顶管施工的工艺流程.docx
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顶管施工的工艺流程.docx
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顶管施工的工艺流程
顶管法施工技术
顶管施工即在地表不挖下槽沟,以液压为动力将钢管(含多节钢管)或混凝土管从A点顶至B点的施工工艺,我公司经多次工程实践,形成该施工技术。
工艺特点及适用范围
1、路下顶管,路上畅通;
2、建筑物下顶管,不影响建筑物使用功能;
3、缩短管道铺设周期,降低工程造价显著;
4、设备单一,操作简便;
5、本工艺所用管道的管节必须是国家定点厂家生产的合格产品;
6、适用于铁路、公路及不易或不宜开挖沟槽的地下管道施工。
工艺原理及工艺流程
明铺管道改为以机械为动力在地表下使管道从A点转移至B点。
施工准备?
?
测量高程及轴线?
?
挖顶管工作坑?
?
铺顶管导轨?
?
设置顶进后背?
?
安装顶进设备及吊放管节?
?
挖土顶进?
?
测量及纠偏?
?
再次挖土(管中土)顶进?
?
测量循环作业直致完成。
主要机械设备:
吊装设备、高压油泵、大吨位千斤顶、后背桩及后背梁、导轨及出土工具、经纬仪、水平仪。
机具功能及数量根据被顶进管节的直径长度及重量而定。
施工要点
1、顶管工作坑开挖要依照施工方案及具体环境进行,坑的长宽要视土质,被顶管节的直径、长度,机具设备,下管及出土方法而定。
工作坑除安装顶管的机具设备后背、导轨、顶进管节以外,还要有利于向坑外出土和作业人员的操作。
一般要求,工作坑上口前缘距路缘≥2m,安放管节后每侧要有1m的工作面,管节后侧与千斤顶之间要有利于出土的空间,在有水的环境中要设置水坑及排水设施,工作坑壁的放坡系数根据土质情况应符合要求,坑底要夯实。
2、导轨由四根钢轨和若干枕木组成,枕木置在工作坑底下1/2枕木高的基土上,枕木间距800?
1000mm,钢轨的长度等于工作坑底面的长度减去钢轨桩所占的位置,钢轨的间距要视被顶管节的外径而定,一般要保证管节安放后下皮高出枕木上皮20mm,千斤顶安装后要与管节的横截面有最大的接触面,钢轨安装要平直,前端抬头要有0.5-1。
0%的坡度。
3、顶进后背:
后背的坚固与否直接影响顶管的效果,所以,后背所具有的能力必须能满足最大顶力的需要,后背由后背桩及后背梁,后背桩后面的夯实土所组成,后背桩一般以钢轨代替,埋入坑底以下1。
5m左右,桩后填土分层夯实,后背桩平面垂直于顶进方向的轴线,钢制后背梁放在桩前的导轨上。
顶进后背的其它组成型式有砌筑毛石的,有预制钢筋混凝土块组合的。
4、安装顶进设备和管节:
顶进设备由一台高压油泵和两台200?
500t千斤顶组成,千斤顶安在后背梁与管节之间,管节后端和千斤顶之间有专用钢护圈及麻辨或橡胶垫对混凝土管端保护,管外壁涂石蜡做润滑剂,减少顶进摩阻力,千斤顶通过传力柱将管节顶入路基。
5、挖土、顶进、测量及纠偏:
设备安装后经试运转无异常即可掏土顶进,掏土视土质及管顶上部覆土厚度而掌握进尺深度,土质较密而且覆土较厚,有利于形成卸力拱,可以适当多挖,土质松散或覆土厚度较小,则要少挖,勤挖勤顶,挖土直径不可超过管节的外径.
挖土及运土的工具根据管径的大小而定,内径在880?
1500mm的制做专用小车,内径在1500mm以上的可用双轮小车直接出土,土的垂直运输可用吊车或电动葫芦。
顶进过程要时刻测量,每一顶程过后,要对管的高程及左右偏差测量一次,发现问题及时纠偏,纠正左右偏及抬头扎头的措施,可以在管的前端设一斜撑支于管前的土壁上,结合一侧超挖土方,随顶随纠偏.前两节的衔接处,用钢板焊制的钢胀圈加固,做为防止偏差的一项措施。
质量要求及安全措施
质量要求:
管道顶进要求平直,管的中心偏离轴线不超过3cm为优良。
安全措施:
1、施工前先与铁路、公路及市政的有关部门进行协调,施工方案经有关管理部门同意后方可施工。
尤其是铁路路基下进行施工时,要随时和铁路部门联系,掌握过往列车的情况,线路上有列车通过时严禁挖土和顶进;
2、挖土和顶进时洞内照明使用低压行灯变压器,洞内不准用明火;
3、顶进时停止挖土,传力柱上和两侧不准站人,所有传力柱必须摆放顺直;
4、吊装时坑内人员要做好防护措施,并有专人指挥。
5、顶管长此76m时应设给风设施,防止缺氧.
一、工程概况:
1、 本段顶管为通信管线套管,管线穿越××河。
河底管上顶覆土1。
7m左右,管材选用加重混凝土管,管径φ1750mm,顶管长度为66m。
2、 地质情况,土质亚粘土,为保证工作坑的稳定性,坑壁支护采用锚喷支护。
3、 计划工期,从进场日期起30天,施工用电,租用80KW发电机。
二、 主要工程量
管道D=1750mm 66m
锚喷工作坑:
8。
2m×5m×10。
6m 一座
锚喷接收坑:
8。
5m×2.7m×9.6m 一座
外运土方:
1012.2m3
三、 主要工程措施及控制要点
3。
1工作坑及顶进中的测量
3。
1。
1施工前须将管线的中线点及水准点引至工作坑附近,并作上标记。
工作坑施工完成后,将地面管道中心桩用经纬仪(标称精度不低于6″)引入工作坑两侧坑壁上或支撑上,作为顶管中心的测量基线。
3。
1。
2将地面的临时水准点用水准仪(精度指标不低于3mm)引入工作坑的底部,每一个工作坑须设置三个水准点,选择不易碰撞及不遮挡测量的地方设置。
3.1.3工作坑的中心桩与水准点设置必须牢固可靠,要经常校对并保证准确。
3.1。
4对中心桩设置可靠的延长桩,延长桩设置时采用2″经纬仪用正倒镜实施,结果采用归化法确定。
管道中心桩位置,要考虑到后背或基础变形影响。
3.1。
5检查、校对各种测量仪器及工具均经权威坚定部门检测,切在检测期内使用,凡不符和精度标准且过了检测期的绝对不许使用。
3。
1。
6每镐顶近300mm,每顶进一镐用经纬仪测设管中心线位置、水准仪测量流水面高程一次。
下完一根管后用经纬仪及水准仪核测一次中心及管高程。
每天做好现况地面沉降施测,早晚一次做好测量记录。
3.1。
7全段顶完后,应在每个管节接口处测量其中心位置和高程,有错口时,应测出错口的高差。
3.2工作坑、接收坑施工
根据通信人孔结构尺寸确定顶管坑尺寸:
工作坑布置在北土城西路南辅路向南2。
5米改线#3处
工作坑开挖尺寸:
8。
2m×5m×10。
6m
接收坑布置在河右堤改线#2号处
接收坑开挖尺寸:
8。
5m×2.7m×9。
6m
工作坑施工方法
工作坑采用C20砼锚喷,井壁厚度0。
25m,锁口圈梁断面尺寸800mm×500mm,主筋为8根ф20钢筋,架立筋为Φ8@250。
钢格栅主筋为4根ф20钢筋,蛇形筋为ф14钢筋。
尺寸为25cm×20cm, 水平格栅间距为800mm,竖向格栅间距2000mm。
竖向连接筋ф20,间距1m,挂ф6钢筋网150mm×150mm。
在工作坑锁口圈上口砌筑挡水墙240mm厚,高约700mm。
(接收坑同顶管坑)
施工过程中应加强对喷射混凝土的控制
(1)原材料的控制:
喷射混凝土的原材料进场均应进行质量检验,进行速凝效果的试验,确定速凝效果的试验,确定速凝剂的品种和最佳掺量,要求初凝不超过5min,终凝不超过10min,进行配合比选择试验,确定水泥用量和水灰比。
掺有速凝剂的混合料应立即使用,存放时间一般不大于30min,计量误差小于2%,搅拌均匀,无结团,搅拌采用强制式混凝土搅拌机,禁止人工搅拌.
(2)施喷前的准备:
喷射作业前应检查开挖断面尺寸、清除松动的浮石、土块和杂物,清除基脚下的堆积物,用高压风吹净;埋设控制喷射混凝土厚度的标志;作业区有足够的通风、照明装置;调整好喷射机的风压、水压,做好准备。
(3)喷射作业:
喷射作业分段、分层进行,喷射顺序由下而上;喷射混凝土时,喷头与受喷面应保持垂直,喷头距受喷面距离不宜大于1m;喷射压力控制在0。
12~0。
15MPa,一次喷射厚度,侧壁约60~100mm,当分层喷射时,应在前一层喷射混凝土终凝后进行,若在终凝1小时后再进行喷射时,喷层表面应用风水清洗。
喷嘴应避开格栅钢筋密集点,以免产生密积,对悬挂在网筋上的混凝土结团应及时清除,保证喷射混凝土的密实。
喷射混凝土应将钢筋全部覆盖,喷射手应控制水灰比,在0。
40~0。
45,此时喷层无干斑和滑移流淌现象,尽量减少喷射混凝土材料的回弹损失,严禁使用回弹料。
喷射混凝土应加强喷水养护,以防风干裂口。
开挖时密切注意土体的稳定性,如发现异常,及时采取有效措施,确保施工安全。
工作坑施工中应严格控制井壁厚度及垂直度,水平钢格栅安装完毕后,必须经质检人员检验合格后方可进行锚喷混凝土施工。
工作坑喷射混凝土检验标准
序号 检验部位项目 允许偏差(毫米) 检验频率 检验工具方法
范围 点数
1 喷层厚度 不小于设计厚度 5米 4 用钢尺量
2 砼强度 不小于设计强度 每座 1组 喷模成型标养
3 井底标高 -20,0 每座 5 用水准仪、塔尺
4 井身尺寸 0,+20 5米 4 用水准仪、塔尺
考虑工作坑的整体稳定性,在锁口圈梁下2m设第一道顶撑,顶撑采用219×6钢管,两边和锚喷墙预埋铁焊接,每隔2m设一道顶撑,共4道。
(4)格栅配筋计算
由于横向同一水平面所受荷载相同,均按水平格栅计算。
将横向格栅简化成两端固结中间简支的连续梁.
Ea=0。
5γH2k0=0.5×21×112×0。
267=339.3KN/m2
Ea—最深处主动土压力
γ—土的容重
H-工作坑深度
k0—主动土压力系数
最大弯矩Mmax=0。
077ql2=0.077×339.3×22=104。
5KNm
q—最大荷载
L-计算荷载长度(竖向格栅间距)
按单筋计算格栅配筋:
As=α1fcbhξ÷fy
as=M÷α1fcbh2=104。
5×106÷1×14。
3×250×2002=0.73
ξ=1—(2×0。
73—1)0.5=0.32
As=1×14.3×200×250×0.32÷200=1146mm2
选用4根ф20钢筋截面积为314×4=1256mm2〉As
5)坑壁锚喷墙面计算
锚喷护壁按照楼板模式计算,简化成2m×0。
8m四边固定的楼板,荷载为339。
3KN/m
M=339.3×0.82=27KN/m
W=M/σ=bd2/6=27/1。
54=0。
02m3
d=(6×0.02/2)0.5=0。
24m
取锚喷护壁厚度为25cm
护壁配筋:
as=27/1×14。
3×2000×8002=0。
0015
ξ=1—(2×0.0015-1)0.5=0.0015
As=14.3×2000×800×0。
0015÷250=137mm2
选用ф6@150,As=373>137mm2
3.3顶管方法
顶管采用人工顶管施工方法
3。
4顶管推力计算
1。
设计管线管径为D=1750m,顶进距离最长为66m。
计算总顶力:
P=n×G×L=3×2。
83×66=560T
P-计算总顶力
G-管子单位长度管自重(T)
L-顶进总长度
n-土质系数,取3
由于顶距较长,为减小顶管过程中的摩擦力,宜采用管四周注入触变泥浆可减少顶力20%~30%。
故顶力为P=560×70%=392T
所以,根据计算和管子受力均匀两方面考虑,选用2台QYS320型的顶镐,其推力每台为320T。
3。
5护铁及顶铁
由于顶进长度较大,护口铁根据顶进情况选择U型或圆形护铁,以确保管体安全,保护管子端面,使端面受力均匀。
顶铁选用矩形端面顶铁,结构为槽钢和工字钢焊接成的型钢。
根据具体情况,可选用U型,钢制顶柱,顶柱均被可靠固定在U型顶铁支
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