顶管方案01之欧阳术创编Word文档格式.docx
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4、操作坑开挖
顶管作业坑包括一个作业坑和一个接受坑,作业坑开挖选用单斗挖掘机进行。
选择地势平坦的一侧开挖顶管作业坑,超过4m采用分台阶开挖,深度比设计套管底深0.5m,另一侧开挖一个接收坑,深度比设计套管底深0.5m以上。
工作坑底要抄平压实,高差不超过20mm。
顶管平面布置图
5、制作顶管靠背
5.1后座墙位于顶管工作坑内顶进方向的对面,是顶进管节的设备的支撑面,要考虑有充分的强度,在顶进中能承受顶管机的最大反作用力而不破坏。
有必要时,要浇筑厚1.0m、宽2.5m、高1.5m的C25混凝土靠背墙。
5.2当受到顶管机的反作用力时,应使压缩变形小,当反作用力取消时,应能基本恢复原位,以充分发挥顶管机的有效冲程。
5.3靠背表面要平直,并且垂直于顶进管道的轴线,以充分避免产生偏心受压。
5.4根据土质情况,必要时后背墙要采取相应的支撑措施,例如加道木,加止推平台或混凝土基础,避免造成后背墙受力不均,发生倾斜现象。
6、设备安装就位
在操作坑内安装轨道、顶管设备等,并进行预顶管。
顶管轨道的中心线和顶管机的中线必须与穿越套管的中心线重合。
6.1轨道安装时将发送轨道固定在操作坑底部并校正其方向,保证两轨道之间的中心线与设计穿越套管中心线在同一垂直面上,两轨道之间的间距为0.7m-0.8m,轨面与基坑底部之间的高度为0.12m-0.15m,顶管机的尾部要紧靠在靠背墙上。
6.2传力板采用钢板制作,作用是将顶管机的顶力均匀的分布在套管上,保证套管受力均匀,传力板的中心线与套管中心线、顶管机顶进油缸中心线在同一直线上。
6.3顶管机安装在轨道上,顶管机尾部应紧靠在抗力挡墙上。
6.4工具切屑管的安装
在顶进过程中,若有必要需在第一根套管的前端安装切削管。
在第一根套管上安装Φ140mm×
400mm切屑管。
切屑管采用δ=10mm的钢板卷制而成,切屑管的长度约0.4m。
顶管作业坑布置图
7、顶管
7.1顶管设备全部安装就位后,即可开始安装第一节套管,并连接传力板、传力轴。
第一节套管紧贴前壁,开始挖土,挖到约0.5m时进行第一次顶管。
人工在套管里清理和修理,防止套管顶部悬空。
7.2第一根套管顶进方向的准确性是顶管的关键,在顶进之前先校核套管中心线与设计中心线的偏差,其位置偏差不得超过管长的3%。
同时测量套管管顶埋深是否达到设计要求。
7.3套管顶进作业按照掘进开挖→顶进主油缸→回收主油缸→添加顶铁→掘进的顺序循环进行。
7.4套管顶进施工采用人工掘进,电动油泵驱动顶进,人工掘进时只能在套管内进行,开挖完成后应立即顶进套管。
严禁超前开挖掘进。
7.5掘进过程中遇岩石,用风镐进行人工开挖,严禁采用爆破开挖。
7.6挖掘出的土石方采用小车运送出套管,然后采用挖掘机或小型卷扬机将土石方运送出操作坑。
7.7按照上面的顶进程序,逐根顶进套管直到套管到达接收工作坑,然后卸下工具切削管,撤出顶进设备。
顶管具体见下图:
顶管作业示意图
7.8套管每顶进1.0m都必须进行一次顶进方向检测,发现偏移及时纠正。
方向纠偏可以在工具管的前端底部支垫楔形垫块逐渐进行方向纠偏,方向纠偏量每次不能超过5´
~20´
。
7.9套管顶进允许偏差:
套管顶进中心线偏差不应大于套管长度的5%。
8、接口的处理
由于顶管的管材为F型接口,顶管完毕后,对于管与管之间的缝隙,采用膨胀水泥砂浆压实填抹。
选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂,配合比(重量比)为:
膨胀水泥:
砂:
水=1:
1:
0.3,随拌随用,一次拌和量应在半小时内用完。
填抹前,将接口湿润,再分层填入,压实填抹平整后,在潮湿状态下养护。
泥水平衡顶管穿越
1、生产准备
临时生活区建设:
现场搭设帐篷,供施工人员居住。
临时办公室建设:
施工现场附近租赁民房,作为临时办公用房,如果附近缺少适当民房,在施工现场搭设帐篷作为顶管临时指挥部用房。
临时用水:
生活用水从附近解决,施工用水由现场降水井抽取的地下水提供。
临时用电:
本工程生活用电根据现场提供的位置临时搭接,顶管机施工用电提供,建立临时供电系统,要求供电能力不小于75KW。
临时通讯:
施工工地与公司总部的联系,使用移动通信设施;
数据往来采用公司网上交流的方式。
临时道路:
施工前先修建设备和材料进场的临时通道。
临时场地:
选好弃土暂存场地及施工配套设施的安装场地;
确定配浆工作区、管材暂放区及顶管辅助设施排放位置。
顶进坑布置如图所示:
顶进坑平面布置示意图
2、泥水平衡顶管施工工艺流程
泥水平衡顶管工艺流程
3、顶管施工测量
顶管施工采用连续测量与间断测量结合的方式。
连续测量:
在顶进坑后方安放一台激光经纬仪,激光经纬仪按照设计顶进轴线方向发出一束激光,照射到掘进机的光靶上,机手按照激光指示路线操控机械顶进。
间断测量:
每顶进一节管后,测量人员对激光经纬仪进行校核,并使用水准仪,测量已顶进管道高程偏差情况;
采用水平尺测量管道水平偏差情况。
测量结果填表上报到项目部。
4、降水施工
机械顶管过程中不需降水,但是在顶管工作坑开挖时需进行降水处理。
拟定采取以大口井井点降水为主、辅以工作坑内集水井明排的降、排水措施。
大口井点设在工作坑周围,沿两个侧边布置,距离坑边的边线1.5米,降水井深度20米。
顶进坑设大口井六口,接收坑设大口井四口,其平面位置如图3-4。
使用反循环钻机成孔,钻孔孔径φ600,井管使用外径DN400、内径DN300的无砂混凝土管,滤料使用3mm的豆石或石屑。
如果在工作坑开挖过程中,降水效果不好,工作面有渗水的现象时,可安装明排水设施,是在工作坑开挖面底部,设置一至二个集水井,排水与开挖同时进行,集水井直径500毫米、深1米左右,井内放水泵,地面设置D100PVC排水干管。
当地下渗水时,排水与开挖同时进行,水泵随时将积水抽出,导入排水干管,随管道流入现况水渠中。
降水施工工艺流程:
场地平整—井点放样—钻机对位—成孔—下放井管—填充滤料—洗井—下放水泵—抽水。
降水施工在工作坑开挖前7天进行,降水工作持续整个工作的全过程,包括工作坑开挖、顶管、直到工程结束。
5、工作坑占地
泥水平衡顶管需开挖工作坑,工作坑分为顶进坑与接收坑。
工作井可采用沉井法施工,如遇地下水较丰富,在沉井施工前可设置双排搅拌桩止水帷幕。
●工作井尺寸计算:
工作井宽:
W=D+(2.4~3.2)m
D:
被顶进管子外径(m)
工作井长:
L=L1+L2+L3+L4+L5
L1:
管子顶进后,尾端压在导轨上的᳔小长度,混凝土管一般取0.3mL2:
每节管子的长度(m)
L3:
出土工作间隙,根据出土工具确定,一般为1.0~1.5mL4:
千斤顶长度
L5:
后背所占工作井厚度
●沉井下沉力计算
G1=Ks*Tf−(G−Pfw)
式中G1:
需加荷载
Ks:
1.15
Tf:
沉井井壁外侧的总磨擦阻力
Pfw:
地下水浮托力
6、工作井(接收井)施工方法
工作井(接收井)采取两次浇筑成型的方式制作,即刃脚混凝土浇震憾这到一定强度后,再浇筑上部混凝土井壁,每次浇筑均须连续施工,不留施工缝。
●做好钢模板设计计算,确保沉井筒体大体积混凝土施工安全。
●脚手架搭设、钢筋笼制作安装、模板安装均应符合规范要求,特别应注意对拉螺栓定位准确与沉井平面位置准确。
●沉井下沉必须保持垂直,可根据地质状况采取不排水挖土下沉、钻吸排土法下沉和带水下沉等方法。
●沉井排土地下沉中,应加强观测,如下沉困难,及时采取措施。
7、顶力计算
通常确定机械顶管总顶力,使用经验计算公式:
P=NGL
其中:
G—单位长度管体自重(KN/m)
N—土质系数
P—总顶力
L—最长顶距
本工程管道位于粉砂层,N取2。
8、后背安装
工作坑验收合格后,安装顶管设备,首先安装后背。
●机械顶管后背结构为:
锚喷墙+混凝土+后背铁。
●在锚喷墙壁前垂直地面放置后背铁,后背铁与锚喷墙面之间的空隙以C10素混凝土浇灌填充。
●顶进坑后背要有足够的强度,在顶进过程中能承受千斤顶的最大作用力;
●后背墙表面要平顺,并且垂直于顶进管道的轴线,避免产生偏心受压。
●后背的安装允许偏差为:
垂直度:
0.1%H,水平扭转度:
0.1%L;
其中H为后背的高度,L为后背的宽度。
9、基坑导轨安装
导轨安装是顶管施工中一项重要的工作,安装的准确与否直接影响管道的顶进质量。
导轨内距的确定:
A—两导轨内距(mm);
D—管外径(mm),
d—管壁厚(mm),
这样确定的导轨顶面与管道流水面高程相同。
●在工作坑底部上铺洒一层厚约15厘米的豆石,豆石之上铺设置150×
150毫米的方木,方木长度为2米,方木之间的间距为400毫米,测量每根方木的高程,使其与顶进坡度相一致。
●将钢质导轨平铺于方木之上,测量导轨的中线位置与高程偏差,其允许偏差为:
导轨内距:
±
2mm;
中心线:
3mm;
顶面高程:
0~3mm。
●两导轨要平行、等高,或略高于该处管道设计高程,其纵坡与管道设计坡度一致;
●使用30#工字钢稳固导轨,工字钢一端须牢牢抵在工作坑侧墙上,另一端与导轨焊接,每根导轨不小少三根工字钢。
●安装后导轨要牢固,不得在顶进施工中产生位移,且需设专人经常进行检查;
10、顶管机就位
使用50吨吊车吊装,将掘进进机轻轻放入顶进坑内的导轨上,前端距井壁约400毫米。
就位后检查掘进机的轴线是否与顶进坑轴线、导轨轴线以及主顶油缸的轴线保持一致,发现偏差立即调整。
一切正常后再进行电路、油路、注浆系统的安装调试。
11、机头入洞
因地下水丰富,为防止顶管入洞时泥砂涌入工作坑,在洞门顶部须预设管棚。
在洞门之上方加设Ф32毫米,长度4.5米的注浆小导管,小导管之间间隔200毫米,共设14根小导管,总宽度为2.6米。
向小导管内注入水泥浆,注浆压力维持到0.1Mpa。
注浆24小时后,使用风镐将洞门处的混凝土凿除,洞门处的钢筋需进行侧向连接后,再将其割断。
洞口处,人工向前挖土500~800毫米,将混凝土、钢筋及其它杂物清除干净。
将机头徐徐推进洞口里,待刀盘全部进洞,调整止水圈位置,使其完全封闭地下水。
然后开动顶管机刀盘,待土仓压力升到0.1MPa时,螺旋输送机的土压也上升到0.07MPa左右时,可以进行排土操作。
掘进机开始入土时,机头外露,只存在轨道对机头的摩擦力,机头易发生旋转,故在入土前两米顶进时,顶进速度控制在5毫米/分钟以下,以防机头整体旋转,并观测机头倾角和旋转变化,及时修正和调整。
倾角的变化用纠偏千斤顶调正,旋转
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- 方案 01 欧阳 创编