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路基路面在大氣之中,其穩定性在很大程度上受當地自然條件的影響。必須在深入調查公路沿線的自然條件的基礎上,從總體到局部,從大區域到局部路段對自然情況進行分析研究,掌握其規律及對路基路面穩定性的影響程度,因地制宜地采取有效的工程措施。
一、影響路基穩定性的因素
1、地理條件。公路沿線的地形、地貌和海拔高度不僅影響路線的選定,也影響到路基與路
面的設計。平原、丘陵、山嶺各區地勢不同,路基的水文狀況也不同。平原區地勢平坦,排水田難,地表易積水,地下水位相應較高,因而路基需要保持一定的最小填土高度;丘陵區和山嶺區地勢起伏較大,路基排水設計至關重要,否則會導致穩定性下降,出現破壞現象,影響路基的穩定性。
2、 地質條件。沿線的地質條件,如巖石的種類、成因、節理、風化程度和裂隙情況,巖石走向、傾向、傾角、層理和巖層厚度有無夾層或遇水軟化的夾層,以及有無斷層或其他不良地質現象(巖溶、冰川、泥石流、地震等)都對路基的穩定性有一定的影響。
3、氣候條件。氣候條件如氣溫、降水、濕度、冰凍深度、日照、蒸發量、風向、風力等都會影響公路沿線地面水利地下水的狀況,并且影響到路基的水溫情況。在一年之中,氣候有季節性的變化,因此路基的水溫狀況也隨之變化。氣候還受地形的影響,例如,山頂與山腳、山南坡與山北坡氣候有很大的差別,這些因素都會嚴重影響路基路面的穩定性。
4、水文條件和水文地質條件。水文條件如公路沿線地表水的排泄、河流洪水位、常水位、有無地表積水和積水時間的長短,河岸的淤積情況等。水文地質條件如地下水位、地下水移動的規律,有無層間水、裂隙水、泉水等。所有這些地面水及地下水都會影響路基路面的穩定性,如果處理不當,常會引起各種病害。
5、土的類別。土是建筑路基的基本材料,不同的土類具有不同的工程性質,因而將直接影
響路基的強度與穩定性。不同的土類含有不同粒徑的土顆粒,砂粒成分多的土,強度構成以內摩擦力為主,強度高,受水的影響小,但施工時不易壓實。較細的砂,在滲流情況下,容易流動,形成流砂。粘粒成分多的土,強度形成以粘聚力為主,其強度隨密實程度的不同變化較大,并隨濕度的增大而降低。粉質類土毛細現象強烈,路基路面的強度和承載力隨著毛細水上升濕度增大而下降。在負溫度坡差作用下,水分通過毛細作用移動并積聚,位局部土層濕度大幅度增加,造成路基陳服、最后導致路基翻漿等各種破壞。
二、路基穩定性施工方法分析
1.路基填土與壓實
公路路基的強度和穩定性很大程度取決于路基填料的性質及其壓實的程度。從現有條件出發, 改進填土要求和壓實條件是保證路基質量最有效和最經濟的方法。
1.1 路基填料規范規定了對路基填料應有條件的選用。對路基填料的最小強度和最大粒徑給了量化的標準, 當路基填料達不到規定的最小強度時, 應采取摻合粗粒料、或換填、或用石灰等穩定材料處理。
1.2 路基壓實當前路基施工, 普遍采用了大噸位的壓路機, 碾壓效果有了明顯的改善。對于提高路基土的壓實度起了很好的作用。規范規定高速公路和一級公路路面底面以下80- 150cm 部分的上路堤其壓實度必須≥95%, 對其它等級公路當鋪筑高級路面時, 其壓實度亦應按高速公路和一級公路的標準采用。
1.3 特殊潮濕地區路基土的壓實在特殊潮濕地區, 路基上的壓實是相當困難的, 規范對此作出了若干調整: 一是壓實度標準可根據試驗資料確定或較表列數值降低2―3 個百分點; 二是對于天然稠度小于1.1, 液限大于40, 塑性指數大于18 的粘質土, 當用于下路床及其下的
路堤填料時, 可采用規定的輕型壓實標準; 三是改善填料的性質, 在土中摻加生石灰, 通常可以獲得預期的效果, 也可采用新型吸水材料加固。
1.4 黃土路基填筑及壓實
1.4.1 黃土路堤施工時, 應做好填挖界面的結合(縱向), 清除坡面雜草, 挖好向內傾斜的臺階。如結合面陡立, 無法挖成臺階時, 可采用土工釘加強結合。若地基土層具有強濕陷性或較高的壓縮性, 且容許承載力低于路堤自重壓力時, 可考慮采用重錘夯實, 石灰樁擠密加固。
1.4.2 黃土含水量過小, 應均勻加水再行碾壓; 如含水量過大, 可翻松晾曬至需要含水量再進行碾壓, 也可摻入適量石灰處理, 降低含水量。摻灰后應將土、灰拌勻, 其最大干密度應通過擊實試驗確定。
1.4.3 老黃土透水性差, 干濕難以調節, 大塊土料不易粉碎, 使用前應通過試驗決定措施。路床填料不得使用老黃土。新黃土為良好填料,可用于填筑路床。黃土路堤應分層填筑, 分層壓實, 大于10cm 的塊料,必須打碎, 并應在接近上的壓實最佳含水量時碾壓密實。
2.路基路面排水
水是影響路基強度和穩定性的另一重要因素, 許多路基病害是由水的侵蝕造成的, 另外, 從保護環境、不損害當地農田水利設施考慮, 也必須做好路基排水, 形成排水系統, 并與地區排水規劃相協調。在路基施工中, 應重視施工排水, 防止因各種原因造成的水患, 給路基、路面施工造成不必要的損失。
2.1 地面排水最通常采用的地面排水設施是邊溝、截水溝、跌水、急流槽以及地表的排水管。對于高速公路和一級公路上的排水溝渠, 一般都要求鋪砌防護。普遍采用漿砌片石加固、而水泥混凝土預制板塊也開始廣泛應用。高速公路和一級公路通過水網地段的路基, 過去逢溝設涵的做法在一些地方有了改進, 對路線兩側的灌溉溝渠重新系統布置,免去了穿越路線的排灌涵洞, 從而提高了路基的工程質量。
2.2 路面排水雨水排出路面有二種方式。第一種是集中排水, 在硬路肩外側設置水泥混凝土預制塊或現澆瀝青混凝土的攔水帶, 以其與硬路肩路面構成三角形的集水槽流水, 每隔20―50m 間距設一泄水口與路堤邊坡急流槽銜接將雨水排到坡腳排水溝中。設超高路段的排
水通過設在中央帶的園形開口排水溝或雨水井進行排除。第二種是分散排水, 多用于西北地區地勢平坦, 路線縱坡小于0.3%的長路段。
2.3 地下排水路基地下排水仍多用暗溝、盲溝、滲溝、滲井等, 其特點是以滲透力式排水, 當水流量較大, 多采用帶滲水管的滲溝。傳統的砂礫料反濾層多改用有反濾功能的土工織物, 研制的帶有鋼圈、濾布和加強合成纖維組成的加勁軟式透水管直徑很適用于地下排水。
3.路基防護
3.1 坡面防護石砌圬工防護仍較普遍使用, 混凝土預制塊護坡多用在路堤邊坡, 連片的及帶窗孔的護面墻; 用于路塹邊坡。破裂的或易于風化破碎的巖石路塹邊坡采用錨桿掛鐵絲網或高強塑料網格噴漿或噴射混凝土以及噴射纖維混凝上防護也有較好的效果。但由于石砌圬工及混凝土防護造價高、易破損等諸多問題, 從保護環境的角度出發,建議大力推廣既能改善生態環境, 美化景觀, 又一勞永逸的種草防護。
3.2 沖刷防護防護沿河路基邊坡免受沖刷仍多采用直接防護。傳統的砌石、拋石、鐵絲石籠、擋土墻等有所改進, 用高強土工格柵代替鐵絲做石籠, 用聚脂或聚胺脂類土工織物混凝土護坡模袋做成的護面板防護受水沖浪擊的邊坡, 很能適應土體不均勻沉降。
3.3 支擋防護擋土墻用于支擋防護目前仍占主要。石砌的重力式擋土墻多用于石料豐富、墻高較低、地基較好的場合; 鋼筋混凝土結構的懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻和板柱擋土墻其受力比較合理, 墻身圬工體積小, 也已廣泛應用于公路路基的防護。
4.軟土地基處理
近年來, 隨著高速公路和一級公路的建設的迅速發展, 針對軟土地基, 在防止路堤失穩定、沉降觀測控制、軟土地基處理技術等方面取得了顯著成果。對處理的軟土地基用沉降速率作為鋪筑路面時間的沉降控制方法控制, 使得在軟土地基上一次建成高級路面(而不是前期鋪筑過渡路面)的關鍵技術問題得到了解決。
4.1 灰土擠密樁當軟土地層含水量過大或過小時, 采取灰土擠密樁。含水率過大可往孔內填干土粉或石灰粉, 以吸去部分水分, 或快速成孔澆灌或邊成孔邊下套管, 或成孔后下套管; 含水率過小, 應預先浸濕加固范圍內土層, 成孔順序應先外圈, 后里圈并間隔進行; 對已成孔,應防止受水浸濕, 且應當天回填夯實; 為避免夯打造成縮頸堵寒, 應打一孔, 填一孔; 當樁孔較密, 土質松軟, 應采取間隔跳打夯實。孔填料前應先夯打孔底3- 4 錘; 根據試驗測定的密實度要求, 隨填隨夯, 嚴格控制下料速度和夯擊次數; 回填料應拌合均勻, 并控制其含水量; 每個孔填料用量應與計算用量基本符合; 夯錘重不宜小于100Kg; 錘型以梨型或棗核型較合適。有利于夯實邊緣土, 不宜采用平頭夯錘, 落距一般應大于2m; 如地下水位較高, 應降低水位后再回填夯實。已出現疏松、斷裂或夾層, 應用洛陽鏟全部取出來, 按規定重新填夯灰上, 達到設計要求。
4.2 輕質路堤用輕質材料填筑路堤可減輕對地基承載力的要求。目前國內已有應用粉煤灰填筑路堤的成功經驗, 可使路堤自重減輕25%左右。用重型擊實試驗法測定最大干容重為9- 12KN/m3。硅鉆型粉煤灰粘性小, 不具塑性, 但液限在64%左右, 最佳含水量37- 41%, 有良
好的壓實性能。粉煤灰路堤邊坡表層1- 2m用粘質土包覆, 以穩定邊坡和利于長草, 路床頂面用粗粒上封閉厚0.3- 0.5m。
4.3 土工合成材料加固淺層(一般小于3m 厚)的軟土地基可采用先在地表鋪筑上工布, 再填筑路堤, 土工布起分隔、過濾、排水和加速固結等作用, 從而取代常規的置換方法。
5.黃土陷穴處理
黃土陷穴是黃土地區路基施工常見的病害。黃土陷穴處理范圍, 應視具體情況而定, 宜在路基填方或挖方邊坡外, 上側50m, 下側10-20m。若陷穴傾向路基, 雖在50m以外, 仍應作適當處理。對串珠狀陷穴應徹底進行處治。處理時, 采用灌砂、灌漿、開挖回填等措施, 開挖的方法可以采用導洞、豎井和明挖等。
處理好的陷穴, 其上層表面均應用石灰與土比例為三比七的石灰土填筑夯實或鋪填老黃土等不透水材料加以改善。石灰土厚度應按設計嚴格執行。如原設計未要求時, 其厚度不宜小于30cm。并將流向陷穴的附近地面水引離, 防止形成地表積水或水流集中產生沖刷。
參考文獻:
關鍵詞:市政工程;管道施工;頂管技術
前言
傳統的開槽埋管技術在過去市政工程施工中扮演著不可或缺的角色,但是近年來,開槽埋管技術對城市交通、給水管網施工方面造成的負面影響愈加嚴重,已經無法滿足現階段城市管道施工技術的要求。頂管技術在市政工程管道施工中不會對城市交通產生較大的影響,而且可以有效的控制施工成本,提升施工質量與施工效率。不過頂管技術需要對施工區域進行詳細的地質勘探,結合實際情況進行應用,才能從根本上保證頂管技術施工質量。
一、市政工程施工中頂管技術的施工特點
頂管施工技術在市政工程管道施工中,不需要進行挖槽作業便可以通過地下直接通過建筑物、公路、河道、地下管線等,顯著的提升了施工效率,縮短的施工工期,也在一定程度上降低了施工成本,提高了實際經濟效益。而且頂管施工技術屬于一種無污染的施工技術,施工產生的震動與噪音極小,不會對地面車流、社會公眾群體正常生活與工作產生影響,也不會影響現有建筑的使用。不過市政工程管道施工中頂管技術仍存在一些缺點亟待解決,最為突出的就是施工技術難度較高,而且施工時還需要結合施工區段地質條件與水文條件進行。這些問題一定程度上制約了頂管技術的普及應用,也成為現階段廣大市政管道施工部門研究的重點。
二、市政工程管道施工中頂管施工的關鍵
(一)減阻泥漿的使用
在施工過程中,首先需要向管道的外壁空隙中壓入一定量的減阻泥漿,直至將空隙全部填滿為止,這層減阻泥漿會在管道外壁形成一層減阻套,降低管道外壁與土層之間的摩擦阻力,進而降低管道在頂進過程中受到的頂力。在頂管施工時,減阻泥漿形成的減阻套質量直接關系到管道頂進是受到的阻力影響大小,而且泥漿減阻套能夠起到極強的支撐作用,避免出現粉質粘土坍塌的情況,進而確保了地層不會出現流失的情況。如果地層出現了流失,極易形成地表沉降,對城市交通、建筑物等會產生較大的負面影響。
(二)頂進路線
在頂管施工時,需要嚴格按照設計方案進行頂進,路線必須保證與方案設計一致,如果出現了路線偏移,可以采用削土刀盤與千斤頂進行偏移糾正,通過結合可伸縮超提刀與千斤頂,能夠及時的將路線偏轉回既定路線。管道在頂進過程中,需要定期進行軸線測量,保證管道頂進路線與設計方案的一致性。一般來說,每頂進一節管道的距離就需要進行一次測量,尤其是在即將到達終點時需要經常性的進行測量,一旦出現了偏移,就需要及時糾正偏移,確保頂進路線符合設計方案。
(三)出洞口止水處理
為了保證管道成功從工作井內頂出,會將洞口設計的略大于管徑,一般控制在10cm左右。在管道出洞時,會存在一定的縫隙,如果不對這部分縫隙進行處理,極易發生滲漏的情況。因此,需要對出洞口進行止水處理,避免出現滲漏的情況。止水處理的方式主要是在沉井制作時便預先埋設一個厚度在1cm左右的厚鋼法蘭并在其邊部焊接上螺栓,然后安裝厚度在1.6cm左右的橡膠法蘭,再用厚鋼壓板將其壓實處理后,可以起到極佳的止水效果,而且厚鋼壓板與橡膠法蘭都可以回收重復利用,具有極高的可行性與經濟性。
(四)進出洞施工
在市政工程管道施工中,進出洞頂管是整個施工過程中最為重要的環節。因為在穿墻之后,進洞口的方向是否準確會對后續的挖掘工作起到至關重要的影響,如果進出洞口方向錯誤,那么后續挖掘方向必然會出現偏差,必須得進行偏移糾正,不僅增加了施工成本,還會延誤施工工期。其次,進出洞時,需要對施工區段地質條件、水文條件進行全面的研究與分析,結合施工區域的實際情況進行施工,避免出現塌方事故造成的重大人員傷亡與財產損失。
(五)重點環節實時監測
市政工程管道施工時經常會通過建筑物較為密集的區段,在該區段需要進行實時的監測與控制,如果地面出現了變形、沉降等情況,需要及時進行處理避免問題惡化。在地下管道頂進時如果遭遇障礙物阻礙頂進,諸如大石塊、老河道駁坎等情況,需要施工人員結合現場條件與實施情況進行深入的研究,探討有針對性的解決方法。
三、市政工程管道施工中頂管技術的主要施工流程
(一)施工設備的全面檢查
在進行市政工程管道施工之前,需要對所有施工設備進行全面的檢查,掌握設備的維護情況、使用壽命、使用條件等情況。如果設備出現了問題,需要及時通知后勤部門進行維護與檢修,如果無法投入使用,則需要引進新設備用于施工,避免對市政工程管道施工工期產生影響,確保施工的質量與效率。
(二)交接班檢查
在交接班時,相關人員需要對設備運轉情況進行交流,讓上班人員掌握設備的運轉相關情況,然后對泥漿泵、測量系統、管道、工具等進行日常的檢查,確保其未出現任何問題后方可開始管道施工作業。
(三)進出渣漿泵開啟與調整
待所有設備參數趨于穩定后,可以將進出渣漿泵開啟循環泥漿。在進出渣漿泵工作時,需要根據實際情況進行相應的調整,保證其流量處于平衡狀態。在將千斤頂向前頂進時,需要密切關注土壓力表的數值情況,不斷的調整進出渣漿泵的流量,保持工作倉的泥水比例符合工作標準。該設備保持平衡狀態主要依靠的是調節進泥與吸泥的泵量,維持壓力。如果壓力過大,會將地面表層頂起,如果壓力過小,那么地面表層會出現不同程度的沉降情況,影響地面交通順暢或導致地面建筑出現裂縫。因此,需要嚴格控制進出渣漿泵的流量,維持其處于平衡狀態,避免對地面產生任何干擾。
(四)泥水處理
在市政工程管道施工中,多采用泥水平衡式工具頭出土,必須在工具頭中注入一定量的泥漿,然后利用大刀盤切削工具頭前方原狀土并將其與泥漿充分混合進行攪拌,此時會產生大量的泥水,接著通過吸泥泵將其全部抽出,經過泥漿處理系統進行處理后可以進行循環使用,處理得到的泥沙則通過泥沙車裝運外送。
(五)測量路線的偏移與實時糾正
首先,需要在工作井后座部分設置一個測量專用機座,然后將機座從地面一直延伸至地下施工區段,然后在上端設置一臺全站儀,將激光沿著頂進路線射出,觀察其在工具頭上的偏差情況,每隔一段距離便測量一次,及時的發現路線的偏移情況并迅速糾正。
(六)頂管后作業
沿設計方案路線向前頂進一節管道后,需要將各管路全部拆開,包括油管、信號管、電力電纜、進出泥漿管、觸變泥漿管等,然后在將鋼管吊裝后進行焊接,接著將所有的管線全部安裝完畢,最后再沿設計路線繼續頂進。
四、結束語
在部分特定的施工條件下,開槽埋管技術往往存在較大的局限性,而頂管技術則能夠以其無與倫比的優越性滿足市政工程管道施工的需求,尤其是在深覆土大管徑的管道工程施工與城市主干道改建施工方面有著極為廣泛的應用。本文就頂管技術進行深入的分析與闡述,以供廣大同行參考與借鑒。
參考文獻:
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關鍵詞:市政工程;頂管技術;頂出管;膨潤土;
1.概述
1.1城市地下管線
城市地下管線是城市基礎設施的重要組成部分,具有傳遞信息、輸送能源和排放廢物的功能。它是一個復雜的系統工程,在城市現代化與信息化高速發展的背景下發展迅速,并且,當前其作用與功能越來越重要,城市中迫切需要興建大量的新管線。如果采用傳統的開挖施工技術,則不僅經濟負擔大,而且對社會和環境都具有不利的影響。所以,為了保護城市的道路,我們應該盡量采用非開挖技術。根據相關報道,在新鋪設的管線中,我國采用非開挖技術的管路比例比美國要低很多,所以,非開挖管路技術在我國的發展空間還很大,這需要引起我們相關部門的重視。
1.2頂管技術
1.2.1頂管技術的優點
頂管技術并不需要開槽鋪設管道,是非開挖施工方法中的一項。它用一種硬制管道在土層下面穿過以形成給排水或者其他作用的設施。該項技術的使用時間較早,優點多,例如:(1)施工精度高;(2)綜合成本低:只需要排除地下土層中的土體,使工期縮短、工程量減少;(3)對環境的破環小:能使周圍建筑設施保持其功能,不被破壞;(4)可穿越障礙物等。正是憑借這些優點,頂管技術得到了較廣泛的應用,當前,它已經被應用在污水管道的鋪設、天然氣管道、雨水管道、自來水工程等多項民生工程中,消除了以往開挖技術所造成的社會影響和經濟影響。
1.2.2頂管技術的缺陷
因為頂管技術常被應用于地下的隱蔽性工程中,隱蔽性工程的復雜程度是難以預料的,所以,頂管技術也就有了復雜性和多邊性的特點。并且,頂管技術的安全隱患大,在施工中存在著一定的危險,若是失敗了,則會帶來巨大的經濟損失。但是,我國的頂管技術比其他國家起步晚,至今還沒有形成一套完整的理論體系,所以,我們應該加強市政工程施工中的頂管技術的研究。
1.2.3研究頂管技術的意義
我國現在已經有了一個很大的地下管道體系,為了避免與現有管道的沖突,未來管道的埋設深度必然將越來越大,這就更加彰顯了頂管施工的優勢。并且,當前,人們越來越關注環境保護的問題,所以,也逐漸加大了頂管施工技術的應用范圍。加強對頂管技術的研究能夠改進和完善頂管技術,提高設管道施工的技術標準和質量標準,提高管道的利用率,減少經濟損失,同時能夠使工程更加科學、規范,所以,加強對頂管技術的研究具有十分重要的意義。
2.頂管工程的關鍵技術分析
2.1頂進管的選擇
頂進管一般選用的是鋼筋砼管,應該依據相應的標準和技術規范來對鋼筋砼管進行規格設計、配筋和應力驗算。(1)選擇頂進管的直徑:應該根據工程的性質來確定頂進管的內經,根據載荷來確定頂進管的壁厚,進而確定了鋼筋砼管的外徑。一般,管的內徑要大于500mm。(2)選擇頂進管的長度:頂進管的長度能影響過程的可控性和經濟性。若使用較長的管,則可以使裝管的次數減少,但是,若是偏離了原定路線,則較長的管恢復正確路線比短管要困難的多。并且,長管帶來的相應的挖坑、支護、修復等的費用也會相應的增加。一般情況下,管的長短要根據管的外直徑來確定,若長徑比小于1.10時,則為短管;若長徑比等于1.15時,則為標準管;若長徑比大于2.10時,則為長管。
2.2頂管施工的前期準備
頂管施工的前期準備包括現場平面的布置和土體的加固。
(1)現場平面的布置:現場平面的布置包括多方面的布置,例如:起重設備、管片堆場、拌漿材料堆場、注水系統等,要在始發工作井內安裝發射架、頂管機、反力架等頂進設備,并且,要注意在工作井邊側設置好下井扶梯。
(2)土體的加固:必須要保證安全性,所以在頂管機進出洞處和后靠處都要注重對土體的加固,可以通過設置 高壓旋噴樁來達到加固的目的。并且,要在工作井中安裝止水裝置,這樣才能防止泥水流失和所壓注的觸變泥漿的流失。
2.3頂管施工的工藝
頂管施工是指利用頂進設備將預制構造物頂入路基,從而形成立體交叉通道或者涵洞的施工方法。頂管施工的工藝過程包括:(1)設置工作井和接收井:在確定的管段間設置;(2)推進鋼筋混凝土管:在工作井中安裝推力設備,利用其將頂管機頭推入土中,進而,在機頭的導向下,向前推進預制的鋼筋混凝土管;(3)鋪設管道。
2.3.1頂管井的設計
頂管井可以分為兩種,分別為工作井和接收井。頂管井一般采用的是鋼筋混凝土結構。并且工作井有單孔井和單排孔井兩種結構形式。單孔井的形狀為圓形、正方形和矩形等,而單排孔井的結構多為矩形。并且,這些不同形狀的頂管井的受力能力不同,其中,圓形最高,矩形最低。
2.3.2頂管的施工工序
頂管的施工工序包括穿墻、頂管出洞、注漿減阻和頂管糾偏。
(1)穿墻:穿墻時應該注意,為了保證阻水、擋土的作用,要在穿墻的管內注入紙筋粘土或者低強度的水泥粘土;為了保證土體的強度和穩定性,要在穿墻管的外側進行注漿固結。并且要注意對可能出現的問題的預測和分析,并且制定好相應的處理措施。
(2)頂管出洞:這是頂管技術中的關鍵工序,并且也容易發生事故。在此工序中,為了防止管線的偏斜,要進行工具管的調零;為了避免下跌,要在工具管出洞前預先設定一個初始角;為了彌補下跌,要立即用主頂油缸進行糾偏。
(3)注漿減阻:這是頂管施工中的一個重要技術措施。注漿減租主要的作用是減少地面的沉降、減少頂進阻力。它是通過壓管道周圍空隙,從而形成一道泥漿的保護套,從而對地層起到支撐作用。注漿工序一般應用于長距離的頂管施工工程中,它先是對機頭的尾部壓漿,然后在中間適當位置進行跟蹤補漿。
(4)頂管糾偏:頂管的糾偏工作是指利用千斤頂組改變機頭端面的方向,進而減少機頭偏離設計軸線的偏差。若管道偏左,則對千斤頂進行左伸右縮的處理,若管道偏右,則對千斤頂進行右伸左縮的處理。
2.4膨潤土在疏松土層中的應用
粘性小的疏松土層極不穩定。此時,添加膨潤土就能提高其支承作用。為了使支承作用顯著,要注意準確掌握膨潤土懸浮液在沙礫中的特性,對于孔隙橫斷面小的細粒土層,適于采用低流限的懸浮液,反之,孔隙橫斷面大的粗粒土層需要采用高流限的懸浮液。并且要根據不同的場合來選擇不同的壓漿方式:有時需要均勻壓漿,有時則需要分段壓漿。
結語:加強對頂管技術的研究具有十分重要的意義。本文探究了頂出管的選擇、頂管施工前期準備、頂管施工工藝、膨潤土的使用等施工要點,相關專業人員應該加強對這些方面的研究并且探究新的方面,以保證在市政工程的施工中,頂管技術能夠得到更好的應用。
參考文獻:
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關鍵詞:深基坑支護;支護形式;施工技術;穩定性
一般情況下,有支護結構或者是深度在6米以上的基坑都可以稱之為深基坑,深基坑支護施工技術包括了基坑的支護、開挖和降水,深基坑支護的形式有重力式、混合式和懸臂式擋土墻等。隨著施工技術和施工水平的提高,基坑的深度在不斷的增加,周圍的環境、氣候天氣以及管理水平都影響著深基坑支護工程的穩定性。技術人員和施工人員要結合當地的地質條件和環境特征制定合適的施工方案。
一、深基坑支護的結構類型
1、重力式支護結構。該種支護結構是重力擋土墻的延伸和發展,是先將基坑的側壁加固,讓基坑形成具有一定厚度的擋墻,重力式擋墻可以達到隔水和擋土的目的。深層攪拌樁就是重力式支護結構的一種,它通過水泥與土層的攪拌來形成柱狀的水泥土墻,4米到8米的基坑都可以適用該支護結構。重力式支護結構需要在形成重力墻之后再開挖邊坡,水泥土重力式的維護結構是比較常用的支護結構。
2、懸臂式的支護結構。該支護結構可以分為分離排樁式結構、地下連續墻的結構以及連續板樁式結構,是指在不加任何錨桿和支撐的情況下僅在基坑底下嵌入一定厚度的巖土體,依靠這些巖土體來平衡主動土壓力、水壓力和上部的地面超載。這種支護結構的嵌入深度是至關重要的,構件的彎矩值和樁頂位移都比較大,主要適用于基坑深度不大、基坑的水平位移要求不是很嚴格以及土質條件比較好的基坑,開挖的深度要在10米以下。
3、拉錨式支護結構。該種支護結構是由外拉系統和擋土結構組成,按照外拉系統設置的不同可以分為錨桿支護結構和地面的拉錨支護結構。前者是指外拉結構沿著坑壁的土體設置,主要適用于較大規模的深基坑、附近有建筑物或者是不設內支撐的深基坑。后者則是指外拉結構在地面設置,結構由錨固體、拉桿和擋土結構組成,主要適用于規模或者是深度不大的基坑。此外,深基坑的支護結構類型還包括內支撐式、土釘支護以及預應力的錨桿柔性支護結構,設計者和施工人員可以根據施工的不同需要來選擇不同的支護結構。
二、深基坑支護施工技術
深基坑支護工程在施工之前需要對工程進行勘察和調查,對地下水、埋設物以及工程設施進行確定,在綜合考慮當地施工經驗、地層變形限值、施工設施與場地以及成本和工期的基礎上設計支護結構。施工時要進行現場的測量和監控,及時的反饋信息。
1、深基坑支護結構的設計。深基坑施工的關鍵在于設計方案的安全、可靠、可行,參與設計的人員不僅要對材料學和結構學以及基礎和地基有一定研究,還要對施工場地的地質特點和地形地貌進行勘察和了解,因地制宜的設計施工方案。設計者在設計的過程中要勇于創新,對各種設計方案進行新的嘗試,做到具體問題具體分析,在設計完成之后,還要通過專家組的論斷,審批通過才可以進行下一步的施工。
2、施工的流程。深基坑支護結構的施工流程一般是進行施工前的準備、深基坑支護樁施工、聯系梁和錨桿施工、土方的開挖,其中支護樁要采取人工挖孔,鋼筋混凝土做支護樁的護壁。在聯系梁施工環節中要先開挖基槽,驗收合格之后才能進行混凝土的澆筑,并在此基礎上對聯系梁進行施工。錨桿施工中要將基坑挖到錨桿的標準高度,之后再逐一進行鉆孔、錨桿的制作、注漿、安裝聯系梁、錨固和錨桿試驗,確保支護結構的施工質量。此外,采用分層開挖的方式來進行土方的開挖,隨時運走挖出的土方,維持現場的清潔。
3、環境保護和安全管理。高層建筑一般都集中在市中繁華和人口密集的地帶,深基坑支護結構的施工會產生一定的材料污染和噪聲污染,因此施工人員要加強施工中的環保意識和安全管理意識。在施工的安全管理中,技術人員要對機械和電氣設備的性能進行檢查,嚴格按照施工規范和設計方案的要求施工,減少施工中的安全事故,確保工程的安全施工。
4、施工中的監理工作。深基坑支護施工的技術性和專業性比較強,工序復雜,監理人員要掌握支護技術的施工流程,配合技術人員做好現場的監督和指導工作,對施工的進度和變化進行及時的了解和把握。此外,監理人員還要對深基坑支護技術的每一個施工環節進行檢驗和審核,確保每一環節都能達到施工標準的要求。同時,地下水的水位、基坑的支護結構以及圍護結構也都在監理工作的范圍之內。
三、深基坑支護施工的穩定性
1、影響深基坑穩定性的問題。目前我國對深基坑支護結構設計所采用的理論仍然是靜態的極限平衡理論,但是基坑中的土體是動態平衡的狀態,時間效應和變形在設計中沒有被充分的考慮到。現在城市中的高層建筑越來越多,基坑工程施工中還要考慮基坑變形對地下管線、周圍建筑物以及道路設施的影響。此外,地下水的控制是基坑支護結構施工的難點,基坑滲漏、管涌的現象只能延長工期,地下水的控制還沒能引起足夠的重視,這些問題都對深基坑支護結構的穩定性造成了嚴重的影響。
2、設計上的改進。由于施工場地地下與地上環境的不同,目前國內外還沒有統一精確的設計規范和計算方法,這就要求設計人員因地制宜的確定基坑的變形允許值,對結構變形的控制標準和地面超載對結構變形影響進行認定,尋求新的支護結構計算方法。隨著技術和科技的進步,例如旋噴土錨、雙排樁、組合拱帷幕以及土釘等新型的支護結構相繼出現,深基坑的支護結構正向著綜合化的方向發展,這些綜合性的結構雖然具有一定的復雜性,但是卻可以整體上提升支護結構的穩定性。
3、支護結構的研究試驗和優化。由于技術上和資金上的限制,目前我國很少對支護結構進行完善系統的研究試驗,很多成功和失敗的深基坑支護施工都難以總結經驗,支護技術施工很難有新的進步和發展。新時期,技術人員和設計人員要對深基坑支護施工進行反復的研究和試驗,總結經驗規律,提高工程的穩定性。對于施工方案不符合施工要求的要進行優化升級,做到施工的安全可靠、過程順利,確保工程施工能夠在規定的工期內完成。
4、新型施工技術的發展。深基坑支護施工是圍護結構體系與土體相互作用的動態變化過程,單純理論和經驗的分析和估計很難完成支護結構的施工。技術人員和施工人員要采取信息監測和信息化施工的技術,對于施工效果和設計方案不一致的要進行實時的糾正和改進,通過信息監測來動態的把握土體變形的狀態,進行信息化的施工。此外,信息化施工還可以對險情進行預測,減少施工事故的發生,整體上提高深基坑支護的設計和施工水平。
四、結束語
深基坑支護施工是技術性和專業性極強的工作,它綜合包含了工程地質與結構、建筑材料、水文地質以及施工的工藝和管理等,是一門綜合性的學科。深基坑支護施工技術在我國經過長時間的發展,已經存在了多種支護類型,但是支護結構的穩定性是施工的關鍵和難點,工程的設計人員和施工人員還要在現有技術的基礎上加強設計和試驗,提升深基坑支護結構的穩定性。
參考文獻:
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關鍵詞:給排水工程;頂管技術;施工要點
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
中圖分類號:S276文獻標識碼:A 文章編號:
隨著經濟的發展,城市居民的生活節節攀升,在改革開放的30多年中,我國的城市建設也在持續進行并不斷更新中,而城市建設離不開給排水系統的完善,因此給排水管道改造也在不斷的發展著。給排水管道的施工必然會給城市交通、市容市貌、環境等造成影響,因此出于對城市的保護,在地下給排水管道施工中主要應用頂管技術。早在1953年,我國就開始了對頂管技術的應用,經過半個多世紀的發展,已經日臻成熟,成為給排水施工中最常用的技術之一。
一、頂管施工技術與開槽埋管的對比
1頂管施工技術的優點
運用頂管技術挖坑較少,只有工作坑和接收坑,比開槽埋管要少很多。而且在頂進的過程中開挖土方較少。頂管施工技術的優勢還在于施工的安全性較高,對周邊環境影響小,而且施工作業任務也相對較少。在工程進度緊的情況下,頂管技術的施工工期短,如果覆埋土深度較大的話,應該選用頂管技術,這樣更加經濟。
2頂管施工技術的缺點
如果遇到曲率半徑偏小,而且曲線種類多且量大時,開槽埋管更加簡便,而頂管施工則會給施工的順利進行帶來諸多不便利的因素。或者當地下給排水的施工過程中遇到的土層屬于軟土,這是管道施工非常容易出現偏差,而且糾偏又會非常困難,使管道產生不均勻沉降,而且再加上覆土較淺,更適合選用開槽埋管。
二、頂管技術在給排水工程中的應用
1頂管技術的適用范圍
1.1在中心城區,或者商業密集的地方以及諸如文物古跡或者不能大型開挖的特殊區域,而且實施作業的過程中既不能開槽埋管,又不能空中架線,針對這種情況,頂管技術是最合適的施工方法,即采用直徑為80-600mm進行地下埋管。
1.2另外一種適用頂管技術的情況在進行施工時,敷設的污水管道直徑超過500mm,而且開挖埋管時又不能采用明溝,這時應該選用頂管技術,但需要注意的是管道沿線要避開其它建筑基礎。
2頂管技術在市政管網中的應用
頂管施工技術在市政管網中的應用范圍非常廣泛,主要用于舊城改造過程中的管網施工。經過長時間形成了各種管網復雜交錯,部分管線的地下位置難以明確,再加上找不到原始資料等客觀原因,從而導致開挖管道將面臨非常多的困難。而目前,許多城市為了完成管道施工,對地面反復開挖,使路面的壽命嚴重受損,并且阻礙了交通,同時給附近居民的生活帶來了很多不便。
更嚴重的問題在于,隨著管網的建設,相應的配套設施,例如電訊、自來水、煤氣、廣告箱、路牌等都需要反復拆建,這在無形中增加了施工的難度,也給城市的基礎設施造成了一定的損壞。而且在鋪設管網的過程中,如果遇到文物古跡、鐵路或水道的阻礙,需要轉入地下過渡,受限于施工現場的條件與環境,不能采用明溝開挖來埋管施工,這種情況下最好的選擇就是運用頂管法施工。
三、頂管技術施工要點及注意事項
1減阻泥漿
向管道外壁,運用觸變泥漿將減阻泥漿擠入,使其在管道的形成一個泥漿套,這樣能夠減小管節外壁與土層之間的摩擦力和阻力,這樣使得在頂進時能夠更加省力而且簡便。影響減阻效果的直接因素就是泥漿套形成的質量,而且由于泥漿套具有支撐作用,粉質粘土層坍塌而形成的地層流沙可以有效減少,同時還能控制地面的沉降作用。另外,要注意的是在管道頂進完成后,對管頂機頭尾端要實施同步壓漿,并在中繼線和中部管節處跟蹤補漿。而在施工中,泥漿的實際用量通常要遠遠多于計劃用量,一般來說會達到4倍或5倍,以上壓漿方法都能夠取得非常好的預期效果。
2按設計路線頂進
施工過程中,削土刀盤上的可伸縮超提刀可以將管子按照圖紙設計的線路頂進,同時借助千斤頂編組對出現偏差的情況就行糾正,為了保證頂進軸線與設計軸線的路徑相一致,可以適當增加對頂進軸線的測量次數。一般來說,頂進一節混凝土管節后就要測量一次,另外可以根據實際操作的情況在出洞、糾偏以及到達終點之前,合理的增加測量次數。另外一個需要注意的是,為了保證控制點的準確性要反復對其進行測量。通過對相鄰管道間錯口偏差的及時糾正,可以避免施工后出現問題,造成返工。
3洞口止水
除了保證頂進線路的準確性,還應該做好洞口的止水工作。做到工作井預留洞口比管節的外徑略大才能保證管子從工作井內順利出洞。而且,在頂進的過程中,需要有效封閉此間隙。頂管施工洞口止水的方法是,在制作沉井時,首先預埋一個厚度為10mm的鋼法蘭在洞口,并焊接螺栓,然后將16mm的厚橡膠法蘭安裝,并使用10mm后的鋼壓板將其壓緊。在頂管施工過程中,在工作井內如未發現有地下水或泥沙的流入,就可以回收膠法蘭及壓板,這種方法可以取得很好的效果。
4頂管施工中的進出洞作業
頂管施工中非常重要的工序之一是管子的進出洞作業,穿墻后掘進機的方向非常重要,它決定著后期施工中管道方向控制的準確性,而且會影響井內管節的拼裝工作。穿墻時要做好洞口的止水工作,防止井內涌入大量的泥水,給施工安全埋下隱患。如果管道位于粉質粘土層,水位呈流塑狀,需要將管子的頂進方向與工作井保持合理的距離,同時還要改良和加固整個土體。而且要采用井點降水措施,增加土體的強度。另外,還要確保管道與軸線方向相一致,頂進方向不出現偏差。
5遇障礙物后的頂進處理
施工能否順利進行的另外一個關鍵因素是如何解決頂進過程中遇到的障礙物,例如遇到大量的埋木、石塊以及老河道等,這些都需要通過對現場的研究才能給出合理的解決方案。市政工程中,尤其是深覆土大管徑的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程最為復雜。在這些工程中,采用頂管技術是完全可行的,與開槽埋管相比,無論是經濟效益還是社會效益都有很明顯的優勢,可以從根本上改變城市管網雜、亂的現狀。另外,從保護環境的層面來說,更多的運用頂管技術進行市政工程施工也是大勢所趨,由此可以看出,頂管施工工藝將成為未來管線鋪設的主要技術。
三、市政給水管線工程的質量監理
為了保證市政給排水施工的良好發展,進一步理順質量管理體系,應該提高企業的內部素質,加強政府的監管機制,同時對于先進的新技術予以積極的支持和廣泛的推廣,例如頂管技術的應用。頂管技術不僅帶來巨大的經濟效益,同時又能保護環境。
四、結論
頂管技術涉及到了力學的方方面面,例如材料力學、巖土力學等,是一個復雜的力學過程。在施工的過程中最重要的是控制好推進頂管的力度,即管道在頂管過程中受到的阻力,主要包括管壁的摩擦阻力,工具頭正面泥水壓力等,而準確估計頂管的推力需要對頂管計算進行復核,這樣才能防止泥砂涌入。泥水力一定要合理,壓力過大,會增加主千斤頂的負荷,很有可能會出現冒頂的情況;如果過小又會造成大量的泥砂涌入,而道路的表面也會受到破壞和影響,使地表設施受到不同程度的損壞。
參考文獻
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