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頂管工藝在污水處理工程中的應用

時間日期：2004-2-10 已被閱讀次：[7304]

佛山市第一建筑集團公司　阮海南

[摘要] 頂管施工技術(shù)近年來在我國發(fā)展迅猛。市政工程中采用頂管施工可以將作業(yè)面移入地下，從而避免了對地面交通的影響。只要施工前選線合理，施工方法恰當，構(gòu)筑物并不妨礙施工的正常進行。本文就頂管施工工藝以及在污水處理中的應用作了簡要闡述，并展望以后頂管法日漸成熟，可成為市政建設(shè)中的一種常用工藝。
[關(guān)鍵詞] 頂管、觸變泥漿、泥漿套。

　　一、引言
　　隨著人們環(huán)保意識的提高，城市對污水處理的要求越來越嚴格，污水處理廠外收集系統(tǒng) 工程截污管道大量增加，由于截污管道較長，經(jīng)過的地質(zhì)條件以及現(xiàn)場條件較為復雜，施工時無法明溝開挖埋管時，頂管法可成為有效的補充。我司在順德區(qū)大良施工地下排污管采用此方法施工，不但能保證施工安全，而且集市區(qū)舊房不受任何影響，達到預期的效果。
　　二、頂管法施工適用條件
　　在污水管道直徑較大（Φ600mm以上），施工現(xiàn)場無法有采用明溝開挖埋管施工而管道沿線又無其它建筑物基礎(chǔ)時，可考慮采用使用頂管法施工。
　　三、頂管法施工的原理
　　頂管法施工原理是在管道的沿線按設(shè)計的方案設(shè)置工作井和接收井，工作井內(nèi)設(shè)置堅固的后座，吊進油壓千斤頂以及要頂進的鋼管或混凝土管，接好照明，泥漿管，油管等管線，然后用油壓千斤頂緩慢頂進，通過壓漿系統(tǒng)使管節(jié)周圍形成泥漿套，管道在泥漿套中滑行，在頂進的過程中通過激光經(jīng)緯儀測量頂管的方向，邊頂進邊排土邊調(diào)整，直至將鋼管或混凝土管頂至接收井內(nèi)。
　　四、頂管的施工
　　1、工作井及接收井、檢查井施工，根據(jù)地質(zhì)情況及現(xiàn)場條件，采用合適的支護方式開挖，然后盡快做好底板及壁板混凝土，并進行頂管所需的后靠背混凝土以及土體的強度復核，確定混凝土以及鋼板墊塊的厚度。這是管節(jié)能否順利頂進的關(guān)鍵。
　　2、油壓千斤頂?shù)醴啪臀�，軌道安裝。
　　3、管節(jié)的選用、安裝：管節(jié)必須全面檢驗，發(fā)現(xiàn)外觀有缺陷的一律禁止使用。管道吊放前上好橡膠止水圈。將管節(jié)吊放在軌道上，安放環(huán)形頂鐵，緩慢推進，讓接頭平順對接。如發(fā)現(xiàn)有破壞、翻轉(zhuǎn)、出槽等現(xiàn)象，必須退出管節(jié)重新更換、調(diào)整橡膠圈，重新安裝對接。接頭對好后，繼續(xù)開動液壓千斤頂將管節(jié)頂進。
　　4、管節(jié)頂進
　　a.頂進的流程為：
　　b.頂進的阻力主要為正面阻力、管道周邊摩阻力兩部分組成。
　　為減少頂進正面阻力，頂進的機頭可改良為尖鉆頭。
　　隨著頂管距離的增長，推力上升很快。為避免管節(jié)超過受壓極限破壞，管壁外的減阻是工程順利完成的必要措施。施工時采用管節(jié)周圍注觸變泥漿，將管節(jié)與土之間的干摩擦變?yōu)?濕摩擦，達到減阻的目的。觸變泥漿按膨潤土：燒堿：CMC：水=0.3：0.2：0.01：1的配比配制后靜置24小時后使用。施工時通過壓漿系統(tǒng)從機頭，前三節(jié)管的注漿孔壓入觸變泥漿，形成約10mm厚的泥漿套，使頂管在泥漿套中滑行，減少摩阻力。根據(jù)壓力表和流量表，控制壓漿的壓力約為自然地下水壓的1.1～1.2倍。
　　在施工操作時，必須“先壓漿后頂管，邊壓漿邊頂進，停頂進勤補漿”的辦法維持泥漿套的性能。
　　c.頂進線路的控制
　　機頭自身有一段糾偏段，糾編最大角度范圍能夠達到上下1.7°左右1.2°。頂進線路的控制主要依靠設(shè)備的正確操作以及預見性。
　　為了使管道按照設(shè)計要求的高程和方向頂進，在頂進過程中應不斷對工具管的高程方向轉(zhuǎn)動進行測量，“勤測勤糾”，根據(jù)測量反饋結(jié)果，調(diào)整糾偏千斤頂，使機頭改變方向，從而實現(xiàn)頂進方向的控制，確保管道按設(shè)計軸線頂進。
　　糾偏貫穿頂進施工的全過程，盡量做到糾偏在偏位發(fā)生的萌芽階段。
　　測量是采用2″激光經(jīng)緯儀進行方向的測量的，對于扭轉(zhuǎn)，則由機頭的角度儀測出。激光經(jīng)緯儀經(jīng)校正后，牢固固定在千斤頂端，然后管道的機頭端安裝反射玻璃，并將測量的結(jié) 果直接輸出至控制液壓千斤頂?shù)碾娔X上，方便操縱。
　　頂管穿墻時要防止工具管發(fā)生偏差。在穿墻的初期，因入土較少，工具管的自重僅由兩點支承，其中一點是導軌，另一點是入土較淺的土體。土體支承面上承載力較低，使機頭容易下沉。因此，機頭穿墻時，在穿墻管下部要有支托，工具管的推進要迅速，縮短穿墻管內(nèi) 的土體暴露時間，以減少安全隱患。
　　管道頂出穿墻管及在長度3－4m范圍內(nèi)的偏差是影響全段偏差的關(guān)鍵，特別是出墻洞時，由于管段長度短，機頭重量大，近出洞口土質(zhì)容易受擾動等因素的影響，往往會導致向下偏，此時，應該綜合運用機頭自身糾偏和調(diào)整千斤頂?shù)淖饔昧狭χ行膩砜刂祈敼芊较颉?br>　　d.泥土外運
　　泥屑由泥水系統(tǒng)隨泥漿管排出，在泥漿池過濾土渣并及時外運。
　　e.管內(nèi)動力及照明
　　管內(nèi)動力主要用來掘進、糾偏、出土及頂進，選擇380V動力電源。由于管內(nèi)環(huán)境潮濕，照明必須采用安全低壓照明。采用變壓器變?yōu)?6V安全電壓照明。
　　f.頂管注意事項
　　注意防止地面的沉降或隆起：在頂管施工沿線按一定間距布設(shè)沉降觀測點，監(jiān)測頂管頂進施工期間的地面沉降量。
　　開挖端面的取土過多或過少，會造成地面的沉降或隆起。為避免這種不良影響，可采取以下措施：在壓漿時要控制好壓力，恰好能平衡“泥漿套”以上土體的壓力。嚴格控制管道接口的密封質(zhì)量，防止?jié)B漏。在某些管節(jié)埋藏較淺，離地面不足1.5米的位置，可采用沿管線局部壓鋼板，上堆砂包加載的形式，防止管節(jié)頂進時觸變泥漿上浮使到泥漿套失效。
　　工具管糾偏后，刃腳后形成一個空隙，管道頂進時周圍的土體會塌入空隙，造成地面沉降。為避免這種情況，在頂管頂進時，要及時測量，勤測勤糾，避免大角度糾偏。五、結(jié)束語
　　社會發(fā)展，人們環(huán)保意識不斷加強，城市的規(guī)劃越來越嚴格，城市污水處理量越大，需要建設(shè)的污水管道不斷增加。過去，人們受施工現(xiàn)場條件控制，很多時候很難開挖，或無法穿過河道等困難，污水管道敷設(shè)處處受制。隨著頂管法的日漸成熟，以上問題可迎刃而解，污水管道的布置可以越來越靈活，可極大滿足人們對污水處理的要求。頂管法施工將成為市政工程施工中的一種常用工藝。
　　參考文獻
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　　[2] 孫鈞，袁金榮，盾構(gòu)施工擾動與地層移動及其智能神經(jīng)網(wǎng)絡預測，巖土工程學報. ，2001年3月。
　　[3] 方從啟，王承德，頂管施工中的地面沉降及其估算，江蘇理工大學學報，1998年4 月。

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