顶管施工方案5篇

栏目:精品范文发布:2025-01-10浏览:1收藏

第一篇:顶管施工方案

一、顶管施工方案 工程概况 工程概况

工程概况该工程为综合管廊工程的一部分,由于化章街及综合通道交通繁忙、疏解困难,支管廊明挖施工无法进行,因此过路支管廊采用DN1500、DN2000的钢筋混凝土套管,采用顶管施工工艺。其中综合通道支管为DN2000钢筋混凝土套管,埋深1000mm,顶管长度63米;综合通道燃气支管为DN1500钢筋混凝土套管,埋深2000mm,顶管长度59米。场地工程地质情况

地勘资料不详 工艺选择

顶管施工根据业主提供的地堪资料及现场实际勘察情况选用人工掘进顶管施工或水冲式机头顶管施工两种工艺。然后在工作坑内借助顶进设备,把敷设的管子按设计中线和高程的要求顶入,并用水力或小车将土从管中运出。掘进顶管采用企口钢筋混凝土管。

施工准备 1.生产准备

⑴进行施工测量和放线工作。

⑵确定管线范围内及施工用地内所有障碍物,如管线、电线杆、高架桥墩等的准确位置。现场调查顶管地段内主要障碍物有排水管、供水管、水掣井、电力电讯管道和渠箱位置和标高,地面交通情况较复杂。

⑶按施工平面布置图修建临时设施,安装临时用水、用电线路,并试水、试电、修好临时排水沟。

⑷订购所需铁井盖、井圈。⑸进行顶管所用非标准设备的安装。2.技术准备

⑴组织现场施工人员学习,审查施工图纸和进行各专业图纸会审,进行设计要求和施工技术交底。

⑵编制好顶管施工工艺卡,做好顶管施工人员的再培训工作。

⑶绘制临时工程及施工非标准设备工具图纸。

主要项目施工方法

1、管节与接头

由于本管道为污水管道,为防止污水渗漏和地下水涌入,管节间必须有可靠的防水措施。顶管管材采用企口加强型钢筋混凝土管,双层钢筋网在端部加密。接头采用“T”形钢板套环。钢套环厚度6毫米,管端面安装“O”形橡胶止水环,顶进完毕后填塞环氧树脂砂浆。

2、工作坑的布置

工作坑是顶管施工的工作场所。其位置可根据以下条件确定: ⑴根据管线设计,工作坑可选在检查井处; ⑵单向顶进时,应选在管道下游端,以利排水; ⑶考虑地形和土质情况,有无可利用的原土后背; ⑷工作坑与可能穿越的建筑物要有一定安全距离; ⑸距水、电源较近的地方等。

根据施工现场实际情况,拟设顶管工作井一个,接收井一个。

3、工作坑的尺寸

工作坑应有足够的空间和工作面,保证下管、安装顶进设备和操作间距,坑底长、宽尺寸可按如下公式计算:

底宽

W=D+(2.4~3.2)式中 W──工作坑底宽度(m);

D──被顶进管子外径(m);底长

L=L1+L2+L3+L4+L式中:L──工作坑底长(m);

L1──管子顶进后,尾端压在导轨上的最小长度,混凝土管一般留0.3m。

L2──每节管子长度(m);

L3──出土工作间隙,根据出土工具确定,一般为1.0~1.5m;

L4──千斤顶长度(m)

L5──后背所占工作坑厚度(m)。

考虑到坑内后背采混凝土墙,受力面铺设钢板,壁后灌注水泥浆加固,本工程工作井和接收井采用矩形井,井内设集水坑。

4、工作井的施工

顶管法施工的工作坑,它作为临时施工过程进、出口以及建成永久性地下管线检查井。工作井采用现浇钢筋混凝土矩形井。

5、工作坑导轨设置及基础加固

工作坑底可根据土质、管子重量及地下水情况, 做好基础,以防止工作坑底下沉,导致管子顶进位置的偏差。

⑴导轨的作用是引导管子按设计的中心线和坡度顶进,保证管子在顶入土之前位置正确。导轨安装牢固与准确对管子的顶进质量影响较大,因此,安装导轨必须符合污水管中心、高程和坡度的要求。

本工程采用38kg钢轨作导轨。⑵基础

采用钢筋混凝土基础,当工作坑底土质松软,有地下水时, 应采用C20混凝土封底,厚度为30~50cm,混凝土底板漏水处应灌注水泥浆。

6、顶管工程力学参数确定

顶管过程是一个复杂的力学过程,它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。但顶管计算的根本问题是要估算顶管的推力和后背承载能力。

顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力,包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力及工具管气水压力。

⑴工具管切土正压力:与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料,软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。大于40t/m2 时表明土质较好,可考虑取消格栅,采用开敞式工具管。

F1=S1×K 其中

F1--顶管正阻力(t)

S1--顶管正面积(m2)

K---顶管正阻力系数(t/m2)⑵管壁摩擦阻力:管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。根据有关工程统计资料,管壁摩擦阻力一般在100-500kg/m2之间。

通常减少管壁摩擦阻力的措施有:管壁与泥土间加泥浆套减阻,使管外壁形态规则和表面光洁、减少管道拐弯等。

⑶ 泥水平衡压力:在封闭的冲泥舱内加泥水压力平衡地下水压力,是防止泥砂涌入的重要方法。泥水压力一定要合理。压力过小,大量的泥砂涌入,会造成路面破坏,压力过大,会增大主千斤顶负荷,严重的可能产生冒顶现象。

泥水平衡压阻力计算如下: F3=×D2×P/4 其中

F3--顶管泥水阻力(t)

D--顶管外径(m)

P--一顶管泥水最大压力(t/m2)在考虑最大一次顶进距离为53m时,顶管总阻力为以上三种阻力之和: F=F1+F2+F3 考虑地下工程的复杂性及不可预见因素,顶管设备取2倍能力储备,设备顶进能力待定。

7、后背结构及抗力计算

后背作为千斤顶的支撑结构。因此,后背要有足够的强度和刚度,且压缩变形要均匀。所以,应进行强度和稳定性计算。

本工程采用厚钢板后背,这种后背设置简单,安装时应满足下列要求: A.使千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3;

B.后背垫铁可用70mm钢板。

C.后背后松散砂层灌注水泥砂浆。⑵后背的计算

后背在顶力作用下,产生压缩,压缩方向与顶力作用方向相一致。当停止顶进,顶力消失,压缩变形随之消失。这种弹性变形现象是正常的。顶管时,后背不应当破坏,以免产生不允许的压缩变形。

后背不应出现上下或左右的不均匀压缩。否则,千斤顶支承在斜面后背的土上,造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工安全,应进行后背的强度和刚度计算。

根据顶进需要的总顶力,运用朗肯土压力公式核算后背受力及挡桩的长度,使土体所受的力小于土壤的允许承载力。

8、顶进设备

顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁等。⑴千斤顶

千斤顶是掘进顶管的主要设备,本工程拟采用4台320t液压千斤顶。千斤顶的工作坑内的布置与采用个数有关,如一台千斤顶,其布置为单列式,应使千斤顶中心与管中心的垂线对称。使用多台并列式时,顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线,防止产生顶时力偶,造成顶进偏差。根据施工经验,采用人工或机械挖运土方,管上半部管壁与土壁有间隙时,千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4~1/5处。

⑵高压油泵

由电动机带动油泵工作,选用额定压力为62MPa的ZB-500柱塞泵,经分配器,控制阀进入千斤顶,各千斤顶的进油管并联在一起,保证各千斤顶活塞的出力和行程一致。

⑶顶铁

顶铁是传递和分散顶力的设备。要求它能承受顶压力而不变形,并且便于搬动。

根据顶铁旋转位置的不同,可分为横顶铁、顺顶铁和U形顶铁三种。1)横向顶铁安装在千斤顶与方顶铁之间,将千斤顶的顶推力传递给两侧的方顶铁上。使用时与顶力方向垂直,起梁的作用。

横顶铁断面尺寸为300×300mm,长度按被顶管径及千斤顶台数而定,本工程选用长度为1.6m的横顶铁;用型钢加肋和端板焊制而成。

2)顺顶铁(纵向顶铁)放置在面铁与被顶的管子之间,使用时与顶力方向平行,起柱的作用。在顶管过程中起调节间距的垫铁,因此顶铁的长度取决于斤顶的行程、管节长度、出土设备等而定,通常有100、200、300、400、600等几种长度。

横截面为250×300mm,两端面用厚25mm钢焊平。顺顶铁的两顶端面加工应平整且平行。防止作业时顶铁发生外弹。

3)U形顶铁 安放在管子端面,顺顶铁作用其上。它的内、外径尺寸与管子端面尺寸相适应。其作用是使用顺顶铁传递的顶力较均匀地分布的到顶管端断面上,以免管端局部顶力过大,压坏混凝土管端。

大口径管口采用环形,小口径管口可采用半圆形。⑷其它设备

工作坑上设活动式工作平台,平台用25号工字钢梁,上铺15×15cm方木。工作坑井口处安装一滑动平台,作为下管及出土使用。在工作平台上设起重架,上装电动卷扬机,其起重量应大于管子重量。

工作棚用帆布遮盖,以防雨水。9.顶进施工

工作坑内设备安装完毕,经检查各部处于良好状态,即可进行开挖和顶进。首先将管子下到导轨上,就位以后,装好顶铁,校测管轴线和管底标高是否符合设计要求,合格后即可进行管前端挖土。

顶进利用千斤顶出镐。在后背不动的情况下将被顶进管子推向前进,其操作过程如下: 安装好顶铁挤牢,管前端已一定长度后,启动油泵,千斤顶进油,活塞伸出一个工作行程,将管子推向一定距离。

停止油泵,打开控制阀,千斤顶回油,活塞回缩。添加顶铁,重复上述操作,直至需要安装下一节管子为止。

卸下顶铁,下管,用钢套环连接混凝土管,在混凝土管接口处放一圈麻绳,以保证接口缝隙和受力均匀或彩和其他防渗漏措施,保证管与管之间的连接安全。

重新装好顶铁,重复上述操作。顶进时应注意事项: ⑴顶进时应遵照“先挖后顶,随挖随顶”的原则。应连续作业,避免中途停止,造成阻力增大,增加顶进的困难。

⑵首节管子顶进的方向和高程,关系到整段顶进质量,应勤测量,勤检查及时校正偏差。

⑶安装顶铁应平顺无歪斜扭现象,每次收回活塞加放顶铁时,应换用可能安放的最长顶铁,使连接的顶铁数目为最少。

⑷顶进过程中,发现管前土方坍塌、后背倾斜,偏差过大或油泵压力表指针骤增等情况,应停止顶进,查明原因,排除故障后,再继续顶进。

管前挖土是保证顶进质量及地上建筑物安全的关键,管前挖土的方向和开挖形状,直接影响顶进管位的准确性,因为管子在顶进中是循已挖好的土壁前进的。因此,管前周围超挖应严格控制。对于密实土质,管端上方可有≤1.5cm空隙,以减少顶进阻力,管端下部135°中心角范围内不得超挖,保持管壁与土壁相平,也可预留1cm厚土层,在管子顶管过程中切去,这样可防止管端下沉。在不允许顶管上部土壤下沉地段顶进时,管周一律不得超挖。

管前挖土深度,一般等于千斤顶出镐长度,如土质较好,可超前0.5m。超挖过大,土壁开挖形状就易控制,容易引起管位偏差和上方土坍塌。

在松软土层中顶进时,应采取管顶上部土壤加固或管前安设管檐,操作人员在其内挖土,防止坍塌伤人。

管内挖土工作条件差,劳动强度大,应组织专人轮流操作。管前挖出的土,及时外运。管径较大时,可用双轮手

推车推运。管径较小,应采用双筒卷杨机牵引四轮小车出土,土运至管外,再用工作平台上的电动卷扬机送至平台上,然后运出坑外。

顶管遇流砂层或淤泥层时,采用泥水压力平衡顶管,使工具管内保持一定压力,平衡土体和地下水压力,使土体保持稳定。应及时封闭工具管,采用水力出泥。在工具管中接入含有一定泥量的泥浆,通过水枪射水冲泥,泥水通过吸泥泵排到地表泥浆池中沉淀,反复循环使用,泥浆用槽车运走。

冲泥和吸泥泵稳定工作时,调节冲泥和吸泥的泵量,冲泥舱内应保持一定压力,舱内泥水压力应与地下水压力相平衡,泥水压力过大,将增加主千斤顶负荷,泥水冲破上覆地层,达到地表,造成突顶事故;泥水压力过小,地下水涌入冲泥舱,工具管前方塌方,将破坏上覆地层,造成地面建筑物破坏。

在顶管过程中,由于泥水平衡压力控制不当或停顿时间过长,可能会造成突水冒顶事故和工作面塌方事故。

发生突顶时:应该逐渐降低工具管内泥水压力,使泥水压力略小于地下水压力,关闭冲泥水枪和吸泥泵,启动千斤顶缓慢顶进一缎距离,待顶力升高,采用小水力冲泥,间歇启动吸泥泵排泥,做小量排泥。

发生塌方时:应该逐渐升高工具管内泥水压力,使泥水压力略大于地下水压力,关闭冲泥水枪和吸泥泵,启动千斤顶缓慢顶进一缎距离,待顶力升高,采用小水力冲泥,间歇启动吸泥泵排泥,做小量排泥。

10、管道渗漏的治理

对管道渗水和漏水点,先凿V形槽,埋入导水水管,用双快水泥封闭管周,待水泥由一定强度后,用手动泵压入水泥水玻璃浆液封堵。

11、顶管作业面通风

顶管作业面通风采用压入强制性通风措施,用风机通过1.5英寸铁管向工作面压风。

12、顶管坑内检查井的砌筑

管道完成后,按设计图在坑内用砖砌筑检查井,井内外批防水砂浆。待砂浆达到一定强度后,回填石屑至管顶面,用水冲实,其上用土回填,分层夯实。

13、测量与纠偏

⑴顶管测量:采用经纬仪和激光水准仪。

1)测量次数,开始顶第一节管子时,每顶进20~100cm/次。校正时,每顶进一镐即测量一次。

2)中心线测量,根据工作坑内用经纬仪设置的中心桩挂小线,使拉线对准垂球,读管前端的中心尺刻度,若拉线与中心尺上的中心刻度相重合,其差值即为偏差值。

3)高程测量一般在工作坑内引设水准点,停止顶进,将激光水准仪支设在顶铁上,测量前端管底高程。

⑵顶进偏差的校正

顶进中发现管位偏差10mm左右,即应进行校正。纠偏校正应缓缓进行,使管子逐渐复位,不得猛纠硬调。

第二篇:顶管施工方案

截污管线顶管施工

在管道铺设施工路线上有多处障碍物,当为永久性结构物且不能拆迁,也不能局部破坏并修复。需采用顶管办法进行施工。

工作坑、接收坑布置

工作坑布置:由于HDPE管道长度为6m,工作坑的平面布置内侧尺寸为7*3.5m。接收坑的内侧尺寸为5*3.5m。坑的内侧第一圈维护结构为500拉森桩,拉森桩外侧为水泥搅拌桩,水泥搅拌桩直径为800mm,咬合200mm,中心为据钢板桩外边缘1m处。内支撑围檩采用HW400‘H’型钢,围檩下部每隔2m用牛腿托住。内支撑钢管采用直径为200mm壁厚为10mm的钢管。基坑长度方向上中心一道长为2.7m,四角各一道长为2m且与围檩成45度的钢管。钢管的端部采用可调接头。坑底垫层为C15,厚为15CM,平面尺寸为6.2m*2.7m。基坑四周挖宽为300mm,深400mm的排水沟,在靠待施工清淤沟的一侧设直径600mm的集水井一口比排水沟深1m。设一台扬程为15米以上的潜水泵。后背墙采用2m*2m*0.4m的砼块。顶管采用直径为800的顶管,顶管后放置外圈直径为800,内圈直径为600的厚为200mm的顶铁。

接收坑布置:接收坑的内侧尺寸为5*3.5m。坑的内侧第一圈维护结构为500拉森桩,拉森桩外侧为水泥搅拌桩,水泥搅拌桩直径为800mm,咬合200mm,中心为据钢板桩外边缘1m处。内支撑围檩采用H400‘H’型钢,围檩下部每隔2m用牛腿托住。内支撑钢管采用直径为200mm壁厚为10mm的钢管。四角各一道长为2m且与围檩成45度的钢管。钢管的端部采用可调接头。坑底垫层为C15,厚为15CM,平面尺寸为4.2m*2.7m。基坑四周挖宽为300mm,深400mm的排水沟,在靠待施工清淤沟的一侧设直径600mm的集水井一口比排水沟深1m。设一台扬程为15米以上的潜水泵。

现场布置采用16t汽吊,设备布置采用25吨汽吊。

井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯。

在此工程中的典型工作坑做法为如下三种方法:

做法一:在管道高程为小于5m时,搅拌桩深为12m,拉森桩长为9m。支撑采用一道支撑,支撑中心位于距桩顶0.5m处。

做法二:在管道高程为大于等于5m小于7m时,搅拌桩深为15m,拉森桩长为12m。支撑采用两道支撑,第一道支撑中心位于距桩顶0.5m处,第二道支撑中心位于距坑底3m处。

做法三:在管道高程为大于等于7m小于9m时,搅拌桩深为20m,拉森桩长为15m。支撑采用两道支撑,第一道支撑中心位于距桩顶0.5m处,第二道支撑中心位于距坑底3.5m处。

机械设备选型

本工程顶进采用泥水平衡顶管机,其基本原理是借助于压力平衡以达到出泥平衡,从而减少地面沉降。即维持正面土压力介于土体的主动土压力与被动土压力之间,通过PLC控制正面土压力,使之在设定范围内浮动,当压力过小时,切土口开口量减小,大刀盘外浮,使正面压力升高,反之亦然,这一平衡过程是由一套液压伺服系统来进行控制的。除了这种机械平衡以外,还采用泥水平衡,顶进时,循环的高压水将切削下的土体搅拌成泥浆,同时平衡地下水位,使开挖面的水压与地下静水压力相近,减少地表沉降。

结合本工程现有的施工条件和土质情况,我们选用地面遥控操作的泥水平衡掘进机。

本掘进机优点是:

A、顶管机、千斤顶、液压系统、空压系统装置成套化。

B、该机能适用各种土壤条件,如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩土。

C、使用安装在轨道上的主顶油缸。一次顶进长度超过100m。

D、使用主千斤顶不间断便可顶进一节管子。

此机型在现今使用较广,我们有着成功的施工经验、技术成熟、可靠,对土层扰动少的特点。因此特别使用本工地顶管施工。

千斤顶顶力计算

推力的理论计算:(以直径800为例)

F=F1+F2

式中

F—总推力,F1—迎面阻力,f1—顶进阻力

F1=∏*D*P/4(D—管外径,P—控制土压力)

P=K0*Y*H0

式中K0—静止土压力系数,一般取0.403

Y—土的湿重量取1.9t/m2

H0—地面掘进机中心厚度,取最大值。

F2=∏*D*f*L

式中f—管外表面平均综合摩阻力,取0.6t/m2(因在管道顶进时管外壁加注了减阻泥浆)。

施工工艺流程

顶管施工的工艺流程见下图。

施工准备

顶管井施工

设备安装调试

顶进

出洞

检查井施工

回填

路面恢复

管材吊装入井

下一循环

顶管施工工艺流程图

工作井、接收井施工

(一)钢板桩施工

打钢板桩准备工作,在需打设拉森钢板桩位置施工放线,在需打设拉森钢板桩位置两侧各400mm位置撒白灰,采用人工挖宽800mm,深1.5m探沟,在与沟槽垂直方向上每隔20m人工挖一道宽800mm,深1.5m探沟。确定在拉森钢板桩施工位置的障碍物。

钢板桩施打采用打桩机屏风打入法施工,提高打桩质量。施工时重点控制第一根打入钢板桩,采用经纬仪从两个方向严格控制钢板桩垂直度,便于后面钢板桩嵌入。

当打桩时发现相邻钢板桩跟随向下移动,需将相邻钢板桩与其他已打设钢板桩局部焊接在一起以增加向下移动摩阻力。

(二)土方开挖及支撑

开挖时先挖至第一层支撑底部0.5m,安装第一道支撑,支撑端部采用可调接头进行连接,连接时用千斤顶施加预加顶力,然后用钢销进行固定;然后开挖至第二层支撑底部0.5m,安装第二层支撑,支撑端部采用可调接头进行连接,连接时用千斤顶施加预加顶力,然后用钢销进行固定,最后开挖至距基底20cm处采用人工清底。钢板桩内侧采用钢板设置牛腿,围凛工字钢架设到牛腿上,支撑布置在井的四个角,组成三角形,提高钢板桩稳定性。

(三)水泥搅拌桩施工

水泥搅拌桩起到止水、加固土体作用。桩直径800mm,搭接200mm。在钢板桩支护工程完成后再进行水泥搅拌桩施工。

1、施工安排

水泥搅拌桩试桩在试桩完成取得试验数据,根据试验参数进行水泥搅拌桩的施工,每台桩机正常施工400延米每日。

2、施工方法

工艺参数确定:从施工工艺上可采用变参数施工,根据成桩试验搅拌机的钻进控制在2m/min左右,提升速度宜控制1.0m/min,转速控制在0.4左右。

水泥浆的配制严格控制水灰比,根据成桩实验确定为0.45为宜。水泥必须是新近出厂的,水泥浆必须用砂浆搅拌机搅拌,每次时间不小于3min。制备好的水泥浆不得停置时间过长,超过2小时应降低标号使用。浆液在砂浆搅拌机中不断搅拌,直到送浆前。

(1)

定位:塔架式起重机悬吊搅拌机到达施工的桩位后对中,并抄平塔架平台,使搅拌钻杆铅垂于地面。

为保护桩的垂直度,应注意机架的平整和导向架的垂直度,垂直 度偏差不宜超过1.0%。桩径的偏差不宜大于4%。根据施工顺序及桩位布置,移机至指定桩位,对中后用经纬仪观测垂直度,保护桩位中心与地面桩桩位点在同一条直线上,桩的孔径与图纸位置偏差不得大于50mm,垂直度偏位不得大于1.5%。

(2)预搅拌将搅拌头下沉:搅拌杆沿导向架切土徐徐下沉,下沉速度应由电机的电流表监测,工作电流不得超过60A。

(3)围檩下部每隔2m用牛腿托住。

(4)提升喷浆搅拌:当搅拌头抵达设计深度时,应在桩底部停留30秒,进行磨桩端,将搅拌头反转,同时喷浆提升搅拌,严格控制搅拌速度,边喷浆边搅拌边提升,将所喷浆液充分与粘土拌和均匀。

(5)重复下沉,上升搅拌,进行第二次复搅,以达到充分搅拌的要求。水泥搅拌法设计停浆面应高出桩顶设计高20cm,在桩顶范围再铺设一层50cm砂垫层。桩身搅拌采用“四搅四喷”工艺,且最后一次提升搅拌采用慢速提升。当喷浆口达到桩顶标高时,停止提升,搅拌数秒。做好施工记录,实际的孔位、孔深、钻孔下的障碍物、工程地质等均做详细记录。

(6)洗管:向集料斗中注入清水,用灰浆泵送水清洗管路和搅拌头。

(7)移位:重复上述步骤,制作下一根桩。

3、水泥搅拌桩施工要点

(1)施工场地要求平整,并清除杂物,在桩顶部位铺设砂垫层。

(2)钻孔前准确测放轴线和桩位,用木桩定位,桩位布置与设计图误差不大于5cm。

(3)严格控制桩的垂直度,注意桩机导向架对地面的垂直度,垂直度偏差不超过1.0%。

(4)采购的水泥符合设计要求,有出厂合格证及水泥检验报告单。

(5)水泥倒入浆筒,结硬块体要捡出,防止堵管。

(6)桩体搅拌要一次呵成,按理论计算量往浆桶投料,投一次料,打一根桩,确保成桩质量,喷浆深度在钻杆上标线控制。

(7)施工过程中经常检查电流、浆泵、输浆泵。

(8)输浆过程中,如出现送浆不出等现象,停止提升,原地搅拌,及时查明原因,重新输浆复打,并保证1.0m以上的重叠。

(9)严格控制好单位桩长的喷浆量,实际每米喷浆量与设计要求的喷浆量误差不超过±2Kg。

(10)专人记录每米下沉时间、提升时间,记录送浆时间、停浆时间等有关参数的变化。

4、施工注意事项

深层搅拌桩要控制水泥用量,喷浆均匀性、搅拌时间要足够,要有现场监督,做好现场记录。

(1)水泥:水泥采用普通水泥或矿碴水泥;

(2)水泥搅拌桩施工应根据成桩实验确定的参数进行,随时记录有关参数的变化。

(3)在机械就位后,按技术现场放样的桩位进行振动成孔,成孔深度控制在钻杆上标出钻孔深度位置线。

(4)桩身喷浆采用“四搅四喷”工艺,严格控制喷浆时间、停浆时间和水泥掺入量,确保桩长度。

(5)做好施工记录,实际的孔位、孔深、钻孔下的障碍物、工程地质等均应做详细记录。

5、质量检测

1)、成桩检验

成桩检验符合水泥搅拌桩允许偏差表的要求。

2)、质量检测

(1)、质量控制:水泥搅拌桩必须打入地基持力层50㎝,采用强度等级为32.5的普通硅酸盐水泥,在施工前必须做好水泥土的配合比试验。

(2)、质量检测:桩头检测开挖深度不少于1.5m,检查搅拌桩的均匀性、桩径是否满足设计要求,频率为2%。钻芯取样按2%随机抽检,并进行无侧限抗压强度试验。静载试验取三根桩,同一路段不小于3组。桩身28天无侧限抗压强度不小于0.8Mpa,90天无侧限抗压强度不小于1.2Mpa,承载力大于140Kpa。

顶管工程施工

(一)顶管施工工艺

1)测量放线

①测量控制目标

a、测量放线合格率100%,确保达到施工精度和进度要求。

b、平面的控制线测量精度不低于1/10000,其测角精度不低于20〃。

c、标高控制:每连续墙施工段层间测量偏差≤±3mm,全高≤±10mm。

②定位及轴线尺寸控制

通视条件下的测量:使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经纬仪至A点,后视B点,作BA直线的延长线,并在工作井后部定出一点C。保证C、A、B在一条轴线上,置经纬仪在C点上,后视A点,在工作井井壁上定出一点A,置激光经纬仪基座于井下D点,并抄平固定激光经纬仪架,置经纬仪于A点,后视B点,在激光经纬仪器架上定出D点,D点同A、B点在竖直方向上成一直线,安装激光经纬仪于仪器架上,对中D点,后视A,点,依设计轴线打好角度,既可定出轴线。

不通视条件下的测量:引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A,其余步骤同通视条件下测量定位。

2)顶进

顶管机初始顶进是顶管施工的关键环节之一,其主要内容包括:出洞口前地层降水和土体加固、设置顶管机始发基座、顶管机机组装就位调试、安装密封胀圈、顶管机试运转,拆除洞临时墙、顶管机贯入作业面加压和顶进等。

①准备工作

a)洞门止水设施安装完毕;

b)轨道、基座安装完毕;

c)主顶、后背设施的定位及调试验收合格;

d)顶管机吊装就位、调试验收合格。

②顶管机出洞

在顶管机出洞前,需重点对洞圈外部土体的加固效果进行检查,只有在确认出洞口土体达到止水效果后,方可进行顶管出洞施工。

对顶管机、主顶进装置等主要设备进行一次全面的检查、调试工作,对存在问题及时解决;同时,充分准备好顶管出洞施工所需材料,并在各相关位置就位。仔细检查好洞口第二道橡胶衬压密效果,以确保顶管机正常出洞。

工作井洞口止水装置应确保良好的止水效果。根据设计预留的法兰,我们在法兰上安装两道工作井洞口止水装置。该装置必须与导轨上的管道保持同心,误差应小于2mm。

洞口围护墙凿除完成后,顶管机迅速靠上开挖面,并调整洞口止水装置,贯入工作面进行加压顶进,尽量缩短开挖面暴露的时间。

③试顶进

顶管机在出洞后顶进的前20m作为顶进试验段。通过试验段顶进熟练掌握顶管机在本工程地层中的操作方法、顶管机推进各项参数的调节控制方法;熟练掌握触变泥浆注浆工艺;测试地表隆陷、地中位移等,并据此及时详细分析在不同地层中各种推进参数条件下的地层位移规律,以及施工对地面环境的影响,并及时反馈调整施工参数,确保全段顶管安全顺利施工。

④出洞施工注意事项

顶管机出洞前要根据地层情况,设定顶进参数。开始顶进后要加强监测,及时分析、反馈监测数据,动态地调整顶管机顶进参数,同时还应注意以下事项:

a)出洞前在基座轨道上涂抹油,减少顶管机推进阻力。

b)出洞前在刀头和密封装置上涂抹油脂,同时包好周边刀盘,避免刀盘上刀头损坏洞门密封装置,划伤止水橡胶。

c)出洞基座要有足够的抗偏压强度,导轨必须顺直,严格控制其标高、间距及中心轴线。

d)及时封堵洞圈,以防洞口漏浆。

e)端头混凝土墙拆除前的确认:出洞前确认墙拆除后的形状是否有碍于顶管机的通过,另外,检查衬垫的安装状况,设置延伸导轨,防止顶管机前倾。

f)防止顶管机旋转、上飘。顶管机出洞时,正面加固土体强度较高,由于顶管机与地层间无摩擦力,顶管机易旋转,宜加强顶管机姿态测量,如发现顶管机有较大转角,可以采用刀盘正反转的措施进行调整。顶管机刚出洞时,顶进速度宜缓慢,刀盘切削土体中可加水降低顶管机正面压力,防止顶管机上飘,同时加强后背支撑观测,尽快完善后背支撑。

g)在顶管机靠上正面土体后,需立即开启刀盘切削系统进行土体切削,以防顶管机对正面土体产生过量挤压,使切削刀盘扭距过大。

h)由于顶管初出洞处于加固区域,为控制顶进轴线。顶进速度不宜过快。

i)在顶管初出洞段顶进施工过程中,对顶管机姿态要勤测勤纠,力争将出洞段顶管轴线控制到最好,为后阶段顶管施工形成一个良好的导向。

j)顶管机完全贯入地层,管外注浆还未实施之前,顶管机以及出发的各设备均处于极不稳定状态,顶进中要经常检查,发现异常,立刻停止顶进进行妥善的处理。

k)内衬墙施工时,在洞门位置预埋钢板,初始顶进时,将机头与预埋钢板焊接,防止机头后退。

⑤顶进操作及注意事项

出洞工作结束后,即可进行正常的顶进施工。正常顶进时,开挖面土体经大刀盘切削,通过螺旋机输送入倾土水槽,通过搅拌后通过输送管道采用泥水方式输送至地面沉淀水槽,泥水经过沉淀后排出,清水通过回流管道输送至倾土水槽重复利用。

一节管节顶进结束后,缩回主千斤顶,吊放下一节管,安装完成并检验合格后再继续顶进。

顶进施工期间,管道内的动力、照明、控制电缆等均应结合中继间的布置分段接入,接头要可靠。管道内的各种管线应分门别类的布置,并固定好,防止松动滑落。

在工具管处应放置应急照明灯,保证断电或停电时管道内的工作人员能顺利撤出。

顶进中还需注意地层扰动,顶进引起的地层形变的主要因素有:工具管开挖面引起的地层损失;工具管纠偏引起的地层损失;工具管后面管道外周空隙因注浆填充不足引起的地面损失;管道在顶进中与地面摩擦而引起的地层扰动;管道接缝及中继间缝中泥水流失而引起的地层损失。所以在顶管施工中要根据不同土质、覆土厚度及地面建筑物等,配合监测信息的分析,及时调整土压平衡值,同时要求坡度保持相对的平稳,控制纠偏量,减少对土体的扰动。根据顶进速度,控制出土量和地层变形的信息数据,从而将轴线和地层变形控制在最佳状。

(二)顶管机姿态控制

(1)顶管机的姿态监测

a)人工监测

采用水准仪等测量仪器测量顶管机的轴线偏差,监测顶管机的姿态。

b)激光导向监测

测量时自动监测与人工监测相互纠正,以进一步提高顶管机姿态监测的精度。

(2)顶管机姿态调整

a)滚动纠偏

由于刀盘正反向均可以出土,因此通过反转顶管机刀盘,就可以纠正滚动偏差。允许滚动偏差小于等于1.5°,当超过1.5°时顶管机自动控制系统会报警,提示操作者切换刀盘旋转方向,进行反转纠偏。

b)竖直方向纠偏

控制顶进方向的主要方法是改变单侧千斤顶的顶力。但它与顶管机姿态变化量间的关系没有固定规律,需要靠人的经验灵活掌握。

当顶管机机出现下俯时,可加大下侧千斤顶的顶力,当顶管机机出现上仰时,可加大千斤顶的顶力,来进行纠偏。

c)水平方向纠偏

与竖直方向纠偏的原理一样,左偏时加大左侧千斤顶的顶力,右偏时则加大右侧千斤顶的顶力。

d)纠偏注意事项

切换刀盘转动方向时,先让刀盘停止转动,间隔一段时间后,再改变转动方向,以保持开挖面的稳定。

要随时根据开挖面地层情况及时调整顶进参数,修正顶进方向,避免偏差越来越大。

顶进时要及时进行纠偏,削除偏差后,再继续向前顶进。

(3)确保顶管机泥水压力平衡和地层稳定的技术措施

a)下管时,严防顶管机后退,确保正面土体稳定。

b)同步注浆充填环形间隙,使管节能尽早支承地层,控制地层沉陷。

c)切实作好土舱压力平衡控制,保证开挖面土体稳定。

d)利用信息化施工技术指导顶进管理,保证周围自然环境。

(4)正常施工时的主要事项

a)每一作业班次要留下一定时间做好机械设备的保养和作业面的清洁工作。

b)前后作业班组做好交接班的施工工况介绍并作文字记录。

c)出土车辆进出、钢管吊装时,施工人员要站在安全的位置。

(三)触变泥浆减摩

(1)注浆工艺顺序

在顶进过程中,通过压浆环管向节外壁压注一定数量的减摩泥浆,采用多点对称压注使泥浆均匀的填充在管节外壁和周围土体间的空隙,来减少管节与土体间摩阻力,起到降低顶进阻力的效果。

顺序是:地面拌浆→储浆池浸泡水发→启动压浆泵→打开送浆阀→送浆(顶进开始)→管节阀门关闭(顶进停止)→总管阀门关闭→井内快速接头拆开→下管节→接长总管→循环复始。

(2)注浆原则

a)合理布置注浆孔,使所注润滑泥浆在管道外壁形成比较均匀的泥浆套。

b)压浆时必须坚持“先压后顶、随顶随压、及时补浆”的原则,压浆泵和输出压力控制在0.3~0.4MPa。

(3)注浆质量的控制措施

a)顶进施工前要做泥浆配合比实验,找出适合于施工的最佳泥浆配合比。膨润土中蒙脱石含量要求≥60%。

b)制定合理的压浆工艺,严格按压浆操作规程进行。

催化剂、化学添加剂等要搅拌均匀,使之均匀地化开,膨润土加入后要充分搅拌,使其充分水化。泥浆拌好后,应放置一定的时间才能使用。

c)利用中继间接力顶进时,因为顶进距离长,地面压浆泵的动力无法满足压送距离,需要在管道内设置中继压浆站,中继压浆泵和储存箱组成,压浆时先由地面压浆泵把浆液压到储浆箱,然后用中继压浆泵向管外压浆。

d)保持管节在土中的动态平衡。在深层砂土中,静态和动态的周边阻力相差极为明显,一旦顶进中断时间较长,管节和周围土体固结,在重新启动时就会出现“楔紧”现象,顶力要比正常情况高出1.4倍,因此尽可能缩短中断顶进时间保持施工的连续性。如中断时间过长必须补压浆。

(4)注浆孔封堵处理措施

本工程注浆孔采用斜螺纹,与顶管专用玻璃钢夹砂管呈90度,注浆孔外采用塑料单向阀,顶管顶进施工完成,浆液置换完毕后,采用斜螺纹钢闷头对注浆孔进行封堵。钢闷头与单向阀之间设置2mm橡胶板,注浆孔内涂满厌氧密封膏,防止封堵后出现渗漏水。

(5)压浆过程中注意事项

a)压浆管与压浆孔连接处设有

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