2023年泥水平衡顶管施工工法.docx

泥程度衡顶管穿梭施工工法 冯年夜永 倪宏源 曾士伟 历明 马鹏程 1.媒介 跟着管道树破的开展，管道在穿梭高速公路、铁路、修建物等专门地段时，传统的人工掏土顶 管施工，因易坍塌、效力低、受周边情况制约等缺陷越来越不适宜于现场施工，泥程度衡顶管施工 属于机器化、长距离顶进施工技巧，在我国比年来逐渐失失落推行跟应用，泥程度衡顶管施工那么实在 处置了施工中受地形限度、顶管长度限度、施工平安、情况净化等传统顶管存在的各项咨询题。本工 法对施工技巧操纵请求较高，要紧表达在对顶管装备操纵、排泥零碎的操纵、注浆零碎的操纵都比 较严厉。 泥程度衡顶管的要紧装备有：泥程度衡顶管机、主顶装备、丈量装备、电气把持零碎、泥水处 理装备、压浆零碎等。 2.工法特色 2.1该工法档次清晰，操纵轻便，运行牢靠，便于控制，能够对庞杂的地下状况作出疾速反响。 2.2顶管在空中操纵，平安、直不雅、便利。 2.3实用土质范畴广，软土、粘土、砂土、砂砾土、硬土均可实用。 2.2施工精度高，上、下、左、右可纠偏，最年夜纠偏角度达 2.5°，并可作较长距离顶进。 2.3对管体周围的土体扰动较小，空中沉落小，路途交通及修建物绝对平安。 2.4操纵坑内施工情况较好，采纳泥水保送弃土，不吊土、搬运土方，施工无平安危险。 2.5施工乐音小，对周围的情况阻碍小。 3.实用范畴 泥程度衡顶管施工工法实用于种种粘土、粉土、砂土跟浸透系数较年夜的砂卵石，也习惯强风化 岩等恶劣地质前提下的石油管道、室外给水、排水、电力及别的实用于顶管施工的管道工程。 因为泥程度衡顶管顶距长，只需把持好落水方法，就能非常好把持空中隆沉、施工平安等特色， 并可实用于种种庞杂地质前提，因而像穿梭主要公路、铁路、修建物等专门工程地段、穿梭砂层、 淤泥质土等专门地质结构地段应用泥程度衡顶管施工工法，可到达精良的后果。 4.工艺道理 泥程度衡式顶管机是应用泥水压力来均衡顶进任务面上的水压力跟土压力， 采纳机器掘进技巧。 工艺道理为：当接通机头刀盘电念头的电源开关时，刀盘就被驱动并以平均速率对土体进展切削， 刀盘能够依照土压主动前后挪动，在顶进中起机器支撑开挖面的感化，保持开掘面的土压。经过刀 盘切削，将相称于管子顶入泥土同体积的泥土进入泥水仓，土将相称于管子顶入泥土同体积的泥土 进入机头泥水仓内，由供水管向泥水仓内供水，泥土在泥水仓内与泥水混分解泥浆后，再由排泥管 道排到泥浆池，泥浆经积淀或不离后泥水可重复应用，残渣外运；掘进进程经过调理轮回水压力用 以均衡地下水压力。在切土、排泥时同步采纳等压油缸继续顶进套管，同时经过机头内设置的 纠偏油缸进展纠偏，在顶进进程中，加注触变泥浆添补管道周围的漏洞，构成一道泥浆保护套，起 4处 到支撑地层，增加空中沉落，增加顶进阻力的感化。 5.施工工艺流程及操纵要点 5.1施工工艺流程，见图5.1-1。 主顶油缸装置 后背墙施 套管就位 导轨装置 装备调试 任务坑施 丈量放线 顶进实现 顶进施工 顶管装备就位 送水、排泥 泥浆处置 地貌规复 机头出洞 图5.1-1施工工艺流程图 5.2操纵要点 5.2.1施工预备 5.2.1.1施工前熟习施工图纸，控制穿梭沿线的地形、地貌、修建物、种种管线及装备状况，掌 握穿梭深度、穿梭地质结构状况。 5.2.1.2体例施工方案，施工技巧担任人对施工职员进展平安、品质、技巧交底任务。 5.2.1.3施工前对顶管机、发电机、千斤顶等施工机具、装备进展检验。 5.2.1.4顶管用钢筋混凝土套管施工行进展复检，强度必需满意方案及相干标准请求。 5.2.1.5施工前依照施工现园地形地貌状况，在接近任务坑选择适宜地位开挖泥浆池，用于装置 泥浆不离零碎跟注浆零碎，泥浆池规格为 10mx8m，泥浆池巨细依照顶管施工的详细状况进展恰当 调剂。 5.2.1.6施工前制造警示标牌，在顶管任务坑及泥浆池周围设置警示带警示。 5.2.2顶力盘算 推力的实际盘算：〔以Φ1800mm盘算〕 F=F1十f2 此中F—总推力 Fl一劈面阻力 F2—顶进阻力 2 F1＝πx(D/2)xP(D—管外径1.8mP—把持土压力) P＝KoxγxHo 式中Ko—运动土压力系数，普通取 0.55 Ho—空中至掘进机核心的厚度，取最年夜值 γ—土的湿分量，取1.9t/m3 P＝0.55x1.9x5＝5.255t/m2 F1=3.14x0.9x0.9x5.255＝13.365t F2＝πDxfxL 5m 式中f一管外外表平均〔依照顶进距离平均沙砾土〕综合摩阻力，取 D—管外径1.8m 0.8t/m2 L—顶距 F2＝3.14x1.8x0.8x80＝361.7t。 因而，总推力F=13.365+361.7＝375.065t。 主顶油缸选用2台300t级油缸。每只油缸顶力把持在 240t以下，这能够经过油泵压力来把持， 千斤顶总推力480t。主顶油缸采纳双行程〔3m〕油缸，可有防止频仍添加顶铁的弊病，施工中不用 改换顶铁，保障延续施工，进步成效。 5.2.3丈量放线 采纳基站式GPS〔RTK〕进展轴线定位，采纳水准仪进展高程定位，并在定位轴线以外，征地 范畴之内设置永世丈量把持桩。 5.2.4任务坑钢板桩支护施工 泥程度衡顶管穿梭高速公路，顶管深度普通在 5-6m，因土质为粉质砂土，操纵坑开挖后呈现临 空面，周围的泥土易发作坍塌景象，阻碍施工平安跟品质，为防止操纵坑开挖后坑壁塌方，并放慢 施工进度，任务坑坑壁采纳拉森钢板桩支护。该工艺是在拟开挖基坑周围沿外外表线事后打入钢板 桩，并实现钢桩间互相咬合，最初将其互相衔接而构成一个全体结构从而到达挡土目标。 起首依照方案顶进地位处进展顶进操纵坑放线， 任务坑长度为6m，宽度为5m，钢板桩采纳拉 森III型，桩长9m；钢板桩沿基坑周围延续设置成封锁的帷幕；钢板桩采纳单独打入法，即吊升第 一支钢板桩，精确瞄准桩位，振动打入土中；吊第二支钢板桩，卡好企口，振动打入土中，如斯重 复操纵，直至基坑钢板桩帷幕实现。为保障基坑平安，钢板桩上设置一道延续的工字钢或槽钢围檩 以增强钢度及全体性。操纵坑内的土方开挖必需在实现钢板桩支护全体结实前方可进展。土方开挖 进程中挖土机机器臂不得触碰内支撑。 顶进坑底板：在挖深到达顶进坑底标高后施作底板，底板现浇 30厘米厚的C20混凝土，应用 Φ20双层罗纹钢，间距@200×200。底板预留500×500×500毫米集水坑一个。 支撑：选用30#工字钢做支撑，与钢板桩焊接在一同，垂直的两道支撑间距不年夜于 一道支撑，距坑底3.2米。 2米，最初 5.2.5后背墙施工 施工中采纳钢后背墙支撑油缸顶进套管的反力，钢后背墙直截了当放置在曾经支护结实的钢板桩整 体结构上，油缸顶进的反力经过钢后背墙平均的疏散到钢板桩全体结构上，因而钢后背墙装置时应 与顶进途径轴线相垂直，钢后背墙与钢板桩全体支护结构两头的漏洞采纳钢板垫片填塞，当钢后背 墙垂直度寻正后，将钢垫板与钢后背墙、钢板桩全体支护结构满焊结实。钢板后背墙厚度为 尺寸为2.5m×1.5m。 40mm， 5.2.6导轨装置 导轨装置时跟任务井底板预埋钢板焊牢，并用型钢支撑围牢。导轨装置前要先复核管道核心位 置，确保导轨的高程、轴线地位精确。导轨定位必需波动，在顶进中接受种种负荷时不位移、稳定 形、不沉落。每节套管顶进实现后校订导轨高程、中线及程度，假设有变更实时校订。 导轨装置应满意顶管中线跟高程的请求，导轨轴线地位偏向不超越 3mm，顶面高程偏向不超越 3mm，两轨内距偏向不超越 2mm。两导轨应顺直|平行、等高，其纵坡应与管道方案坡度分歧。 5.2.7顶管机就位 用25吨吊车吊装顶管机，将顶管机放入顶进坑内的导轨上，顶管机前端距井壁约 250mm。吊 运实现后，调剂底盘及顶管机机头的地位、高程、中线、仰俯角、扭转角等，保障顶管机的轴线机 坑轴线、导轨轴线以及主顶油缸的轴线保持分歧。 5.2.8主顶装备装置 主顶装备采纳两台 300T双节等压油缸，油缸底盘的装置应支撑结实，防止发生受力变形或位移。 底盘的调剂的定位在将顶管机吊运至底盘导轨上落后展。 主顶油缸必需契合中线跟程度请求，且要以管道核心线为轴对称安排。主顶油缸架装置要定位 精确，保障油缸受力点的地位准确， 其高程跟破体装置偏差应把持在 3mm以内。装置在油缸架上的 油缸核心偏差把持在 3mm以内。主顶油缸的油路应并联，每台油缸应有进油、退油的把持零碎。 主顶油缸及后背钢板 5.2.9泥水零碎、注浆零碎的装置 泥程度衡顶管机就位 泥水不离零碎及注浆零碎应接近任务井边，装置在空中上恰当的地位，契合便投料跟排放所需 落差的工艺请求，能够增加排泥管途经长而发生的管路摩阻力。注浆零碎只管应用螺杆泵以增加脉 动景象，浆液应保障搅拌平均，零碎应设置减压零碎。 5.2.10别的配套装备装置 1、任务井总电源闸箱及用电装备必需履行三相五线制，且装置泄电保护装置，任务坑及管内使 用36V以下的照明装备； 2、顶管机头内应设有应急照明电源，顶管机机头、任务坑及空中装备之间设置通信联系装备。 3、任务井内丈量仪器的基座不克不及牢固在主顶装置底盘、 任务井后背或其余能够在顶进受力时产 生变形或位移的根底上，应装置在独破的牢固基座上，以增加重复挪动跟调剂次数； 4、应用激光经纬仪或激光指向仪与装置在顶管机内的激光目标靶独特构成方位偏差丈量零碎， 对顶进的高程的轴线偏差进展全进程的监控。 5、因为管道顶进距离长，埋置深度深，管道内的气氛不新颖，加上土体中会发生无害气体，因 3 9m的柴油空压机将紧缩气氛输出气氛滤清器，经过气压 此，必需设置供气零碎。透风装备用一台 调理阀，将紧缩气氛传输至管道最前端，并将管道最前真个气氛排挤，进展气氛轮回。 5.2.11装备试运行 1、一切装备装置就位后反省及格后，进展顶管机电路、油路、注浆零碎的装置调试。 2、装备试运行之前，应答装备的装置，种种管线、电缆的衔接进展反省，确认装置跟衔接无误 前方可接通电源。 3、装备的试运行应按照装备说明书进展。经过试运行查寻跟消弭装备能够存在的一切咨询题，确 认其处于残缺形态。要紧包含以下内容： 1〕不加载的状况下，电源电路开关的接通、堵截工况实验的反省。 2〕液压零碎把持阀件的举措敏锐、准确，特不留意有无把持电路反接的景象、操纵台表现举措 与实践举措能否分歧。 3〕装备光滑跟密封零碎供油畸形，油路疏通，供油压力可在设定的范畴内调理。 4〕刀盘正反扭转举措准确，无异样响声。 5〕纠偏千斤顶的伸缩举措畸形。试查终了将千斤顶回缩到任务零位。 6〕顶进千斤顶伸缩举措畸形，试查终了将千斤顶回缩到任务零位。 7〕泥水处置零碎、注浆零碎保送泵的试运行契合装备说明书的规那么。 8〕对注浆管路进展加压实验跟反省，保障管路疏通、无走漏。 5.2.12顶进施工 1、装置顶压环并卡牢管后端，反省顶进零碎的装置能否精良，校核管线标高跟偏向，各方面都 预备好前方可操纵顶进。 2、接通电源，机头刀盘开场滚动，转速由慢到快，当装备的参数波动后，启动收支泥泵出泥， 开场泥浆轮回。 3、调剂收支泥浆泵流量，机头刀盘的操纵全体采纳在管道外把持台把持，由 1名操纵手实现对 东西头刀具的滚动、纠偏把持、压力表现、不时监控(东西头装置了摄像头、把持台上装置了电视机)。 4、顶进千斤顶，不雅看任务仓的土压力表，调理渣浆泵的流量到达任务仓的泥程度衡，当进泥跟 吸泥泵波动任务时，调理进泥跟吸泥的泵量，使任务仓内应保持必定压力，仓内泥水压力应与地下 水压力