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文本内容:
泥水平衡顶管施工主要施工方法
一、穿墙顶进顶管进出洞是整个施工过程中的关键环节之一,进出洞成功等于整个顶管工程成功了一半本工程是采用地下预埋钢盒作为预留进出洞口,在井出洞口安装可拆式止水钢圈,再在钢圈上安装止水胶圈,达到止水效果
1、工作井出洞处理在出洞前,割掉预埋钢盒外侧钢板,并将止水钢环焊接到预埋钢盒的外侧,再将止水橡胶圈安装在止水钢环上在准备出洞时,在将钢盒内侧挡土钢板割掉,清理预留孔内的杂物后立即将工具头推进预留孔,缩短停顿时间,这时止水橡胶圈紧抱工具头外壳,发挥止水作用顶进工具头到穿墙管内,工具头与第一节混凝土管采用刚性联结,避免工具头“磕头”顶管出洞的施工环节相当关键,顶管穿墙时要防止工具头下跌,在穿墙的初期,因入土较小,工具头的自重仅由两点支承,其中一点是导轨,另一点是入土较浅的土体因此,工具头穿墙时,一方面要带一个向上的初始角(约5),另一方面穿墙管下部要有支桶控制)管道分总管和支管,总管安装在管道内一侧,支管则把总管内压送过来的浆液输送到每个注浆孔上去触变泥浆由膨润土、水和掺合剂按一定比例混合而成施工现场按重量计的触变泥浆配合比为水膨润土=81膨润土CMC=30lo本工程拟购置膨润土袋装复合材料,在现场施工加水拌和3)注浆流程造浆静置一一注浆一一顶管推进(注浆)一一顶管停顶一一停止注浆4)数量和压力压浆量为管道外围环形空隙的
1.5倍,压注压力根据管顶水压力而定
五、顶管机顶入接收井顶管机顶入接收井是一项关键的施工环节在顶进接近接收井前,先将接收井施工好等待顶管机的接收当顶进到接收井边2米时,须放慢顶进速度,防止因速度过快使大量土方推入河内,等顶管机完全出洞后用水泥固定托,并且加强管段与工具管、管段与管段之间的联结此外,工具管的推进一定要迅速,不使穿墙管内的土体暴露时间太长顶管穿墙位置必须作好止水,防止孔口因为流失减阻泥浆,造成孔口塌陷,发生安全事故
2、在出洞施工初期,由于顶管机正面主动土压力远大于顶管即周边的摩擦力和与导轨间的摩擦力的总和,因此极易产生顶管机反弹,引起顶管即前方土体不规则坍塌,使顶管机再次推进时方向失控和向上爬高为此,在洞口的两侧平行地面各安装好一条工字钢,当主顶千斤顶准备回缩加顶铁时,将两条工字钢分别与第一个顶铁的焊牢,然后回收千斤顶,防止顶管机反弹
3、同时,在出洞施工初期顶管机容易发生扭转现象因为顶管机大刀盘转动时对前方土体会产生一个扭矩,根据相互作用原理,土体对顶管机同时也会产生一个扭矩而由于顶管机周边的摩擦力和与导轨间的摩擦力很小,故摩擦力及顶管机自重所产生的反抗扭矩小于土体对顶管机产生的扭矩,所以此时顶管机会扭转为了克服此现象,防止顶管机发生扭转,分别在顶管机的两侧焊上各一块挡板,挡板底面与导轨面平齐当顶管机扭转时,挡板压在导轨上,防止顶管机扭转
二、正常顶进管道入洞成功后,管道开始正常顶进通过后座主顶油泵和主顶千斤顶产生推力,推动管道向前推进在管节推进的同时,顶管机大刀盘切削前方土体,切削下来的土体进入顶管机的泥土仓内,经刀盘的搅拌与进浆管送入的清泥浆搅拌成浓的泥浆再通过排浆管道将浓泥浆排出机头通过管节一节一节向前推进,顶管机不断推进最后到达接收井,形成整段管道初始顶进时顶进速度一般控制在20〜50nlm/min正常顶进时顶进速度控制50〜150mm/min如遇正面障碍物,应控制在10mm/min以内初始顶进时出土量一般控制在理论出土量的95%左右,正常情况下出土量控制在理论出土量的98%〜100%正常顶进24小时不间断施工,所配置的人员、机械、设备、吊装吊机、粒、电、水都保证在24小时正常运行,每一个环节的失误都会影响堵管、路面坝塌下沉,直接影响安全行车排泥过程是通过后座主顶千斤顶推进,顶管掘进机大刀盘切削前方土体,切削下来的土体进入顶管掘进机的泥土仓在刀盘和内锥体的搅拌下成为可流动的泥土并被挤入泥水仓同时,泥水循环泥浆经进浆管进入泥水仓,在泥水仓与泥土充分混合成为浓度更大的泥浆,经排浆管排出机头,再经泥浆池沉淀分离外运,泥浆循环使用,实现了连续掘进作业循环泥浆的浓度控制在
1.09压力比地下水水头增加20Kpal0Kpa泥水除了对泥沙起悬浮和携带作用外,同时对开挖面起平衡稳定作用,泥水压力由泥土仓的流动土体传到开挖面,防止开挖面坍塌,而且通过泥土仓的缓冲作用,即使泥水压力不正常,也不至于产生较大的地面沉降,泥土仓的土体与开挖面处于主动平衡或被动平衡状态在工作前须制作一定浓度的清泥浆储放在泥浆池内,工作时清泥浆经进浆泵和进浆进入顶管机的泥水仓,与顶管机刀盘切削的土体搅拌成均匀的浓泥浆,经排泥浆管和排浆泵管排出井外,经泥水处理装置把浓泥浆的砂土一般在
0.4mm以上的颗粒分离出来泥浆再经过沉淀池的过滤,把较细的颗粒再分离出来,这样可以把浓泥浆过滤成清泥浆泥水经过不断循环,把顶管机前方的泥土排出井外
三、测量、纠偏
(一)、顶管顶进中的测量工作激光经纬仪安置在观测台上,它发出的激光束为管道中心线,又符合设计坡度要求,实为顶管导向的基准线施工开始时将顶管机的测量靶的中心与激光斑点中心重合当顶管机头出现偏差,相应激光斑点将偏离靶中心,测量靶图像通过视频传送到操作台的监示器上,从而观察出激光斑点将偏离靶中心偏离图像,通过控制纠偏千斤顶的伸缩量,进行顶进方向的纠正,使顶管机始终沿激光束方向前进顶管施工中测量工作的主要任务是掌握好管线的中线方向、高程和坡度
1、高程控制1根据设计坡度要求,沿线路布设四等水准路线并在各井口处埋设临时水准点以供顶管高程放样2根据顶管线路所布设的导线点及水准点,标定出井的平面位置及测定其深度,以指导工作井的开挖施工;定出始发井与接收井的管道中心点,并将其投设于地面以下简称投点,作好标记,由于投点处于井的边缘,事先作好投点的支架搭设与焊接标志工作3以布设的线路导线点中的一个导线点及一条边的方位角,重新精密测定二井间的导线,即贯通导线,并联测二井投点,在有条件的地方,最好将投点作为导线点,以便获得投点的精确坐标,所有导线点应埋设牢固标志,以备复测根据贯通导线及井口投点,在始发井边缘放样出顶进方向的坐标点,而后与井口投点一起向井下投设方向线,并将高程从井上传至井下,埋设临时水准标点,如图4-19所示4在工作井下建立控制观测台,在其上配置有强制对中的仪器基座,并设有上下左右可调节的装置,能使架设于其上的仪器调整到中线或与中线偏离一定距离)的位置,并使仪器横轴调整到中线(或与中线偏离一定距离)的高度上
(二)、纠偏顶管机的测量靶网格为10mm根据顶管机测量靶激光点的偏移量计算顶管机的斜率,伸出相应的纠偏千斤顶组,使顶管机推进改变方向,从而实现顶进方向的控制纠正偏量应缓慢进行,使管节逐渐复位,不得猛纠硬调由于顶管机头附有测量靶见图2-27激光经纬仪安置在观测台上,在工作中,已使它发出的激光束既为管道中心线,又符合设计坡度要求,实为顶管导向的基准线施工开始时使测量靶中心与激光光斑中心重合,当掘进机头出现偏差,相应测量靶中心将偏离光斑中心,从而给出偏离信号,通过通过视频传送到操作台的监示器,进行顶进方向的纠正,使工具头始终沿激光束方向前进工具头开始顶进5~10m的范围内,允许偏差应为:轴线位置50mm高程30mm当超过允许偏差时,应采取措施纠正纠正偏差应缓慢进行,使管节逐渐复位,不得猛纠硬调工具头前方有纠偏节,纠偏节中安装有纠偏千斤顶,顶进过程中,根据测量反馈的结果,调整纠偏千斤顶,使工具头改变方向,从而实现顶进方向的控制如果工具头的方向偏差超过10mm即应采用纠偏千斤顶进行纠偏管顶出穿墙管及在长度30〜40m范围内的偏差是影响全段偏差的关键,特别是出墙洞时,由于管段长度短、工具头重量大,近出洞口土质易受扰动等因素的影响,往往会导致向下偏,此时,应该综合运用工具头自身纠偏和调整千斤顶的作用力合力中心来控制顶管方向纠偏应贯穿在顶进施工的全过程,必须做到严密监测顶管的偏位情况,并及时纠偏,尽量做到纠偏在偏位发生的萌芽阶段如果根据顶管机的测斜仪及激光经纬仪测量偏位趋势没有减少,增大纠偏力度,如果根据顶管机的测斜仪及激光经纬仪测量偏位趋势稳定或减少时,保持该纠偏力度,继续顶进,当偏位趋势相反时,则需要将纠偏力度逐渐减少
四、触变泥浆在顶进过程中,随着距离的增长,管道的摩阻力也随之增大为了提高顶进施工的效率,在施工过程中尽可能地降低管道外侧的阻力,通常情况下往管外侧喷谢触变泥浆,降低顶进的阻力1)触变泥浆系统设置顶进过程中,需要经常进行压触变泥浆工作,以减少顶进的阻力注浆孔的形状及布置在每节管的前端布置一道触变泥浆注浆孔,数量为4个,孔的大小呈90度布置(图5-28)经过不段压浆,在管外壁形成一个泥浆套触变泥浆管设置在顶管机后面4节管每节管都设置触变泥浆管,在管节外壁形成完整的浆套以后的管节间隔3节管设置一道,用来对浆套进行补浆2)浆液配置触变泥浆系统由拌浆、注浆和管道三部分组成拌浆是把注浆材料兑水以后再搅拌成所需的浆液(造浆后应静置24小时后方可使用)注浆是通过注浆泵进行的,根据压力表和流量表,它可以控制注浆的压力(压力控制在水深的
1.1—
1.2倍)和注浆量(计量。