摘 要:排水管道頂管施工是一項綜合性的復雜工程,如果排水管道頂管的施工方法較合理,可以有效避免對地下和地面構筑物的影響,減少排水管道回填和開挖的施工工程量,具有良好的經濟效益。但是,當前排水管道頂管施工中還存在著一些問題,必須要積極采取有效措施,加強排水管道頂管施工管理,提高排水管道頂管施工質量,推動排水管道的安全穩定運行。
關鍵詞:排水管道;頂管施工;常見問題
在排水管道頂管施工過程中,要選擇合適的施工方法,最大程度地減少排水管道頂管施工對鋪設排水管道的影響,減少對城市道路交通的影響。針對排水管道頂管施工中存在的問題,積極采取有針對性的措施,不斷完善和改進施工技術和施工工藝,掌握排水管道頂管施工中的注意事項,確保排水管道頂管施工的順利進行。
1 排水管道頂管施工中的頂進偏差問題及校正措施
在排水管道頂管施工過程中,千斤頂的頂進存在誤差、土壤和頂管之間的摩擦力不均勻,頂管管頭受力不均勻等都會導致排水管道頂管施工中出現頂進偏差問題,因此排水管道頂管施工要堅持及時糾正、及時頂進、及時開挖、及時測量、及時勘察的原則,采用合適的施工方法,在保障施工質量的基礎上,適當調整施工進度。
1.1 頂管糾偏和監測
在排水管道頂管施工過程中,需要在施工現場設置工作坑,作為臨時施工設施,工作坑竣工后,需要安裝機械設備,然后再進行頂進施工,施工單位要安排專門的技術人員負責監控頂管施工的頂進操作。根據頂管的管徑、混凝土管的長度、頂進設備確定工作坑的深度和大小。工作坑的深度通常要比頂管標高高0.8m,長度比頂管長3.5m。首先,利用水準儀來測量頂管的中心線高程位置,準側測量頂管后端管底和前端管底的高程,合理調整第一節頂管的坡度。在第一節頂管中使用中線尺控制中線位置,利用延長線垂球法或者使用經緯儀測量來嚴格控制測量精度。為了確保排水管道頂管施工的安全性,頂管每頂進1m,必須要使用水準儀測量一次中線位置和高程,如果發現頂管在頂進過程中發生偏差,頂管每頂進0.4m,就需要測量一次,在排水管道頂管施工過程中,要分次分階段來糾正偏差,不能使用外力在糾正偏差。
1.2 頂管偏差的校正措施和方法
排水管道頂管施工過程中,一旦發現管道的中線和高程方向以及位置發生偏差,要及時采取校正措施。如果頂進偏差發生在第一節頂管上,并且偏差較小,這時可以采用挖土法進行校正,如果挖土法施工效果不好或者施工困難,可以采用小頂鎬法或者木樁支頂法進行校正。排水管道頂管的校正過程,不能使用猛烈的外力強制性進行調節,必須要緩慢的進行,逐漸使頂管恢復原位。當排水管道的管徑小于1400mm時,每一節頂管的中線偏差要控制在-0.05~+0.05之間,高程偏差壓控制在-0.03~+0.04之間。
1.2.1 校正中線偏差的方法。在排水管道頂管施工過程中,一旦頂管的中線位置和方向發生偏差,通常采用挖土法來校正中線偏差。保留排水管道頂管一側的土坎,不進行挖掘,對另一側頂管位置進行超挖,使頂管的中線位置和方向逐漸向超挖的一側傾斜和移動,逐漸使頂管復位。但是在實際的操作過程中,這種校正中線偏差的方法效果并不好。在排水管道頂管施工過程中,可以對頂管的一側保留0.2m的土坎或者完全不進行挖掘,在頂進時,可以用排水管道的管頭來切土緩慢前進,使頂管的中心線向土坎一側慢慢移動,來達到校正排水管道中線偏差的目的。
1.2.2 校正高程偏差的方法。在排水管道頂管施工過程中,如果排水管道的高程發生偏差,施工人員要結合排水管道中第一節管子的設計坡度和設計坡向來選擇合適的校正方法。如果排水管道中第一節管子在設計時采用了相應的坡向調整措施,經過一段時間后,管子可以自行恢復到原位,這時就不需要再進行校正。當排水管道中有幾節相互連接的管道都出現了高程偏差,但是高程偏差并沒有超過排水管道的全長高差并且沒有反坡,這時應該要調整排水管道的坡度,使這幾節管道的高程逐漸發生變化,并且結合其他排水管道的高度和管線長度,調整和分配剩余管道的頂進量。當排水管道的管頭位置較低時,要多挖管道上方上半圓的土層,在頂進過程中,管道的管頭會逐漸上升,或者采用千斤頂按照排水管道的頂進要求,將管道一次性的頂到指定高度,并且在排水管道下面鋪墊上碎石。在排水管道頂進施工誤差允許范圍內,在掏挖排水管道前方的土孔時,如果排水管道的管頭位置較高,要多挖管道下半圓的土層,使排水管道在頂進過程中,中線逐漸接近O點位置,然后在自身重力的作用下,慢慢沉落。在排水管道超挖頂進過程中,會使管道出現爬高現象,隨著頂進的深入,排水管道會逐漸下落,在施工過程中,施工人員要密切關注排水管道的頂進偏差是否在允許范圍內。
2 排水管道頂管施工中的管頭接口問題及矯正
排水管道接頭是排水管道頂管施工中的關鍵環節,其可以有效地將排水管道各個管子之間進行密封,并且均勻地傳遞縱向力[3]。當前,在排水管道頂管施工過程中,多采用石棉水泥材質的接口,石棉水泥具有很強的耐腐蝕性,很高的耐壓強度,并且質地細密。在排水管道頂管施工過程中,要在排水管道的每一個管子上均勻地傳遞縱向力。在長距離的排水管道頂管施工過程中,要使用彈性的填料將每一節管道縫隙密封起來,確保排水管道面的光滑度和平整度。排水管道在傳遞荷載時,彈性填料要根據管道的形狀發生變形,但是材質不能變硬。石棉水泥如果硬化之后,就不再具有可壓縮變形性,因此,如果使用石棉水泥作為排水管道縫隙的填料時,兩個管子加載接觸之后,相當于在管子的橫向延伸方向出現了縱向壓縮力,會將混凝土從管縫中擠出,使管縫寬度越來越小。
另外,石棉水泥一旦發生硬化,其不再具有彈性,這樣會使排水管道之間呈現剛性連接性能,因此在使用石棉水泥作為排水管道縫隙填料時,無法使排水管道的管縫填料在荷載力作用下,發生塑性變形,容易導致排水管道開裂,影響排水管道的整體性能。并且排水管道使用石棉水泥作為填縫材料,可以發揮水密性的作用,當排水管道進行導入運動或者頂進運動時,石棉水泥調料很可能被擠壓出去。因此在排水管道頂管施工中,要結合排水管道施工的實際情況,使用石棉水泥材料,做好石棉水泥材料的閉水試驗。
3 結語
排水管道頂管施工是一種非常重要的管道施工技術,被廣泛應用在一些不具有挖掘條件的老城區排水管道施工過程中,結合排水管道施工的實際情況,處理好排水管道頂管施工中的頂進偏差和頂管接口問題,不斷改進和優化施工方法,提高排水管道頂管施工質量,減輕施工人員的工作量。
參考文獻
[1] 劉啟剛.排水管道頂管施工常見問題處理淺析[J].水利天地,2013,06.
[2] 梁紹容.市政排水管道頂管工藝的設計和應用[J].科技風,2011,07.
[3] 蒙貴紅.淺談城市排水管頂管施工技術[J].現代物業(上旬刊),2011, 09.
[4] 宰德權.穿越高等級賽道的地下頂管施工控制[J].建筑施工,2011, 15(05).
作者簡介:顏培育(1982.09- ),男,廣州市恒盛建設工程有限公司工程師,學士學位。