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摘要:由于直接采用預制保溫管,省去了砼管的吊裝、土方量大大減少。以DN1000熱力管為例,如果采用砼管,每前進一米至少需要挖直徑為1700mm的圓隧道,每米土方量為2.27立方,而采用預制保溫管只需1200mm挖直徑為1700mm的圓隧道,每米土方量為1.13立方,土方量只需采用砼管的一半。24小時可頂進12-14米,進度可以加快一半。省去了在砼管內穿預制保溫管的難度。
關鍵詞:機械化,施工設計,工程質量
可以節省砼管材料費用,頂DN1000熱力管為例,需要1500mm砼管材料費為每米750元。因減少土方量,節省勞動力費用及運輸費用。節省了穿管機械費用。如果采用破路施工,每米管網施工需開挖3.5平方米,按鄭州市市政局的收費標準,正常開挖及恢復路面每平方米造價850元,即每米管網破路恢復費用為2975元,而我采用預制保溫管頂管雙管每米造價在2800元以下。
不管應用在任何領域,非開挖技術,因其優良的施工質量和巨大的社會效益而受到建設方的廣泛采用。在城區內過路口施工如果地下水不是十分豐富以及管道埋深較淺的情況下采用開挖式敷設管道比較經濟。但是也存在一些問題如下:施工噪音較大,容易阻礙交通,容易引起地盤沉降等。
頂管的施工設計應包括以下主要內容:施工現場平面布置圖;頂進方法的選用和頂管段單元長度的確定;工作坑位置的選擇及其結構類型的設計;頂管機頭選型及各類設備的規格、型號及數量;頂力計算和后背設計;洞口的封門設計;測量、糾偏的方法;垂直運輸和水平運輸布置;下管、挖土、運土或泥水排除的方法;減阻措施;控制地面隆起、沉降的措施;地下水排除方法;注漿加固措施;安全技術措施。
施工管道頂進方法的選擇,應根據管道所處土層性質、管徑、地下水位、附近地上與地下建筑物、構筑物和各種設施等因素,經技術經濟比較后確定。根據鄭州市西區地下水位低,地下8米均不見水,施工熱力管徑較大(DN1000)等特點,本次采用手掘式頂管。頂管施工中應建立地面與地下測量控制系統,控制點應設在不易擾動、視線清楚、方便校核、易于保護處。
頂管工作坑的位置應按下列條件選擇:管道井室的位置;可利用坑壁土體作后背;便于排水、出土和運輸;對地上與地下建筑物、構筑物易于采取保護和安全施工的措施;距電源和水源較近,交通方便;單向進時宜設在下游一側。
采用裝配式后背墻時應符合下列規定;裝配式后背墻宜采用方木、型鋼或鋼板等組裝,組裝后的后背墻應有足夠的強度和剛度;后背土體壁面應平整,并與管道頂進方向垂直;裝配式后背墻的底端宜在工作坑底以下,不宜小于50cm;后背土體壁面應與后背墻貼緊,有孔隙時應采用砂石料填塞密實;組裝后背墻的構件在同層內的規格應一致,各層之間的接觸應緊貼,并層層固定。工作坑的支撐宜形成封閉式框架,矩形工作坑的四角應加斜撐。頂管工作坑及裝配式后背墻的墻面應與管道軸線垂直,其施工允許偏差應符合相關規定。
工作坑深度應符合下列公式要求:H1=h1+h2+h3(2.4.3-1)H2=h1+h3(2.4.3-2)式中H1——頂進坑地面至坑底的深度(m);H2——接受坑地面至坑底的深度(m);h1——地面至管道底部外緣的深度(m);h2——管道外緣底部至導軌底面的高度(m);h3——基礎及其墊層的厚底。但不應小于該處井室的基礎及墊層厚度(m)。
千斤頂的安裝應符合下列規定:千斤頂宜固定在支架上,并與管道中心的垂線對稱,其合力的作用點應在管道中心的垂直線上;當千斤頂多于一臺時,宜取偶數,且其規格宜相同;當規格不同時,其行程應同步,并應將同規格的千斤頂對稱布置;千斤頂的油路應并聯,每臺千斤頂應有進油、退油的控制系統。
油泵安裝和運轉應符合下列規定:油泵宜設置在千斤頂附近,油管應順直、轉角少;油泵應與千斤頂相匹配,并應有備用油泵;油泵安裝完畢,應進行試運轉;頂進開始時,應緩慢進行,待各接觸部位密合后,再按正常頂進速度頂進;頂進中若發現油壓突然增高,應立即停止頂進,檢查原因并經處理后方可繼續頂進;千斤頂活塞退回時,油壓不得過大,速度不得過快。
頂鐵的安裝和使用應符合下列規定:安裝后的頂鐵軸線應與管道軸線平行、對稱,頂鐵與導軌和頂鐵之間的接觸面不得有泥土、油污;更換頂鐵時,應先使用長度大的頂鐵;頂鐵拼裝后應鎖定;頂鐵的允許聯接長度,應根據頂鐵的截面尺寸確定。當采用截面為20cm×30cm頂鐵時,單行順向使用的長度不得大于1.5m;雙行使用的長度不得大于2.5m,且應在中間加橫向頂鐵相聯;頂鐵與管口之間應采用緩沖材料襯墊,當頂力接近管節材料的允許抗壓強度時,管端應增加U形或環形頂鐵;頂進時,工作人員不得在頂鐵上方及側面停留,并應隨時觀察頂鐵有無異常跡象。
開始頂進前應檢查下列內容,確認條件具備時方可開始頂進。全部設備經過檢查并經過試運轉;工具管在導軌上的中心線、坡度和高程應符合規定;防止流動性土或地下水由洞口進入工作坑的措施;開啟封門的措施。拆除封門時應符合下列規定:采用鋼板樁支撐時,可拔起或切割鋼板樁露出洞口,并采取措施防止洞口上方的鋼板樁下落;
由于采用的是預制保溫管直接頂進,對頭一根管道預留的300mm管頭必須做保護,否則保溫層會破壞、摩擦力大頂進難度加大。可采用披肩法,在管頭周圍焊接一圈與工作管成15°的披肩。
千斤頂的行程為28厘米,用扁鐵制成的緊固件將其固定在預制保溫管上開始頂。頂進完一節管后應及時焊接下一節,焊完后按規定探傷,焊接合格后保溫完畢進行下一段的頂進。預制保溫管開始頂進5~10m的范圍內,允許偏差應為:軸線位置3mm,高程0~+3mm。當超過允許偏差時,應采取措施糾正。