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顶管工程施工方法

2010-03-15 11:36    【  【打印】【我要纠错】

  工程简介:马鞍山某路是合肥市市政基础设施重点工程之一,是合肥市道路网即二环九射加五横五纵中五条南北向主干道之一,并且是唯一未建的道路,它处于合肥市道路网密度最小的东南角,马鞍山路设计南起东流路,北至屯溪路,全长约3500m,道路规划红线50m,与之相交的道路有水阳江路、望江东路、太湖路、九华山路。属城市一级主干路,计算行车速度60km/h。.因此,马鞍山某路的建设在合肥市道路网中具有特别重要的位置。

  本工程建设单位为安徽某房地产开发有限公司,工程由合肥市城市建设重点工程指挥部市政办公室组织实施,设计单位为合肥市某建筑设计研究院,监理单位为合肥市恒信监理公司。

  工程质量按国家现行的有关市政工程施工与质量验收规范验收,质量要求达到优良等级,争创安徽“黄山杯”优质工程。

  工期要求:本工程工期要求开工后300个日历天内完成此工程,具体开工时间以开工令为准。

  工程承包形式:包干包料总承包,所有材料均由施工单位自行采购,材料的采购落实必须经业主及监理的认可,并经抽检试验合格后方可使用。

  资金来源:本工程项目资金来源于安徽某房地产开发有限公司企业自有资金。

  马鞍山某路污水管道工程局部地段埋设较深,根据设计要求,污43号井至污56号井段,污53号井至污出1号井接王小郢污水处理厂段管道改为顶管施工,长度约1040m,管径均为D1000钢筋砼管。

  顶管法是一种不开槽的管道铺设方法,借助顶镐从事先准备好的工作坑出发,按管道的设计位置,边挖土,边开动顶镐,将管材逐节顶进地层中,这样反复操作,直至将管材顶进至设计长度为止。

  由于顶管埋深较深,顶管施工前,对顶进土层要进行详细的地质调查和水文地质的研究,并且要对顶进经过的地下管线进行探查,以便在顶进中制定措施,防止原有管线遭到损坏。

  本工程D1000污水管道采用土压平衡顶管工艺,土压平衡原理即是密封的机头前仓内被土体充满,管道向前推进时,前仓土体通过螺旋机搅拌输送到机头后方,操作人员通过土压力表掌握前仓内的土压力,达到主动土压平衡状态。

  一、工作坑的设置

  本工程顶管采用双向顶进,顶管工作坑分别设置在污44井、污46井、污48井、污50井、污52井、污54井、污56井、污出4井、污出2井,共9处。

  工作坑应有足够的工作面,坑底尺寸一般应按下式计算:

  底宽=D+2.4~3.2m

  底长=L1+L2+L3+L4+L5

  式中D顶管的管外径

  L1管节顶进后,尾端压在导轨上的长度(一般在0.3—0.5m)

  L2管节长度

  L3出土工作面长度(一般在1.0—1.8m)

  L4顶镐长度

  L5后背构造所占工作坑长度(一般为0.85m)

  工作坑四周采取钢板桩进行支护,顶管工作坑的后背,必须按设计的最大顶力进行强度和稳定性的验算,保证整个后背具有一定的刚度和足够的强度。

  二、顶管工作坑设备安装:

  1、主顶油缸:

  主顶油缸是提供顶管主要推力的设备,D1000污水管安装2台油缸,每个油缸推力可达3000KN,行程1.3m,油缸安装在工作坑的后半部,固定油缸的支座采用C16槽钢现场拼焊,约需500kg重,固定在工作坑底板的预埋件上。

  2、后座结构:

  后座结构是承受主顶油缸的顶管反推力并传递扩散至工作坑后壁。为了使顶管反力均匀扩散至工作坑后壁,确保工作坑不被强大的顶力破坏,根据多项实践经验总结,后座结构由钢梁、木材及现浇砼三部分组成安装。

  3、导轨安装:顶管均应安装导轨,控制导轨的中心位置和高程,

  可确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。

  (1)导轨要安装在枕木上,且要保证枕木下地基稳定。

  (2)要严格控制导轨顶面的高程,一般宜较管外底部高1-2米,

  其纵坡应与管道纵坡一致。

  (3)枕木埋设要稳定、牢固,如地基不好,可浇筑混凝土予以固定。

  (4)两根导轨的内距可按下式计算:

  

  

  式中:A—两导轨内间距

  D—管外径

  H—导轨高度

  E—管外底距枕木的距离

  导轨必须直顺,并要严格控制导轨的高程和中心。

  4、下管、顶进、出土设备。

  卷扬机或电葫芦、顶镐、摇镐机或高压油泵,运土车、水平牵引

  和垂直牵引的卷扬机、顶铁。

  5、照明设备:

  管内使用电压不大于36V的低压照明。

  6、通风设备:

  人工挖土者,根据需要安装通风设备。使工作坑内空气通畅。

  7、工作平台:

  一般由工字钢和方木组成,中间设下管及出土口,出土口上设活

  动平台。

  8、工作棚架:

  防雨及安装吊运设备。

  三、引入测量轴线及水准点:

  1、将地面的管道中心桩引入工作坑的侧壁上和支撑上,作为顶管中心的测量基线。

  2、将地面上的临时准点引入工作坑底不易碰撞的地方,作为顶管高程测量的临时水准点。

  四、下管:

  1、下管前,要严格检查管材,不合格的管材应剔除,不得使用。

  2、电葫芦作垂直吊运时,最大斜拉角不得超过10度。

  3、第一节管下到导轨上时,应测量管的中线及前后端管底高程,以校核导轨安装的准确性。

  五、顶稿和顶铁的安装

  1、顶镐的高程:

  一般宜使顶力中心位于管口总高的1/4左右。

  2、平面位置:

  使用一台顶镐时,顶镐中心与管道中心一致,使用多台顶稿时,

  顶镐中心应与管道中心对称,且各顶镐的油管应联在一起。

  3、安装顶铁应无歪斜、扭曲现象,安装必须顺直。

  4、每次退镐加放顶铁时,应安放最大的顶铁,保持顶铁数目最小。

  5、顶进中,顶铁上面和侧面不能站人,随时观察有无扭曲现象,防止顶铁崩离。

  六、顶进

  1、测量:

  (1)测量次数,在顶进第一节管时,及校正顶进偏差过程中,

  应每顶进20-30CM,即对中心和高程测量一次,在正常顶进中,应每顶过50-100CM时,测量一次。

  (2)中心测量:根据工作坑内测设的中心桩,挂中心线,利用中心尺,测量头一节管前端的轴线中心偏差。

  (3)高程测量:使用水准仪和高程尺,测首节前端内底高程,以控制顶进高程,同时,测首节管后端内底高程,以控制坡度。

  (4)一个管段顶完后,应对中心和高程再作一次竣工测量,一个接口测一点。

  2、纠偏:

  当测量发现偏差大于10MM时,宜按下列方法纠偏。

  (1)超挖纠偏法:偏差在10-20MM时,即在偏向的反侧适当

  超挖,在偏向侧不超挖,形成阻力,施加顶力后,使偏差回归。

  (2)顶木纠偏法:偏差大于20MM时,用超挖纠偏不起作用时,用木棍顶在管端偏向的反侧内管壁上,另一端斜撑在有垫板的管前土壁上,支顶牢固后,即可施加顶力,同时配合超挖纠偏法,边顶边支,直至使偏差回归。

  3、接口:

  顶管时,接口采用钢板外套环,沥青麻丝接口,内抹带采用1:2水泥砂浆。

  七、工作坑中管道施工:

  顶管完成及验收合格后,拆除导轨、后背和顶进设备,按明挖施工管道方法,进行顶坑内浇筑平基、安管、管座浇筑,检查井,闭水及土方回填等工序操作,土方回填夯实后确保不发生沉陷。

  顶管段工作坑内窨井按96S2图集施工,顶管段除工作坑外,窨井采用倒挂井施工。

延伸阅读:管道 顶铁 通风
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