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頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用研究

2019-10-21 13:54張正
今日自動(dòng)化 2019年1期
關(guān)鍵詞:水利工程應(yīng)用

張正

摘要:隨著當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步,我國(guó)水利工程建設(shè)規(guī)模逐年增加,而頂管掘進(jìn)施工作為在水利工程建設(shè)中的常用施工技術(shù),其所具有的先進(jìn)性特點(diǎn)較為突出,不用進(jìn)行大面積開(kāi)挖便可完成對(duì)水利工程地下管道的鋪設(shè),保障周邊環(huán)境不會(huì)遭到破壞。近年來(lái)頂管掘進(jìn)施工技術(shù)也得到一定發(fā)展完善,其在水利工程中的應(yīng)用效率和應(yīng)用效果也得到全面提升。

關(guān)鍵詞:頂管掘進(jìn)技術(shù);水利工程;應(yīng)用

中圖分類號(hào):TV52

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):2095-6487(2019)01-0075-02

0引言

頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用,在實(shí)際實(shí)踐期間必須根據(jù)具體信息對(duì)其各施工環(huán)節(jié)專業(yè)技術(shù)節(jié)點(diǎn)做好實(shí)時(shí)把控,才能確保頂管掘進(jìn)施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量完全達(dá)到預(yù)期要求。與此同時(shí)隨著時(shí)代發(fā)展,必須做好對(duì)頂管掘進(jìn)施工技術(shù)的實(shí)時(shí)改進(jìn)和完善,確保其能夠滿足現(xiàn)代水利工程施工要求。

1在水利工程中的應(yīng)用價(jià)值

1.1有效降低水利工程投資成本

頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用價(jià)值主要體現(xiàn)在能夠有效降低水利工程投資成本上,結(jié)合實(shí)際來(lái)看在當(dāng)前市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用,雖然從表面上看其施工費(fèi)用往往較之傳統(tǒng)地面明開(kāi)挖要高出很多,但綜合考慮地面明開(kāi)挖的各種附加費(fèi)用。比如:道路維修、其他管道線路遷移等費(fèi)用,頂管掘進(jìn)技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用實(shí)際上最大限度的縮減了整個(gè)水利工程建設(shè)投資成本,對(duì)我國(guó)水利工程行業(yè)整體建設(shè)發(fā)展意義重大。

1.2不會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成破壞

頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用不會(huì)對(duì)區(qū)域周邊生態(tài)環(huán)境造成破壞,從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā)來(lái)看,傳統(tǒng)水利工程建設(shè)施工基本是通過(guò)地面明開(kāi)挖來(lái)完成,此期間所帶來(lái)的對(duì)區(qū)域交通阻斷、房屋拆遷等問(wèn)題較為明顯,所產(chǎn)生建筑垃圾會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成極為負(fù)面的影響。但頂管掘進(jìn)施工技術(shù)的應(yīng)用能夠避免此類問(wèn)題的發(fā)生,不會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成破壞,確保水利工程形成可持續(xù)施工發(fā)展模式。

2頂管掘進(jìn)施工技術(shù)工藝內(nèi)容

頂管掘進(jìn)施工技術(shù)工藝包含了工作坑和接收坑、洞口止水圈、掘進(jìn)機(jī)、主頂裝置、頂鐵、基坑導(dǎo)軌、后座墻分項(xiàng)施工。其中工作坑主要是對(duì)頂進(jìn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)安放的場(chǎng)地,也是頂管掘進(jìn)機(jī)的始發(fā)區(qū)域,此期間工作坑也可看做是承受主頂油缸推理反作用力的構(gòu)筑物,而接收坑則主要是接收相應(yīng)掘進(jìn)機(jī)的場(chǎng)所,管道在此期間會(huì)從工作坑內(nèi)做節(jié)節(jié)推進(jìn),到達(dá)接收坑時(shí)將掘進(jìn)機(jī)做吊起設(shè)置,把第一節(jié)管道做推出設(shè)置以完成頂管掘進(jìn)施工。

而洞口止水圈則是以安裝在工作坑以及接收坑洞口來(lái)體現(xiàn),其是確保頂管掘進(jìn)工程施工穩(wěn)定性和流暢性的前提;注重掘進(jìn)機(jī)作為頂管掘進(jìn)施工主要機(jī)械設(shè)備,其必須安放在所頂管道最前端,做好對(duì)其機(jī)器形式、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量、參數(shù)等方面的全面檢查,明確掘進(jìn)機(jī)是保障取土以及管道頂進(jìn)方向正確性的關(guān)鍵[1]。

頂管掘進(jìn)施工技術(shù)工藝中的主頂裝置則主要是由主頂油缸、主頂油泵、油管、操作臺(tái)等組成,其操作步驟及流程的規(guī)范合理性也是頂管掘進(jìn)施工技術(shù)質(zhì)量能夠得以保障的前提;而頂鐵則主要是將主頂缸推力做所頂管端面的均勻分布,以達(dá)到彌補(bǔ)主頂油缸行程以及管節(jié)長(zhǎng)度不足的目的。

基坑導(dǎo)軌則是使推進(jìn)管在工作井中導(dǎo)向穩(wěn)定性能夠得到有效體現(xiàn),同時(shí)其也可以為頂鐵工作提供托架;而后座墻施工環(huán)節(jié)則是將主頂油缸推力的反力傳遞至工作后部土體中去的墻體,這個(gè)過(guò)程中在后座墻與主頂油缸間會(huì)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件增墊,確保油缸反力可以均勻傳遞至后座墻上,以此使頂管掘進(jìn)施工技術(shù)質(zhì)量能夠完全達(dá)到預(yù)期要求。

3在水利工程中的應(yīng)用改進(jìn)及前景

3.1改進(jìn)特點(diǎn)及原理

結(jié)合上文對(duì)頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用價(jià)值以及自身工藝特點(diǎn)分析,可以看出其所涉及專業(yè)性知識(shí)較多。而隨著近年來(lái)時(shí)代發(fā)展,水利工程施工規(guī)模以及品質(zhì)功能的提升,使得頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)要求也得到相應(yīng)提升,傳統(tǒng)的頂管掘進(jìn)施工技術(shù)無(wú)法達(dá)到大口徑頂管施工標(biāo)準(zhǔn),因此其應(yīng)用也無(wú)法滿足當(dāng)前大規(guī)模水利工程施工要求,所以對(duì)其技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行實(shí)時(shí)改進(jìn)便顯得極為必要。

這個(gè)過(guò)程中主要根據(jù)巖性土質(zhì)特性,來(lái)將銑挖機(jī)工作原理融合應(yīng)用至頂管巖性土質(zhì)頂管施工中,此技術(shù)將很好的解決大口徑管道穿越巖性土層施工難題;使頂管施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了針對(duì)不同的地質(zhì)情況,施工條件和設(shè)計(jì)要求,選用與之相適應(yīng)的非開(kāi)挖管道埋設(shè)的施工方式。從現(xiàn)實(shí)角度出發(fā),一直以來(lái)頂管施工最突出的特點(diǎn)即適應(yīng)性問(wèn)題,施工方法直接決定頂管工程的質(zhì)量、成本、進(jìn)度。

但目前市場(chǎng)上較為常用形式主要是以手掘式頂管和泥水平衡式頂管來(lái)體現(xiàn),這種方式目前還無(wú)法滿足大口徑頂管施工,我國(guó)也無(wú)適用于中強(qiáng)度大口徑管道穿越巖性土質(zhì)的掘進(jìn)設(shè)備。而寧夏水利水電工程局在近幾年承建寧東供水工程施工中,因管道斷面多為巖性土質(zhì),管道穿越園區(qū)道路多采用大開(kāi)挖或人工掘進(jìn)方式。

此期間在開(kāi)工前針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)取土樣分析,按照巖性土樣特性及巖性強(qiáng)度論證該設(shè)備各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足破碎要求。將自制的銑頭與U15型挖掘機(jī)進(jìn)行連接,進(jìn)入管道內(nèi)部按規(guī)范要求進(jìn)行頂管作業(yè)面土方銑切,銑切下來(lái)土方人工清運(yùn)至棄土場(chǎng),清理出一定作業(yè)面后將管道頂進(jìn),由此循環(huán)作業(yè)完成頂管施工任務(wù)[2]。

3.2對(duì)比傳統(tǒng)頂管掘進(jìn)施工技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯

對(duì)比傳統(tǒng)頂管掘進(jìn)施工技術(shù)其在當(dāng)前我國(guó)水利工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯,以往傳統(tǒng)頂管掘進(jìn)施工只適用于土質(zhì)較松軟土層,遇巖性土質(zhì)一般采用風(fēng)鎬、電鎬等小型工機(jī)具,施工效率低,用工量大,不安全風(fēng)險(xiǎn)增加;同時(shí)泥水平衡頂管方式作為在不允許爆破環(huán)境下針對(duì)巖性土質(zhì)常用的掘進(jìn)方式,該方法需要較大的循環(huán)水池和砼工作井,前期準(zhǔn)備工作周期長(zhǎng),施工成本高,目前,市場(chǎng)泥水平衡式頂管最大能夠頂進(jìn)DN1500mm管道,無(wú)法滿足大規(guī)模供水工程大口徑管道供水要求;而將銑挖機(jī)工作原理融合應(yīng)用至頂管巖性土質(zhì)頂管施工,則不必?fù)?dān)心上述問(wèn)題,其自制變速箱配液壓泵后組成銑挖設(shè)備與小型挖掘機(jī)改裝進(jìn)入管道內(nèi)部作業(yè)的新型銑挖設(shè)備,該設(shè)備操作簡(jiǎn)單,工作效率較高,利于U15型挖掘機(jī)液壓及動(dòng)力系統(tǒng),減少發(fā)電等輔助設(shè)備投入,保障工程施工質(zhì)量同時(shí),最大限度降低了施工成本。

3.3應(yīng)用前景廣闊

將目前市場(chǎng)各種機(jī)械設(shè)備原理進(jìn)行拼裝,拼裝出此類新型頂管掘進(jìn)設(shè)備,現(xiàn)已初步試驗(yàn)成功,改裝后的機(jī)械設(shè)備將滿足大口徑管道穿越巖性土層的各項(xiàng)技術(shù)要求,該設(shè)備投入使用后將改變傳統(tǒng)的頂管掘進(jìn)方式,為今后類似工程積累寶貴經(jīng)驗(yàn),因此其整體應(yīng)用前景極為廣闊。

4結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)頂管掘進(jìn)施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用研究,可以看出在實(shí)踐期間注重其技術(shù)工藝與時(shí)代發(fā)展要求的同步統(tǒng)一性,實(shí)時(shí)的對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和完善,對(duì)我國(guó)水利工程建設(shè)發(fā)展意義重大。

參考文獻(xiàn)

[1]石振軍.頂管施工技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2018,15(8):40,42.

[2]錢(qián)治國(guó).淺議頂管施工技術(shù)在水利建設(shè)工程中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè),2015(24):149.

[2]程穎,周鈺林.頂管技術(shù)在斷頭浜打通工程中的應(yīng)用與分析[J].水利科技與經(jīng)濟(jì),2013(4):103-105

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