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谈顶管技术在市政工程中的应用

顶管技术由于其在市政工程施工中的众多优点而逐渐被广泛应用,本论文在简单介绍了项管技术的施工特点的基础上,重点分析了顶管技术在市政工程建设中的应用,并讨论了顶管施工的工艺问题,对于进一步提高顶管施工的质量水平具有一定借鉴意义。 摘要：顶管技术，又称为非开挖管道敷设技术，指的是采用少开挖或者不开挖的技术对地下管线进行铺设、更换，施工策略安全且经济，是一项综合了电子技术、地质学、液压制约、机械冶金和化学等多门学科综合性的土建工程。 关键词：顶管技术;市政工程;优点;施工策略 1、引言 顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管线管道施工策略,由于不开挖地面，所以能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑、堤下构筑物以及地下管线等，在给排水、燃气、电力、通信等管道施工中应用越来越广泛。它很适合运用到市政工程，是一种能安全有效地进行环境保护的施工策略，对城市环境的影响能降低到最低点。它不但能克服传统开挖法施工的缺点，而且还有很多的优越性。顶管施工分为非开挖顶管和开挖顶管。 1、非开挖顶管与开挖顶管相比较具有以下优点: 1.1工程质量好,穿越管线能够做到完全满足设计曲线和埋深,不受地下水位变化影响,质量可靠。 1.2有利于保护环境,不影响路面的正常通行,没有粉尘污染。 1.3施工人员相对较少,采用开挖策略进行穿越至少需要10人至20人,而采用管道定向钻穿越技术只需8人,甚至更少。 1.4施工占地相对较少,工期相对要短。 1.5应用范围比较广泛,不受水流、气候和环境的影响。陆地、海上、市区以及铁路、河流的穿越均可采用。 1.6由于成孔孔径仅略大于管径,空隙率仅10%,且为泥浆充填,不会造成上部土层等结构下沉。因此该工艺特别适合于公路、铁路下铺设管线。 2、顶管技术施工应用过程 2.1勘察和技术准备 首先，进行现场的踏勘和调查。包括以下几个事项：进行人、车流情况的现场观察，以确定人流和车流的交通组织路线，适当在路口设置交通导向牌，并在交通高峰期安排指挥人员疏导交通。对附近之排水系统进行摸底，以设计出最优的排泥水线路，并考虑在必要时期设置施工的临时排水管道，避开污水横流。对施工区域的煤气、供水、电力以及通讯等管道进行现场定位，后进行标示，并进行相应的临时关停和搬迁。调查附近桥梁的桥台基础、桩基间距及深度，明确附近顶管技术在市政工程中的应用.建筑物的基坑所采取的结构形式以及长度是不是在顶管的顶进轴线内，以确定是否采取喷锚结构施工。 其次，进行技术准备。可要求顶管施工区域的业主和设计方提供详尽的地质材料，对土层的力学参数、物理性质以及分布状况等进行详尽了解。地下水状况及其变化规律应摸清，例如地下水源和水面标高是否受到了潮汐影响而产生变化。如果存在砂层，要弄清含砂量的数值、砂的细度情况、砂的级配关系。岩层要弄清是否存在裂隙发育。对于风化岩层，要弄清是强风化、中风化还是弱风化，以及岩层的抗压抗剪强度、岩层是砂岩还是粉沙质泥岩以及它的结构等。一般而言，业主和设计方提供的地质资料不详细，甚至出现截然不同的情况。因此，作为施工单位，应当要求业主补钻。在业主应承的条件下，施工单位可在顶进线路中进行补鉴别孔，局部的理由进行点补技术孔。 2.2确定顶管的线路和井位 设备的条件和施工周边的环境，决定了顶进距离。由于工作井造价较昂贵，为节约开支要少用工作井，尽量安排向着两个方向顶进。设计院现行设计管道时多按明挖方式进行设计，因此进行现场调查后要尽量地优化路线的设计，避开结构物、树木，以及不利于顶管的一些土层。检查井位的设计，最好每个工作井都有，或者设计在接收井内。在线路设计上，要充分考虑其与附近结构物的距离，避开冲突，以便日后的检查井作业。检查井的间距，可以在现行规范的前提下与设计单位进行协商适当加长。遇到顶进深度的范围内的土层较复杂的情况，要和设计部门进行协商，采取降低或者抬高标高的措施。 2.3管材和顶力的设计 在管材设计上，由于管材的钢筋布置、配筋量、砼的强度、端部细部处理和一般的`承受纵向线的荷载的那些排水管道存在区别，因此一般可依据轴心所受的压柱来设计管材。设计过程中，遇到顶管需纠偏处理这一情况时，应当要考虑管道偏心受压以及局部的应力集中情况，从而预留一定的安全系数。顶力的大小，与土层变化情况、所采用的设备形式、是否存在纠偏、所采用的管材形式，机头切削的形式、后靠背刚度、注浆压力、工作井的形式、以及顶进的速度等等多个因素相关。而实践证明，现行可考虑的是采用整体的三维模型，可以考虑使用多参数的系统对顶管的顶进过程当中各个结构受力的情况进行模拟。 2.4施工过程 在施工过程中，遇到管线中存有污物与施工残留物的情况，要及时进行清理，避开对阀门、仪表、设备造成严重损害。在安装前后，要对管道进行清扫，可焊一段清一段，以减少在系统封闭之后的