宓婭芳
(寧夏雲(yún)峰工程建設(shè)集團有限公司,寧夏 銀川 750021)
市政工程中的地下管線開挖及修建一直以來都有著一定難度,因此在建筑行業(yè)飛速發(fā)展的今天,非開挖管線施工技術(shù)已然成為備受矚目的焦點。與傳統(tǒng)施工開挖手段相比來說,頂管施工技術(shù)具有交通運行影響小、生態(tài)環(huán)境破壞低、建筑周期短等優(yōu)點,同時其施工成本較低,且收益高、精度高、適用性強,非常符合當(dāng)今建筑行業(yè)的施工環(huán)境。
頂管施工技術(shù)是一類不必開挖的管道管線施工的工程技術(shù),其實施主體大多為機械設(shè)備,要克服機械設(shè)備與管道、土體的摩擦作用力,實施坑接以及管道連接工作。通常情況下,施工通過借助汽缸和管道之間的相互推動力來實現(xiàn)管道頂進的目的,以達到設(shè)計施工的目的。市政工程廣泛應(yīng)用頂管施工技術(shù)可以在幾乎不破壞道路管線的情況下,以實現(xiàn)管道的良好對接,達成施工的預(yù)期效果。
在頂管施工技術(shù)的具體施工階段,通常按次序?qū)蝹€管線推進頂入地下以實現(xiàn)管線對接。若是需要挺近的施工距離較長,常規(guī)的油缸汽缸推動力無法實現(xiàn)管道的完全推進,則工程中通常會制定分段施工的計劃。依據(jù)施工的宏觀線路將管道分為若干部分,再在接口位置設(shè)立移動頂推點,實現(xiàn)全面接口對接。
與此同時,針對于長度較大的管線的頂進施工,還需要在管壁、對接口處添加減少摩擦的物質(zhì),例如減摩劑,緩解管道在土層推進過程中由于受到滑動摩擦而速度降低的現(xiàn)象,還會減少由于滑動摩擦對于管道與土層之間的破壞。
頂管施工技術(shù)由于環(huán)境影響較小、施工便捷、安全性好、防水性強使得在市政工程的使用中規(guī)模越來越大。
1.3.1 環(huán)境影響
由于頂管施工技術(shù)的開展必須要進行大規(guī)模的土體開挖工作,這一優(yōu)勢十分適用于地下公用工程較多且結(jié)構(gòu)密度較大的項目。而市政公用工程的使用地點大多位于城市市區(qū),且城市地下環(huán)境復(fù)雜,遍布了各類燃?xì)狻⒐┧芫€及其他設(shè)施,這本就不適合大型土方開挖作業(yè)。因此可以看出,頂管施工技術(shù)的工程應(yīng)用意義與價值之高。
1.3.2 施工成本較低且操作便利
頂管施工技術(shù)擺脫了傳統(tǒng)市政地下管線施工的土方開挖,同時其對于城市中的公共資源的占用也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)技術(shù),因此其施工成本也相對較低。另外,相比于傳統(tǒng)管線施工技術(shù),頂管施工技術(shù)的施工效率更高,所以其施工技術(shù)本身的性價比是極高的。
1.3.3 安全性較高
頂管施工技術(shù)在施工過程之中,施工人員以及施工設(shè)備都處于地表之上,地面工作場地的占用面積較小,這些原因都使得工作場景顯而易見,遇見一些棘手的問題都可以快速及時解決,補充相應(yīng)的人力物力。對于市政工程來說,這種新興的施工手段能有效減少地面工程給予周圍環(huán)境的破壞與安全隱患。另外,頂管施工由于被廣泛采用而使得工程技術(shù)水平愈發(fā)成熟,無論地下還是地上施工水平都得到了質(zhì)的提升,因此其已經(jīng)被市政工程領(lǐng)域廣泛接受。
1.3.4 防水性良好
頂管施工技術(shù)可以很好地擺脫由于施工開挖而破壞污染地下水的問題,最大程度上避免污染地下水資源的運輸以及居民的日常使用,提升工程的施工進度確保工程質(zhì)量。頂管施工技術(shù)是一項綜合性的施工手段,其很容易滿足水密度與結(jié)構(gòu)強度要求,同時管道的接口接縫都遠(yuǎn)小于盾構(gòu)機工法,大大降低了工程的防水性能。
社會經(jīng)濟的不斷進步對于城市給排水的發(fā)展提出了新的要求,在現(xiàn)行的城市規(guī)劃中,城市給排水管網(wǎng)日趨密集,給排水管道面積不斷增大。在對新管道的建設(shè)和與舊管道的對接中,耗費了大量的人力物力,導(dǎo)致設(shè)計施工管理和管道連接技術(shù)急需提升。
這些層面的不完善導(dǎo)致整個城市的供水系統(tǒng)不完善,從而使得居民的日常用水有時得不到保證。城市給排水系統(tǒng)的建設(shè)不是一蹴而就的,而是在原有的給排水管道施工技術(shù)上加上新的管路設(shè)計手段的過程中,市政相關(guān)工作人員經(jīng)常忽視城市建設(shè)程度和自然環(huán)境因素,這就導(dǎo)致給排水的近期和遠(yuǎn)期規(guī)劃不相符。在給排水的實際施工中,因受到施工地域等限制和施工過程中突發(fā)情況的影響,管道鋪設(shè)不是脫離施工技術(shù)就是無法按原有的設(shè)計方案實施。
這種工程變動極大地影響著整體的施工周期和施工質(zhì)量,因此要把給排水系統(tǒng)的設(shè)計和城市現(xiàn)狀相匹配,在設(shè)計環(huán)節(jié)進行前要對城市整體的自然情況和原有的管路進行全面調(diào)查,并且要促使建設(shè)管理單位加強這方面工作的認(rèn)識,從而避免一些不必要的情況發(fā)生。[1]
我國市政項目工程的管材通常采用鋼材、鋼筋混凝土材料、玻璃鋼材以及陶瓷材料等建造,鋼筋混凝土管材的應(yīng)用較為普遍,其主要工程性能為強度剛度高、性價比較好。但與此同時,也存在著材料防水性差、抗?jié)B透性差等缺點。其中,鋼管的優(yōu)勢在于重量較輕且挺進的阻力較小,密閉性與防滲透性能都較高。但其極易受到雨水的腐蝕,且造價較高,使用壽命不長;玻璃鋼管在于質(zhì)輕,承載能力較強且使用壽命較長,能夠承擔(dān)起較長距離的挺進工作,但其造價仍偏高且彎曲性差。其他材料大多存在著自身的優(yōu)點與缺陷,這也要求相關(guān)工程人員在選擇時要因地制宜,并結(jié)合一定的有效措施,趨利避害,發(fā)揮材料自身所長。
頂管施工技術(shù)主要的工程設(shè)備是挺進式頂管機,其目前主要類型分為手掘式頂管機、泥水式頂管機、土壓式頂管機、氣壓平衡頂管機。不同類型的機械需要結(jié)合不同的地質(zhì)類型以及氣象條件加以選擇。正常情況下,淤泥多的黏土地多選用泥水式以及土壓式頂管機;而砂土較多的地方多采用泥水式頂管機。同時,在實際工程項目的加工過程中,需要改良地面地質(zhì)的情況以實現(xiàn)理想的管線頂進工作。例如,黃土土質(zhì)一般較差,需要進行改良以便于工作開展,可以通過敞開式與氣壓平衡式頂管機械來實現(xiàn)。而強風(fēng)帶以及中風(fēng)化巖石需要根據(jù)現(xiàn)場的具體情況進行挺進機的選擇,依據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)選用不同的設(shè)備刀頭,保障頂管施工的強度及質(zhì)量。
在頂管施工技術(shù)中技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)實際情況設(shè)立工作井與接收井,根據(jù)井的位置確定,在工作井內(nèi)啟動推進設(shè)施將管線挺進機頭按照工程技術(shù)規(guī)范頂入地下土層。再根據(jù)事先預(yù)制的鋼筋混凝土管道將管線頂入底層,同時清理在挺進過程中產(chǎn)生的土方雜質(zhì)。工作井與接收井一般采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土的矩形構(gòu)造,設(shè)置結(jié)構(gòu)之前需要事先勘測井位的地質(zhì)情況與水文情況,結(jié)合氣候條件,確保井位地點的地質(zhì)結(jié)構(gòu)足夠穩(wěn)定以方便工作展開。按照分層施工的工序進行開挖作業(yè),以在合適位置為管道設(shè)置預(yù)留空間。
在設(shè)置防水層橡膠圈的過程中需要對于管線洞口的內(nèi)側(cè)壁,將鋼套安置穩(wěn)定,以便于止水封板與防水橡膠圈能夠在設(shè)計位置良好固定,避免洞口處理與頂進管線期間泥沙會流入工作井內(nèi),防治井內(nèi)沉降地下水;在管線下沉施工階段,應(yīng)選用小型的龍門去吊下管。要注意測量管線中的中線位置以及前后梁端管道底部的標(biāo)高,對于導(dǎo)軌的具體點位給予精確落實。
市政工程分工明細(xì),每個部門都有檢查組來確保工程的安全性及經(jīng)濟可行性。然而,強調(diào)的點在于檢查是否能行之有效。工程崗不同于其他行業(yè),稍有不慎不僅是金錢虧損那么簡單,是非常有可能導(dǎo)致工程事故甚至人工生命安全遭到威脅的。作為強化質(zhì)量意識的首要環(huán)節(jié),對工程責(zé)任感和使命感的培養(yǎng)增強具有必要性。對于職工個人的道德品質(zhì)以及職業(yè)操守有了確切保證,建設(shè)工程才會有確切保障。市政公共工程檢查設(shè)施作為城市運行發(fā)展體系中的不可或缺的部分,不能允許任何可能出現(xiàn)的問題苗頭存在。通過引進尖端工程技術(shù)以及具有豐富工程經(jīng)驗的員工來充實行業(yè)內(nèi)部人員的軟實力,提高工程人才的職業(yè)操守,使得建設(shè)水準(zhǔn)逐漸提升。[2]
然而,監(jiān)管體系的必要性以及監(jiān)管工作開展的有效性常常被領(lǐng)導(dǎo)班子忽略,逐漸使得監(jiān)管人員消極怠工,工程監(jiān)管環(huán)節(jié)惡性循環(huán);另外,從上述現(xiàn)象我們可以看出,如果不及時解決工程中對于管理體系消極怠工以及必要性被忽視的問題,市政公用工程的順利進行就會受到威脅。因而在工程內(nèi)部要制定獎罰措施,且設(shè)置多道檢查組,多角度進行工程檢查。在現(xiàn)如今金錢至上的時代,僅有處罰措施是無法調(diào)動施工人員的積極性的,也要利用好人性的弱點,制定一定的獎勵措施,調(diào)動員工的積極性,使得整個工程中的崗位相輔相成、互相監(jiān)督,共同保證市政公用工程保質(zhì)保量地完成。
頂管施工技術(shù)在市政工程的給排水工程中運用程度已經(jīng)相當(dāng)廣泛了,但在實際工程開展中仍然會存在著一定的問題,且地下工程復(fù)雜性使得工程建設(shè)中的問題不能簡單分析并處理,需要規(guī)避工程風(fēng)險,合理科學(xué)地采取施工要點以保證理想的施工成果。