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淺析在污水處理工程中頂管工藝的應用論文
頂管施工是繼盾構施工發(fā)明的地下管道施工工藝，其可在不開(kāi)挖面層的前提下使管道穿越道路、河流、地面建筑物以及地下管線(xiàn)等,隨著(zhù)頂管工藝在工程施工中越來(lái)越多的應用以及計算機控制、激光指向和陀螺儀定向等技術(shù)的引進(jìn)使國內頂管技術(shù)處于領(lǐng)先地位,由于污水處理工程多屬后期工程，其施工中涉及穿越大量障礙物，因此在污水處理工程中頂管工藝也被大量應用.
1頂管力計算
頂管力包括頂管推力和后背承載力,其推力則為頂管過(guò)程中管道阻力,其主要由工具管切土正應力和管壁摩擦阻力構成，一般直線(xiàn)頂管時(shí)其推力可按下式進(jìn)行估算:Q=NGL式中:Q:總頂力，kN；N:土質(zhì)系數,一般軟土層為1.5~2.5；G:鋼筋混凝土管每米重力，kN/m；L:單元頂管距離，m.
后背力是指后背在頂力作用下產(chǎn)生壓縮,其方向與頂力作用方向相反,頂管施工中其后背不應產(chǎn)生破壞以及出現不均勻壓縮變形等,因而要求后背有足夠剛度和強度的支撐結構,且要求其壓縮變形是應均勻形變以免造成頂進(jìn)偏差[1].
2工作坑布置工作
坑布置是為頂管施工而設置的臨時(shí)性豎井設施,包括工作坑、后背、導軌及基礎等部位，在施工中不斷將被頂進(jìn)的管節吊到坑內頂進(jìn)安裝,并將管內土方從坑下提升至地面外運.
3基坑支護
一般頂管施工所需工日較長(cháng),因而其工作坑應做好支護工作以防坍塌現象，其支護方案一般分以下幾種:1）連續式密板支護。該工藝是將擋土板垂直放置并保證板與板之間不留空隙,在板兩側上下各設一道水平槽鋼,并用橫撐將槽鋼頂緊來(lái)保證鋼板強度并實(shí)現擋土的目的.
2）鋼板樁支護。該工藝是在擬開(kāi)挖基坑周?chē)赝廨喞�(xiàn)預先施工槽鋼鋼板樁，并實(shí)現槽鋼間相互咬合，最后用槽鋼將其相互連接而形成一個(gè)整體結構從而達到擋土目的.
3）噴錨支護。其是在基坑開(kāi)挖后首先在坑壁上用錨桿鉆機鉆孔施工，之后在孔內放入錨桿，然后在孔內灌漿，待漿液達到一定強度后在錨桿上懸掛鋼絲網(wǎng),之后用混凝土噴射機向坑壁上噴射混凝土砂漿以形成混凝土保護層來(lái)實(shí)現對土體防護.
4頂進(jìn)施工及控制要點(diǎn)
在施工前應建立相對獨立的坐標系,并在工作坑內用激光水準儀和經(jīng)緯儀精確設置水準點(diǎn)和預定方向線(xiàn);之后將工具管進(jìn)行嚴格調零,調整后將油缸鎖好不讓糾偏角發(fā)生變動(dòng)，之后開(kāi)始頂進(jìn)，初次頂進(jìn)不可超過(guò)30cm，通過(guò)刃腳切土格柵擠土而將泥土擠壓進(jìn)沖泥倉,之后被高壓水槍破碎為泥水棄土，泥水棄土通過(guò)吸泥口、吸泥管、排泥管道等最后被泥漿泵排出工作坑后通過(guò)泵送到泥漿池內進(jìn)行沉淀,沉淀后形成的渣土則可撈出運往堆場(chǎng),剩余的稀泥則可作為高壓沖洗系統而重復利用;在工具管頂進(jìn)過(guò)程中應保證頂力小于正面被動(dòng)土壓力并大于主動(dòng)土壓力,當遇到硬度較大的土時(shí)由于格柵的密度是固定的,因而應保證用水槍將格柵上土塞沖掉，阻力更大時(shí)可讓水槍沖出格柵將工具管正面沖空,當土體阻力較小則可保留格柵上土塞.
氣壓平衡。氣壓主要是指在沖泥倉與開(kāi)挖面土體施加壓縮空氣來(lái)進(jìn)行的局部氣壓平衡，其大小決定于水土壓力，對于粘性土由于格柵足以防止坍塌則不必采取氣壓平衡，而對于淤泥質(zhì)土體則需采用氣壓平衡以利用氣壓向土壁施加支持力來(lái)防止土體坍塌,對于砂性土采用局部氣壓施工則是為了防止流砂,但為了防止余壓過(guò)高其局部氣壓不能太大,且為了避免大量壓縮空氣將砂礫間地下水擠出土層導致土體承載力提高，增加頂力[2].
管道糾偏。施工過(guò)程中出現的偏差是針對于軸線(xiàn)而言，工具管初入土時(shí)其自重僅由導軌和入土部分少量土體支撐，此時(shí)若作用于土體支撐面上的應力超過(guò)其允許承載力則會(huì )導致工具管下落,為了防止該現象發(fā)生應在工具管入口部位設置支托或預埋導軌,并加強管段與工具管之間的連接；工具管入土初期時(shí)不可用糾偏油缸進(jìn)行糾偏,此時(shí)應通過(guò)采取向某油缸供油的措施來(lái)變化主油缸合力中心進(jìn)行糾偏；管道頂進(jìn)5~10m范圍內管道軸線(xiàn)允許偏差為上下左右均為+3mm，一旦超過(guò)該值則應采取勤測量、勤糾偏和小量糾的措施糾正,工具管全部進(jìn)入土體后通過(guò)操作控制艙內水平絞來(lái)調節糾偏油缸的伸縮而實(shí)現沖泥倉內水平絞上下轉動(dòng)，并依靠糾偏油缸來(lái)改變刃口的朝向從而實(shí)現糾偏，在糾偏過(guò)程中上下糾偏油缸和左右糾偏油缸不可同時(shí)運行，以防止工具管發(fā)生扭轉.
管道止水。若施工所用管道為混凝土管應保證其管端無(wú)破損，管段間物滲漏，管道連接時(shí)最好在管段內口間加膠合板墊圈，管道接口最好采用企口連接，并在企口內設置空腔內充有少許硅油的橡膠密封止水圈以保證橡膠體不發(fā)生翻轉滾動(dòng)而提高其止水的可靠性;若管道為鋼管其連接易采用焊接方式并應保證其焊口密實(shí)不發(fā)生滲漏現象.
5結語(yǔ)
頂管施工因其具備工期短、投資少和不影響附近建筑設施等優(yōu)點(diǎn)而在城市污水處理廠(chǎng)建設中廣泛應用,頂管過(guò)程中應始終堅持勤頂、勤測、勤糾和小量糾的原則以防止管道發(fā)生較大偏差和糾偏量過(guò)大以及工具管旋轉現象,從而保證施工質(zhì)量，實(shí)現其經(jīng)濟及社會(huì )效益.
參考文獻:
[1]程新濤，王剛.頂管技術(shù)在信陽(yáng)市污水處理工程中的應用[J].西部探礦工程,2005，17(8).
[2]王剛，趙建糧，袁海英.信陽(yáng)市污水治理工程中的頂管支護施工[J].巖土工程界，第7卷第11期.
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