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关键词:电网运行 ;调度; 输电线路
Abstract: With the development of society, the rapid growth of economy, people require social production capacity and supply capacity to meet the needs of the people, thus giving the enlargement of power grid scale achieved leapfrog development, how to ensure the safety and stability of power grid operation and technology, and strengthen management to realize the safe operation of the transmission lines.
Key words: power system; scheduling; transmission line
中图分类号:[TM7] 文献标识码:A文章编号
一、电网运行安全稳定性
在电力系统运行中,保证系统稳定至关重要,如果系统稳定性遭到破坏,可能导致系统瓦解和大面积停电等灾难性事故,给社会带来巨大的损失。以下是有关电网运行的安全稳定性需要解决的问题。 1、数据提供的信息量不足。电网运行的数据包括数字仿真数据及系统中各种装置所采集的实测数据,如管理信息系统、地理信息系统以及各种仿真软件仿真生成的数据。然而工程技术人员通过这些数据所获取的信息量仅仅是全体数据包含信息量的部分,隐藏在这些数据后的还有极有价值的信息是电力系统各种失稳模式、发展规律及内在的联系,对电网调度人员来说,这些信息具有极其重要的参考价值。 2、安全稳定性的定量显示。电力市场的形成发展,使系统运行在临界状态附近,安全裕度变小,调度人员面临越来越严峻的挑战。因此,应深入了解新的市场环境下电力系统全局安全稳定性的本质,找出电力系统各种失稳模式、内在本质及对其发展趋势的预测,同时,使用浅显易懂的信息来定量估计系统动态安全水平,估计各种参变量的稳定极限,为调度人员创造一个简易实用的条件来处理、分析电力系统的安全稳定问题。 3、安全稳定性的评价及控制。由于电力系统的不稳定类型极其复杂,无法完全预测,调度人员需要更多的专家、更有价值的信息来预测及采取必要的控制措施来保证电力系统的安全稳定运行,这就对安全稳定评估算法的实时性、准确性及智能性提出了挑战。
一、电网运行技术
1、馈线保护的技术。
(1)传统的电流保护。过电流保护是最基本的继电保护之一。考虑到经济原因,配电网馈线保护广泛采用电流保护。配电线路一般很短,由于配电网不存在稳定问题,为了确保电流保护动作的选择性,采用时间配合的方式实现全线路的保护。常用的方式有反时限电流保护和三段电流保护,其中反时限电流保护的时间配合特性又分为标准反时限、非常反时限、极端反时限和超反时限。这类保护整定方便、配合灵活、价格便宜,同时可以包含低电压闭锁或方向闭锁,以提高可靠性;增加重合闸功能、低周减载功能和小电流接地选线功能。 (2)基于馈线自动化保护。配电自动化包括馈线自动化和配电治理系统,其中馈线自动化实现对馈线信息的采集和控制,同时也实现了馈线保护。馈线自动化的核心是通信,以通信为基础可以实现配电网全局性的数据采集与控制,从而实现配电SCADA、配电高级应用(PAS)。同时以地理信息系统(GIS)为平台实现了配电网的设备治理、图资治理,而SCADA、GIS和PAS的一体化则促使配电自动化成为提供配电网保护与监控、配电网治理的全方位自动化运行治理系统。
2、现代馈线保护。配电自动化中的馈线自动化较好地实现了馈线保护功能。但是随着配电自动化技术的发展及实践,对配电网保护的目的也要悄然发生变化。最初的配电网保护是以低成本的电流保护切除馈线故障,随着对供电可靠性要求的提高,又出现以低成本的重合器方式实现故障隔离、恢复供电,随着配电自动化的实施,馈线保护体现为基于远方通信的集中控制式的馈线自动化方式。在配电自动化的基础上,配电网通信得到充分重视,成本自动化的核心。目前国内的主流通信方式是光纤通信,具体分为光纤环网和光纤以太网。
3、馈线系统保护技术 (1)基本原理馈线系统保护实现的前提条件如下:①快速通信;②控制对象是断路器;③终端是保护装置,而非TTU。在高压线路保护中,高频保护、电流差动保护都是依靠快速通信实现的主保护,馈线系统保护是在多于两个装置之间通信的基础上实现的区域性保护。基本原理如下:该系统采用断路器作为分段开关,A、B、C、D、E、F.对于变电站M,手拉手的线路为A至D之间的部分。变电站N则对应于C至F之间的部分。N侧的馈线系统保护则控制开关A、B、C、D的保护单元UR1至UR7组成。当线路故障F1发生在BC区段,开关A、B处将流过故障电流,开关C处无故障电流。但出现低电压。 (2)系统保护动作速度及其后备保护了确保馈线保护的可靠性,在馈线的首端UR1处设限时电流保护,建议整定时间内0.2秒,即要求馈线系统保护在200ms内完成故障隔离。在保护动作时间上,系统保护能够在20ms内识别出故障区段信息,并起动通信。光纤通信速度很快,考虑到重发多帧信息,相邻保护单元之间的通信应在30ms内完成。断路器动作时间为40ms~100ms.这样,只要通信环节理想即可实现快速保护。 (3)馈线系统保护的应用前景。馈线系统保护在很大程度上沿续了高压线路纵联保护的基本原则。由于配电网的通信条件很可能十分理想。在此基础之上实现的馈线保护功能的性能大大提高。馈线系统保护利用通信实现了保护的选择性,将故障识别、故障隔离、重合闸、恢复故障一次性完成,具有以下优点:①快速处理故障,不需多次重合;②快速切除故障,提高了电动机类负荷的电能质量;③直接将故障隔离在故障区段,不影响非故障区段;④功能完成下放到馈线保护装置,无需配电主站、子站配合。
现代图书馆的建设是利用现代化技术建立的图书馆网络组织,改变了图书馆的传统服务方式,促使图书馆尽快加入信息网络,为知识经济服务。在知识经济时代对现代图书馆的建设要求是要建立与计算机技术相结合的数字化图书馆,依托现代信息技术手段,优化对信息资源的组织管理。通过现代信息技术环境与手段,为图书馆的资源整序提供新型服务。建立网络检索知识信息库,扩大图书馆作为知识载体的储存量,在知识经济时代图书馆要寻找新的定位为人们的知识储备的增加做贡献。
2知识经济时代图书馆发展要求
2.1加快数字图书馆的建设
数字化图书馆的建设是以媒介为载体的图书馆文献检索方式,通过网络资源对知识进行搜集,有的放矢地对纷繁复杂的各种载体文献进行筛选,建立起与用户群知识需求相适应的资源保障体系,简化广大知识需求者查找文献资料的流程,意在利用极少时间找到需求者所需要的数据资料。增加图书馆的知识储备容量,扩大资源的搜索范围。运用高新技术手段对现代化图书馆进行建设,实现图书馆的自动化、网络化、信息化,数字化。在知识经济高速发展的时代,数字化图书馆能够有效的弥补纸质媒介的不足,节省了树木资源,促进了知识的快速传播,是传统图书馆向现代化多功能、数字图书馆转变的重要代表方式之一。
2.2建立网络个人数字图书馆
在图书馆进行阅读的方式主要是以借阅方式进行的,对知识的复习和巩固相对较为困难,建立个人网络数字图书馆能够有效地弥补这方面的不足。个人网络图书馆的建立能够有效地帮助借阅者巩固和复习知识,个人网络数字图书馆针对具体用户的具体需求提供知识服务,保障对用户的了解和联系,为用户的整个学习过程提供全面的跟踪服务。同时,在个人网络图书馆中可以针对不同的文章进行标注,读者可以自由的写下关于所读作品的心得体会,这方面是在图书馆的纸质媒介不能做到的,可以在个人电子文档上进行总结,其优势明显的高于纸质书籍。
2.3加快对图书馆管理人才的培养
随着传统图书馆到现代图书馆模式的转变,对图书馆管理人员也有了不同于传统图书馆的新要求。图书馆人员应当以他们的知识而不是以他们的工具为特色。因此,就是要求图书馆管理人员拥有广博的知识作为依托,对现代化的技术数字网络有充分的操作能力,这样在为进入图书馆的读者进行服务的时候可以有效地运用网络资源进行指导。广博的知识也能为阅读人员提供学术研究上的便利,现代化的图书馆对图书馆管理人员的要求也就是希望能够通过图书馆管理人员的自学以及相关学术团体的培训来提高管理人员的知识技能,熟练地掌握数字网络图书馆的使用方法,更好的促进现代化的图书馆在知识经济时代的发展,和找到图书馆的新定位。
2.4优化图书馆的管理结构
图书馆作为方便人们日常学习和补充自身能量,提高知识水平的场所,其管理结构也是要更加符合当代社会的发展需要,要为大多数在图书馆获取知识的人群提供便利。所以,图书馆的管理结构不应该过于复杂,要进行重新定位和优化,合理的对图书馆所需要的岗位和人员数量进行调查,根据岗位所需和工作量的大小合理的安排岗位人员,充分保障人才的合理利用。
3知识经济时代图书馆重新定位
3.1树立终身学习的图书馆学习理念
图书馆作为人们获取知识的殿堂,要有良好的学习氛围,为广大的读者提供终身学习的学习理念,将图书馆的学习资源具体化,要逐步由向读者提供书刊等实物服务转向以专题、知识单元为基础的服务;以馆藏为基础的服务转向以获取资源为基础的服务,本着求变、求新的心态,根据实际情况创造性地搜集、选择、分析利用各种知识,创造性地设计、组织、安排和协调图书馆的服务工作和产品形态,满足更多人的学习所需,利用多媒体等数字电子技术搜集网络知识资源,从全球性知识海洋中获取最有用的知识,以最快的速度把实用的知识产品提供给对口的用户,为人们的日常学习提供最大的生活便利。
3.2知识经济时代图书馆的重新定位
关键词:顶管技术 给排水管道
概述:传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大。使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜。同时给市民工作、生活带来许多不便。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术。随着顶管技术在市政工程的广泛运用。本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题。值得施工技术人员重视。并以此和同行共享。
一、顶管技术在城市给排水中的发展
地下给排水管网是城市基础设施的重要组成部分,对城市给水管网进行改造的时候,管道安装工作需要专业的工程技术人员进行。传统的地下管线施工技术通常对地表有很大的破坏,而且地下管线的改造是在城市道路下的工程,必然会对本来就拥堵的城市交通带来更大的不便,也严重影响了人民群众的正常出行,施工后的道路恢复工作也比较麻烦,在一些人口密集交通易堵塞的大城市这个问题显得更加明显,因此,这个问题成为了众多专家研究的话题,也是我们急需解决的问题。
非开挖工程技术彻底解决了管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞等难题,在稳定土层和环境保护方面凸显其优势。这对交通繁忙、人口密集、地面建筑物众多、地下管线复杂的城市是非常重要的,它将为城市创造一个洁净、舒适和美好的环境。非开挖技术是指在进行地下管线的铺设改造中尽力不开挖或者少开挖。
顶管技术就是在目前的形势下发展起来的一种菲开挖技术,这种技术在国外应用非常普遍,在我国也有很大的普及空间。伴随着顶管技术的投入使用,在运用中也经常出现一些问题,本文主要提出在顶管技术施工中容易出现的技术问题,值得施工技术人员重视,并以此和同行共享。
二、顶管施工的特点
顶管法又称为非开挖管道敷设技术.它具有不需要开挖面层.就能穿越地面构筑物和地下管线及公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术。投资和工期将大大节省。同时,顶管施工技术可以降低噪音,减少粉尘.减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏.属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点.在市政工程中尤其是在市政给排水管线工程中得到了广泛地应用。概括起来,顶管施工技术具有几大方面的优点:施工面由线缩成点,占地面积小;地面活动不受施工影响,对交通干扰小;噪音和震动低.城市中施工对居民生活环境干扰小.不影响现有管线及构筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷设管道,可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物,减少沿线的拆迁工作量.降低工程造价。其主要缺点是施工技术难度较高,需要详细的工程地质和水文地质勘探资料。
三、顶管技术施工应用分析
1、顶进管的选择
顶进管一般选州钢筋砼管.如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程.特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。
2、顶进管岛径的选择
顶进管的直径选择是片先根据工程性质、工程需要确定内径。根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚.进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人.所阻一般管内径不小于500rm。
3、顶进管妊度的选择
顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数.取得良好的效果.但随着管长度的增长.如果偏离原定的路线,建造顶坑时顶娅坑的长度也要增大.挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。反之,在直线上推顶很短的管也较困难.闪为短管比较容易向周闱土层中挤入.致使整个管呈蛇形弯曲,这便降低了管路顶进的可控性。
4、顶管施工的前期准备
现场平面布置,平面总体帛置包括起重设备、自动拧制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等,始硼t作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备.工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下。
顶管机进,出洞处以及后靠土体加固为确保顶管机出洞的绝对安全,对后靠土体机进。为防止腰管机进、出预留空间导致泥水流失.并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失,必须在工作井安装洞口止水装置。
三、顶管施工的工艺
顶管施工又称为顶进法施工.是指利用顶进设备将预制的箱形或圆形构造物逐渐顶入路基.以构成立体交义通道的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收,在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体,机头导向。将预制的钢筋混凝上管向前顶进.前端土体通过上作井运出,最后完成管道铺设。
1、顶管井的设计
顶管井分工作井与接收井两种,顶管井的建造结构有很多种类,一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井,它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一矩形。结构布置时,可在井内设置内支撑.改善结构受力。在建造过程中工作井按双向顶进设计,问距与设计枪杳井间距一致.施工完毕,在工作井和接收井的位置上按设计要求做检查井。
2、顶管施工工序
①穿墙:打开穿墙闷饭将工具管顶出井外.并安装穿墙止水装置,主要技术施工措施如下:a穿墙管由填夯压密实的纸筋粘上或低强度水泥粘土拌和土.以起到临时性阻水挡土作用;b为确保穿墙孔外侧一定范嗣内土体基本稳定并有足够强度.工作井工具管穿墙,对穿墙管外侧采取注浆同结措施;
c穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处坪措施:d蝴板开启后迅速推进工具管.同时做好穿墙止水.
结束语:管工艺的施工从技术上讲是完全可行的.相对于开槽坪管从社会效益与经济效益睐讲更具有优越性,另外一方面从切实做到保护环境人手.加人推广顶管施上技术力度势在必行.可以预见未来的管线铺设技术将以顶管工艺为支撑。
参考文献:
关键词:顶管技术;市政工程;应用;施工工序
中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:
地下管网是城市基础设施的重要组成部分,日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内,要对上述市政设施进行改建、新建、扩建,需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大,使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜,同时给市民工作、生活带来许多不便。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小,如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。
非开挖技术将完全能解决这些难题,提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术,其在国外已广泛使用,在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用,本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题,值得施工技术人员重视,并以此和同行共享。
1 顶管施工的特点
顶管法又称为非开挖管道敷设技术,它具有不需要开挖面层,就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术,投资和工期将大大节省。概括起来,顶管施工技术具有几大方面的优点:施工面由线缩成点,占地面积小;地面活动不受施工影响,对交通干扰小;噪音和震动低,城市中施工对居民生活环境干扰小,不影响现有管线及构筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷设管道,可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物,减少沿线的拆迁工作量,降低工程造价。
2 顶管技术施工应用分析
2.1 顶进管的选择
顶进管一般选用钢筋砼管,如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程,特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。
①顶进管直径的选择:顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径,根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚,进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人,所以一般管内径不小于500mm;
②顶进管长度的选择:顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数,取得良好的效果,但随着管长度的增长,如果偏离原定的路线,使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大,挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。一般情况下,管长度须相对于管径来衡量,当L/D外≤1.10时,为短管;当L/D外=1.15时,为标准管;当IJD外≥2.10时为长管。
2.2 顶管施工的前期准备
①现场平面布置:平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备,工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下;
②顶管机进、出洞处以及后靠土体加固:为确保顶管机出洞的绝对安全,需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失,并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失,必须在工作井安装止水装置。
2.3 顶管施工的工艺
2.3.1 顶管井的设计
顶管井分工作井与接收井两种,顶管井的建造结构有很多种类,一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等,后者则大多为矩形,它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。
2.3.2 顶管施工工序
①穿墙:打开穿墙闷板将工具管顶出井外,并安装穿墙止水装置,主要技术施工措施
1)穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土,以起到临时性阻水挡土作用;
2)为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度,工作井工具管穿墙前,对穿墙管外侧采取注浆固结措施;
3)穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施;
4)闷板开启后迅速推进工具管,同时做好穿墙止水,本工程采用止水法兰加压板,中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环,要求具有较高的拉伸率和耐磨性,借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置,应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。
②顶管出洞:顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题,顶管出洞,即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程,是顶管技术中的关键工序,也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜,应采取工具管调零,在工具管下的井壁上加设支撑,若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏,工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。
③注浆减阻:在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙,形成一道泥浆保护套,起到支撑地层,减少地面沉降,减少顶进阻力的作用。在施工中,首先对顶管机头尾部压浆,并要与顶进工作同步,然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆,以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。
④顶管纠偏:纠偏是指机头偏离设计轴线后,利用设置在后部的纠偏千斤顶组,改变机头端面的方向,减少偏差,使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法,进行纠偏操作,若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩,反之亦然。
3 膨润土悬浮液在疏松土层中的应用
在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂砾土中,若不采取其它辅助措施,土层由于本身极不稳定,以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说,膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用,先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗人土层的孔隙内,充满孔隙,并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度,在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液,面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中,压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减,所以相应每一种压浆压力,都有一个完全确定的渗入深度。
尽管就某种场合来说,随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的,而在另一些场合下,正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知,在管子下半部,膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出,而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。因此最好是将管子下半都的注浆孔和上半部的注浆孔分别组合起来。这种半侧压出韵原因在于,静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙,或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下,膨澜土在管顶处比在管底部更容易流出。反之,在顶压力和浮力同时作用下,管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起,于是管底下方便形成了一个低压区,致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。
4 顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力
只要顶进管在整个圆周上被膨润土悬浮液所包围,浮力定律便对它有效,即使悬浮液层的厚度很小也同样如此。在钢筋混凝土管情况下,浮力均为管子自重的1.4倍。这样,只要通过正确地压人膨润土悬浮液,从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带,并保持悬浮液压力等于土压力,于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的,亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时,这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小,因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响
5 结语
顶管设计在市政工程中,特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下,相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进,城市要发展。市政设施配套完善,地下各种管道建设将会大量增加,顶管设计和施工也会增多。管径加大,长度加长,有直有曲,种类繁多,这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此,我们要重视这个良机,进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术,使之综合施工技术达到国际水平。
[参考文献]:
【关键词】管道顶管施工;施工技术;质量控制;施工安全
1. 顶管技术的必要性和作用
随着社会城市化进程的推进,地下空间的开发和利用越来越受到人们的重视。顶管施工作为一种暗挖施工技术,可以在不开挖地表土的情况下将管道敷设完毕,具有无可比拟的优点,得到越来越广泛地应用。
1.1 城市交通建设发展的需求。在高速发展的现代化城市建设中,开挖铺设地下管道会一定程度上造成交通拥堵和中断,同时影响城市环境,造成资源浪费。特别是在铺设大型管道下穿城市主干道的时候,严重阻碍交通,造成更大的经济损失。在非开挖情况下,进行管道的铺设和修复,采用浅埋顶管施工技术,一方面提高了工程建设速度,也更大的减少了建设资金投入。
1.2 当地面建(构)筑物较多,无法采用开槽工艺进行地下管线施工或开槽施工支护费用过大,易造成建筑物的破坏,以及碴土堆放、外运造成市区污染,给市民工作、生活带来不便时,宜采用顶管施工工艺,进行地下管网施工。
2. 顶管施工关键质量控制
2.1 顶管施工场地的勘察
1)、施工单位应组织有关人员,对勘察、设计单位所提供的顶管施工沿线的工程地质及水文情况,以及地质勘察报告进行学习了解;尤其是对土壤种类、物理力学性质、含石量及其粒径分析、渗透性以及地下水位等的情况进行熟悉掌握。2)调查清楚顶管沿线的地下障碍物的情况,对管道穿越地段上部的建筑物、构筑物所必须采取的安全防护措施。
2.2 选择合理的施工工艺
施工工艺的选择在顶管施工工程中起到重要关键的作用。顶管施工工艺是指从机械设备开始进入场地到顶进全部结束的整个过程。主要包括顶管施工方法的选择,顶进机械的选择,顶进线路的选型,机头的进出洞技术及注浆减摩技术的应用等。
2.3 顶管施工线形控制技术
控制好顶管的线形,既满足了设计的要求,又避免了过大纠偏造成的地面较大的沉降。通常情况,直线顶进较曲线顶进对周围土体及环境扰动较小。但实际工程中往往由于使用位置及工程地质条件的限制,必须绕开地下构筑物或由于土质不好顶管较难顶进,就需要选择合适的曲线顶进线路。
2.4 顶推动力控制技术
1)顶推后座设计:精心设计顶推的反力墙,确保顶推时后座安全。2)泥浆减阻、中继站的采用:配制优质泥浆,压力注入管体与岩土之间有效地降低两者间的摩阻力,从而降低顶推力,有利于顶进系统安全、减小管体偏移、降低地面沉降。3)在管道顶进过程中油泵操作工应严格注意观察油泵车压力是否均匀渐增,若发现压力骤然上升,应立即停止顶进,待查明原因后方能继续顶进。要处理好管道接头的密封问题。密封不好会产生渗漏,增加地层损失,也给施工带来不便。解决密封问题首先要选择合适类型的管道。4)适速顶进,缓慢顶入;顶进速度过快,极易造成地面隆起,极易造成管道偏位。
2.5 顶进纠偏
顶管施工方向控制方面,首先要做好控制预防措施,比如根据顶管顶力的不平衡,加强顶进系统的检查和监控,可基本消除顶力不平衡的现象,在很大程度上预防了管道的偏位。可采用以下方式进行纠偏:a.当轴线偏差在10 mm~30 mm,采用挖土纠偏法;b.当轴线偏差30 mm以上,采用顶木纠偏法;还可采用千斤顶纠偏,即配合挖土纠偏法,在超挖的一侧管端壁支上小千斤顶,利用小千斤顶的顶力来纠正工具管端部的方向。纠偏时,采取逐步顶进逐步纠偏,限制每一次纠偏量,禁止一次纠偏量过大,防止反向偏差产生。
2.6 关于穿越密集建筑群的顶管施工控制
顶管埋深要达到足够的要求,这样才能在开挖时形成拱效应,使开挖面上部的土体不至于在地面较大的荷载下发生坍塌。对于某些情况当地表建筑物或地下管线基础与顶管距离较近时,为保证建筑物和构筑物的安全,就需要对建筑物和管线下面的土体进行加固。一般采取压密注浆的方式,将浆液注入上中,改善结构物周围的土体力学性质,以减小施工对结构物的影响。
3. 顶管施工安全事项
1)在顶管施工过程中,必须在施工相应位置范围设置警戒标志,注意行人和车辆通行。禁止非施工人员进入靠近现场。设置一处以上的由基坑底部通往地面的爬梯,爬梯高出地面1.2米为事宜。
2)在施工中,如果遇到石方地质,首先采用钻机把套管前方的石方击碎,随后人力在碎石托运到管道外部。吊装作业,起重工持证上岗指挥,起重机械性能保持完好吊索具要安全可靠。起重臂下严禁站人。无关人员不得进入吊装作业范围。
3)每次工作面宜控制在0.2-0.3m左右,土方和碎石清理结束后,启动管后端的液压顶进设备向前顶进套管,循环工作,将套管全部顶进。土质密实的操作坑,可不设防护,但必须对坑壁进行放坡,保证坡壁边缘无活动的土块。土质松软且水位高时,采用操作坑整体刚性支护,并于坑壁打加密桩支护。严格控制挖掘长度,本着少挖勤顶的原则确保施工安全,掘进时人员不得于砼管外作业。
4)在套管内施工的时候,必须采用加长分管向管内强制通风,以保障管内空气流畅。长距离顶管时应采用通风设施进行通风,如采用鼓风机向洞内鼓风。
5)顶管施工时,管内为存在危险的有限空间,人员清渣时严格规定连续作业时间每人不得超过1小时,避免因缺氧造成的呼吸困难。
6)施工作业人员必须佩戴防护镜和防尘口罩和其它的必要防护安全用品。
7)管内通风。长距离顶管的顶进时间比较长,人员在管内要消耗大量的氧气,管内氧气含量本来就非常低,长久会影响施工人员的身体健康。为了保证管内施工环境达标,可采用二路供气的形式或在其头部安装接力抽吸式风机进行接力。
8)在沼泽、化学垃圾堆等特殊地段顶管时,应对洞内气体进行监测,使用气体测试仪检测洞内气体含量。主要用于测试地下可燃气体、有毒气体的含量,即甲烷、二氧化硫等。
结束语
顶管施工是一门施工管理要求高、设计知识面广、施工作业要求严的综合性施工技术,并已具有较大的社会和经济效益,是保护环境的一种有效的施工方法。随着顶管工程的不断增加,其技术和工艺也将不断的得到改进和完善。
参考文献
[1]韩选江。大型地下顶管施工技术原理及应用[M].中国建筑工业出版社,2008.
[2]魏纲,徐日庆。顶管施工中注浆减摩作用机理的研究[J].岩土力学,2004(6)。