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6.3頂管頂進(jìn)施工方案
6.3.1施工工藝流程
6.3.2頂管機(jī)安裝調(diào)式
(1)頂管機(jī)整機(jī)重達(dá)50t左右,用200t汽車吊將機(jī)頭吊裝入井。
(2)起吊中應(yīng)使用專用吊具,保證平穩(wěn)、緩慢,嚴(yán)禁沖擊、碰撞,并由專人指揮。
(3)頂管機(jī)安裝在導(dǎo)軌上后,測定前后端的中心方向偏差和相對高差,做好記錄,如符合頂進(jìn)要求,應(yīng)據(jù)此調(diào)整掘進(jìn)機(jī)內(nèi)的傾斜儀。
(4)對掘進(jìn)機(jī)的電路、水路、油路、泥水管路和操縱設(shè)備進(jìn)行逐一連接,各部件連接牢固,無跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,對各部分分別調(diào)試并進(jìn)行全面的試運(yùn)轉(zhuǎn)。
工程開始
測量放樣
放樣復(fù)核
基坑構(gòu)筑
工作坑設(shè)備安裝
工作
2、坑設(shè)備安裝
始發(fā)準(zhǔn)備
注漿材料準(zhǔn)備
機(jī)頭出洞
頂管推進(jìn)
注漿減摩
中繼間安裝
下管、接口安裝
水平頂進(jìn)
頂管進(jìn)洞
結(jié)束
圖6.3-1 頂管施工流程圖
6.3.3導(dǎo)軌安裝
基坑導(dǎo)軌是安裝在工作坑內(nèi)為管道出洞時(shí)提供一個(gè)基本的設(shè)備,導(dǎo)軌采用HM350250型鋼加工,導(dǎo)軌面上設(shè)有滑塊支撐鋼管,滑塊與鋼管之間設(shè)10mm厚橡膠板。為了預(yù)防頂管機(jī)進(jìn)入土體時(shí)下沉,安裝導(dǎo)軌時(shí),導(dǎo)軌前段需抬高約5mm~10mm左右。
6.3.4總頂力估算及壓力控制設(shè)定
(1)總頂力估算
頂力=N+F1+F2
3、頂管機(jī)正面最大阻力:N =πD2Pt/4,其中Pt =γHtg2(45o+Φ/2)
機(jī)頭摩阻力 F1=PcπDBf1,Pc =rHtg2(45o-Φ/2)
式中:Pt(t/m2) — 被動土壓力;γ(t/m3) — 土容重 , 取1.8;H(m) — 管中覆土深,取11;Φ — 等代內(nèi)摩擦角,取8o;D (m) — 頂管機(jī)外徑,取4.1;B (m)—機(jī)頭及活絡(luò)節(jié)長度,取4;f1-鐵與土摩阻系數(shù),取0.40;
每百米管道摩阻力:F2 =f2πD1L
式中:D1(m) — 鋼管外徑,取3.668;f2(t/m2) — 采用注觸變泥漿工藝的摩阻系數(shù),?。?.1~0.25);L(m) — 鋼
4、管長度。
(2)土壓力設(shè)定與控制
頂管掘進(jìn)機(jī)在頂進(jìn)過程中,其土倉的壓力P如果小于掘進(jìn)機(jī)所處土層的主動土壓力Pa時(shí),即PPp時(shí),地面就會產(chǎn)生隆起。且施工過程中的沉降時(shí)一個(gè)逐漸演變的過程,尤其在粘性土中,要達(dá)到最終的沉降所經(jīng)歷的時(shí)間會比較長。但是,隆起卻是一個(gè)立即會反應(yīng)出來的迅速變化的過程,隆起的最高點(diǎn)時(shí)沿土體的滑裂面上升,最終反應(yīng)到頂管機(jī)前方一定距離的地面上。
頂進(jìn)中,務(wù)必要控制好土倉的土壓力P,要求做到主動土壓力Pa
5、較深,主動土壓力Pa、被動土壓力Pp變化范圍較大,再加上理論計(jì)算與實(shí)際施工時(shí)會存在一定的誤差,一般將控制土壓力P設(shè)置在靜止土壓力Po20kpa范圍內(nèi)。頂進(jìn)過程中,根據(jù)土層變化、覆土深度變化、地表沉降檢測等情況隨時(shí)調(diào)整土壓力。
控制土壓力P=Pa+Pw+△P,式中:Pa——主動土壓力(kpa);Pw——頂管機(jī)所處土層水壓力(kpa),粘性土中不考慮;△P——土倉施加的預(yù)加壓力(kpa),一般取20kpa
6.3.5頂進(jìn)后靠及主頂進(jìn)系統(tǒng)
(1)鋼靠背是安裝在工作井后座墻與主千斤頂之間的鋼結(jié)構(gòu)件。它的作用是把主千斤頂產(chǎn)生的集中在幾個(gè)點(diǎn)上的巨大推力的反作用力,均勻地分布到工作井的后座墻上。鋼靠背
6、必須有足夠的剛度,它采用鋼板和型鋼焊接成整體結(jié)構(gòu)。鋼靠背分為左右對稱的兩塊,外形尺寸為4.5m2.2m0.4m。
用起重機(jī)將鋼靠背吊到工作井后背處,并用經(jīng)緯儀和線垂配合,使鋼靠背平面與頂進(jìn)軸線垂直,并用Φ16鋼筋與井壁預(yù)埋件焊接固定。鋼靠背安裝好后,用模板補(bǔ)齊靠背
兩側(cè)的空隙,插入鋼筋網(wǎng)片,澆注C25后背砼。
(2)主頂進(jìn)系統(tǒng)共有8只200T單沖程等推力油缸,行程1750MM,總推力1600T(實(shí)際控制頂力為1000T),8只主頂油缸組裝在油缸架內(nèi),以使頂進(jìn)受力點(diǎn)和后座受力都保持良好狀態(tài)。安裝后的油缸中心誤差應(yīng)小于5MM。主頂液壓動力機(jī)組由二臺大流量斜軸式軸向柱塞泵供油,采用大通徑的電
7、磁閥和系統(tǒng)管路,減小系統(tǒng)阻力,油缸可以單動,亦可聯(lián)動。主頂系統(tǒng)由PLC可編程序計(jì)算機(jī)控制,并采用變頻調(diào)速器實(shí)現(xiàn)流量的無級調(diào)速。主頂系統(tǒng)操作臺設(shè)在地面控制室內(nèi)。
6.3.6頂管出洞、進(jìn)洞施工方法
頂管進(jìn)出洞口措施是施工成敗的關(guān)鍵,在進(jìn)出洞口先進(jìn)行攪拌樁地基加固,以防出洞滲水和頂進(jìn)過程中洞口區(qū)塌方,此外還應(yīng)做好洞口的密封。
(1)洞口止水圈密封
本工程工作井洞口密封關(guān)系到工程能否正常施工。如洞口漏水,泥砂會涌入工作井,淹沒設(shè)備,工程無法進(jìn)行同時(shí)地面沉陷,后果嚴(yán)重,對洞口的密封必須十分重視。
(2)洞口土體加固措施
本工程由洞口位于淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、粘質(zhì)粉土、淤泥質(zhì)粘土層,經(jīng)頂管井施工擾動
8、后,洞口附近的土體無法成拱,這樣就給掘進(jìn)機(jī)出洞帶來了很大困難。因此,必須對洞口處土體進(jìn)行加固,加固范圍為沿工作井井外壁長3.6米,距管外壁3米的土體,且洞口采用鋼筋(環(huán)筋和四周附加筋)加固。
(3)封門的拆除
當(dāng)頂管機(jī)接近洞門時(shí),必須控制好頂進(jìn)的土壓力,在頂管機(jī)刀盤距封門20~50cm時(shí)停止頂進(jìn),并盡可能地降低切口正面的土壓力,確保安全拆除鋼封門。
(4)頂管機(jī)進(jìn)出洞
當(dāng)封門拆除后頂管應(yīng)迅速、連續(xù)頂進(jìn)管節(jié),盡可能縮短頂管機(jī)進(jìn)洞時(shí)間,洞圈特殊管節(jié)出洞后,馬上將弧型鋼板與其焊成整體,并用水泥漿液填充管節(jié)與洞圈的間隙,減少水土流失。
6.3.7頂管姿態(tài)控制與糾偏
在實(shí)際頂進(jìn)中,頂進(jìn)軸線和
9、設(shè)計(jì)軸線經(jīng)常發(fā)生偏差,因此要采取糾偏措施,減小頂進(jìn)軸線和設(shè)計(jì)軸線間的偏差值,使之盡量趨于一致。頂進(jìn)軸線發(fā)生偏差時(shí),通過調(diào)節(jié)糾偏千斤頂?shù)纳炜s量,使偏差值逐漸減小并回至設(shè)計(jì)軸線位置。在施工過程中,應(yīng)貫徹“勤測、勤糾、緩糾”的原則,不能劇烈糾偏,以免對管節(jié)和頂進(jìn)施工造成不利影響。
6.3.8出泥系統(tǒng)
(1)土壓平衡式頂管經(jīng)頂管掘進(jìn)機(jī)切削出來的土體經(jīng)注入適量水后由螺旋機(jī)絞出排泥切口,該土體呈軟塑狀土體,再由泥水混合器將其變成泥漿由排泥泵排入坑外的泥漿池內(nèi)。
(2)輸送系統(tǒng):在管內(nèi)鋪設(shè)Φ150排泥管道,由45KW排泥泵輸送。因頂管距離較長中途設(shè)一增力泵排污助送至井上泥漿箱內(nèi),最后由泥漿車運(yùn)至棄泥
10、場。
(3)設(shè)置1個(gè)鋼筋混凝土泥漿箱,外包尺寸為6.813.64.5,容積324M3,其余工作井使用8個(gè)鋼制泥漿箱62.52,容積240 M3。
6.3.9觸變泥漿的配制及壓漿減阻措施
(1)注漿孔布置
用泥漿減阻是長距離頂管減少阻力的重要環(huán)節(jié)之一,在頂管施工過程中,如果注入潤滑泥漿能在管子的外圍形成一個(gè)比較完整的漿套,則其減摩效果是十分令人滿意的,一般情況摩阻力至1~3KN/m2。本工程采用每2節(jié)管節(jié)設(shè)置一組注漿孔,每組6個(gè)1寸注漿孔,60均分設(shè)置,每組注漿孔有獨(dú)立的閥門控制。
(2)漿液配比及注漿量計(jì)算
潤滑泥漿材料主要采用納基膨潤土、純堿,CMC,漿液配比如下表:
表6.3
11、-1 潤滑泥漿配比表
水
膨潤土
CMC
純堿
2400KG
200KG
3KG
10KG
該泥漿由制納基土廠配制成成品供應(yīng)我方,我們按水:土=12:1的量進(jìn)行現(xiàn)場拌制,拌制好的泥漿放在儲漿箱內(nèi)待數(shù)小時(shí)后即可使用,物理性能指標(biāo)比重1.05~1.08g/cm2,粘度30~40S,泥皮厚3~5mm。
(3)泥漿置換
頂進(jìn)結(jié)束對已形成的泥漿套的漿液進(jìn)行置換,置換漿液為水泥漿并摻入少量粉煤灰,在管內(nèi)用單螺桿泵壓住,壓漿體凝結(jié)后(一般20h)拆除管路封悶注漿孔。
6.3.10管道照明
管內(nèi)照明采用24V電源專用箱及3KV以下的變壓器,輸出電壓24V,能滿足管道內(nèi)照明亮度要求。照明燈具采用40W螺口的節(jié)能燈。在管道右上方每隔10m布置一個(gè)燈架,照明電纜也固定在上面,按頂進(jìn)距離逐步延伸裝置。另外管道內(nèi)還設(shè)有應(yīng)急照明系統(tǒng),因故突然停電時(shí),使用應(yīng)急照明,保證施工人員安全撤離。
專心---專注---專業(yè)