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        污水管線施工中非開挖技術的應用

        2022-07-04 07:46:10李建偉
        科技創(chuàng)新與應用 2022年19期
        關鍵詞:頂管管線污水

        李建偉

        (北京通成達水務建設有限公司,北京 100028)

        1 工程概況及施工背景

        為了全面提升本文論述的科學性和有效性,文章以具體的工程案例作為主要分析對象,結合實際應用情況進行闡述。該工程位于北京市西北部的昌平區(qū),其是首都生態(tài)環(huán)境的重要屏障。區(qū)內地形西北高,東南低。

        本工程主要建設內容涉及到郝百路段污水管線、馬池口鎮(zhèn)中水南線、南辛路段(辛丈路支線)污水管線、南辛路段污水管線、幸福河段(昌流路支線)污水管線、混凝土污水檢查井、混凝土污水沉泥井等。

        首先由于整體工程規(guī)模較大,用常規(guī)的開挖性污水管線施工技術進行施工,必然會面臨著較大,的工程量,同時工程位于城市中心區(qū)域,施工管線大多數(shù)位于現(xiàn)狀路邊,基本與現(xiàn)有的道路并行,或在路邊綠地和人行道上,施工場地狹小,堆放材料困難;對周邊道路交通影響較大,拆改移和交通導行工作量較大;管線穿越京密引水渠和京包公路,施工協(xié)調工作很重要。

        2 頂管施工在污水管道施工中的應用

        2.1 實施策略分析

        在施工準備之前,必須要結合具體的工程地理位置以及實際的環(huán)境,進行詳細的勘察以及資料整合,確保前期準備的所有資料都可以滿足后期施工需求,同時要以精細化管理作為核心標準,強化施工設備管理、組織以及調控,這樣才可滿足后續(xù)的施工要求;結合具體的地質條件以及地下管線分布情況,建立在智能化檢測的基礎上,制定科學的管線施工方案,比如,可以將BIM 技術融合到管線施工規(guī)劃中。這樣可以快速地定位地下既有管線以及相關障礙物[1],能夠有效避免后續(xù)施工安全風險的出現(xiàn)。

        2.2 頂管施工的具體流程分析

        2.2.1 土方回填施工

        本工程土方開挖總體思路:當開挖深度不大于4 m 時,一次開挖成型;當開挖深度大于4 m 時,分層開挖,每層開挖深度根據(jù)現(xiàn)場土質條件、地下水埋深情況及溝槽的總體開挖狀態(tài)進行針對性分析。

        在土方開挖施工之前,首先需要利用現(xiàn)代化技術針對施工現(xiàn)場環(huán)境以及地下水位進行嚴格的監(jiān)測,分析是否存在復雜的地下管線,了解周邊建構筑物的實際情況,再結合監(jiān)測結果,進行現(xiàn)場施工材料以及人員團隊的布置。

        對工程區(qū)地下物進行調查、探測,要嚴格標明地下已建的管道和具體的位置,做好標識,并且分析管道的種類和高程,針對需要重點保護的既有良好之物,必須要由專人進行看護,并且設置明顯標識和防護欄。未知的管線必須要及時報告相關部門定位,及其具體用途和保護方案。對于開挖區(qū)域內需要拆除的地上物,在正式開挖前,拆除清理完畢后,方能進行土方開挖。

        開挖前,測量人員根據(jù)控制網的測設開挖上開口線和溝槽底邊線,用白灰線醒目標記,以此指導機械開挖人員進行作業(yè)。開挖時自上而下進行,施工過程中要嚴格結合前期方案以及圖紙的實際要求進行,在施工過程中要嚴格落實邊坡的控制,避免出現(xiàn)超挖現(xiàn)象以及欠挖現(xiàn)象,滿足施工圖紙要求的坡度和平整度。

        施工期間還需要由專業(yè)的人員進行現(xiàn)場測量,跟進施工進度,嚴格落實平面位置、標高、水準點、邊坡等各項細節(jié)的檢測,確保不變形、不位移、不滑坡。土方開挖時,挖掘機最有效的開挖深度在4 m 以內,開挖深度小于4 m,一次開挖成型。當開挖深度大于4 m 時,采取分層開挖的形式進行。分層開挖前,要根據(jù)地質土層情況、開挖深度和地下水位等,合理確定分層位置,確保開挖機械充分發(fā)揮其效率。

        使用機械開挖土方時,溝槽底預留20 cm 厚保護層,用人工修整、清理,確保地基不被擾動,滿足施工圖紙和相關施工技術規(guī)范的要求。詳細參數(shù)見表1。在開挖施工以及回填的過程中,必須要嚴格按照相關工程量計算具體的人工參數(shù),選擇效率最高且進度最快的方式進行施工,這樣才可以有效提升整體工程施工效率,也可以確保為后續(xù)的工程質量管控奠定良好基礎。

        表1 工程土方開挖及回填的施工參數(shù)標準

        2.2.2 管線組裝施工

        綜合施工期間的實際地質環(huán)境和施工需求,及時的進行工程細節(jié)的調整,這樣才可以有效確保管道的組裝具備可行性。首先不同材料的管道選擇需要結合前期的設計方案進行分析,在管道運輸?shù)倪^程中,運輸車和吊機設備必須要維持良好的運行狀態(tài),避免損壞管道質量。管道運輸?shù)浆F(xiàn)場之后,及時進行排列和堆放,并且進行批次檢查。在進行管道組裝的過程中,首先要在工作坑兩邊放置頂鐵,配合鎖定裝置來提升穩(wěn)定性,同時也要確保頂鐵自身的軸線與管道的軸線平行。在管道節(jié)點位置設置刃角,結合實際的工序和步驟進行外殼、內環(huán)、肋板等相關結構的安裝。

        2.2.3 施工方案規(guī)劃

        結合本工程的實際施工環(huán)境進行勘察,確定利用機械式土壓平衡頂管的方法進行施工,同時結合具體的施工需求,在不同施工條件的基礎上,打造了具有針對性的施工方法。例如,本工程的部分區(qū)域管道埋深較大、工作井與接收井間距離不長時,采用常規(guī)人工掘進頂管的施工方法(如圖1 所示),該方法具有施工設備投入較少、施工工藝相對機械式土壓平衡頂管方法較簡單、進度稍慢但是經濟投入小等特點[2]。另外,由于本工程的規(guī)模較大,部分區(qū)域工作井與接收井間距離稍長、管道埋深起伏較大深淺不均勻,并且進度要求非常緊張時,采用機械式土壓平衡頂管的施工方法(如圖2 所示);機械式土壓平衡頂管法施工具有頂進速度快、單向頂進距離長、對管道埋深適應性強、適應土質范圍廣、施工精度高、安全直觀方便(采用地面控制系統(tǒng))、施工工藝較復雜、技術要求高和經濟投入大等特點。施工中,根據(jù)現(xiàn)場具體情況和施工進度安排,選擇適宜的頂進方法。

        圖1 人工掘進頂管施工方法

        圖2 機械式土壓平衡頂管施工方法

        頂管工作坑和接收坑的施工方法相同,采用沉箱施工,一次澆筑成型、一次下沉的方法。

        2.2.4 管道頂進及對接施工

        在所有的施工設備調試完成之后,開始管道頂進作業(yè)。需要利用吊車將管道放置在導軌上。首先,確保機頭先進入土層內,讓土體進入管內形成土塞,達到一定程度之后停止頂進,進行管內取土。通常以人工挖取的方式進行施工。管前取土原則上控制與機頭前端平齊。其次,當土塞清除結束后,再進行管道的頂進,在管道鋪設之前必須要將表面的油污和雜物清除干凈,結合不同的管道直徑進行規(guī)范化處理。最后,選擇與管道直徑相符的密封膠圈,套入插口槽內,確保膠圈四周平整,沒有扭曲現(xiàn)象,然后在膠圈表面以及前一節(jié)管道內部涂抹潤滑油(如肥皂水)。

        在鋪管時,首先設備必須要平穩(wěn)運行,避免出現(xiàn)碰撞情況,將管道平移到接口位置,然后調整軸線和標高,在這個過程中可以通過水準儀進行持續(xù)性的檢查和觀測。另外在承插的過程中,依然需要保持管道全吊的狀態(tài),這樣能夠降低拉力對管道產生的影響。在管道拉緊之后需要及時調整軸線以及標高,同時要注意避免出現(xiàn)扭曲等情況。

        在整體管道安裝的過程中,必須加大質量管控力度,管口緊固作業(yè)非常關鍵,稍有不慎,膠圈就會扭曲、擠壓變形或破壞。本工程采用內拉法以及外拉法這兩種方式進行緊固施工。

        外拉法適合于各種管道直徑型號。在安裝的過程中,首先需要在管道的外壁上安裝鋼絲繩,鋼絲繩和管道之間需要設置墊層,避免對管道表面產生影響。接下來用手動葫蘆進行起重。起重機的起吊位置需要設置在距離管道中部管道10~20 cm 左右,需要利用人工操作的方式拉緊手動葫蘆,把承插口徐徐地緊密接合好。

        而在管道直徑較大的施工作業(yè)過程中,往往以內拉法為主,方便工人能夠在管道內部行走作業(yè)。在安裝好的管道內接縫位置,卡住水平鋼板或型鋼作為固定錨固點,布設牽引鋼絲繩、手拉葫蘆和待緊固管口的橫杠等,通過手拉葫蘆的拉緊,將管道連接緊密。

        3 頂管施工期間的問題控制方法

        3.1 落實施工材料品質的優(yōu)化

        在整體工程開始之前,要結合實際需求進行施工材料以及相關設備的統(tǒng)籌管理,明確具體的材料性能以及相關型號參數(shù)。嚴格的落實好供貨方的質量審查以及信譽監(jiān)管,確保所有的原材料質量滿足實際需求;所有采購的材料都必須要進行質量檢查,同時也要針對生產方進行資質檢測,材料進場之后還需要進行實驗室試驗,確保所有的材料質量滿足實際的施工需求。

        3.2 頂進速度及進度控制

        本工程以實現(xiàn)合同約定的日期作為主要的管理目標,落實好全方位的進度控制,將總體的進度控制目標進行分解,按照具體的班組以及實際施工進度進行針對性落實。

        從具體實踐角度來講,在施工過程中,本工程采取了全過程跟蹤監(jiān)督體系,結合前期制定的進度管控方案,通過調度措施來進行細節(jié)調整,并且設置計劃圖,在計劃圖上實時跟進具體的施工記錄,記載每一個施工節(jié)點和具體的完成日期。利用這樣的方式來打造多元化的進度管控體系,同時能夠有效排除干擾因素,確保所有的施工方案與前期的計劃相符。同時持續(xù)性的跟蹤體系,也能夠有效定位施工過程中所消耗的各項人力物力,嚴格落實相關設備以及材料的使用情況統(tǒng)計,并且做好統(tǒng)計報表,這與后續(xù)的成本管理也有一定的關聯(lián)。另外在進度控制的過程中,還需要融入資源供應體系,結合實際的施工需求,快速提供相關資源和設備,確保不耽誤施工進度,避免出現(xiàn)供應不足或者供應時間短缺等情況,也能夠有效避免盲目選擇物料導致的質量問題出現(xiàn)。

        3.3 主要質量技術保證措施

        首先,在前期準備的過程中,就需要通過文件以及相關規(guī)章制度來實現(xiàn)質量管控。首先成立專業(yè)的技術小組,針對所有的外來文件以及圖紙進行登記和質量檢查,所有下發(fā)的文件和圖紙必須要做好記錄,所有用于執(zhí)行的文件以及相關規(guī)范,必須要制定明確的清單。已經作廢的文件和圖紙必須要及時收回并且進行整合處理。

        其次,在施工過程中還需要落實好動態(tài)性監(jiān)督以及精細化管理,在工程開始之前要嚴格的結合方案進行準備工作的創(chuàng)新,其中涉及到質量檢測、圖紙設計、圖紙規(guī)劃、會審。結合具體的施工方案,嚴格的進行技術交底以及安全培訓,要討論當前方案是否可行,并且編制指導書[3]。綜合具體的施工組織規(guī)劃,嚴格地進行人員團隊和各個班組的調配,堅持專人專崗專責,同時要落實好持證上崗管理,確保崗位人員能夠嚴格遵守規(guī)章制度和相關規(guī)范。

        在每一道施工工序完成之后,相關班組人員必須要進行自我檢查,合格之后才可以交由質檢小組進行協(xié)同檢查,這樣才可以有效避免細節(jié)問題成為安全隱患。

        4 結束語

        綜上所述,在當前的污水管線施工過程中,結合實際的施工需求以及施工環(huán)境,分析影響因素和綜合效益,建立在統(tǒng)籌合作的基礎上,打造非開挖技術體系,能夠有效降低整體工程的成本投入,也可以提升施工質量,而頂管施工技術也需要落實全過程的監(jiān)督以及優(yōu)化管理。加強質量管控、落實智能化創(chuàng)新、明確各方主體的責任和義務、實現(xiàn)動態(tài)性管理,這可以為頂管施工工程的落實奠定良好基礎,也可以為我國污水管線價值發(fā)揮提供有效保障。

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