一、任务来源
本项目为自行研究、烟台市城市管理局推荐的项目,由烟台市城市排水服务中心研发,开展“市区过路施工(路面恢复)新技术”开发。
近几年随着城市的发展,车流和人流的增多及道路两侧建筑物的增多,在市区内进行管道增建、改建类的施工会面临着交通拥堵及施工作业面不足等问题。
市政道路上进行管道施工时,通常会出现将道路两侧管路进行连接的情况,这就需要我们将管道穿越市政道路。通常我们会考虑的施工方法有顶管穿越施工和明开挖穿越施工。以上两种方式有一定的局限性,一是顶管穿越市政道路,需要穿越两端有足够的顶管坑施工的作业面,还要远离建筑物的基础。二是明开挖穿越施工,需要封闭至少半幅的道路,且路面恢复需要很长的养护期,导致封路时间太长,造成交通拥堵。如何在不影响交通又不影响周边建筑稳定的前提下进行管道穿越道路,成为一大难题。
2023年积水点位、雨水泵站改造及河道清淤维修工程,目的是解决部分主次干路汛期积水问题及部分铁路、高速立交桥底雨水泵站排水系统的雨水排放能力。工程需沿部分主次干路铺设雨水管道,且改造管道大多在市区内进行,本次工程共需进行20次穿越市政道路施工。本工程中类似穿越道路施工的位置多达20次,且多数位于车流和人流较多的市区内。在市区内进行穿越道路施工会存在以下问题:1.市区交通压力大,不允许白天封路施工;2.道路两侧建筑密集,无法进行顶管作业。3.由于市区道路下方自来水、燃气、电力、通信等地下设施太多,采用顶管施工可能会与地下现状管道标高冲突。4.采用开挖过路施工后,道路基层养护期间需要长时间封路养护,封闭道路影响交通且工期太长,如果铺铁板开放交通可能会因铁板沉降造成基层扰动,影响道路基层恢复质量,且铁板容易起伏移位。为攻克本工程过路施工的施工难点,所以建立项目研究。
就如何在不影响交通又不影响周边建筑稳定的前提下进行管道穿越道路施工展开课题研究。从 环保、经济、安全、工期等方向对顶管施工、旧明开挖穿越施工两种旧施工方式进行了分析,发现其并不能满足目前施工需求。从多角度、多方位考虑,对两种方案进行比较分析,我们认为市区过路施工(路面恢复)新技术在工期上有保证、经济上合理、安全性能高、操作难度不大,其综合分析更具优势,作为可行方案。
二、应用领域和技术原理
市区过路施工(路面恢复)新技术适用于新建管道工程横穿城市道路施工;尤其适用于在市区人流、车流量大,交通压力大,建筑物、构筑物密集,地下管网错综复杂的市政道路进行的管道穿越施工。
市区过路施工(路面恢复)新技术通过对以往顶管、明开挖等旧技术从环保性、经济性、工期、安全性等方面逐一分析研究,在工程施工过程中采用人机料法环等方面进行目标可行性分析,创新改良施工工艺,达到不影响市区道路交通、加快施工进度,缩短工期、节约成本、安全可靠和确保道路恢复质量、提高经济和社会效益的目的。
技术原理:在夜间进行开挖路面施工,不论管道有没有完成铺设,在第二天早晨6点前回填中粗砂并水沉夯实至路面顶部以下0.05米位置,顶部再铺0.05米厚的小石子,暂时放开交通。管道铺设完成后,晚上挖除基层部位的回填料,再夯实基层底面,在结构层底面沿管槽中间方向每隔1.5米放置支撑结构,结构层位置浇筑混凝土,再覆盖铁板。车辆荷载通过铁板传递到支撑结构,在通过支撑结构传递到回填料上。
三、性能指标
施工流程:挖除基层部位的回填料——水沉密实后顺沟槽方向在沟槽内每隔1.5米搁置一个钢筋混凝土圆筒,钢筋混凝土圆筒顶部低于路面3厘米——用C15早强混凝土取代砂砾至结构层,浇筑至路面以下9厘米——沿沟槽方向铣刨沟槽两侧原沥青路面宽30厘米,深3厘米——按照沟槽顶部铣刨的沥青宽度制作2厘米厚铁板,将铁板铺设在沟槽两侧铣刨后的沥青和钢筋混凝土圆筒上,铁板顶部低于路面1厘米,防止移位——车辆在铁板上正常通行。原理:在夜间进行开挖路面施工,不论管道有没有完成铺设,在第二天早晨6点前回填中粗砂并水沉夯实至路面顶部以下0.05米位置,顶部再铺0.05米厚的小石子,暂时放开交通。管道铺设完成后,晚上挖除基层部位的回填料,再夯实基层底面。在基层位置铺设厚0.45米的水泥稳定碎石结构,压实后,再顶部铺设隔离层至路面,顶部铺设铁板。
四、与国内外同类技术比较
根据国家和地方有关市政道路建设与养护的法规、标准和规范;项目的设计文件、施工方案和合同要求;现场检测和监测数据,通过现场勘查-对恢复后的路面进行外观检查,包括平整度、裂缝、车辙等情况、测量路面的几何参数,如坡度、宽度等。
材料检测-对使用的路面材料进行抽样检测,分析其质量指标; 数据收集与分析- 收集施工过程中的质量控制数据和验收报告。-对比分析实际施工与设计方案的符合性。从路面质量- 平整度、裂缝情况、路面强度;施工工艺-基层处理、面层铺设;技术合规性-材料使用、施工流程、质量控制措施;社会影响、交通恢复情况、公众满意度等方面进行了综合分析评价,新技术能够达到不影响市区道路交通、加快施工进度,缩短工期、节约成本、安全可靠和确保道路恢复质量、提高经济和社会效益。
五、成果创造性、先进性
1.抛弃顶管和旧开挖施工的施工方式,将整体工期控制在30天。
2.市区过路施工(路面恢复)新技术效果100%,安全保证率100%,安全事故发生率0。
3.采用新型技术,施工期间未对市区道路交通造成影响,市区道路交通影响率0。
4.采用新型技术,道路基层恢复质量100%合格。
新技术成本计算:装置材料采购及机械人工成本:拆除路面结构260㎡,混凝土58m³,恢复沥青结构260㎡,土方300m³,2.5cm厚铁板260㎡,钢筋混凝土圆筒16个,成本约6万元。
顶管施工成本计算:顶管每米按照8000元计算(含材料及内衬管道),每处过路成本约30万元。
每处过路施工,新技术比原顶管施工成本减少27万元。23处过路施工共节约成本555万元
采用市区过路施工(道路恢复)新技术有效的解决了施工单位在市区内市政道路上,因车流和人流较多交通压力大,导致白天无法封路施工的难题,也有效的解决了市区建筑物密集,没有顶管作业面的问题。我单位在保证施工质量的前提下,用更少的成本、更短的工期、更安全的施工工艺顺利完成工程施工,取得了很好的经济、工期效益,也让道路管理单位、交警部门、市民和建设单位对我单位的施工、创新能力给予了高度的肯定和赞誉,为单位树立了好形象,好口碑。
一、推广应用范围、条件和市场前景
立足发展实际,围绕排水工程施工等领域,不断进行技术创新探索,通过开发研究市区过路施工(路面恢复)新技术能够达到不影响市区道路交通、加快施工进度、缩短工期、节约成本、安全可靠和确保道路恢复质量、提高经济和社会效益具有较好的推广价值和示范意义。
2023年积水点位、雨水泵站改造及河道清淤维修工程的施工过程中,2023年5月至2024年初有20处施工点位采用新技术路面恢复进行过路施工。
1.在夜间进行开挖路面施工,不论管道有没有完成铺设,在第二天早晨6点前回填中粗砂并水沉夯实至路面顶部以下0.05米位置,顶部再铺0.05米厚的小石子,暂时放开交通。
2.管道铺设完成后,晚上挖除基层部位的回填料,再夯实基层底面。
3.水沉密实后顺沟槽方向在沟槽内每隔1.5米搁置一个钢筋混凝土圆筒;
4.钢筋混凝土圆筒顶部低于路面3厘米。
5.用C15早强混凝土取代砂砾至结构层,浇筑至路面以下9厘米。
6.混凝土顶面铺一层毛毡,方便后期注水养护。
7.沿沟槽方向铣刨沟槽两侧原沥青路面宽30厘米,深3厘米。
8.按照沟槽顶部铣刨的沥青宽度制作2厘米厚铁板,将铁板铺设在沟槽两侧铣刨后的沥青和钢筋混凝土圆筒上。
9.铁板顶部低于路面1厘米,防止移位,放开交通,车辆可在铁板上正常通行。
二、存在的问题及改进意见
1.存在的问题
(1)本次新技术研发只针对过路施工在以往施工过程中的不足及重点部分进行研究,未覆盖到施工的各个工序。
(2)课题成果仅在烟台市城市排水服务中心内部项目进行了推广应用,如何将成果转化、推广至外部单位应用,还需要进行进一步的总结和优化。
2.改进意见
针对市区过路施工(路面恢复)新技术,加大专项培训力度,提升技术人员操作应用水平,培训相关技术人员进行课题成果学习,让成果能够尽快广泛应用。