引言:
随着城市化进程加快,市政道路给排水管道建设面临着效率、质量和环保等多方面挑战,传统施工技术在复杂城市环境下暴露出诸多问题,如施工周期长、对交通影响大、环境破坏严重等,因此研究先进的市政道路给排水管道施工技术具有重要意义,本研究聚焦管道开挖与支护、安装与连接、回填与路面恢复三个关键环节,旨在探讨新材料、新工艺和新设备在施工中的应用,为提高施工质量和效率提供技术支持。
一、管道开挖与支护技术
(一)精准定位与智能化开挖技术
在市政道路给排水管道施工中,精准定位与智能化开挖技术的应用显著提高了施工效率和精度。采用高精度GPS和全站仪结合的测量系统,实现管线位置的厘米级定位,有效避免了与其他地下管线的冲突,引入地下管线探测雷达技术,能够准确探测已有管线的位置和埋深,为开挖作业提供可靠依据,在开挖过程中应用智能化挖掘机械如配备实时定位系统和自动控制系统的挖掘机,可根据预设的开挖轮廓自动调整挖斗位置和深度,确保开挖精度,采用激光扫描技术对开挖断面进行实时监测,及时发现超挖或欠挖情况并进行及时调整,引入BIM技术进行施工模拟和优化,可有效规避施工冲突,提高施工效率,在狭窄空间或复杂地质条件下可考虑使用微型智能化开挖设备如遥控微型挖掘机,实现精准开挖和远程操控,通过这些先进技术的综合应用不仅提高了开挖效率还大大降低了对周边环境的影响,为后续施工创造了良好条件。
(二)新型支护结构与材料应用
在市政道路给排水管道施工中,新型支护结构与材料的应用对确保施工安全和提高施工效率至关重要,传统的木板支撑和钢板桩支护逐渐被新型支护结构所取代,其中,组合式钢板桩支护系统因其安装快速、强度高、可重复使用等优点,在城市复杂环境中得到广泛应用。该系统由预制钢板桩、角撑、支撑梁等组成,可根据开挖深度和土质条件灵活调整,对于深度较大的管沟,可采用深层搅拌桩支护技术,通过现场搅拌注浆形成连续墙体既起到支护作用又能有效控制地下水,在软土地区可考虑采用轻质泡沫混凝土支护,该材料具有自重轻、强度适中、施工便捷等特点,能有效减少对周边土体的扰动,新型复合材料在支护结构中的应用也日益广泛如碳纤维增强塑料(CFRP)支撑杆,具有高强度、低密度、耐腐蚀等优势,在支护结构的连接处采用高强度螺栓连接和快速锁定装置可大大提高安装效率。
二、管道安装与连接技术
(一)管道材料选择与性能优化
在市政道路给排水管道施工中,管道材料的选择和性能优化直接影响工程质量和使用寿命,近年来新型管材如高密度聚乙烯(HDPE)管、玻璃钢夹砂管和球墨铸铁管等逐渐替代传统的混凝土管和钢管,HDPE管具有重量轻、柔韧性好、抗腐蚀性强等优点,适用于各种复杂地形和土质条件。为提高HDPE管的抗压能力,可采用增强型结构设计如双壁波纹管,既保证强度又便于运输安装,玻璃钢夹砂管则具有高强度、耐腐蚀、内壁光滑等特性,特别适用于输送腐蚀性介质的场合,球墨铸铁管在保持传统铸铁管强度高、刚性好优点的通过材料配方优化和表面处理技术,显著提高了抗腐蚀性和使用寿命,在管材性能优化方面通过添加纳米材料如纳米二氧化硅、纳米碳管等,可有效提高管材的力学性能和耐久性,采用功能性涂层技术如内壁抗菌涂层、外壁防腐涂层等。
(二)高效连接工艺与质量控制方法
管道连接是给排水管道施工中的关键环节,直接影响系统的密封性和整体性能,针对不同管材,采用相应的高效连接工艺至关重要,对于HDPE管,热熔对接和电熔连接是常用的高效连接方法,热熔对接通过专用设备将管端加热至熔融状态后对接,形成一体化连接;电熔连接则利用内置电热丝的连接件,通过通电加热实现管道与连接件的融合,这两种方法都能保证连接处强度高、密封性好。对于球墨铸铁管,采用卡箍式快速连接技术,可大大提高施工效率,该技术使用橡胶密封圈和金属卡箍。通过简单的推插和锁紧动作完成连接无需传统的铅封或水泥封口,在玻璃钢夹砂管连接中采用环氧树脂粘接技术,既保证连接强度,又保持管道内壁光滑,为确保连接质量,应建立严格的质量控制体系,对连接材料如密封圈、粘接剂等进行严格的进场检验,制定详细的连接操作规程并对操作人员进行专业培训,在连接过程中采用实时监控技术,如热成像仪监测热熔对接温度分布,超声波检测仪检查连接处内部结构等,对完成的连接进行气密性或水密性试验,确保无泄漏,通过这些高效连接工艺和质量控制方法的应用,可显著提高管道系统的整体性能和可靠性,延长使用寿命。
三、管道回填与路面恢复技术
(一)快速回填材料与设备创新
在市政道路给排水管道施工中管沟回填是一个关键环节,直接影响路面恢复质量和工程进度,传统的分层回填和夯实方法已难以满足快速施工的需求,为此新型快速回填材料和设备应运而生,在材料方面,流态固化土技术得到广泛应用,该技术将开挖土与固化剂、外加剂等按一定比例混合,制成具有流动性的浆体,通过泵送方式快速回填。流态固化土具有自流平、自密实特性,无需分层夯实,大大提高了回填效率,其强度可控、收缩变形小,能有效防止路面后期沉降,对于管道周围的关键部位,可采用轻质泡沫混凝土回填,该材料自重轻、强度适中、施工便捷,能有效减少对管道的附加荷载,在设备创新方面智能化回填设备的应用显著提高了施工效率,例如配备GPS定位和自动控制系统的回填机,可根据预设的回填高程自动调整填料量,确保回填精度,采用振动碾压与注水冲击相结合的新型压实设备,能在短时间内达到较高的压实度,在狭窄空间内可使用遥控微型压实设备,实现精准压实。
(二)路面结构设计与施工工艺优化
管道施工后的路面恢复是确保道路功能和美观的关键步骤,针对管道施工后路面易开裂、沉降的问题,创新路面结构设计和优化施工工艺显得尤为重要,在路面结构设计方面采用复合式路面结构可有效提高路面的整体性能,例如在沥青混凝土面层下增设一层高模量沥青混凝土层,既提高了路面的承载能力,又增强了抗裂性,对于管沟处易产生反射裂缝的问题,可在面层与基层之间铺设应力吸收层如玻纤格栅或高性能土工布,有效阻止裂缝向上发展。在基层设计中采用水泥稳定碎石基层并掺入纤维材料,可显著提高基层的抗裂性和整体强度,在施工工艺方面采用智能化摊铺设备如配备激光平整度控制系统的摊铺机,可确保路面平整度达到较高水平,对于沥青混合料的摊铺,采用温拌沥青技术,不仅降低了能耗还提高了施工质量,在压实过程中使用智能压路机,通过实时监测压实度自动调整振幅和频率,确保压实效果均匀,为提高新旧路面的结合强度,可采用微波加热技术对接缝处进行预热处理,增强粘结效果,在路面标线施工中采用热熔型路面标线材料,具有干燥快、耐磨性好等优点,可缩短交通管制时间。
结束语:
市政道路给排水管道施工技术的创新和优化是一个持续发展的过程,通过采用精准定位和智能化开挖技术应用新型支护结构和材料,优化管道材料选择和连接工艺以及创新回填材料和路面恢复技术,可显著提高施工效率和质量,减少环境影响,未来随着新材料、新工艺和智能化技术的不断发展,市政道路给排水管道施工将朝着更加高效、精准和环保的方向演进,还需加强施工管理和质量控制,建立健全相关标准规范,推动施工技术的规范化和标准化,通过不断创新和优化施工技术为构建现代化、高效率的城市基础设施体系做出贡献。
参考文献:
[1]陈彬皓.市政道路给排水管道长距离顶管施工技术研究[J].中国建筑金属结构,2024,23(04):133-135.
[2]周志颖,曹婷婷.市政道路给排水管道工程施工技术要点分析[J].新城建科技,2024,33(02):131-133.
[3]李红军.市政道路给排水管道中顶管施工技术的要点研究[J].四川水泥,2020,(06):321.