給排水工程師關(guān)于人工頂管施工工藝的探討
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目前,頂管施工技術(shù)已成為一種常規(guī)的施工方法被采用,自來水管、煤氣管、動(dòng)力電纜、通信電纜和發(fā)電廠循環(huán)系統(tǒng)等許多管道也采用了頂管施工技術(shù)。尤其是污水治理工程中頂管施工技術(shù)得到了普遍使用。長距離大口徑頂管、小口徑微型頂管、曲線頂管也得到了長足的發(fā)展,成為頂管家族中的驕傲。
一、基本工作原理
人工頂管施工借助于主頂油缸及管道間、中繼間等的推力,采用人工挖土掘進(jìn)的方法,把工具管或掘進(jìn)機(jī)從工作井內(nèi)穿過土層一直推到接收井內(nèi)吊起。與此同時(shí),也就把緊隨工具管或掘進(jìn)機(jī)后的管道埋設(shè)在兩井之間,以期實(shí)現(xiàn)非開挖敷設(shè)地下管道的施工方法。其施工示意圖如下:
二、施工準(zhǔn)備
1、技術(shù)準(zhǔn)備
認(rèn)真學(xué)習(xí)和研究施工圖紙及相關(guān)的施工文件,了解設(shè)計(jì)意圖和要求,進(jìn)行圖紙會(huì)審,在設(shè)計(jì)交底時(shí)提出疑問,并根據(jù)設(shè)計(jì)交底編制危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全專項(xiàng)施工方案,對(duì)于超過一定規(guī)模的險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程還需要組織老師論證。
了解施工范圍,管道沿線的地形、地貌、地址水文條件及各種原有設(shè)施。掌握施工工期,頂管施工技術(shù)規(guī)范,質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及要求,安全措施等。
2、進(jìn)場材料
(1)管材:管材由具有相應(yīng)資質(zhì)的生產(chǎn)廠家提供,進(jìn)場時(shí)應(yīng)具有出廠合格證及出廠檢驗(yàn)報(bào)告;管材外表面應(yīng)該平整,無蜂窩麻面,回彈檢測強(qiáng)度應(yīng)不小于該管道混凝土設(shè)計(jì)要求,承插口處不得有棱角缺失,必要時(shí)進(jìn)行破壞檢測。
(2)水泥:應(yīng)采用合格廠家的符合設(shè)計(jì)要求的水泥,進(jìn)場后應(yīng)對(duì)水泥進(jìn)行見證取樣試驗(yàn)。
3、進(jìn)場機(jī)具
對(duì)進(jìn)場機(jī)具數(shù)量、性能進(jìn)行審查,是否滿足施工要求。
三、頂管監(jiān)理要點(diǎn)
人工頂管施工,控制頂進(jìn)施工的重點(diǎn)工序如下:
1、測量
1.1、測量次數(shù):在頂?shù)谝还?jié)管時(shí)及校正頂進(jìn)偏差過程中,應(yīng)每頂進(jìn)20~30cm,即對(duì)中心和高程測量一次;在正常頂進(jìn)中,應(yīng)每頂進(jìn)50~100cm時(shí),測量一次。
1.2、中心測量:根據(jù)工作井內(nèi)測設(shè)的中心樁、掛中心線,利用中心尺,測量頭一節(jié)管前端的軸線中心偏差。
1.3、高程測量:使用水準(zhǔn)儀和高程尺,測首節(jié)管前端內(nèi)底高程,以控制頂進(jìn)高程;同時(shí),測首節(jié)管后端內(nèi)底高程,以控制坡度。工作井內(nèi)應(yīng)設(shè)置兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn),以便閉合之用,經(jīng)常校核水準(zhǔn)點(diǎn),提高精度。
1.4、一個(gè)管段頂完后,應(yīng)對(duì)中心和高程再作一次竣工測量,一個(gè)接口測一點(diǎn),有錯(cuò)口的測兩點(diǎn)。
2、糾偏
當(dāng)測量發(fā)現(xiàn)偏差在10~20mm時(shí),采用超挖糾偏法,即在偏向的反側(cè)適當(dāng)超挖,在偏向側(cè)不超挖,甚至留坎,形成阻力,施加頂力后,使偏差回歸。當(dāng)偏差大于20mm時(shí),采用千斤頂糾偏法,當(dāng)超挖糾偏不起作用時(shí),用小型千斤頂頂在管端偏向的反側(cè)內(nèi)管壁上,另一端斜撐在有墊板的管前土壁上,支頂牢固后,即可施加頂力。同時(shí)配合超挖糾偏法,邊頂邊支,直至使偏差回歸。管前挖土要求1、在道路和重要構(gòu)筑物下,不得超越管段以外100mm,管周不得超挖,并隨挖隨頂。2、在一般頂管地段,如土質(zhì)良好,可超挖管端300~500mm,在管周上面允許超挖15mm,下面135度范圍內(nèi),不得超挖。
3、監(jiān)理工作要點(diǎn)主要包括頂管施工準(zhǔn)備、頂管工作井設(shè)置和設(shè)備的安裝、施工方法及工序控制等。
3.1.對(duì)施工組織設(shè)計(jì)要全面、細(xì)致地研究并分析審查并有老師論證。
3.2.對(duì)洞口構(gòu)造、中繼環(huán)的設(shè)置、壓漿孔的布置、穩(wěn)定土層的措施要做好審核。
3.3.對(duì)工程保護(hù)措施和環(huán)境監(jiān)測做好審查,特別是對(duì)有害氣體的檢測需要按照要求做到及時(shí)準(zhǔn)確,此項(xiàng)工作要有認(rèn)真負(fù)責(zé)的專職人員操作。
3.4.對(duì)施工方法及采取技術(shù)措施要認(rèn)真審查并在執(zhí)行中進(jìn)行督促。
3.5.要了解施工機(jī)具性能,審查施工單位是否具有頂管施工的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。
3.6.對(duì)采用的頂管施工方法,應(yīng)檢查施工單位是否預(yù)先做出分析,估算應(yīng)符合合同規(guī)定的保護(hù)環(huán)境的要求,當(dāng)預(yù)計(jì)影響程度難以確保地面建筑物、道路、交通和地下管線的正常使用時(shí),應(yīng)督促施工單位必須采取有效技術(shù)措施進(jìn)行監(jiān)測和保護(hù)。
3.7.對(duì)頂管設(shè)備必須經(jīng)維修保養(yǎng),檢驗(yàn)合作后方可進(jìn)入施工現(xiàn)場。開頂前對(duì)頂管設(shè)備及各類機(jī)具進(jìn)行模擬操作,確保正常方可使用。
3.8.工作坑的平面位置應(yīng)避免設(shè)置在高壓電線下,在交通出入口及場地狹小處,要離開地下管線、建筑物、鐵路等有一定距離。
3.9.工作坑與建筑物及地下管線的最小平面距離,要根據(jù)土質(zhì)及場地條件來考慮工作坑的施工方法。
3.10.工作井的施工機(jī)械設(shè)備或腳手架等裝置,與架空輸電線路之間的最小距離應(yīng)滿足有關(guān)電業(yè)規(guī)定。
3.11.頂進(jìn)工作井的后背設(shè)施和土體的最大允許反力需經(jīng)計(jì)算,并滿足最大頂力的需要,必須保證結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定、無位移,必要時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)物后背及土體應(yīng)予以加固。
3.12.頂管進(jìn)出預(yù)留洞的一段距離范圍,通常取10~20m,根據(jù)土體特性、周圍的地下管線、建筑物的情況,應(yīng)采取井點(diǎn)降水,土體加固等保護(hù)措施以防止土體流失。
3.13.工作井的洞口必須設(shè)置止水圈和封門板,止水圈應(yīng)在整個(gè)頂管過程中能有效防止水土和觸變泥漿的流失。
3.14.接收井平面位置應(yīng)滿足施工設(shè)計(jì)的要求,盡量避免設(shè)置在高壓電線下和交通繁忙處。地下管線與建筑物要有一定距離,必要時(shí)應(yīng)采取井點(diǎn)降水、土體加固。綜上所述,兩種頂管施工工藝,機(jī)械頂管具有優(yōu)越性,是值得推廣及應(yīng)用的施工方法,但是根據(jù)工程具體情況具體對(duì)待,在保證安全前提下,也可以采用人頂管。
四.質(zhì)量控制點(diǎn)
1、管材與接口
(1)管材:根據(jù)設(shè)計(jì)要求,采用柔性企口鋼筋砼管,接口采用橡膠密封圈。
(2)管材與接口驗(yàn)收:選用優(yōu)良管材并處理好管子接口對(duì)頂管施工是十分重要的,對(duì)于成套管材,要按有關(guān)規(guī)范對(duì)管材作現(xiàn)場檢查驗(yàn)收,如發(fā)現(xiàn)不合格品堅(jiān)決予以退回。
(3)管材運(yùn)送、起吊均應(yīng)有專用夾具,擱置時(shí)應(yīng)用方木墊高,防止F型管接口的套環(huán)受壓變形。
(4)接管前再次檢查管子接頭的承插口尺寸,橡膠圈和襯墊板的外觀和質(zhì)地。確認(rèn)合格后可在接口處均勻涂抹薄層硅油等對(duì)橡膠無侵蝕性的潤滑材料以減少摩阻力。承插接管時(shí)要保證與上節(jié)管的鋼套環(huán)同軸度,并且加力要均勻,應(yīng)保證橡膠圈不移位,不反轉(zhuǎn),不露出管外。頂管結(jié)束后要按設(shè)計(jì)要求在管內(nèi)間隙處填充彈性密封膏,并與管口抹成一個(gè)光滑的漸變面。
2、頂進(jìn)管道的施工質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定
嚴(yán)格執(zhí)行《給排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50206--2008。
(1)、管內(nèi)清潔,管節(jié)無破損。
(2)、鋼筋混凝土管道接口應(yīng)填料飽滿、密實(shí),且與管節(jié)接口內(nèi)側(cè)表面齊平,接口套環(huán)對(duì)正管道,貼緊不脫落。
(3)、頂管時(shí)地面沉降或隆起的允許量應(yīng)符合施工設(shè)計(jì)規(guī)定。
3、混凝土管施工質(zhì)量控制
鋼筋砼管最大偏角0.5°;管線軸線偏差L≤100m;50mm。標(biāo)高偏差L≤100m+30∽-40;相鄰管節(jié)錯(cuò)口≤15mm無碎裂;接口抗?jié)B試驗(yàn)應(yīng)達(dá)0.11MPa;內(nèi)腰箍不滲漏,橡膠止水圈不脫出;頂管在糾偏過程中,應(yīng)勤測量,多微調(diào);對(duì)每項(xiàng)糾偏角度應(yīng)保持10′-20′,不得大于1°。
4、頂進(jìn)過程中地面沉降控制
項(xiàng)目允許變化范圍(mm):地面隆起的最大極限+10;地面沉降的最大極限-10。
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