簡介:頂管施工技術於1953引入我國後，經過幾十年的研究和應用，其施工技術日趨成熟，應用範圍也越來越廣泛，在城市汙水管道中的應用就是典型代表。該施工技術打破了傳統的管道到填埋場的方法，在地下工程密集的城市中優勢明顯，是實現城市可持續發展和人們環保理念的最佳管道施工技術選擇。
壹、城市汙水頂管施工技術的施工原理
頂管施工，即非開挖施工法，是繼盾構施工後發展起來的地下管線施工方法。它是壹種免開挖或少開挖，借助主頂進油缸和管道間中繼室的推力，將工具管或掘進機從工作井通過土層提升到接收井。同時將工具管或掘進機正後方的管道埋在兩井之間，以實現不開挖鋪設地下管道的施工方法。可穿越道路、河流、地面建築物和地下構築物，適用於汙水管道、排水管道、天然氣隧道、通信電纜等管道的非開挖敷設。下面，本文將結合城市汙水管道的施工實踐，詳細介紹城市汙水管道頂管施工技術。
二、城市汙水頂管施工技術
1，頂升設備的選擇
頂管施工最突出的特點是適應性，即根據不同的地質條件、施工條件和設計要求，選擇合適的頂管施工方法、頂管機和配套輔助設備。因此，在選擇水頭時，根據地質報告並結合施工經驗，頂管水頭的施工應采用什麽樣的水頭(氣壓平衡、泥水平衡、土壓平衡)。其次，根據實際情況選擇合適的頂進設備形成老頂，頂管設備中的液壓裝置應由液壓主站、液壓控制箱、管路等液壓元件組成。為了有效降低頂管阻力，頂管使用的泥漿是現場攪拌的。膨潤土攪拌系統由泥漿泵、混漿池、儲漿池、備用池和閥門組成。
2.頂管和接口
頂管作業應在工程準備和設備調試完成後進行。應通過起重機將管道放置在導軌上。頂管作業時，應先將管吊頂部埋入土中，使土進入管內後形成土塞，達到壹定長度後，方可停止頂管作業。然後，通過人工挖掘將土壤吸入管道，並將其送出管道。清除土塞後，繼續進行管道頂進作業，直到管道可以頂進115m的工作坑，然後可以放置下壹段管道，從而推進管道頂進作業。在長輸管道頂進過程中，當頂進阻力超過允許的總頂進力，壹次頂進距離達不到時，需要在繼電器之間設置繼電器頂進。長距離(100米以上)管道頂進過程中，必須采用註漿技術減少頂進過程中管壁與土體之間的摩擦力，並對流失的土體進行填充，以減少土體的變形、沈降和水阻力。
鋼領橡膠止水帶和軟土內襯構成管道的連接處。在運輸和吊裝過程中，應保證鋼頂針不變形，橡膠不移位、不翻倒，以保證接口不損壞，管道密封。同時，鋼圈套在進入施工現場前壹定要保存好。施工時，橡膠止水帶必須用強力膠牢固地粘在混凝土管口的凹槽上，管接頭對接前應塗無腐蝕性潤滑油，以減少摩擦，防止止水帶翻轉、移位、斷裂。軟木襯墊由多層膠合板(約1cm厚)制成，夾在前後管接頭的鋼領之間，以均勻管接頭之間的相互作用力，減少接頭損壞。管道頂進後，應對管道內接口進行處理，並將管段之間的膠合板鑿至相同深度(深度2 ~ 3 cm)，並用瀝青彈性嵌縫膏或水泥砂漿找平。頂管完成後，必須及時用混凝土更換膨潤土泥漿，以保證管道周圍的土體透水性較小，能夠支撐管道。
3.城市汙水頂管施工的質量控制
在城市汙水管道的施工中，主要有三個施工過程:第壹個是工作坑的開挖和汙水管道的施工。O型管的制作和安裝，二是借助油泵進行頂管，最後是拆除工具管並回填。在這三個過程中，必須嚴格控制施工質量，確保汙水管網的安全和長期使用。具體的質量控制主要分為以下兩個時期:
(1)施工準備工作
施工前，施工技術人員應根據技術質量要求做好現場坐標和水準點的復測和保護工作。對管材質量要嚴格審查和檢查，對強度和裂紋不符合要求的管材禁止進入施工現場。做好第壹段管道的水平測量和高程測量，同時做好測量記錄。如發現重大偏差，應及時報告，並采取應急措施。
(2)施工中的應急處理
施工時，應及時進行管道前方的開挖，防止土壤堆積過多造成管道沈降，並記錄出土量。安裝千斤頂時，確保千斤頂的頂力位置和頂力阻力位置在同壹軸線上，並確保四個千斤頂受力平衡，避免出現頂力力偶。管道頂進時，需要記錄頂進設備。如發現頂力異常增大，應立即停止施工，分析原因後采取相應對策，再進行下壹步施工。在頂管施工過程中，應根據施工現場的實際地質變化，采用不同的方法保證頂管施工的順利進行，如改造頂管頭部、固結泥砂、降低土的地下水位等。
三、城市汙水頂管施工存在的問題
由於汙水管道施工為地下作業，受地質條件、地下施工、施工設備等多種因素影響，施工過程中需要註意的問題較多，具體如下:
1，頂起出洞。當鉆桿被推出井眼並打開鋼制密封門時，工具管被推出井外。在頂管出洞的實際操作過程中，管道的應力會在瞬間發生劇烈變化。因此，要防止工具管前方的土體坍塌和工具管偏離設計軸線。
2.糾正偏差。在頂管過程中，當頂管受到偏心力和局部阻力時，往往會偏離設計線。這時候就需要利用管道中的糾偏氣缸來改變管頂的方向，以減少管道的跑偏。
3.糾正扭曲。在頂管過程中，容易出現管道扭角，影響管道排泥和電機安裝。所以要加強控制，避免扭轉角度過大。
4.表面隆起。如果頂管操作不當，頂管機前端會沿滑動面破壞，導致地表隆起。
5.地面沈降。由於管頂土層不穩定、土質疏松、地下水、超挖等原因。頂管施工完成後，地面將發生沈降，管道中心線兩側沈降地面的寬度和深度將隨時間增加。
6.導軌偏差。頂管施工過程中，應采取措施避免基坑導軌左右或高低偏移。
除上述問題外，後排靠背嚴重變形、移位或損壞；主頂軸油缸偏移；洞口止水環應盡量避免撕裂或外翻。
四。結論
雖然城市汙水頂管施工技術已經成熟，但現實中仍然存在上述諸多問題。因此，這項技術需要不斷完善，才能在其他管網建設中發揮更大的作用。汙水管道布置靈活多變，頂管施工安全性高、工期短、幹擾小等特點，將有效提高施工效率，加快城市化發展進程。這種先進的城市汙水頂管施工技術的推廣將會給我們帶來更大的社會、經濟和環境效益，實現“雙贏”。
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