顶管工艺在污水处理工程中的应用

顶管工艺在污水处理工程中的应用

摘 要:顶管施工技术近年来在我国发展迅猛。市政工程中采用顶管施工可以将作业面 移入地下,从而避免了对地面交通的影响。只要施工前选线合理,施工方法恰当,构筑物并不妨碍施工的正常进行。本文就顶管施工工艺以及在污水处理中的应用作 了简要阐述,并展望以后顶管法日渐成熟,可成为市政建设中的一种常用工艺。
  一、引言
  随着人们环保意识的提高,城市对污水处理的要求越来越严格,污水处理厂外收集系统 工程截污管道大量增加,由于截污管道较长,经过的地质条件以及现场条件较为复杂,施工 时无法明沟开挖埋管时,顶管法可成为有效的补充。我司在顺德区大良施工地下排污管采用 此方法施工,不但能保证施工安全,而且集市区旧房不受任何影响,达到预期的效果。
  二、顶管法施工适用条件
  在污水管道直径较大(Φ600mm以上),施工现场无法有采用明沟开挖埋管施工而管道 沿线又无其它建筑物基础时,可考虑采用使用顶管法施工。
  三、顶管法施工的原理
  顶管法施工原理是在管道的沿线按设计的方案设置工作井和接收井,工作井内设置坚固 的后座,吊进油压千斤顶以及要顶进的钢管或混凝土管,接好照明,泥浆管,油管等管线, 然后用油压千斤顶缓慢顶进,通过压浆系统使管节周围形成泥浆套,管道在泥浆套中滑行, 在顶进的过程中通过激光经纬仪测量顶管的方向,边顶进边排土边调整,直至将钢管或混凝 土管顶至接收井内。
  四、顶管的施工
  1、工作井及接收井、检查井施工,根据地质情况及现场条件,采用合适的支护方式开 挖,然后尽快做好底板及壁板混凝土,并进行顶管所需的后靠背混凝土以及土体的强度复核 ,确定混凝土以及钢板垫块的厚度。这是管节能否顺利顶进的关键。
  2、油压千斤顶吊放就位,轨道安装。
  3、管节的选用、安装:管节必须全面检验,发现外观有缺陷的一律禁止使用。管道吊 放前上好橡胶止水圈。将管节吊放在轨道上,安放环形顶铁,缓慢推进,让接头平顺对接。 如发现有破坏、翻转、出槽等现象,必须退出管节重新更换、调整橡胶圈,重新安装对接。 接头对好后,继续开动液压千斤顶将管节顶进。
  4、管节顶进
  a.顶进的流程为:
  b.顶进的阻力主要为正面阻力、管道周边摩阻力两部分组成。
  为减少顶进正面阻力,顶进的机头可改良为尖钻头。
  随着顶管距离的增长,推力上升很快。为避免管节超过受压极限破坏,管壁外的减阻是 工程顺利完成的必要措施。施工时采用管节周围注触变泥浆,将管节与土之间的干摩擦变为 湿摩擦,达到减阻的目的。触变泥浆按膨润土:烧碱:CMC:水=0.3:0.2:0.01:1的配比 配制后静置24小时后使用。施工时通过压浆系统从机头,前三节管的注浆孔压入触变泥浆, 形成约10mm厚的泥浆套,使顶管在泥浆套中滑行,减少摩阻力。根据压力表和流量表,控制 压浆的压力约为自然地下水压的1.1~1.2倍。
  在施工操作时,必须“先压浆后顶管,边压浆边顶进,停顶进勤补浆”的办法维持泥浆 套的性能。
  c.顶进线路的控制
  机头自身有一段纠偏段,纠编最大角度范围能够达到上下1.7°左右1.2°。顶进线路的 控制主要依靠设备的正确操作以及预见性。
  为了使管道按照设计要求的高程和方向顶进,在顶进过程中应不断对工具管的高程方向 转动进行测量,“勤测勤纠”,根据测量反馈结果,调整纠偏千斤顶,使机头改变方向,从 而实现顶进方向的控制,确保管道按设计轴线顶进。
  纠偏贯穿顶进施工的全过程,尽量做到纠偏在偏位发生的萌芽阶段。
  测量是采用2″激光经纬仪进行方向的测量的,对于扭转,则由机头的角度仪测出。激 光经纬仪经校正后,牢固固定在千斤顶端,然后管道的机头端安装反射玻璃,并将测量的结 果直接输出至控制液压千斤顶的电脑上,方便操纵。
  顶管穿墙时要防止工具管发生偏差。在穿墙的初期,因入土较少,工具管的自重仅由两 点支承,其中一点是导轨,另一点是入土较浅的土体。土体支承面上承载力较低,使机头容 易下沉。因此,机头穿墙时,在穿墙管下部要有支托,工具管的推进要迅速,缩短穿墙管内 的土体暴露时间,以减少安全隐患。 1

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