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路基路面在大气之中,其稳定性在很大程度上受当地自然条件的影响。必须在深入调查公路沿线的自然条件的基础上,从总体到局部,从大区域到局部路段对自然情况进行分析研究,掌握其规律及对路基路面稳定性的影响程度,因地制宜地采取有效的工程措施。
一、影响路基稳定性的因素
1、地理条件。公路沿线的地形、地貌和海拔高度不仅影响路线的选定,也影响到路基与路
面的设计。平原、丘陵、山岭各区地势不同,路基的水文状况也不同。平原区地势平坦,排水田难,地表易积水,地下水位相应较高,因而路基需要保持一定的最小填土高度;丘陵区和山岭区地势起伏较大,路基排水设计至关重要,否则会导致稳定性下降,出现破坏现象,影响路基的稳定性。
2、 地质条件。沿线的地质条件,如岩石的种类、成因、节理、风化程度和裂隙情况,岩石走向、倾向、倾角、层理和岩层厚度有无夹层或遇水软化的夹层,以及有无断层或其他不良地质现象(岩溶、冰川、泥石流、地震等)都对路基的稳定性有一定的影响。
3、气候条件。气候条件如气温、降水、湿度、冰冻深度、日照、蒸发量、风向、风力等都会影响公路沿线地面水利地下水的状况,并且影响到路基的水温情况。在一年之中,气候有季节性的变化,因此路基的水温状况也随之变化。气候还受地形的影响,例如,山顶与山脚、山南坡与山北坡气候有很大的差别,这些因素都会严重影响路基路面的稳定性。
4、水文条件和水文地质条件。水文条件如公路沿线地表水的排泄、河流洪水位、常水位、有无地表积水和积水时间的长短,河岸的淤积情况等。水文地质条件如地下水位、地下水移动的规律,有无层间水、裂隙水、泉水等。所有这些地面水及地下水都会影响路基路面的稳定性,如果处理不当,常会引起各种病害。
5、土的类别。土是建筑路基的基本材料,不同的土类具有不同的工程性质,因而将直接影
响路基的强度与稳定性。不同的土类含有不同粒径的土颗粒,砂粒成分多的土,强度构成以内摩擦力为主,强度高,受水的影响小,但施工时不易压实。较细的砂,在渗流情况下,容易流动,形成流砂。粘粒成分多的土,强度形成以粘聚力为主,其强度随密实程度的不同变化较大,并随湿度的增大而降低。粉质类土毛细现象强烈,路基路面的强度和承载力随着毛细水上升湿度增大而下降。在负温度坡差作用下,水分通过毛细作用移动并积聚,位局部土层湿度大幅度增加,造成路基陈服、最后导致路基翻浆等各种破坏。
二、路基稳定性施工方法分析
1.路基填土与压实
公路路基的强度和稳定性很大程度取决于路基填料的性质及其压实的程度。从现有条件出发, 改进填土要求和压实条件是保证路基质量最有效和最经济的方法。
1.1 路基填料规范规定了对路基填料应有条件的选用。对路基填料的最小强度和最大粒径给了量化的标准, 当路基填料达不到规定的最小强度时, 应采取掺合粗粒料、或换填、或用石灰等稳定材料处理。
1.2 路基压实当前路基施工, 普遍采用了大吨位的压路机, 碾压效果有了明显的改善。对于提高路基土的压实度起了很好的作用。规范规定高速公路和一级公路路面底面以下80- 150cm 部分的上路堤其压实度必须≥95%, 对其它等级公路当铺筑高级路面时, 其压实度亦应按高速公路和一级公路的标准采用。
1.3 特殊潮湿地区路基土的压实在特殊潮湿地区, 路基上的压实是相当困难的, 规范对此作出了若干调整: 一是压实度标准可根据试验资料确定或较表列数值降低2―3 个百分点; 二是对于天然稠度小于1.1, 液限大于40, 塑性指数大于18 的粘质土, 当用于下路床及其下的
路堤填料时, 可采用规定的轻型压实标准; 三是改善填料的性质, 在土中掺加生石灰, 通常可以获得预期的效果, 也可采用新型吸水材料加固。
1.4 黄土路基填筑及压实
1.4.1 黄土路堤施工时, 应做好填挖界面的结合(纵向), 清除坡面杂草, 挖好向内倾斜的台阶。如结合面陡立, 无法挖成台阶时, 可采用土工钉加强结合。若地基土层具有强湿陷性或较高的压缩性, 且容许承载力低于路堤自重压力时, 可考虑采用重锤夯实, 石灰桩挤密加固。
1.4.2 黄土含水量过小, 应均匀加水再行碾压; 如含水量过大, 可翻松晾晒至需要含水量再进行碾压, 也可掺入适量石灰处理, 降低含水量。掺灰后应将土、灰拌匀, 其最大干密度应通过击实试验确定。
1.4.3 老黄土透水性差, 干湿难以调节, 大块土料不易粉碎, 使用前应通过试验决定措施。路床填料不得使用老黄土。新黄土为良好填料,可用于填筑路床。黄土路堤应分层填筑, 分层压实, 大于10cm 的块料,必须打碎, 并应在接近上的压实最佳含水量时碾压密实。
2.路基路面排水
水是影响路基强度和稳定性的另一重要因素, 许多路基病害是由水的侵蚀造成的, 另外, 从保护环境、不损害当地农田水利设施考虑, 也必须做好路基排水, 形成排水系统, 并与地区排水规划相协调。在路基施工中, 应重视施工排水, 防止因各种原因造成的水患, 给路基、路面施工造成不必要的损失。
2.1 地面排水最通常采用的地面排水设施是边沟、截水沟、跌水、急流槽以及地表的排水管。对于高速公路和一级公路上的排水沟渠, 一般都要求铺砌防护。普遍采用浆砌片石加固、而水泥混凝土预制板块也开始广泛应用。高速公路和一级公路通过水网地段的路基, 过去逢沟设涵的做法在一些地方有了改进, 对路线两侧的灌溉沟渠重新系统布置,免去了穿越路线的排灌涵洞, 从而提高了路基的工程质量。
2.2 路面排水雨水排出路面有二种方式。第一种是集中排水, 在硬路肩外侧设置水泥混凝土预制块或现浇沥青混凝土的拦水带, 以其与硬路肩路面构成三角形的集水槽流水, 每隔20―50m 间距设一泄水口与路堤边坡急流槽衔接将雨水排到坡脚排水沟中。设超高路段的排
水通过设在中央带的园形开口排水沟或雨水井进行排除。第二种是分散排水, 多用于西北地区地势平坦, 路线纵坡小于0.3%的长路段。
2.3 地下排水路基地下排水仍多用暗沟、盲沟、渗沟、渗井等, 其特点是以渗透力式排水, 当水流量较大, 多采用带渗水管的渗沟。传统的砂砾料反滤层多改用有反滤功能的土工织物, 研制的带有钢圈、滤布和加强合成纤维组成的加劲软式透水管直径很适用于地下排水。
3.路基防护
3.1 坡面防护石砌圬工防护仍较普遍使用, 混凝土预制块护坡多用在路堤边坡, 连片的及带窗孔的护面墙; 用于路堑边坡。破裂的或易于风化破碎的岩石路堑边坡采用锚杆挂铁丝网或高强塑料网格喷浆或喷射混凝土以及喷射纤维混凝上防护也有较好的效果。但由于石砌圬工及混凝土防护造价高、易破损等诸多问题, 从保护环境的角度出发,建议大力推广既能改善生态环境, 美化景观, 又一劳永逸的种草防护。
3.2 冲刷防护防护沿河路基边坡免受冲刷仍多采用直接防护。传统的砌石、抛石、铁丝石笼、挡土墙等有所改进, 用高强土工格栅代替铁丝做石笼, 用聚脂或聚胺脂类土工织物混凝土护坡模袋做成的护面板防护受水冲浪击的边坡, 很能适应土体不均匀沉降。
3.3 支挡防护挡土墙用于支挡防护目前仍占主要。石砌的重力式挡土墙多用于石料丰富、墙高较低、地基较好的场合; 钢筋混凝土结构的悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙和板柱挡土墙其受力比较合理, 墙身圬工体积小, 也已广泛应用于公路路基的防护。
4.软土地基处理
近年来, 随着高速公路和一级公路的建设的迅速发展, 针对软土地基, 在防止路堤失稳定、沉降观测控制、软土地基处理技术等方面取得了显著成果。对处理的软土地基用沉降速率作为铺筑路面时间的沉降控制方法控制, 使得在软土地基上一次建成高级路面(而不是前期铺筑过渡路面)的关键技术问题得到了解决。
4.1 灰土挤密桩当软土地层含水量过大或过小时, 采取灰土挤密桩。含水率过大可往孔内填干土粉或石灰粉, 以吸去部分水分, 或快速成孔浇灌或边成孔边下套管, 或成孔后下套管; 含水率过小, 应预先浸湿加固范围内土层, 成孔顺序应先外圈, 后里圈并间隔进行; 对已成孔,应防止受水浸湿, 且应当天回填夯实; 为避免夯打造成缩颈堵寒, 应打一孔, 填一孔; 当桩孔较密, 土质松软, 应采取间隔跳打夯实。孔填料前应先夯打孔底3- 4 锤; 根据试验测定的密实度要求, 随填随夯, 严格控制下料速度和夯击次数; 回填料应拌合均匀, 并控制其含水量; 每个孔填料用量应与计算用量基本符合; 夯锤重不宜小于100Kg; 锤型以梨型或枣核型较合适。有利于夯实边缘土, 不宜采用平头夯锤, 落距一般应大于2m; 如地下水位较高, 应降低水位后再回填夯实。已出现疏松、断裂或夹层, 应用洛阳铲全部取出来, 按规定重新填夯灰上, 达到设计要求。
4.2 轻质路堤用轻质材料填筑路堤可减轻对地基承载力的要求。目前国内已有应用粉煤灰填筑路堤的成功经验, 可使路堤自重减轻25%左右。用重型击实试验法测定最大干容重为9- 12KN/m3。硅钻型粉煤灰粘性小, 不具塑性, 但液限在64%左右, 最佳含水量37- 41%, 有良
好的压实性能。粉煤灰路堤边坡表层1- 2m用粘质土包覆, 以稳定边坡和利于长草, 路床顶面用粗粒上封闭厚0.3- 0.5m。
4.3 土工合成材料加固浅层(一般小于3m 厚)的软土地基可采用先在地表铺筑上工布, 再填筑路堤, 土工布起分隔、过滤、排水和加速固结等作用, 从而取代常规的置换方法。
5.黄土陷穴处理
黄土陷穴是黄土地区路基施工常见的病害。黄土陷穴处理范围, 应视具体情况而定, 宜在路基填方或挖方边坡外, 上侧50m, 下侧10-20m。若陷穴倾向路基, 虽在50m以外, 仍应作适当处理。对串珠状陷穴应彻底进行处治。处理时, 采用灌砂、灌浆、开挖回填等措施, 开挖的方法可以采用导洞、竖井和明挖等。
处理好的陷穴, 其上层表面均应用石灰与土比例为三比七的石灰土填筑夯实或铺填老黄土等不透水材料加以改善。石灰土厚度应按设计严格执行。如原设计未要求时, 其厚度不宜小于30cm。并将流向陷穴的附近地面水引离, 防止形成地表积水或水流集中产生冲刷。
参考文献:
关键词:市政工程;管道施工;顶管技术
前言
传统的开槽埋管技术在过去市政工程施工中扮演着不可或缺的角色,但是近年来,开槽埋管技术对城市交通、给水管网施工方面造成的负面影响愈加严重,已经无法满足现阶段城市管道施工技术的要求。顶管技术在市政工程管道施工中不会对城市交通产生较大的影响,而且可以有效的控制施工成本,提升施工质量与施工效率。不过顶管技术需要对施工区域进行详细的地质勘探,结合实际情况进行应用,才能从根本上保证顶管技术施工质量。
一、市政工程施工中顶管技术的施工特点
顶管施工技术在市政工程管道施工中,不需要进行挖槽作业便可以通过地下直接通过建筑物、公路、河道、地下管线等,显著的提升了施工效率,缩短的施工工期,也在一定程度上降低了施工成本,提高了实际经济效益。而且顶管施工技术属于一种无污染的施工技术,施工产生的震动与噪音极小,不会对地面车流、社会公众群体正常生活与工作产生影响,也不会影响现有建筑的使用。不过市政工程管道施工中顶管技术仍存在一些缺点亟待解决,最为突出的就是施工技术难度较高,而且施工时还需要结合施工区段地质条件与水文条件进行。这些问题一定程度上制约了顶管技术的普及应用,也成为现阶段广大市政管道施工部门研究的重点。
二、市政工程管道施工中顶管施工的关键
(一)减阻泥浆的使用
在施工过程中,首先需要向管道的外壁空隙中压入一定量的减阻泥浆,直至将空隙全部填满为止,这层减阻泥浆会在管道外壁形成一层减阻套,降低管道外壁与土层之间的摩擦阻力,进而降低管道在顶进过程中受到的顶力。在顶管施工时,减阻泥浆形成的减阻套质量直接关系到管道顶进是受到的阻力影响大小,而且泥浆减阻套能够起到极强的支撑作用,避免出现粉质粘土坍塌的情况,进而确保了地层不会出现流失的情况。如果地层出现了流失,极易形成地表沉降,对城市交通、建筑物等会产生较大的负面影响。
(二)顶进路线
在顶管施工时,需要严格按照设计方案进行顶进,路线必须保证与方案设计一致,如果出现了路线偏移,可以采用削土刀盘与千斤顶进行偏移纠正,通过结合可伸缩超提刀与千斤顶,能够及时的将路线偏转回既定路线。管道在顶进过程中,需要定期进行轴线测量,保证管道顶进路线与设计方案的一致性。一般来说,每顶进一节管道的距离就需要进行一次测量,尤其是在即将到达终点时需要经常性的进行测量,一旦出现了偏移,就需要及时纠正偏移,确保顶进路线符合设计方案。
(三)出洞口止水处理
为了保证管道成功从工作井内顶出,会将洞口设计的略大于管径,一般控制在10cm左右。在管道出洞时,会存在一定的缝隙,如果不对这部分缝隙进行处理,极易发生渗漏的情况。因此,需要对出洞口进行止水处理,避免出现渗漏的情况。止水处理的方式主要是在沉井制作时便预先埋设一个厚度在1cm左右的厚钢法兰并在其边部焊接上螺栓,然后安装厚度在1.6cm左右的橡胶法兰,再用厚钢压板将其压实处理后,可以起到极佳的止水效果,而且厚钢压板与橡胶法兰都可以回收重复利用,具有极高的可行性与经济性。
(四)进出洞施工
在市政工程管道施工中,进出洞顶管是整个施工过程中最为重要的环节。因为在穿墙之后,进洞口的方向是否准确会对后续的挖掘工作起到至关重要的影响,如果进出洞口方向错误,那么后续挖掘方向必然会出现偏差,必须得进行偏移纠正,不仅增加了施工成本,还会延误施工工期。其次,进出洞时,需要对施工区段地质条件、水文条件进行全面的研究与分析,结合施工区域的实际情况进行施工,避免出现塌方事故造成的重大人员伤亡与财产损失。
(五)重点环节实时监测
市政工程管道施工时经常会通过建筑物较为密集的区段,在该区段需要进行实时的监测与控制,如果地面出现了变形、沉降等情况,需要及时进行处理避免问题恶化。在地下管道顶进时如果遭遇障碍物阻碍顶进,诸如大石块、老河道驳坎等情况,需要施工人员结合现场条件与实施情况进行深入的研究,探讨有针对性的解决方法。
三、市政工程管道施工中顶管技术的主要施工流程
(一)施工设备的全面检查
在进行市政工程管道施工之前,需要对所有施工设备进行全面的检查,掌握设备的维护情况、使用寿命、使用条件等情况。如果设备出现了问题,需要及时通知后勤部门进行维护与检修,如果无法投入使用,则需要引进新设备用于施工,避免对市政工程管道施工工期产生影响,确保施工的质量与效率。
(二)交接班检查
在交接班时,相关人员需要对设备运转情况进行交流,让上班人员掌握设备的运转相关情况,然后对泥浆泵、测量系统、管道、工具等进行日常的检查,确保其未出现任何问题后方可开始管道施工作业。
(三)进出渣浆泵开启与调整
待所有设备参数趋于稳定后,可以将进出渣浆泵开启循环泥浆。在进出渣浆泵工作时,需要根据实际情况进行相应的调整,保证其流量处于平衡状态。在将千斤顶向前顶进时,需要密切关注土压力表的数值情况,不断的调整进出渣浆泵的流量,保持工作仓的泥水比例符合工作标准。该设备保持平衡状态主要依靠的是调节进泥与吸泥的泵量,维持压力。如果压力过大,会将地面表层顶起,如果压力过小,那么地面表层会出现不同程度的沉降情况,影响地面交通顺畅或导致地面建筑出现裂缝。因此,需要严格控制进出渣浆泵的流量,维持其处于平衡状态,避免对地面产生任何干扰。
(四)泥水处理
在市政工程管道施工中,多采用泥水平衡式工具头出土,必须在工具头中注入一定量的泥浆,然后利用大刀盘切削工具头前方原状土并将其与泥浆充分混合进行搅拌,此时会产生大量的泥水,接着通过吸泥泵将其全部抽出,经过泥浆处理系统进行处理后可以进行循环使用,处理得到的泥沙则通过泥沙车装运外送。
(五)测量路线的偏移与实时纠正
首先,需要在工作井后座部分设置一个测量专用机座,然后将机座从地面一直延伸至地下施工区段,然后在上端设置一台全站仪,将激光沿着顶进路线射出,观察其在工具头上的偏差情况,每隔一段距离便测量一次,及时的发现路线的偏移情况并迅速纠正。
(六)顶管后作业
沿设计方案路线向前顶进一节管道后,需要将各管路全部拆开,包括油管、信号管、电力电缆、进出泥浆管、触变泥浆管等,然后在将钢管吊装后进行焊接,接着将所有的管线全部安装完毕,最后再沿设计路线继续顶进。
四、结束语
在部分特定的施工条件下,开槽埋管技术往往存在较大的局限性,而顶管技术则能够以其无与伦比的优越性满足市政工程管道施工的需求,尤其是在深覆土大管径的管道工程施工与城市主干道改建施工方面有着极为广泛的应用。本文就顶管技术进行深入的分析与阐述,以供广大同行参考与借鉴。
参考文献:
[1]周岩.顶管技术在城市排水管道施工中的应用[J].现代物业(上旬刊),2012,04(05).
[2]姜鹏飞.关于顶管技术在市政地下管道施工的应用分析[J].中国城市经济,2011,12(25).
[3]李伟,吴一波.浅谈市政工程中的顶管施工技术及质量控制措施[J].中国高新技术企业,2012,10(01).
关键词:市政工程;顶管技术;顶出管;膨润土;
1.概述
1.1城市地下管线
城市地下管线是城市基础设施的重要组成部分,具有传递信息、输送能源和排放废物的功能。它是一个复杂的系统工程,在城市现代化与信息化高速发展的背景下发展迅速,并且,当前其作用与功能越来越重要,城市中迫切需要兴建大量的新管线。如果采用传统的开挖施工技术,则不仅经济负担大,而且对社会和环境都具有不利的影响。所以,为了保护城市的道路,我们应该尽量采用非开挖技术。根据相关报道,在新铺设的管线中,我国采用非开挖技术的管路比例比美国要低很多,所以,非开挖管路技术在我国的发展空间还很大,这需要引起我们相关部门的重视。
1.2顶管技术
1.2.1顶管技术的优点
顶管技术并不需要开槽铺设管道,是非开挖施工方法中的一项。它用一种硬制管道在土层下面穿过以形成给排水或者其他作用的设施。该项技术的使用时间较早,优点多,例如:(1)施工精度高;(2)综合成本低:只需要排除地下土层中的土体,使工期缩短、工程量减少;(3)对环境的破环小:能使周围建筑设施保持其功能,不被破坏;(4)可穿越障碍物等。正是凭借这些优点,顶管技术得到了较广泛的应用,当前,它已经被应用在污水管道的铺设、天然气管道、雨水管道、自来水工程等多项民生工程中,消除了以往开挖技术所造成的社会影响和经济影响。
1.2.2顶管技术的缺陷
因为顶管技术常被应用于地下的隐蔽性工程中,隐蔽性工程的复杂程度是难以预料的,所以,顶管技术也就有了复杂性和多边性的特点。并且,顶管技术的安全隐患大,在施工中存在着一定的危险,若是失败了,则会带来巨大的经济损失。但是,我国的顶管技术比其他国家起步晚,至今还没有形成一套完整的理论体系,所以,我们应该加强市政工程施工中的顶管技术的研究。
1.2.3研究顶管技术的意义
我国现在已经有了一个很大的地下管道体系,为了避免与现有管道的冲突,未来管道的埋设深度必然将越来越大,这就更加彰显了顶管施工的优势。并且,当前,人们越来越关注环境保护的问题,所以,也逐渐加大了顶管施工技术的应用范围。加强对顶管技术的研究能够改进和完善顶管技术,提高设管道施工的技术标准和质量标准,提高管道的利用率,减少经济损失,同时能够使工程更加科学、规范,所以,加强对顶管技术的研究具有十分重要的意义。
2.顶管工程的关键技术分析
2.1顶进管的选择
顶进管一般选用的是钢筋砼管,应该依据相应的标准和技术规范来对钢筋砼管进行规格设计、配筋和应力验算。(1)选择顶进管的直径:应该根据工程的性质来确定顶进管的内经,根据载荷来确定顶进管的壁厚,进而确定了钢筋砼管的外径。一般,管的内径要大于500mm。(2)选择顶进管的长度:顶进管的长度能影响过程的可控性和经济性。若使用较长的管,则可以使装管的次数减少,但是,若是偏离了原定路线,则较长的管恢复正确路线比短管要困难的多。并且,长管带来的相应的挖坑、支护、修复等的费用也会相应的增加。一般情况下,管的长短要根据管的外直径来确定,若长径比小于1.10时,则为短管;若长径比等于1.15时,则为标准管;若长径比大于2.10时,则为长管。
2.2顶管施工的前期准备
顶管施工的前期准备包括现场平面的布置和土体的加固。
(1)现场平面的布置:现场平面的布置包括多方面的布置,例如:起重设备、管片堆场、拌浆材料堆场、注水系统等,要在始发工作井内安装发射架、顶管机、反力架等顶进设备,并且,要注意在工作井边侧设置好下井扶梯。
(2)土体的加固:必须要保证安全性,所以在顶管机进出洞处和后靠处都要注重对土体的加固,可以通过设置 高压旋喷桩来达到加固的目的。并且,要在工作井中安装止水装置,这样才能防止泥水流失和所压注的触变泥浆的流失。
2.3顶管施工的工艺
顶管施工是指利用顶进设备将预制构造物顶入路基,从而形成立体交叉通道或者涵洞的施工方法。顶管施工的工艺过程包括:(1)设置工作井和接收井:在确定的管段间设置;(2)推进钢筋混凝土管:在工作井中安装推力设备,利用其将顶管机头推入土中,进而,在机头的导向下,向前推进预制的钢筋混凝土管;(3)铺设管道。
2.3.1顶管井的设计
顶管井可以分为两种,分别为工作井和接收井。顶管井一般采用的是钢筋混凝土结构。并且工作井有单孔井和单排孔井两种结构形式。单孔井的形状为圆形、正方形和矩形等,而单排孔井的结构多为矩形。并且,这些不同形状的顶管井的受力能力不同,其中,圆形最高,矩形最低。
2.3.2顶管的施工工序
顶管的施工工序包括穿墙、顶管出洞、注浆减阻和顶管纠偏。
(1)穿墙:穿墙时应该注意,为了保证阻水、挡土的作用,要在穿墙的管内注入纸筋粘土或者低强度的水泥粘土;为了保证土体的强度和稳定性,要在穿墙管的外侧进行注浆固结。并且要注意对可能出现的问题的预测和分析,并且制定好相应的处理措施。
(2)顶管出洞:这是顶管技术中的关键工序,并且也容易发生事故。在此工序中,为了防止管线的偏斜,要进行工具管的调零;为了避免下跌,要在工具管出洞前预先设定一个初始角;为了弥补下跌,要立即用主顶油缸进行纠偏。
(3)注浆减阻:这是顶管施工中的一个重要技术措施。注浆减租主要的作用是减少地面的沉降、减少顶进阻力。它是通过压管道周围空隙,从而形成一道泥浆的保护套,从而对地层起到支撑作用。注浆工序一般应用于长距离的顶管施工工程中,它先是对机头的尾部压浆,然后在中间适当位置进行跟踪补浆。
(4)顶管纠偏:顶管的纠偏工作是指利用千斤顶组改变机头端面的方向,进而减少机头偏离设计轴线的偏差。若管道偏左,则对千斤顶进行左伸右缩的处理,若管道偏右,则对千斤顶进行右伸左缩的处理。
2.4膨润土在疏松土层中的应用
粘性小的疏松土层极不稳定。此时,添加膨润土就能提高其支承作用。为了使支承作用显著,要注意准确掌握膨润土悬浮液在沙砾中的特性,对于孔隙横断面小的细粒土层,适于采用低流限的悬浮液,反之,孔隙横断面大的粗粒土层需要采用高流限的悬浮液。并且要根据不同的场合来选择不同的压浆方式:有时需要均匀压浆,有时则需要分段压浆。
结语:加强对顶管技术的研究具有十分重要的意义。本文探究了顶出管的选择、顶管施工前期准备、顶管施工工艺、膨润土的使用等施工要点,相关专业人员应该加强对这些方面的研究并且探究新的方面,以保证在市政工程的施工中,顶管技术能够得到更好的应用。
参考文献:
[1] 贺昆海. 顶管工程关键技术及其实施的风险分析与应用[D]. 湖南大学,2012.
[2] 张慧儒. 论市政工程顶管施工技术[J]. 科技与企业,2013(12):251-251.
关键词:深基坑支护;支护形式;施工技术;稳定性
一般情况下,有支护结构或者是深度在6米以上的基坑都可以称之为深基坑,深基坑支护施工技术包括了基坑的支护、开挖和降水,深基坑支护的形式有重力式、混合式和悬臂式挡土墙等。随着施工技术和施工水平的提高,基坑的深度在不断的增加,周围的环境、气候天气以及管理水平都影响着深基坑支护工程的稳定性。技术人员和施工人员要结合当地的地质条件和环境特征制定合适的施工方案。
一、深基坑支护的结构类型
1、重力式支护结构。该种支护结构是重力挡土墙的延伸和发展,是先将基坑的侧壁加固,让基坑形成具有一定厚度的挡墙,重力式挡墙可以达到隔水和挡土的目的。深层搅拌桩就是重力式支护结构的一种,它通过水泥与土层的搅拌来形成柱状的水泥土墙,4米到8米的基坑都可以适用该支护结构。重力式支护结构需要在形成重力墙之后再开挖边坡,水泥土重力式的维护结构是比较常用的支护结构。
2、悬臂式的支护结构。该支护结构可以分为分离排桩式结构、地下连续墙的结构以及连续板桩式结构,是指在不加任何锚杆和支撑的情况下仅在基坑底下嵌入一定厚度的岩土体,依靠这些岩土体来平衡主动土压力、水压力和上部的地面超载。这种支护结构的嵌入深度是至关重要的,构件的弯矩值和桩顶位移都比较大,主要适用于基坑深度不大、基坑的水平位移要求不是很严格以及土质条件比较好的基坑,开挖的深度要在10米以下。
3、拉锚式支护结构。该种支护结构是由外拉系统和挡土结构组成,按照外拉系统设置的不同可以分为锚杆支护结构和地面的拉锚支护结构。前者是指外拉结构沿着坑壁的土体设置,主要适用于较大规模的深基坑、附近有建筑物或者是不设内支撑的深基坑。后者则是指外拉结构在地面设置,结构由锚固体、拉杆和挡土结构组成,主要适用于规模或者是深度不大的基坑。此外,深基坑的支护结构类型还包括内支撑式、土钉支护以及预应力的锚杆柔性支护结构,设计者和施工人员可以根据施工的不同需要来选择不同的支护结构。
二、深基坑支护施工技术
深基坑支护工程在施工之前需要对工程进行勘察和调查,对地下水、埋设物以及工程设施进行确定,在综合考虑当地施工经验、地层变形限值、施工设施与场地以及成本和工期的基础上设计支护结构。施工时要进行现场的测量和监控,及时的反馈信息。
1、深基坑支护结构的设计。深基坑施工的关键在于设计方案的安全、可靠、可行,参与设计的人员不仅要对材料学和结构学以及基础和地基有一定研究,还要对施工场地的地质特点和地形地貌进行勘察和了解,因地制宜的设计施工方案。设计者在设计的过程中要勇于创新,对各种设计方案进行新的尝试,做到具体问题具体分析,在设计完成之后,还要通过专家组的论断,审批通过才可以进行下一步的施工。
2、施工的流程。深基坑支护结构的施工流程一般是进行施工前的准备、深基坑支护桩施工、联系梁和锚杆施工、土方的开挖,其中支护桩要采取人工挖孔,钢筋混凝土做支护桩的护壁。在联系梁施工环节中要先开挖基槽,验收合格之后才能进行混凝土的浇筑,并在此基础上对联系梁进行施工。锚杆施工中要将基坑挖到锚杆的标准高度,之后再逐一进行钻孔、锚杆的制作、注浆、安装联系梁、锚固和锚杆试验,确保支护结构的施工质量。此外,采用分层开挖的方式来进行土方的开挖,随时运走挖出的土方,维持现场的清洁。
3、环境保护和安全管理。高层建筑一般都集中在市中繁华和人口密集的地带,深基坑支护结构的施工会产生一定的材料污染和噪声污染,因此施工人员要加强施工中的环保意识和安全管理意识。在施工的安全管理中,技术人员要对机械和电气设备的性能进行检查,严格按照施工规范和设计方案的要求施工,减少施工中的安全事故,确保工程的安全施工。
4、施工中的监理工作。深基坑支护施工的技术性和专业性比较强,工序复杂,监理人员要掌握支护技术的施工流程,配合技术人员做好现场的监督和指导工作,对施工的进度和变化进行及时的了解和把握。此外,监理人员还要对深基坑支护技术的每一个施工环节进行检验和审核,确保每一环节都能达到施工标准的要求。同时,地下水的水位、基坑的支护结构以及围护结构也都在监理工作的范围之内。
三、深基坑支护施工的稳定性
1、影响深基坑稳定性的问题。目前我国对深基坑支护结构设计所采用的理论仍然是静态的极限平衡理论,但是基坑中的土体是动态平衡的状态,时间效应和变形在设计中没有被充分的考虑到。现在城市中的高层建筑越来越多,基坑工程施工中还要考虑基坑变形对地下管线、周围建筑物以及道路设施的影响。此外,地下水的控制是基坑支护结构施工的难点,基坑渗漏、管涌的现象只能延长工期,地下水的控制还没能引起足够的重视,这些问题都对深基坑支护结构的稳定性造成了严重的影响。
2、设计上的改进。由于施工场地地下与地上环境的不同,目前国内外还没有统一精确的设计规范和计算方法,这就要求设计人员因地制宜的确定基坑的变形允许值,对结构变形的控制标准和地面超载对结构变形影响进行认定,寻求新的支护结构计算方法。随着技术和科技的进步,例如旋喷土锚、双排桩、组合拱帷幕以及土钉等新型的支护结构相继出现,深基坑的支护结构正向着综合化的方向发展,这些综合性的结构虽然具有一定的复杂性,但是却可以整体上提升支护结构的稳定性。
3、支护结构的研究试验和优化。由于技术上和资金上的限制,目前我国很少对支护结构进行完善系统的研究试验,很多成功和失败的深基坑支护施工都难以总结经验,支护技术施工很难有新的进步和发展。新时期,技术人员和设计人员要对深基坑支护施工进行反复的研究和试验,总结经验规律,提高工程的稳定性。对于施工方案不符合施工要求的要进行优化升级,做到施工的安全可靠、过程顺利,确保工程施工能够在规定的工期内完成。
4、新型施工技术的发展。深基坑支护施工是围护结构体系与土体相互作用的动态变化过程,单纯理论和经验的分析和估计很难完成支护结构的施工。技术人员和施工人员要采取信息监测和信息化施工的技术,对于施工效果和设计方案不一致的要进行实时的纠正和改进,通过信息监测来动态的把握土体变形的状态,进行信息化的施工。此外,信息化施工还可以对险情进行预测,减少施工事故的发生,整体上提高深基坑支护的设计和施工水平。
四、结束语
深基坑支护施工是技术性和专业性极强的工作,它综合包含了工程地质与结构、建筑材料、水文地质以及施工的工艺和管理等,是一门综合性的学科。深基坑支护施工技术在我国经过长时间的发展,已经存在了多种支护类型,但是支护结构的稳定性是施工的关键和难点,工程的设计人员和施工人员还要在现有技术的基础上加强设计和试验,提升深基坑支护结构的稳定性。
参考文献:
[1] 方江华. 深基坑支护技术综述[J]. 西部探矿工程, 2009,(03) .
[2] 侯兆霞,石立成,吴西良,陈铁锚. 深基坑中的综合支护技术[J]. 土工基础, 2011,(03) .
关键词:给排水工程;顶管技术;施工要点
Abstract: in recent years, our country whether economic or science and technology have made by leaps and bounds development, increasing the size of city, and adaptation of the high-rise building and civil building infrastructure is springing up developed. Therefore, the construction of the underground engineering is also in constant progress, the pipe jacking technology in municipal water supply and drainage engineering in the application and key points of construction are analyzed, and the hope that in the work can help.
Keywords: water supply and drainage engineering; Pipe jacking technology; Key points of construction
中图分类号:S276文献标识码:A 文章编号:
随着经济的发展,城市居民的生活节节攀升,在改革开放的30多年中,我国的城市建设也在持续进行并不断更新中,而城市建设离不开给排水系统的完善,因此给排水管道改造也在不断的发展着。给排水管道的施工必然会给城市交通、市容市貌、环境等造成影响,因此出于对城市的保护,在地下给排水管道施工中主要应用顶管技术。早在1953年,我国就开始了对顶管技术的应用,经过半个多世纪的发展,已经日臻成熟,成为给排水施工中最常用的技术之一。
一、顶管施工技术与开槽埋管的对比
1顶管施工技术的优点
运用顶管技术挖坑较少,只有工作坑和接收坑,比开槽埋管要少很多。而且在顶进的过程中开挖土方较少。顶管施工技术的优势还在于施工的安全性较高,对周边环境影响小,而且施工作业任务也相对较少。在工程进度紧的情况下,顶管技术的施工工期短,如果覆埋土深度较大的话,应该选用顶管技术,这样更加经济。
2顶管施工技术的缺点
如果遇到曲率半径偏小,而且曲线种类多且量大时,开槽埋管更加简便,而顶管施工则会给施工的顺利进行带来诸多不便利的因素。或者当地下给排水的施工过程中遇到的土层属于软土,这是管道施工非常容易出现偏差,而且纠偏又会非常困难,使管道产生不均匀沉降,而且再加上覆土较浅,更适合选用开槽埋管。
二、顶管技术在给排水工程中的应用
1顶管技术的适用范围
1.1在中心城区,或者商业密集的地方以及诸如文物古迹或者不能大型开挖的特殊区域,而且实施作业的过程中既不能开槽埋管,又不能空中架线,针对这种情况,顶管技术是最合适的施工方法,即采用直径为80-600mm进行地下埋管。
1.2另外一种适用顶管技术的情况在进行施工时,敷设的污水管道直径超过500mm,而且开挖埋管时又不能采用明沟,这时应该选用顶管技术,但需要注意的是管道沿线要避开其它建筑基础。
2顶管技术在市政管网中的应用
顶管施工技术在市政管网中的应用范围非常广泛,主要用于旧城改造过程中的管网施工。经过长时间形成了各种管网复杂交错,部分管线的地下位置难以明确,再加上找不到原始资料等客观原因,从而导致开挖管道将面临非常多的困难。而目前,许多城市为了完成管道施工,对地面反复开挖,使路面的寿命严重受损,并且阻碍了交通,同时给附近居民的生活带来了很多不便。
更严重的问题在于,随着管网的建设,相应的配套设施,例如电讯、自来水、煤气、广告箱、路牌等都需要反复拆建,这在无形中增加了施工的难度,也给城市的基础设施造成了一定的损坏。而且在铺设管网的过程中,如果遇到文物古迹、铁路或水道的阻碍,需要转入地下过渡,受限于施工现场的条件与环境,不能采用明沟开挖来埋管施工,这种情况下最好的选择就是运用顶管法施工。
三、顶管技术施工要点及注意事项
1减阻泥浆
向管道外壁,运用触变泥浆将减阻泥浆挤入,使其在管道的形成一个泥浆套,这样能够减小管节外壁与土层之间的摩擦力和阻力,这样使得在顶进时能够更加省力而且简便。影响减阻效果的直接因素就是泥浆套形成的质量,而且由于泥浆套具有支撑作用,粉质粘土层坍塌而形成的地层流沙可以有效减少,同时还能控制地面的沉降作用。另外,要注意的是在管道顶进完成后,对管顶机头尾端要实施同步压浆,并在中继线和中部管节处跟踪补浆。而在施工中,泥浆的实际用量通常要远远多于计划用量,一般来说会达到4倍或5倍,以上压浆方法都能够取得非常好的预期效果。
2按设计路线顶进
施工过程中,削土刀盘上的可伸缩超提刀可以将管子按照图纸设计的线路顶进,同时借助千斤顶编组对出现偏差的情况就行纠正,为了保证顶进轴线与设计轴线的路径相一致,可以适当增加对顶进轴线的测量次数。一般来说,顶进一节混凝土管节后就要测量一次,另外可以根据实际操作的情况在出洞、纠偏以及到达终点之前,合理的增加测量次数。另外一个需要注意的是,为了保证控制点的准确性要反复对其进行测量。通过对相邻管道间错口偏差的及时纠正,可以避免施工后出现问题,造成返工。
3洞口止水
除了保证顶进线路的准确性,还应该做好洞口的止水工作。做到工作井预留洞口比管节的外径略大才能保证管子从工作井内顺利出洞。而且,在顶进的过程中,需要有效封闭此间隙。顶管施工洞口止水的方法是,在制作沉井时,首先预埋一个厚度为10mm的钢法兰在洞口,并焊接螺栓,然后将16mm的厚橡胶法兰安装,并使用10mm后的钢压板将其压紧。在顶管施工过程中,在工作井内如未发现有地下水或泥沙的流入,就可以回收胶法兰及压板,这种方法可以取得很好的效果。
4顶管施工中的进出洞作业
顶管施工中非常重要的工序之一是管子的进出洞作业,穿墙后掘进机的方向非常重要,它决定着后期施工中管道方向控制的准确性,而且会影响井内管节的拼装工作。穿墙时要做好洞口的止水工作,防止井内涌入大量的泥水,给施工安全埋下隐患。如果管道位于粉质粘土层,水位呈流塑状,需要将管子的顶进方向与工作井保持合理的距离,同时还要改良和加固整个土体。而且要采用井点降水措施,增加土体的强度。另外,还要确保管道与轴线方向相一致,顶进方向不出现偏差。
5遇障碍物后的顶进处理
施工能否顺利进行的另外一个关键因素是如何解决顶进过程中遇到的障碍物,例如遇到大量的埋木、石块以及老河道等,这些都需要通过对现场的研究才能给出合理的解决方案。市政工程中,尤其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最为复杂。在这些工程中,采用顶管技术是完全可行的,与开槽埋管相比,无论是经济效益还是社会效益都有很明显的优势,可以从根本上改变城市管网杂、乱的现状。另外,从保护环境的层面来说,更多的运用顶管技术进行市政工程施工也是大势所趋,由此可以看出,顶管施工工艺将成为未来管线铺设的主要技术。
三、市政给水管线工程的质量监理
为了保证市政给排水施工的良好发展,进一步理顺质量管理体系,应该提高企业的内部素质,加强政府的监管机制,同时对于先进的新技术予以积极的支持和广泛的推广,例如顶管技术的应用。顶管技术不仅带来巨大的经济效益,同时又能保护环境。
四、结论
顶管技术涉及到了力学的方方面面,例如材料力学、岩土力学等,是一个复杂的力学过程。在施工的过程中最重要的是控制好推进顶管的力度,即管道在顶管过程中受到的阻力,主要包括管壁的摩擦阻力,工具头正面泥水压力等,而准确估计顶管的推力需要对顶管计算进行复核,这样才能防止泥砂涌入。泥水力一定要合理,压力过大,会增加主千斤顶的负荷,很有可能会出现冒顶的情况;如果过小又会造成大量的泥砂涌入,而道路的表面也会受到破坏和影响,使地表设施受到不同程度的损坏。
参考文献
[1]李健.顶管施工法的技术特点分析[J].筑路机械与施工机械化.2006,07
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[3]曹晓阳,李红兵.顶管施工用管材的比较和应用[J].中国给水排水,2006,04