开挖面失稳:砂层的颗粒间黏聚力小,在地下水作用下容易出现砂土液化现象。当顶管掘进机进行开挖时,如果不能有效平衡开挖面的水土压力,砂土就会大量涌入掘进机的土仓或泥水仓,导致开挖面失稳坍塌,进而影响顶进作业的正常进行,甚至可能掩埋顶管设备,造成严重的施工停滞和设备损坏。例如在地下水位较高的砂层地区施工,若泥水平衡或土压平衡系统出现故障,就极易引发此类问题。顶进阻力变化:砂层的摩擦力特性与其他土质不同,其颗粒的摩擦作用可能使顶进时管道所受的摩擦力不稳定,容易出现摩擦力突然增大的情况,这对顶进设备的推力控制带来挑战,若推力不足可能导致顶进困难,推力过大则可能引发管道破损等其他问题。管道顶管施工过程中,泥浆循环利用系统减少资源浪费,降低施工成本。燃气管道施工技术
碰撞与破损:城市地下往往分布着错综复杂的各类管线,如给排水管道、燃气管道、电力电缆、通信电缆等。在顶管施工过程中,如果前期未准确探测到这些既有管线的位置,很可能会在顶进时与它们发生碰撞,导致既有管线破损,引发停水、停气、停电、通信中断等事故,影响城市正常的生产生活秩序,同时还可能面临高额的赔偿责任。顶进受阻:即使不发生直接碰撞,既有管线的存在也可能改变周边土体的应力分布,影响顶管施工时的土体力学性能,使顶进阻力增大,导致管道难以按照预定的轨迹和速度进行顶进,延长施工工期。安装压力管道安装工程管道顶管施工完成后,及时进行回填和地面恢复,减少对周边环境的影响。
顶管工程项目可以通过以下方式实现可持续发展和社会责任管理:环境保护:在顶管工程项目中,可以采取一系列措施来保护环境,减少对周围生态系统的影响。例如,合理规划施工路线,避免破坏敏感生态区域;合理处理施工废弃物和污水,确保符合环境法规和标准;采用环保材料和技术,减少对自然资源的消耗。资源利用和能源效率:顶管工程项目可以优化资源利用和能源效率,减少对资源的浪费。例如,合理选择材料和设备,优化施工工艺,减少能源消耗;采用节能和环保技术,如水力推进系统、智能控制系统等,提高工程效率。健康与安全管理:顶管工程项目应注重员工和公众的健康与安全管理。制定和执行严格的安全规范和程序,提供必要的培训和装备,确保工作场所的安全和健康。社会责任和共享价值:顶管工程项目可以积极履行社会责任,回馈社会,共享项目的经济和环境效益。例如,与当地居民合作,提供就业机会和培训;支持当地社区发展项目,改善基础设施和公共服务。
原理及适用场景:泥水平衡顶管掘进机在顶进过程中,通过向开挖面注入具有一定压力的泥水(由膨润土、水等按一定比例混合而成),利用泥水压力来平衡开挖面的水土压力,使开挖面保持稳定。同时,切削下来的渣土混入泥水中,通过泥水输送系统排出至地面的泥水分离设备进行处理后循环使用。该方法特别适用于地下水位高、砂性土、粉质砂土等易坍塌的土层以及穿越江河、湖泊等富含水地层的顶管施工。例如在城市过河污水管道顶管工程中,采用泥水平衡顶管法能够有效应对复杂的水文地质条件,保证顶进过程中开挖面的稳定和施工安全。管道顶管可穿越复杂地质条件,在卵石层、砂土层等区域施工时,仍能保证施工进度与工程质量。
工作井与接收井坍塌:工作井和接收井一般采用沉井、地下连续墙等方式施工,如果在施工过程中对井壁的支护结构设计不合理、施工质量不过关或者在使用过程中受到周边土体扰动、地下水变化等因素影响,可能会出现井壁坍塌的情况,危及井内施工人员的生命安全,同时也会损坏顶进设备,导致整个顶管工程瘫痪。顶进过程中的土体坍塌:在顶管顶进时,如果没有对管道上方及周边的土体采取有效的加固、支护措施,或者在穿越不稳定地层时处理不当,土体可能会发生坍塌,掩埋管道和顶进设备,造成严重的施工事故管道顶管施工可实现夜间作业,减少对白天交通和居民生活的影响。安装压力管道安装工程
管道顶管施工过程中,要确保顶力均匀分布。燃气管道施工技术
《三)施工效率可观且成本可控尽管顶管前期设备投入、技术筹备稍显繁杂,但在穿越复杂障碍物(如铁路、河流、既有建筑物地下基础)时,无需耗时耗力实施大规模拆迁、基础加固等预处理,且多作业面协同、不间断顶进,工期相较传统开挖杰出缩短。综合考量减少地面恢复、交通疏导、环境补偿等衍生费用,整体施工成本在复杂工况下更具竞争力,经济效益与社会效益实现双丰收。整体施工成本在复杂工况下更具竞争力,经济效益与社会效益实现双丰收。燃气管道施工技术