2022年泥水平衡管顶管施工方案教学总结.docx

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1、此文档仅供收集于网络,如有侵权请联系网站删除1. 生产预备进行施工测量和放线工作；确定管线范畴内及施工用地内全部障碍物,如管线、电线杆等的精确位置；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,地面交通情形较复杂；修建暂时设施,安装暂时用水、用电线路,并试水、试电、修好暂时排水沟；订购所需铁井盖、井圈、踏步；2. 技术预备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；编制好顶管施工工艺,做好顶管施工人员的再培训工作；绘制暂时工程及施工非标准设备工具图纸；2、沉井施工方案2.1 沉井制作制作程序：场地整平放线挖土23m

2、深夯实基底,抄平放线验线铺砼垫层绑钢筋支刃脚、井身模板浇筑混凝土养护、拆模；2.1.1 施工坑开挖沉井实行在基坑中制作,以削减下沉深度,降低施工作业面；开挖深度为3 5 米,考虑到拆除垫架和支模操作的需要, 基坑比沉井宽 1 2 米,四周井点降水,降水井深度 1 使地下水位降至比基坑底面低 0.5m,挖土采纳 1 台小松 pC220-31.0m3反铲挖掘机进行； 协作人工修坡和平整坑底, 挖出的土方用自卸车运至弃土场堆放；2.1.2 刃脚支设只供学习与沟通本沉井高度大,重量重,地基强度较低,经检算采纳垫架法支撑；沉井刃脚铺设 100mm厚的砼垫层,采纳钢模或木模进行刃脚的模板的安装；2.1.3

3、 模板支设和钢筋绑扎沉井制作的模板支设和钢筋绑扎与一般结构施工要求一样,只不过要考虑其地基承载力,所以要匀称对称施工,以防止不匀称沉降；沉井壁中有预留管道连接的孔洞,为防止下沉时泥土和地下水大量涌人井内施工操作,对较大孔洞仍会造成沉井每边重量不等, 影响重心偏移使沉井易产生倾斜, 在下沉前必需进行处理； 在沉井预制完成后, 用 M5.0 砖砌封闭洞口, 沉井封底到位后,拆除砖砌封堵；2.1.4 混凝土浇筑混凝土采纳商品砼,并用砼输送泵或吊车送至沉井浇筑部位,沿井壁匀称对称浇筑；浇筑采纳分层平铺法, 每层厚30cm,将沉井沿周长分成如干段同时浇筑, 保持对称匀称下料,以防止一侧浇筑,使沉井倾斜,

4、要求2h 内浇筑一层；两节混凝土的接缝处按设计要求设置止水钢板,上节混凝土须待下节混凝土强 度达到70%后浇筑,接缝处经凿毛及冲洗处理,并浇10cm厚减半石子混凝土；2.2 沉井下沉沉井下沉采纳排水下沉；下沉前应进行井壁外观检查,检查混凝土强度及抗渗等级,并依据勘测报告运算极限承载力,运算沉井下沉的分段摩阻力及分段的下沉系数（ 1 15125）,作为判定每个阶段可否下沉,是否会显现突沉以及确定下沉方法及实行措施的依据；第一节模板、支架的拆除,混凝土应达到设计强度的100%始可拆除；抽除刃脚下的支架应分区、分组、依次、对称、同步地进行；每拆除一根支架和模板后,刃脚下应立刻用砂卵石或砾砂填实,在刃

5、脚内外侧应填筑成适当高度小土堤并分层夯实使下繁重量传给垫层；模板及支架拆除时加强观测,留意下沉是否匀称；2.2.1 下沉速度的掌握依据土质情形,采纳台阶形挖土自重破土方式；采纳从中间开头向四周逐步开挖,并始终均衡对称地进行,每层挖土厚度为0.4 0.5m. 刃脚处留 1.2 1.5m 宽土垅,用人工逐层全面、对称、匀称地削薄土层,每人负责23m一段,方法是次序分层逐步往刃脚方向削薄土层,每次削515cm,当土垅挡不住刃脚的挤压而破裂时,沉井便在自重作用下破土下沉,削土时应沿刃脚方向全面、匀称、对称地进行,使匀称平稳下沉；沉井挖土下沉采纳人工挖土,一台吊车吊运出土,由于挖土施工困难,综合考虑挖土

6、、吊运的施工才能,讨论沉井下沉的安全掌握,沉井下沉速度掌握为30cm/天；沉井下沉中,如遇到砂砾石或硬土层,当土垅削至刃脚,沉井仍不下沉或下沉不平稳,就按平面布置分段的次序,逐段对称地将刃脚下掏空,并挖出刃脚外壁10cm,每段挖完后用小卵石填满夯实,待全部掏空回填后,再分层刷掉回填的小卵石,可使沉井因匀称地削减承压面而平稳下沉；在沉井开头下沉和将沉至设计标高时,一次周边开挖深度小于10cm,防止发生倾斜,特殊在开头下沉5m以内时,其平面位置与垂直度要特殊留意保持正确,否人工削薄土层范畴人工削薄土层范畴就连续下沉不易调整,在离设计深度20cm左右停止取土,依靠自重下沉至设计标削土方向削土方向高；

7、2.2.2 下沉观测沉井位置的掌握是在井外地面设置纵横十字掌握桩、水准基点；下沉时,在井壁上设十字掌握线,并在四侧设水平点；于壁外侧用红铅油画出标尺,以测沉降, 井内中心线与垂直度的观测系在井内壁四边标出垂直轴线,各吊垂球一个,对准下部标志板来掌握, 并定时用两台经纬仪进行垂直偏差观测； 挖土时随时观测垂直度, 当垂球离墨线边达 50mm 或四周标高不一样时,立刻订正,沉井下沉过程中,每班至少观测两次,并在每次下沉后进行检查,做好记录,当发觉倾斜、位移、扭转时, 准时通知值班队长,指挥操作工人订正,使答应偏差范畴掌握在答应范畴以内；沉中心掌握点中心掌握点铁件壁外下沉标尺沉井线坠钢标板井在下沉过

8、程中, 最大沉降差均掌握在 250mm以内；当沉至离设计标高 2m时,对下沉与挖土情形应加强观测,以防超沉；沉井下沉测量掌握剖面示意图2.2.3 下沉纠偏沉井下沉过程中,有时会显现倾斜、位移及扭转等情形,应加强观测,准时发觉并实行措施订正；产生倾斜的可能缘由有：刃脚下土质软硬不均；拆刃脚支架及模板时, 抽出支架未对称同步进行,或未准时回填；挖土不均,使井内土面高低悬殊； 刃脚下掏空过多,使沉井不匀称突然下沉；排水下沉,井内一侧显现流砂现象；刃脚局部被大石块或埋设物搁住；井外弃土或施工荷载对沉井一侧产生偏压；操作中可针对缘由予以预防,如沉井已经倾斜,可实行在刃脚较高一侧加强挖土并可在较低的一侧适

9、当回填砂石,必要时配以井外射水,或局部偏心压载,都可使偏斜得到订正；待其正位后,再匀称分层取土下沉；位移产生的缘由多由于倾斜导致,如沉井在倾斜情形下下沉,就沉井向倾斜相 反方向位移,或在倾斜订正时,如倾斜一侧土质较松软时,由于重力作用,有时也 沿倾斜方向产生肯定位移,因此预防位移应防止在倾斜情形下下沉,加强观测,及 时订正倾斜；位移订正措施一般是有意使沉井向位移相反方向倾斜,再沿倾斜方向 下沉,至刃脚中心与设计中心位置吻合时,再订正倾斜,因订正倾斜重力作用产生的位移,可有意向位移的一方倾斜后,使其向位移相反方向产生位移订正；沉井下沉产生扭转的缘由是多次不同方向倾斜和位移的复合作用引起的,可按上

10、述订正位移、倾斜方法订正位移,然后订正倾斜,使偏差在答应范畴以内；2.3 下沉到位、封底当沉井沉到设计标高,经 23 天 ,下沉已稳固,在 8h 内累计 10mm时,即可进行沉井封底；沉井封底有排水封底和不排水封底两种方案,本沉井对封底质量要求严格,不答应显现渗漏,再者涌水量不大,井底土质较密实,因此确定实行排水封底方案,如四周深井井点降水达不到要求时,分两步进行处理；第一步进行土形整理,使之呈锅底形,自刃脚向中心挖放射形排水沟,填以石子做成滤水暗沟,在中部设 2 4个集水井, 井深 1 2m,插入直径0.6 0.8m,四周有孔的混凝土或钢套管,四周填以卵石,使井中的水都聚集到集水井中,用潜水

11、泵排出,使地下水位保持低于井底面 3050cm.刃脚混凝土凿毛处洗刷洁净；封底一般铺一层 15-50cm, 厚碎石或卵石层,再在其上浇一层厚约 0.5-1.5m 的混凝土垫层,在刃脚下切实填严,振捣密实,以保证沉井的最终稳固；达到 50%设计强度后,在垫层上绑钢筋,两端伸人刃脚或凹槽内,浇灌上层底板混凝土封底；浇筑应在整个沉井面积上分层由四周向中心进行,每层厚 3040cm ,并捣固密实；混凝土养护期间,在封底的集水井中应不间断地抽水,待底板混凝土达到70%设计强度后,进行其次步,对集水井逐个停止抽水,逐个进行封堵；方法是在抽除 井筒水后,立刻向滤水井管中灌入C30早强干硬性混凝土捣实,装上法

12、兰,再在上面浇筑一层混凝土, 使之与底板平； 封底时因上部结构尚未施工, 设备管道未安装,应验算沉井的抗浮稳固性；3、工作坑导轨设置及基础加固运输车行 车泥浆处理装置护 拦操作间管 节油 泵料 斗工作坑环铁顶镐管节后背泥水平稳顶管掘进机轨道沉井工作坑布置图工作井布置图如上图所示：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；导轨安装坚固与精确对管子的顶进质量影响较大,因此,安装导轨必需符合污水管中心、高程和坡度的要求；本工程采纳 38kg 钢轨作导轨；基础导轨采纳混凝土基础；4、后背结构及抗力运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

13、要匀称；所以,应进行强度和稳固性运算；本工程采纳厚钢板后背,这种后背设置简洁,安装时应满意以下要求: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；后背的运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样；当停止顶进, 顶力消逝,压缩变形随之消逝；这种弹性变形现象是正常的；顶管时,防止产生不答应的压缩变形；后背不能显现上下或左右的不匀称压缩；否就,千斤顶支承在斜面后背的上, 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运算；依据顶进需要的总顶力,运用朗肯土压力公式核算后背受力,使沉井后背土体所

14、受的力小于土壤的答应承载力；关于后背具体运算,可分为浅覆土后背和深履土后背；具体运算可按挡土墙运算方法确定；5、顶进设备顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁等；千斤顶千斤顶是掘进顶管的主要设备,本工程拟采纳3 台 200t 液压千斤顶；千斤顶的工作坑内的布置与采纳个数有关,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； 依据施工体会,采纳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；高压油泵由电动机带动油泵工作,

15、 选用额定压力为 62MPa的 ZB500 柱塞泵,经安排器, 掌握阀进入千斤顶,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样；顶铁顶铁是传递和分散顶力的设备； 要求它能承担顶压力而不变形,并且便于搬动；依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,

16、 起柱的作用； 在顶管过程中起调剂间距的垫铁, 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 250300mm,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匀称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；大口径管口采纳环形,小口径管口可采纳半圆形；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 1515cm方木；工

17、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；6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,即可进行出洞顶进；泥水式顶管的概述：在顶管施工的分类中,把水力切削泥土以及虽然采纳机械切削泥土而采纳水力输送弃土,同时有的利用泥水压力来平稳地下水压力和土压力的顶管形式都称为泥水式顶管施工,从有无平稳的角度动身,又可以把它们细分为具有泥水平稳功能的和不具有泥水平稳功能的两大类,如常用的网格式水力切割土体的,是属于没有泥水平稳功能的一类；即使它采纳了局部气压向泥土仓内加上肯定压力的空气, 也只能属于气压平稳

18、而非泥水平稳；本工程顶管施工采纳的施工机械为泥水平稳的顶管掘进机进行施工；另外,假如从输土泥浆的浓度来区分,又可以把泥水式顶管分为一般泥水顶管、浓泥水顶管和泥浆式顶管三种；在黏土及粉土中顶进一般采纳泥浆的相对密度为1.0251.075 ；注浆减摩概述注浆减摩是顶管中特别重要的一个环节,特殊是在长距离和曲线顶管中,它是顶管胜利与否一个及其重要的关键性的环节；一般采纳膨润土为主和人工合成的高分子材料,国内有关工程体会对比：通过膨润土及高分子材料制备的润滑浆的顶进摩擦力与无润滑浆顶进的摩擦系数有 5.825 倍的变化,粘聚力也有 5 倍左右的变化；注浆成效的好坏,除了与选用的注浆材料有关外,仍与注浆

19、孔的布置、注浆泵的选用和注浆压力大小有关；信号检测及激光导向系统的概述顶管机的导向一般都采纳激光导向,如图17-4-3 所示为激光导向系统的光路示意图；由电源部分送出调制频率为 500HZ 的沟通高压电 （1840V）点燃氦氖激光管, 由激光管发出的红色激光束,经棱镜反射、小目镜会聚、半透反射镜折转后进入内调焦镜调剂,从物镜发射出对不同距离目标集合的光束,这光束被安装在工作机械上的光电接收器（由 9 块光电池组成）接收,转换成电信号,再经选频和放大后, 点亮与 9 块光电池一一对应的指示灯,从而指示出机头的方位；如激光束照耀于光电池中心,就处于正中心的指示灯发亮,说明机器方位精确,此时间电接收

20、器给出指零信号,顶管掘进机便按预定路线前进；如机头偏移掘进方向,光电接收器的中心便偏离激光束的中心, 除点亮相应方位的指示灯外, 光电接收器给出偏离信号 Vx、Vy,偏离 V x、V y 信号经放大处理后,经伺服放大器、伺服阀掌握纠偏油缸伸缩实施纠偏,机头回正后,偏差信号自动消逝；这样在顶管掘进机顶进的全过程中,始终保持机头沿着激光束前进,使顶管误差掌握在规定范畴内；12310495687图17-4-3激光导向系统光路示意图1- 电源； 2- 激光器； 3- 棱镜； 4- 激光目镜； 5- 半透反射镜； 6- 观看目镜； 7- 内调焦镜； 8- 物镜； 9- 光电接收器； 10- 指示灯7、质

21、量、安全和节约措施1. 质量保证措施做好地质勘察及资料整理工作,摸清顶管工程范畴内的地质、水文情形,特殊是透水砂层的分布范畴；仔细编制好施工方案和通过不同土层的技术措施及纠偏措施；组织好设计和施工技术交底,确保管道的顺当顶进；严格执行专检、自检、互检、工序交接、混凝土施工挂牌, 质量评定制度 ,分部分项优良率要求达到 95以上；仔细做好钢筋、 水泥、砂子、石子等原料检验； 严格检查协作比； 搞好计量、混凝土试块专人制作和治理； 做好管节、承压环顶进各阶段受力稳固运算,制定合理的技术措施；使后背地基受力和管节受力掌握在答应范畴之内；加强操作掌握,使顶管匀称平稳；受 力匀称；尽可能削减顶进过程中倾

22、斜、偏移、扭转,防止管壁显现裂逢、变形等情 况； 做好各项施工记录, 责成专人进行施工技术总结, 做到工程完工资料齐全；3. 安全措施严格执行有关安全生产制度和安全技术操作规程；仔细进行安全技术训练和安全技术交底,对安全关键部位进行常常性的安全检查,准时排除担心全因素,确 保安全施工；严格遵循支护衬砌和土方开挖程序,掌握匀称挖土,防止发生偏位,严峻倾斜或管涌等现象,做好作业前和施工中的通风换气工作,以免导致人身事故；作好基坑排水,防止水淹事故；工作井上部设安全平台 , 四周设护栏杆 , 井内上下层立体交叉作业,设安全网,安全挡板,井下作业戴安全帽；吊车、起重设备由专人操作和专人指挥,统一信号,

23、预防发生碰撞；吊车靠近工作井边坡行驶时,加强对地基稳固性检查,防止发生倾翻事故；加强机械设备爱护、检查、保养；机电设备由专人操作,仔细遵守用电安全操作规程,防止超负荷作业；井内照明采纳36V低压电；随着雨季来临,需作好防洪、防雨、防雷措施,机电、起重设备及钢管脚手架做好接地；同时严格规范用电及消防安全；（ 7）开挖前具体明白沿线管线资料,做好沿线管线爱护措施,特殊是高压电缆和渠箱的爱护工作；4. 节约措施材料准时运输到现场,削减二次运输；混凝土提高抗渗性；钢筋集中配料、接头采纳对焊,降低钢筋损耗；基坑土方开挖、钢筋加工、混凝土浇筑尽量采纳机械化操作,以减轻劳动强度,提高工效,加快进度；加强技术治理,推广微机应用、网络技术、价值工程、全面质量治理、目标治理等现代治理方法,以提高效率,缩短工期,节约工程和治理费用；