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讓貴州市政管道告訴您市政排水管道施工穿越流砂層的施工方法

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讓貴州市政管道告訴您市政排水管道施工穿越流砂層的施工方法

發布日期:2019-03-27 作者: 點擊:

貴州市政管道告訴您市政排水管道施工穿越流砂層的施工方法

國家已經初步規劃將城鎮的污水管道進行一次大更換,目前各個城市都在陸陸續續地進行管道改造項目,以往的水泥管道統統都要被更換掉,但是具體使用哪一種管道來替代,有的城市使用的是普通波紋管,有的使用的是鋼帶波紋管,二者的區別在于鋼帶波紋管比波紋管多了一層鋼帶,比波紋管更加耐高壓抗沖擊,如果從長遠考慮還是選用鋼帶波紋管合適,性價比高,一次性投入,永久使用。

貴州市政管道告訴您排水管道作為排水系統的重要組成部分,其性能的優劣將直接影響排水系統的可靠性及安全性。市政排水HDPE鋼帶波紋管用連續鋼帶壓在近似倒“U”形的螺旋鋼肋纏繞在內外兩層熱熔接的聚乙烯間,把鋼材的高剛度、高強度和聚乙烯的柔韌、耐腐、耐磨結合在一起。生產直徑范圍300-3000mm,長度6、9米,環剛度可以達到SN8、SN12.5、SN16等級,彌補了過去較大直徑塑料埋地排水管一般環剛度只能達到SN8的限制。一方面它具有平滑的內壁,對液體流動的阻力小;另一方面它重量輕,管節長(接頭少),鋪設安裝便捷,連接方便,對管溝和基礎的要求較低。

貴州市政管道淺談市政排水管道施工穿越流砂層的施工方法!

近年來,隨著城市建設的規模和密度不斷加大,文明意識和環保意識的不斷加強,地下管線開挖施工導致的一系列社會問題、交通問題、環境問題越來越受人們的關注。特別是遇到穿越地質條件為流沙情況,如果施工方法不當不但會影響工程的質量,而且會延誤施工進度,增加工程費用,甚至無法實現設計意圖。下面以西干渠截污工程為例對排水管道施工穿越流沙層的施工方法選擇進行分析。

01工程和地質概況

由于西干渠流經太原市區及城鄉交錯區域時,沿線污水排放嚴重,使得每次補充水均受到污染,污水隨補充水進入晉陽湖,使得湖水受到污染,水質惡化。根據鉆孔揭露地層、地下水位情況,擬建場地的流沙層介于2. 30~3.80m之間,地下水位標高介于786.42~ 787.45m之間,地下水類型為孔隙潛水,地下水主要補給來自西干渠渠水,由于施工場地就在西干渠旁邊,故地下水位隨季節性變幅不明顯。設計污水預埋支管根據現狀排污口的位置并結合城市規劃路網等因素布置,起點分別位于西干渠東側排污口附近或規劃路口處,管道由東向西下穿西干渠接入新晉祠路路東側現狀污水管(井),管徑D=1000mm,每段污水穿渠支管長約30m,坡度i=0. 002,埋深約5米左右。

02施工方法選擇

根據西干渠截污工程的地下水位、管道埋深以及土質條件,經過施工現場環境調查,考慮了以下幾種施工方法:

(1)降水大開挖施工

在地下水埋深淺且存在流沙的地質條件下進行溝槽深開挖的難度比較大,由于施工場地的限制加上布設井點費用高且需提前抽水,降水加大了地下水的流動速度 ,開挖后支護難度很大,此方法極易造成地面下沉還會影響周邊建筑,存在較大安全隱患。

(2)打拉森樁開挖

貴州市政管道告訴您此方法可以防止地面下沉和減小對周邊建筑物的影響,但西干渠水供下游農田灌溉的水流量較大,現場狹窄致使改水無法實施。

(3)用泥水平衡頂管施工

此方法的作業范圍僅限于工作井內及周邊很小范圍,對現狀土體擾動很小,沉井由鋼筋混凝土澆筑成型,對坑內作業人員起到很好的安全維護作用,基本不存在塌方隱患;但設計管道由東向西下穿西干渠接入新晉祠路路東側現狀污水管(井),采用泥水平衡頂管施工機頭取出時必須破新晉祠路,由此引發的社會問題、交通問題、環境問題和成本增加問題很難解決。

(4)用傳統手掘式頂管施工

遇到穿越地質條件為流沙情況,按傳統的頂管措施進行施工,將會造成后背墻倒塌、挖掘面坍塌、渠底及路基下陷、套管頂裂缺陷、頂進方向偏離以及塌方隱患導致的操作人員的安全等問題,但采取有效的措施后可以解決上述問題。結合工程實際情況,西干渠截污工程穿渠管道施工采用此方法成功達到設計意圖。

03采取措施

用傳統手掘式頂管施工遇到穿越地質條件為流沙情況,針對可能出現的問題采取以下措施:

第一,為提高頂管操作的安全性,采用鋼筋混凝土沉井方法修建工作坑,工作坑底部為混凝土澆筑,并在工作坑底部低點位置設一集水坑,用于收集和排除基坑四周和頂管過程的滲水。

第二,在實際頂進中,頂力變化大,除土質、管徑、管長等因素外,還與地下水位變化、頂進中斷、附近震動影響及頂進質量等多方面因素有關。由于流砂含水量高,流砂中的水容易通過套管頂進端流入套管,使混凝土套管外壁與周圍的流砂形成負壓,增加了頂進的阻力,致使套管頂裂。為克服該困難,在套管的頂管端安裝帶有注漿孔的密封圈,和頂管機具相接的套管前端安裝密封圈,使套管外壁和砂土之間形成一個密封空間,在頂管間歇,通過注漿孔將膨潤土注入套管外壁和流砂之間。

第三,為防止渠底及路基下陷,可以采取加長套管前端帽檐的辦法,即保證在挖空套管前端的沙子,減少阻力的同時,又要保證帽檐上部的沙子不下流。由于流沙自然邊坡比為 1: 0.8~1,所用套管外徑為 96Omm,所以帽檐伸出套管最小長度為 96Omm,加上與套管固定長度 2OOmm,總長度為 960+200=1160mm,帽檐沿周向加筋板增加剛度,防止變形。也可以按以下要求挖沙子:

A、第一次開挖采取多頂少挖的原則,以后則邊頂邊挖,嚴禁超挖。

B、根據流砂的特征,工作面向前挖至0.2~0.4m時,頂進一次,挖出的土要及時外運。

C、開挖后要及時頂進,及時測量,可使頂力限制在較小的范圍內。

D、挖砂時盡量開挖中心以下部分,避免在水泥套管外側形成空洞。

第四,挖掘面坍塌。頂管過程中,由于工具管前挖掘面的土體坍塌、流砂,很難形成工具管頭部正常需要的挖土空間,一方面造成頂力加大,另一方面造成頭部的流砂堆積,并且由于土體缺乏頂管所必需的導向力,導致頂管過程中的關鍵環節糾偏工作難以進行,并且出土量大,引起地面沉陷,造成頂管無法正常進行工作,缺乏安全性、可靠性。

為防止出現流砂坍塌可采用壓力注漿,即利用壓力注漿技術在一定寬度范圍內對流砂層進行固結注漿,通過漿液的膠結、填充等作用,提高流砂層的內聚力,并封堵地下水,達到頂進管前開挖和工作坑開挖不再出現流砂坍塌目的。為了使加固體盡快發揮作用,加快施工進度,并有效控制加固范圍,可采用水泥―水玻璃雙液低壓注漿加固方案。水泥―水玻璃雙液漿材具有兩種漿材的優點:漿液粘度較低,可灌性較好,在水中可以迅速凝固,凝膠時間可在幾秒到幾十分鐘內準確控制,結石率可高達98%以上,結石強度較高,且漿液本身無毒,對下游居民用水無污染。

第五,頂管頂進方向偏離的控制。砂土層中頂管一般比較容易出現管頭上下波動現象,主要是因為一方面由于砂土屬于軟弱土,砂土地基反力小,如果工具管設計重量過大,便很容易出現低頭現象,另一方面如果沒有很好的解決挖掘面的坍塌問題,便會出現工具管頭部由于流砂堆積而出現仰頭現象。砂土層頂管一旦出現偏差后糾偏難度很大。 因此采取一定的預防措施可減少偏差出現的機會和偏差量,預防措施主要有以下方面: A、導軌是頂進中的導向設備,安裝導軌時要反復檢測,使中線、高程、坡度必須符合要求,頂進中應勤檢查,防止偏差過大,確保頂進設備的安裝精度。  B、頂進過程中應隨時繪制頂進曲線,以利指導糾偏工作。

C、工具管管帽切入砂土的長度,不可太長,防止砂土坍塌,導致工具管低頭下沉。

D、管道產生大量坍塌后,砂土在挖掘面上形成一個斜坡,上部的土坍空了,土壓力減少了,切不可盲目猛頂,防止工具管迅速爬高。

E、及時了解管道各接頭上實際頂推合力與管道軸線的偏心度。隨時監測頂進中管節接縫上的不均勻壓縮情況,從而推算接頭端面上應力分布情況及推合力的偏心度,并以此調整糾偏幅度,防止因偏心度過大而使管節接頭壓損或管節中部出項環向裂縫。


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