浅析市政排水管道顶管工艺的设计和应用

曹震震

安徽省城建设计研究总院股份有限公司 安徽 合肥 230001

1 顶管施工工艺概述

顶管施工工艺概念。该工艺操作属于一种管道施工方式,在施工中可采用较少的挖掘作业达到预期目标。顶管施工工艺应用中,需要借助外部仪器设备,管道方面经由仪器的外力辅助,可达到深入土层的效果,保证按照既定路线进行建设施工。国内该工艺方法应用中,存在起步晚的特点,但是适用范围却极为广阔。同时,由于国内投入资金的比例越来越高,国内相关科学技术水平越来越成熟,带动了顶管施工工艺的进步。

顶管施工工艺的优势十分突出,首先,投资费用低,建筑行业由于规模大,前期投入资金的数额巨大,从设备到人员等都需要大量的资金投入。资金投入量过大,一定程度上降低了建筑商的利润。从经济利益角度出发,顶管施工工艺更符合建筑商要求,投资较低。除了必要的施工材料外,该工艺方法中不需要额外资金的投入。其次,操作简单,顶管施工工艺不需要专业人员进行处理,普通工人便可进行相关操作。再者,安全系数高,考虑到建筑工程项目具有一定的危险性,因此,采用安全合理的施工工艺,可明显提升工人的安全保障效果。

2 市政排水管道顶管工艺的设计和应用

2.1 顶管工艺的设计

国内顶管工艺的设计工作中,一般要求较为严格。国内主要有两大类规范标准对顶管工艺提出了限制要求。根据上述规范标准内容进行施工,可明显提高顶管工艺的整体水平,利于城市市政排水管道施工水平的稳定提升。为了进一步提高相关施工的质量,还需考虑下述几方面要求：根据相关标准进行管道铺设。管道的单次推进长度需考虑施工人员、施工设备的条件,工程到期后,应尽量避免机械设备的频繁使用,合理使用挖掘、人工推进等作业模式,提高管道安装精度和安全系数。当工具管埋入土层后,还要充分考虑接收井枕垫的铺设施工,一般情况下,管道两端漏出工作井的长度不可小于0.5m,单次推进长度要结合具体情况进行分析,如车斗容积、起吊水平等。推进施工中,要针对管道进行合理固定,避免推进施工中出现转动情况。

2.2 顶管建设的管线设计

管线设计对整个项目的顺利发展具有基础性作用。为此,管线设计中,必须考虑周边环境条件,结合具体情况进行管线的设计处理,包括地下水、河流、土质条件等要素。管线设计期间,要尽量降低对当地交通环境的影响。设计前期,主要是进行深入测量,测量方法包括激光导航定位方法,合理应用摄像机进行全面监控；管道的铺设施工中,要充分考虑土压平衡式工艺,该工艺技术可降低施工操作对地面的破坏作用,施工面积较少。管道的推进过程中,应尽量降低对土层的破坏作用,特殊情况下还要及时补充土层,避免土层损失率过高引发的管道铺设不平稳问题。土层补充中,要考虑土层松动问题,完成整个过程的监控管理,保证全面了解顶进施工过程,并及时对相关信息进行登记。

2.3 顶管管线的建设和部分修正

顶管工艺建设施工中,首先,要针对整个施工线路进行设计规划,合理的安排方案可保证管道的正确导向,可有效避免建设施工中出现管道铺设偏离轨道的情况。实际操作过程中,极易出现管道设计忽略人为操作、忽略实际情况的现象,因此施工中易出现铺设偏离问题。为此,必须重新纠偏、重新铺设施工。如果重新铺设,不可避免的会出现人力、物力、财力的大量消耗,一般不建议该方法的使用。经常性采用的是管道的纠偏处理。该方法的成本消耗较少,可达到铺设施工的修复目标。需引起重视的是,无论是重新铺设还是修复施工,都会导致工期延长,进而会对当地整体秩序产生负面影响,同时对相关企业和机构而言会产生经济效益、社会效益上的负面作用。为了更好的完成顶管管线铺设施工,必须积极进行整个管道铺设施工的测量,完成细致化的勘误处理。铺设施工中,相关人员严格参考测量结果进行处理,保证整体布局的合理性,降低人为原因导致的铺设脱轨问题。此外,还要积极进行操作人员的全面培训,努力提高其专业技能、综合素养,避免人为因素导致管道铺设失败,同时降低施工对作业人员的损害作用。此外,还要积极进行操作规范、操作制度方面的制定,为操作人员提供施工参考依据,更好的完成管道铺设施工,降低意外事故发生几率。

2.4 提升管线铺设质量的方法

当下技术水平条件下,管道铺设施工的方法、结构等已处于成熟阶段,可满足当下市政排水管道的基本要求,但是整体铺设质量仍具有较高的发展空间。提升管线铺设质量的方法主要包括两大方面：管线前期铺设设计、后期纠偏修正。前者是针对整个铺设过程进行的整体规划处理,主要工作便是进行施工地点的地质分析、地质调查,同时还要充分考虑信息数据的收集和整理,以期完成整体工作的全面控制管理,为制定路线奠定基础,完成整个施工、纠偏的监管。对偏离路线的管道进行纠偏处理中,排水管道的顶管施工中,考虑到管道穿越不同土质会受到差别化的阻力作用,可能会对顶进路线产生偏差作用,为此,必须及时进行管道的纠偏处理。

3 结语

新时期,随着国家的城市化进展速度越来越快,对应城市基础设施建设水平得到了有效提升。基础设施建设的重要价值极高,但是实际建设中极易对当地的建设水平、交通条件等产生阻力作用。因此,在国内市政管道施工管理中,顶管施工技术应用较多,由于其独特的技术优势,应用范围广,在实际施工中,必须考虑到整体施工的细致研究,对施工方案进行综合设计和创新管理。只有通过全面的设计研究,方可保证顶管建设满足对应要求,从而提高整个建设项目的安全性和作业效率,方可为城市市政排水施工建设作出贡献。