施工技术在长距离水利管道工程中的应用研究[J].黑龙江水利科技,2019(7):138-140.

  [2] 汤易,刘洋。市政给水管道顶管施工技术探究[J].建筑工程技术与设计,2018(34):237-238.

  [3] 黄麒宁。市政给水管道顶管施工技术探究[J].建材与装饰,2017(23):23-24.

  [4] 林元照。浅谈引水管道工程顶管施工技术[J].陕西水利,2015(1):74-76.

  文献来源:先国强。 浅谈引水工程管道顶管施工技术[J]. 农业科技与信息,2021,(08):115-116+118.

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