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        市政公用設(shè)施建設(shè)中非開挖技術(shù)的應(yīng)用

        2017-08-17 13:04:17楊瑞嫻
        中國科技縱橫 2017年14期
        關(guān)鍵詞:概況

        楊瑞嫻

        摘 要:在我國城市化進(jìn)程不斷加快的今天,城市公用管網(wǎng)鋪設(shè)規(guī)模越來越大,傳統(tǒng)開挖方式導(dǎo)致市區(qū)內(nèi)布滿了大量“戰(zhàn)壕”式溝槽,“拉鏈?zhǔn)健瘪R路的現(xiàn)象并沒有得到有效解決。這種現(xiàn)象的長期存在,不僅會阻塞交通,還會產(chǎn)生大量安全隱患,將對城市形象造成極大影響,并會破壞整體投資環(huán)境,將大大增加市政設(shè)備重復(fù)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用,造成嚴(yán)重浪費(fèi)。同時,由地面開挖坑槽進(jìn)行管道埋設(shè),或明挖修筑地下通道,都會對地面交通、施工場地造成極大影響。作為一項新型地下管線建設(shè)方式,非開挖施工技術(shù)水平的不斷提高,在市政公用設(shè)施建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。為此,本文在充分了解非開挖頂管技術(shù)概況的基礎(chǔ)上,對市政公用設(shè)施建設(shè)中非開挖技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析與探究。

        關(guān)鍵詞:市政公用設(shè)施建設(shè);非開挖技術(shù);概況

        中圖分類號:TU990.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)14-0088-02

        伴隨社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐的加快,加大了我國城市的建設(shè)力度,但其在高速發(fā)展的同時,也面臨著環(huán)境、人口及資源等多方壓力,市政工程對地下基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及服役性提出的要求也越來越高,傳統(tǒng)“拉鏈?zhǔn)健泵魍谑┕?,因其存有大量?fù)面影響,如堵塞交通、綠地破壞及空氣污染等,已無法滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需求,正是在這種形勢下非開挖技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。非開挖技術(shù)在我國市政公用設(shè)施建設(shè)被廣泛應(yīng)用于鋪設(shè)管線、修復(fù)管道等。則在鋪設(shè)管線時,往往可將其劃分為頂管法、水平定向鉆進(jìn)法及導(dǎo)向鉆進(jìn)法等。其中最常見的為頂管法,為此,本文以頂管法為研究對象,對市政公用設(shè)施建設(shè)中非開挖技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了分析與探討。

        1 非開挖頂管技術(shù)的概況

        上世紀(jì)70年代非開挖技術(shù)誕生,并于90年代逐步向我國傳入?,F(xiàn)階段在給排水、電力等方面的管理建設(shè)及修復(fù)中得到了廣泛應(yīng)用。非開挖是指選取多種巖土鉆掘設(shè)施及技術(shù)方式,利用導(dǎo)向、定向鉆進(jìn)等方法在地表極小部分開挖的情況下,對地下各類管線敷設(shè)、更換及修復(fù)的新施工技術(shù),與傳統(tǒng)明挖技術(shù)相比,非開挖技術(shù)具有更多優(yōu)勢,其不會造成交通堵塞,不會破壞綠地,更不會影響周圍的正常秩序,能夠降低對人們生活、工作的影響程度,具有良好社會經(jīng)濟(jì)效益。

        作為非開挖技術(shù)的重要類型,頂管法主要包含敞開式、泥水平衡式及氣壓平衡式等,在市政管網(wǎng)工程施工中頂管法得到了廣泛應(yīng)用。將相應(yīng)數(shù)量的小基坑設(shè)置到管網(wǎng)施工路線上,以此作為工作井,且將其看做是某段頂管的起止點(diǎn),并將圓孔設(shè)置到工作井側(cè)壁上,以此看做是頂管進(jìn)出口,出口圓孔壁對面?zhèn)葔槌袎罕?,隨后將承壓墊板及液壓千斤頂安裝其上,在管內(nèi)端部位置進(jìn)行土方挖掘,且按照設(shè)計中心線與高程規(guī)定,頂入完成鋪設(shè)的管子。

        2 市政公用設(shè)施建設(shè)中非開挖技術(shù)要點(diǎn)分析

        某管網(wǎng)工程路段1長度為1599m,預(yù)埋玻璃鋼污水支管DN300長度為602m,直徑100cm檢查井40座;2835m為路段2的長度,3158m為玻璃鋼夾砂污水管DN400;81.9m為玻璃鋼夾砂污水管DN500長度,1264m為DN300長度,直徑100cm的檢查井共有81座。

        2.1 施工準(zhǔn)備

        施工前期必須詳細(xì)調(diào)查施工現(xiàn)場的實際情況,主要內(nèi)容包含以下幾點(diǎn):

        第一,根據(jù)周圍人、車流量的實際情況,進(jìn)行交通導(dǎo)向牌的設(shè)置,特殊情況下,需指派專人進(jìn)行交通指揮。

        第二,在對有關(guān)資料詳細(xì)查閱的基礎(chǔ)上,選取探測技術(shù)對各個管道進(jìn)行準(zhǔn)確定位,如煤氣、供水等。

        第三,全面調(diào)查地下設(shè)施與土質(zhì)實際情況。調(diào)查結(jié)果表明,施工地土層分布情況如下表1所示。

        除此之外,還對工具管迎面阻力進(jìn)行了測算,在頂進(jìn)施工中管道受力指標(biāo)等如下所示。

        (1)工具管迎面阻力,公式如下:

        其中,工具管迎面阻力可由Fp表示;

        頂管外徑可由D表示;

        頂管內(nèi)徑可由d表示;

        阻力系數(shù)可由k表示;

        由此得出,280kN為此工程工具管迎面阻力。

        (2)頂進(jìn)施工中管道受力情況,公式如下:

        其中,管道頂進(jìn)環(huán)節(jié)整體受力可由F表示;

        土層重力密度可由γ表示;

        管道頂管土層厚度可由H表示;

        管道土層內(nèi)摩擦角可由j表示;

        單位長度管道自重力則由ω表示;

        管道頂進(jìn)長度可由L表示;

        摩擦系數(shù)則由f表示;

        由此可見,2983kN為此工程管道頂進(jìn)施工整體受力值。

        2.2 井位設(shè)計

        完成上述作業(yè)后,即可按照施工現(xiàn)場的實際情況,進(jìn)行井位布局及設(shè)計,要求在流水位下游部位設(shè)置工作井,以此為及時排除管道積水提供便利。因工作井成本較高,基于經(jīng)濟(jì)性原則,可在此工程各段路分別進(jìn)行1個頂管工作井及接受井。工作井長度為3m,寬度為4m,高度為6m,且將集水坑設(shè)置到工作井內(nèi),選取350mm以上砂礫道床用于工作井,相隔一定距離進(jìn)行枕木安裝,規(guī)格尺寸為200x150x2500mm,為偏差控制提供便利。除此之外,為避免工作井出現(xiàn)沉降問題,需在管底和枕木相隔40mm左右,將2根重軌設(shè)置到各路段兩邊,628mm為兩軌距離。

        2.3 頂進(jìn)施工

        完成井位設(shè)計及各項檢查工作以后,需及時進(jìn)行掘土、頂進(jìn)施工。本工程選取的頂進(jìn)設(shè)備為液壓千斤頂,自重為200t,并配合其他設(shè)備,如頂鐵、高壓油泵等。選取工作井與接受井一起頂進(jìn)施工的方式,通過人工掘土的方式進(jìn)行主體頂進(jìn)施工,順著人工掘出的土壁將管子頂進(jìn),其施工質(zhì)量對頂進(jìn)施工的準(zhǔn)確性起到?jīng)Q定性作用,為保證施工安全,應(yīng)確保土壁能夠和管壁平行,及時向指定堆放位置運(yùn)送掘出的土,降低對設(shè)備、閥門等部位的損害,這對校驗系統(tǒng)氣密性的準(zhǔn)確性極為有利。與此同時,要求掘土50cm,即進(jìn)行一次頂進(jìn)施工,要求勻速頂進(jìn)作業(yè),確保其速度的均勻性,頂進(jìn)施工時,應(yīng)對前方施工情況進(jìn)行實時觀測,避免出現(xiàn)偏移問題。

        2.4 誤差測量及校正

        頂進(jìn)施工前期,應(yīng)將方向先及水準(zhǔn)點(diǎn)預(yù)先設(shè)置到工作井內(nèi),頂進(jìn)相應(yīng)距離后,需對頂管前端方向、高程進(jìn)行準(zhǔn)確測量,如出現(xiàn)問題,需及時選取千斤頂做好校正工作。

        3 非開挖技術(shù)的注意事項

        近年來,伴隨科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升,在我國非開挖技術(shù)得到了快速發(fā)展,但在具體實踐中,非開挖技術(shù)仍存有諸多問題,其原因主要包含不具備完善的非開挖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范、直接可觀察性較低及建設(shè)風(fēng)險等。為此,在市政公用設(shè)施建設(shè)中,必須提高非開挖技術(shù)水平,全面控制施工質(zhì)量。其施工注意事項如下:

        施工單位要將沉降觀測點(diǎn)布置在管道上方的路面頂部,每天定期觀測頂管機(jī)頭穿越路面的情況,每完成一節(jié)的頂進(jìn),需要在頂前頂后各測一次,并將土體隆起曲線、隆起量、沉降和最大沉降詳細(xì)記錄下來。對每個沉降點(diǎn)位的原始資料進(jìn)行測量,將測量得出的數(shù)據(jù)編制成冊,同時根據(jù)沉降量對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時調(diào)整,使其在頂管施工中發(fā)揮重要作用,最大程度的降低頂管對路面的影響。

        完成頂管施工后,不但要進(jìn)行膨潤土泥漿置換,而且要對路面下方加強(qiáng)補(bǔ)漿,水泥砂漿能夠通過設(shè)置在管道上的注漿孔注入路面下方的土體中,使路面下方土體的空隙得到填補(bǔ),使路面下方土體的強(qiáng)度能夠最快速度的恢復(fù)到頂進(jìn)前的狀態(tài),從而路面的穩(wěn)定性得到提升,安全性有所保障。

        4 結(jié)語

        綜上所述,隨著各項城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善,對于市政道路建設(shè)的質(zhì)量也有了更高的要求。非開挖技術(shù)在地下管網(wǎng)的施工中的應(yīng)用越來越廣泛,不僅有效的提高了地下管網(wǎng)的施工質(zhì)量,也在最大限度上減少了施工操作對于周邊自然環(huán)境的影響。頂管施工技術(shù)屬于非開挖施工方式中的一種,通過提高頂管施工技術(shù)水平,規(guī)范施工工藝,可對其施工質(zhì)量進(jìn)行有效控制,進(jìn)而為具體工程施工提供科學(xué)指導(dǎo)。

        參考文獻(xiàn)

        [1]宋洋,任亮,闞紅明,等.頂管技術(shù)在城市給排水管道建設(shè)中的應(yīng)用[J].電子制作,2013,(15):194-194.

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