污水管线敷设人工顶管施工方案Word文件下载.docx
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3.顶管工作坑基础和导轨
工作基础采用混泥土底板木枕基础。
将工作坑底部平整后,浇注300mm厚的C30工作坑封底混泥土,在混泥土中埋预埋件并安装枕木,枕木上安放43kg/m重轨,用斜铁调整导轨高程,用地脚螺栓、压板固定导轨。
两导轨道顺直、平行、高等、牢固,其纵坡与管道设计坡度一致,在使用中经常检查核防止导轨产生位移。
两导轨净距计算
DN1000轨距A=2×
[(D1-h+e)(h-e)]0.5
=2×
[(1250-140+30)×
(140-30)]0.5
=708mm
其中:
A——两导轨内距(mm)
D1——DN1000钢筋混泥土管外径取1250mm
h——导轨高(mm)根据施工设计图纸要求,使用43kg/m导向轨高140mm
e——管外底距枕木的距离(mm)取30mm
按上述公式求出DN1000顶管导轨之间的宽度为708mm(北京市给水排水管道工程施工技术规程DBJ01-47-2000)
4.顶管后背安装
顶管利用坑墙土体作后背,后背所能承受的最大的顶力取决于顶管道所需要的最大顶力。
在最大顶力确定后,据此可进行后背的结构设计。
后背的尺寸主要取决于管径大小和背后土体压力。
所设计的后背具有充分的强度、钢度、且后背墙表面要平直。
后背布置
采用长4.0m、断面15cm×
15cm方木密排,高底为2.5m,尽量贴紧墙壁,后背平面要求垂直于管道中心线,如有空隙用砂石填充严密,设2cm再埋设2根立铁,间距1.2m,立铁前端码放横铁。
立铁与横铁均采用25号工字钢对焊面成。
横铁要求码平整,顶镐后座与横铁结合处严密,以便均匀地将顶力传到后背上。
.后背受力计算
反力R的1.2~1.6倍,确保安全
A.后背墙每米宽度上的被动土压力:
P被=0.5γh2tag2(45°
+0.5Ψ)+2Chtag(45°
+0.5Ψ)
=0.5×
19.4×
52×
tag2(45°
+0.5×
9.2)+2×
37×
5×
tag(45°
9.2)
=756.13kN/m2
总被动土压力
R总=p被bh=765.13×
3.5×
4.0=10711.82kN
式中:
P被:
每平方米上的被动土压力(kN/m2)
R:
总的被动土压力kN
γ:
土的容重(kN/m3取19.4kN/m3
h:
后背墙的高度(m)取3.5m(入土1.0m)
b:
后背墙的宽度取4.0m
Ψ:
土壤内摩擦角去9.2°
(根据工程地质勘察报表)
C:
土壤的的粘聚力取37kN/m2(根据工程地质勘察报表)
B.计算总顶力
FP=πD0LFKNF
=3.14×
1.44×
80×
5+0
=1808.64kN
FP——计算总顶力(kN)
D0——管道的外径DN1200钢筋混泥土管外径取1.44m
L——管道设计顶进长度取80m
FK——管道外壁与土的单位面积平均阻力在粘土中顶进钢筋混泥土管时使用触变泥浆减阻,取5kN/m2
Nk——顶管机的迎面阻力本工程为人工顶管,取0(kN)
选用2台320吨顶镐(行程0.7m)
R总/FP=10711.82/1808.64=5.92倍,可以确保安全。
5.主顶设备安装
千斤顶固定在支架上,2台千斤顶分别安装在管道中心线两侧50cm及流水面上约30cm处。
油泵设置在千斤顶附近,油管顺直、转弯少,油泵与千斤顶相匹配,并有备用油泵,油泵安装完毕,进行试运转。
安装后的顶铁轴线与管道轴线平行、对称,顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有水泥、油污。
顶铁有足够的刚度,顶铁单块安放置保持稳定。
顶铁的相邻面垂直,顶铁上有锁定装置。
顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫,当定力接进管接进管节材料的允许强度时,管端增加u型或环形顶铁。
顶铁选用2组4000kN(400t)级专用配套顶铁(顺铁)。
每组配套顶铁的规格为
300*320顶铁:
L=50cm2块
L=100cm2块
L=150cm2块
管体与顶铁之间采用钢护铁保护管口,一方面确保护口铁安放位置准确,从而使顶进受力均匀。
二、顶管作业
l、下管就位
(1)检查砼管:
顶管所用钢筋砼管应无破损,端面要平直、管壁厚度均匀,检查合格的管子方可用起重设备吊到工作坑的导轨上就位。
(2)检查起重设备:
起重设备经检查、试吊,确认安全可靠方可下管。
下管时工作坑内严禁站人。
当距导轨小于50cm,操作人员方可进行工作。
吊运时应用专用吊钩或柔性吊锁,严禁用钢丝绳穿入管内起吊。
(3)管子就位:
第一节管子下到导轨上,测量管子中心及前、后端的管底高程,确认安装合格后方可顶进。
第一节管作为工具管,顶进方向与高程的准确,是保证整段顶管质量的关键。
经监理工程师验收合格后方可进行下一步工序。
2、管前挖土与顶进
管前挖土是控制管节顶进方向和高程,减少偏差的重要作业,是保证顶管质量及管上构筑物安全的关健。
顶进时要注意以下事项:
(1)挖土:
根据本工程土质情况,管前挖土每次不超过30cm。
(2)开始顶进时,应缓慢进行,待各接触面部位密合后再按正常速顶进,顶进施工应连贯顶进。
顶进测量在首管顶进时测量间隔不应超过50cm,正常顶进时测量间隔不应超过1m。
在测量过程中发现偏差应进行纠偏工作。
(3)管道连接
采用钢承口、平口对接管材。
(4)顶进时昼夜两班不间断施工,防止因中途停置而导致磨擦增加,造成顶进困难,保证工程工期,不影响工程总体部署。
(5)认真填写顶进施工记录是提高顶进质量的首要保证,交接班时的负责人必须向接班负责人交清记录,并说明在顶进操作中出现的问题及处理情况。
(6)对于影响顶进质量与安全问题的隐患必须及时处理,减少停滞时间,对于不得不停下来研究解决的问题要尽快制定出对策,抓紧处理,恢复顶进。
(7)在纠缠顶进过程中,应采取分段校验,每顶进10-20m宜全面检验一次施工质量,解决存在问题。
(8)提高施工和操作人员的素质,加强顶进施工的动态管理,是保顶进施工质量的关键。
(9)顶进过程中,出现中心偏差或高程偏差及有偏差趋势应及时纠偏用千斤顶人工配合,纠偏时每顶进20-30cm测量一次,注意后一次测量与前一次测量结果。
3.纠偏方法
误差校正逐步进行,测量密度增加到10cm~20cm/次
视管道偏差量采用超挖纠偏和顶土纠偏。
超挖纠偏一般在1~2cm偏差时采用,在管子偏向的反侧适当超挖,而在偏向侧留余土,形成阻力,使管在顶进中向阻力小的超挖侧偏向。
顶土纠偏使试用于偏差大于2cm的情况,用方木顶在管子偏离中心一侧的管壁上,另一端在垫有钢板或木板的管前土壤上,经顶镐施力,使管子得到校正。
4、触变泥浆减阻
管道顶进20m后在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆,形成泥浆套减阻。
触变泥浆从前向后依次加入,顶进一段距离后及时进行补浆。
为了使膨润土充分分散,泥浆拌合后停滞时间在12h以上。
管道顶进时向管外压注触变泥浆,降低管道摩擦力。
(1)应用触变泥浆的设备
泥浆封闭设备:
包括前封闭管(前端刃脚工具管设封闭环)及后封闭圈,主要作用是防止泥浆从管端流出。
调浆设备:
包括搅拌机及储浆罐等。
灌浆设备:
包括泥浆泵、输浆管、吸浆管。
(2)触变泥浆的材料
触变泥浆的主要成分是膨润土,掺入碱(碳酸钠)和水配制而成。
触变泥浆配制:
膨润土运到现场后分批测试膨润土的胶质价,然后
按比例配制泥浆(重量比)。
膨润土的胶质价
膨润土
水
碱(碳酸钠)
60—70
100
524
2—3
70—80
1.5—2
80—90
614
90—100
(3)触变泥浆一般拌合程序
将定量的水放入搅拌罐内,并取其中厂部分水溶化碱。
在搅拌过程中,将定量的膨润土徐徐加入搅拌罐内,搅拌均匀。
将溶化的碱水倒入罐内(碱水必须在膨润土搅拌均匀后加入),再搅拌均匀,放置12h后即可使用。
(4)加浆设备及加浆压力
加浆前先通过注水检查注浆设备,确认设备正常后方可罐注,压力控制在0.2Mpa左右,在灌注过程中按实际情况调整注浆压力,防止泥浆外溢,随着顶进不断进行注浆,并观察后背顶镐的顶力变化。
5水泥、粉煤灰浆补浆
管道顶通打口施工完成后,使用高压注浆泵向管外注入水泥、粉煤灰浆液灌顶管超挖空隙,最大限度减少际面沉降,补浆时由后向前交错压入水泥、粉煤灰浆液。
(1)机械设备注水泥、粉煤灰浆的设备与注触变泥浆的设备相同。
(2)配比(重量比)水:
水泥:
粉煤灰=5:
1:
3充分搅拌,使用UB3注浆泵,最大注浆压力控制在0.4MPa,第一次注浆后,48小时进行第二次注浆(补浆)。
6.顶管过程需注意的问题
①顶管施工中的测量,要建立地面与地下测量控制系统,控制点设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易与保护。
②全部设备经过检查并经过试运转。
③顶进开始时缓慢进行,待各接触部位密合后,再按正常顶进速度顶进。
④顶进中若发现油压突然增高,立即停止顶进,检查原因并经过处理后方可继续顶进。
⑤千斤顶活塞退回时,油压不得过大,速度不得过快。
⑥下管时工作坑内严禁站人,当管节距导轨小于50cm时,操作人员可近前工作。
⑦顶进时,工作人员不得在顶铁上方侧面停留,并随时观察顶铁有无异常情况。
⑧顶管时在顶进至现况电力管线和上水管线下方时应少挖,每次开挖不得超过30cm、随挖随顶,并设专业专职测量人员对管道进行测量,如发现现况管线下方土质不好应进行水泥浆土体加固,待土稳定后在进行下部施工。
7顶管进、出洞格栅加强措施
顶管过程中,无论是管从工作坑进,还是出洞,管子与洞口之间都必须留有缝隙,但缝隙必须做好封闭,如封闭不严,地下水、触变泥浆和泥砂就会从该间隙流到坑中,影响坑内作业,严重时会造成洞口的坍落,造成事故,故洞口必须加固。
进洞安装洞口止水圈,在止水圈外增加1道橡皮板,如压力过大可以在橡皮板外加一道钢板。
首节管进洞后,橡皮圈束在管子上,将洞口内外隔开,起到止水密封作用。
管道进出洞前在管道入洞口的位置安置一道圆形加强格栅,加强格栅内径比砼管外径大100mm,保证洞口安全稳定,加强格栅中心与砼管道中心相同。
在进出洞口上方20cm的位置打入Φ40花管,长度300cm,间距20cm,注水泥浆加固。
在顶管进出洞过程中设专业测量人员进行竖井墙面变形监测,每顶进一镐测量一次,直至首节管全部入洞。
管道快顶进至接收井预留洞口时,顶力明显上升,应放慢推进速度,同时开始从接收井内破除锚喷砼墙,减少前方阻力。
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- 污水 管线 敷设 人工 施工 方案