環球網校編輯整理了 "給排水工程師關于城市排水管道頂管施工有關問題的探討 ",希望給各位考生帶來幫助!更多模擬試題及復習資料請持續關注環球網校給排水工程師考試頻道!
在市政工程建設當中,運用頂管施工工藝來鋪設排水管道,已經非常普遍。頂管施工可以不開挖地面、交通不斷行,對周圍環境影響又能減至最小,是一種現代化的管道敷設施工方法。下面就將對其施工方面有關問題進行詳細的探討。
1施工方案的選定
頂管施工的大忌是對地質情況的摸查不夠清楚,一般而言,設備一下井,工程的成敗順利與否就已經決定了。所以前期的地質情況調查是重中之中的工作。詳盡的頂管頂進路線地質資料是決定頂管施工成敗的關鍵。
1.1現場踏勘及調查
定位測量后進行現場踏勘及調查工作,了解現場的交通布局及人流狀況;調查民居情況;摸清現場的原始情況與現有的可利用條件,為施工設計提供最詳細的數據。
1.2做好前期技術準備
根據地質情況的不同選擇不同的施工方案,首先要摸查清楚現場的地質狀況,其次是設備的選型。盡量了解土層的物理性質、力學參數、分布狀況等等。了解地下水的狀況及變化規律,如地下水來源、水面標高及是否受到潮汐影響而變化等。
1.3方案設計及工期計劃
有了前期的準備工作,可以集中精力考慮方案設計。主要包括有線路及井位設計、頂力計算及管材設計、工作井及接收井設計、檢查井設計、平面布置設計、施工過程組織設計、監測及預警措施設計。每個階段的設計都力求全面,既要考慮費用的節約又要注重設計的合理性。
2施工工藝及設備選擇
2.1施工工藝
頂管施工的常用工藝包括手掘式、土壓平衡式、泥水平衡式、氣壓平衡式等4種,其中手掘式屬于非壓力平衡式,施工時機頭內不含機械掘進機,只有1個工具管,通過人工將土體挖除,其掘進斷面是開放式的。頂管施工的出土方式對應于泥水平衡式、土壓平衡式和手掘式這3種頂管工藝,分別有泥水循環式、螺旋式和人工式等。
2.2頂進設備
常用的用的頂進設備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、工具管及運出土設備等。
1)千斤頂:采用液壓千斤頂并列布置在工作井內,頂力合力作用點與管壁反作用力作用點應在同一軸線,防止產生頂時力偶而造成頂進偏差。2)高壓油泵:由電動機帶動油泵工作,選用額定壓力的注塞泵,經分配器、控制閥進入千斤頂,各千斤頂的進油并聯在一起,以保證各千斤頂活塞的出力和行程一致。3)頂鐵:頂鐵是頂管過程中傳遞頂力的工具,它可延長千斤頂的行程,并且擴大管節端部的承壓面積,要求頂鐵能承受壓力而不變形且便于搬動。4)其他輔助設備:工作井頂面設活動式工作臺,平臺用工字鋼梁,上鋪鋼筋網片,工作井口處安裝一滑動平臺作為下管及出土之用。工作井上搭設彩瓦遮蓋棚,以遮擋雨水和陽光,便于人員在不同氣候條件下正常操作。
3頂進施工
校測工具頭的水平和垂直標高,符合要求后即可頂進工具頭,安裝第1管子,再次測量標高并核對無誤后,開動油泵進行試頂,待調整好各項參數后即可正常頂進施工。頂進施工主要利用工具頭在管前端取土,千斤頂在后背不動的情況下將管子向前頂進,其操作過程如下:
1)準備階段:下管前應先對管子進行外觀檢查,在施工人員進管前必須先用砌體檢測儀進行有毒氣體檢測,無異常方可進入管內施工。2)安裝操作:將第1節管子下放至導軌上,測量管子中心及前后端的管底高程并確認安裝合格,安好頂鐵并擠牢管子,在其前端進入一定長度后,啟動油泵,千斤頂進油,活塞伸出1個工作行程,將管子推進一定距離。第1節管作為工具管,頂進方向與高程的準確是保證整段頂管質量的關鍵。3)停泵,打開控制閥使千斤頂回油,活塞回縮。4)添加頂鐵,重復上述操作,直至需要安裝下一節管子為止。5)卸下頂鐵,下管并用鋼套環連接混凝土上管,在混凝土上管接口處放一止水膠圈,以保證接口縫隙和受力均勻。
4頂管誤差校正
頂管誤差校正的常用方法有以下3種:
4.1超挖糾偏法
適用于偏差僅1―2cm的情況,在管子偏向的反側適當超挖,而在偏向側不超挖甚至留坎而形成阻力,使管在頂進中向阻力小的超挖側偏向,逐漸回復到設計位置。
4.2頂木糾偏法
適用于偏差大于2cm且超挖糾偏失效的情況,用圓木或方木的一端頂在管子偏向的另一側內管壁上,另一端斜撐在鋼板或木板的管前土壤上,支頂牢固后即可頂進,在頂進中配合超挖糾偏法,邊頂邊支,利用頂進時斜支撐分力產生的阻力,使頂管向阻力小的一側校正。
4.3千斤頂糾偏法
與頂木糾偏法基本相同,只是在頂木上用小千斤頂強行將管緩慢移位校正。
5頂管施工注意事項
1)工作坑的選址相當重要,既要滿足頂管施工全線的需要,又要盡量避開房屋,地下管線,河塘、架空電線等場所。2)工作坑的施工工藝應全盤綜合考慮,根據地質條件不斷優化,在施工過程中不斷觀察,發現問題及時采取有效措施,并做好坑內排水工作,使工作坑安全穩固。3)控制千斤頂活塞的外伸長度,不要超越臨界沖程,以免損壞設備。4)要連續頂進,如果停工時間過長,地下水滲透量增加,土拱容易坍塌,再開頂時頂力將大幅度上升。5)根據不同的地質情況,隨挖隨頂,以免塌方。6)頂進速度適當,過快易產生偏差,過慢易塌方。
6頂管施工安全的注意事項
1)坑內施工人員務必戴安全帽,嚴禁戴起不到任何安全作用的草帽、竹席帽應付了事。工作坑周圍務必樹立明顯的警示標牌,同時在坑周圍布設圍蔽欄、安全網、交通指示牌,以免行人不慎掉入坑內,嚴禁兒童在工作坑周圍觀看或玩耍。2)工作坑上面應搭雨篷,避免工作坑進水,發生坑壁坍塌事故。3)工作坑壁務必設立防坍塌支撐,最好弄成封閉式框架,矩形工作坑的四角應加斜撐。4)頂進期間若發現千斤頂油壓異常增高,應立即停止頂進,檢查原因并處理后方可繼續頂進。5)頂進過程中容易發生崩鐵事故,其原因是縱向頂鐵過長而頂力偏斜產生偏心荷載所致,或與后壁壓縮不均產生傾斜有關。為保障操作人員的生命安全,在頂進過程中頂鐵上方及兩側不得停留任何人。6)應設立穩定的攀梯或腳手架,以便工作人員下坑。嚴禁利用吊鉤上下人。在工作人員施工、技術人員下井檢查時,地面上應有人看守,防止出現意外。7)切實做好防漏電措施。
7結束語
采用頂管施工工藝來鋪設城市的排水管道,可不開挖地面,管道的管節端不易產生變形,管道壽命大于開挖法埋管,同時具有較大的社會和經濟效益,是保護環境的一種安全有效的施工方法。
【新聞來源:環球網校】
湖北省武漢市鸚鵡大道619號