2022年机械顶管施工方案1 .pdf
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1、第 一 节 机 械 顶 管 施 工 技 术 措 施一 、 工 程 概 况根 据 图 纸 及 现 场 条 件 需 要 , 本 标 段YK0 350 YK0 500截污管 道 采 用 机 械 顶 管 方 法 施 工 。 顶 管 施 工 采 用 的 管 材 管 径 为 1600mm钢 套 管 , 长 度 为150m 。 我 司 将 采 用 地 面 遥 控 的 泥 水 平 衡 式 顶 管 机 进行 施 工 。泥 水 平 衡 式 顶 管 施 工 的 优 点 :1、 适 用 地 质 范 围 较 广 , 在 地 下 水 位 较 高 以 及 地 质 变 化 范 围 大 的土 质 条 件 , 效 果 尤 其 突
2、 出 。2、 可 保 持 挖 掘 面 的 相 对 稳 定 , 对 周 围 土 层 的 影 响 较 小 , 施 工 后地 面 沉 降 最 小 。3、 与 其 他 类 型 的 机 种 相 比 , 泥 水 顶 管 的 推 力 较 小 , 适 宜 于 长 距离 顶 管 。4、 工 作 坑 内 作 业 环 境 较 好 , 作 业 比 较 安 全 。 由 于 采 用 泥 水 输 送弃 土 直 至 地 面 , 搬 运 土 方 更 为 方 便 。5、 由 于 采 用 地 面 遥 控 操 作 , 施 工 更 加 文 明 安 全 。6、由 于 连 续 出 土 ,大 大 提 高 了 推 进 速 度 。采 用了 方
3、向 引 导 装 置 ,使 得 顶 进 速 度 快 、 精 度 高 。二 、 顶 管 设 备 选 型(一 ) 顶 管 机 选 型 :针 对 1600口 径 较 大 , 顶 管 出 泥 量 大 , 施 工 人 员 在 管 道 内 操 作不 便 ,不 安 全 等 缺 点 ,结 合特 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 式 顶 管 机 。 顶 管 机 主 要 参 数 详 见 下 表 :顶管机主要参数表顶 管 机 主 要 参 数管径规格16 00mm 外 形 尺 寸 1620 2592mm 精选学习资料 - - - - - - - -
4、- 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 20 页重量纠 偏 角 度上 下左 右可 破 碎 砾 石 最 大 直 径320mm 进 排 泥 管 直 径 80mm ( 二 ) 泥 水 平 衡 顶 管 机 原 理 :泥 水 平 衡 式 顶 管 机 是 利 用 加 压 的 泥 水 及 刀 盘 推 动 切 削 刀 进 行 挖掘 施 工 的 。 压 力 泥 水 在 挖 掘 面 泥 土 的 外 表 形 成 一 层 泥 膜 ,同 时 通 过 压力 的 作 用 与 挖 掘 面 的 土 压 和 地 下 水 压 力 保 持 动 态 平 衡 ,有 效 的 稳 定 挖掘 面 ,将 顶 管 施 工 对
5、地 面 的 影 响 即 地 面 沉 降 减 少 到 最小 。当 掘 进 机 正常 工 作 时 ,进 排 泥 阀 均 打 开 ,机 内 旁 通 阀 关 闭 。泥 水 从 进 泥 管 经 过 进泥 阀 进 入 顶 管 机 挖 掘 面 的 泥 水 仓 里 ,挖 掘 的 泥 砂 经 同 泥 水 搅 拌 后 ,通过 排 泥 管 和 排 泥 泵 送 到 地 面 的 泥 水 别 离 装 置 。泥 水 别 离 装 置 将 泥 砂 和水 别 离 以 后 ,泥 水 再 次 送 入 刀 盘 循 环 使 用 。这 些 工 序 完 全 由 中 央 操 作盘 进 行 遥 控 。 详 见 附 图 泥 水 平 衡 顶 管 法
6、 系 统 图 V-04 。( 三 ) 配 套 设 备 :1、 进 排 泥 泵 : 选 用 不 仅 能 泵 送 清 水 , 而 且 泵 送 以 下 泥 砂 的 离 心泵 作 为 进 排 泥 泵 。2、 基 坑 旁 通 : 用 于 改 变 泥 水 循 环 方 向 , 防 止 管 内 堵 塞。3、 泥 水 管 路 系 统 : 包 括 泥 水 钢 管 、 泥 水 软 管 、 旁 通 阀 组 、 流 量系 统 、 隔 膜 式 压 力 表 等 。4、 千 斤 顶 : 采 用 2 台 300t液 压 千 斤 顶 , 行 程 800mm 。5、 高 压 油 泵 : 选 用 额 定 压 力 为 31.5Mpa的
7、 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 。6、顶 铁 :顶 铁 是 传 递 和 分 散 顶 力 的 设 备 。采 用钢 结 构 焊 接 而 成 ,长 度 为 700mm 。三 、 施 工 方 法 及 工 艺 一 顶 管 施 工 工 艺 流 程 图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 20 页 二 工 作 井 、 接 收 井 的 设 计 与 施 工顶管机出洞顶管设备就位机头刀盘运转顶管
8、机进洞送排泥泵开启顶进出土泥水别离主顶推进到位回缩主顶拆除管内管线砼管节安装安装管内管线弃土出运顶管机转场进洞密封器安装出洞密封器安装放样、复核工作井、接收井回填全线复核工作井、接收井施工精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 20 页根 据 本 标 段 地 层 情 况 以 及 顶 进 方 向 等 因 素 , 本 工 程 工 作 井 采 用方 井 68m , 接 收 井 采 用 圆 井 R=4m , 接 收 井 无 需 施 工 底 板 、后 座 及 导轨 。 施工 中 使 用 到 的 砼 均 采 用 商 品 混 凝 土 , 标
9、号 为 C50 。1、 工 作 井 、 接 收 井 的 布 置工 作 井 、 接 收 井 是 顶 管 施 工 的 工 作 场 所 , 施 工 条 件 优 劣 直 接 影响 到 顶 管 施 工 的 成 败 ,工 作 井 必 须 尽 可 能 保 证 顶 管 作 业 要 求 且 必 须 安全 可 靠 ,以 保 证 工 程 质 量 。本 标 段 工 作 井 、接 收 井 布置 情况 详 见 “ 施工 总 平 面 图 布 置 图 ” 。2、 工 作 井 、 接 收 井 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
10、, 坑 底 长 、 宽 尺 寸 可 按 如 下 公 式 :底 宽 :W=D+ 2.0 3.2 式 中 :W-工 作 坑 底 宽 度 (m) D-被 顶 进 管 子 外径 (m), 本 工 程 为 1.620m 底 长 :L=L1+L2+L3+L4+L5 式 中 :L-工 作 坑 底 长 m mm L2-每 节 管 子 长 度 ; 本 工 程 为 2m L4-千 斤 顶 长 度 m L5-后 背 所 占 工 作 坑 厚 度 m 本 工 程 工 作 井 净 空 确 定 为 68m, 井 内 设 集 水 坑 。接 收 井 采 用 8000mm,人 工 挖 井 形 成 。3、 顶 管 井 坑 支 护顶
11、 管 工 作 井 为 方 形 井 、 接 收 井 为 圆 井 , 开 挖 深 度 较 大 , 为 , 基坑 开 挖 过 程 中 必 须 有 可 靠 的 防 水 和 挡 土 措 施 ( 采 用 类 似 人 工 挖 孔 桩 法施 工 ) 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 20 页4、 工 作 坑 导 轨 设 置 及 基 础 加 固工 作 坑 底 可 根 据 土 质 、 砼 管 重 量 及 地 下 水 情 况 , 做 好 基 础 , 以防 止 工 作 坑 底 下 沉 , 导 致 砼 管 顶 进 位 置 的 偏 差 。 1导 轨
12、 作 用 是 引 导 砼 管 按设 计 的 中 心 线 和 坡 度 顶 进 ,保 证 砼管 在 进 洞 之 前 位 置 正 确 。导 轨 安 装 是 否 牢 固 与 准 确 对 砼 管 的 顶 进 质 量影 响 较 大 ,因 此 ,安 装 导 轨必 须 符 合 排 水 管 的 轴 线 、标 高 以 及 坡 度 的要 求 。 本 工 程 采 用 32KG 钢 轨 作 导 轨 。 2基 础 底 板 :导 轨 放 好 后 ,在 基 底 铺 一 层 400mm厚 的 混 凝 土地 板 , 配 筋 为 单 层 纵 横 双 向 钢 筋 25 200mm 。 本 工 程 砼 采 用 商 品 混凝 土 , 标
13、 号 为 C50, 混 凝 土 面 应 低 于 导 轨 面 1 2cm。5、 工 作 井 、接 收 井 施 工 工 艺 流 程 图 :6、 工 作 井 、接 收 井 成 孔 施 工 工 艺 1工 作 井 、接 收 井 采 用 人 工 挖 井 进 行 施 工 ,挖 土 按 一 次 性 完 成一 节 护 壁 的 挖 土 , 后 一 次 性 绑 扎 钢 筋 支 模 板 浇 混 凝 土 的 施 工 顺 序 进一节护壁的土方开挖拆模土方吊装及外运放置钢筋、模板及浇砼垫层、底板、后座、导轨、集水井施工下一工序爬梯制作测量放线施工现场准备精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -
14、 - - - - -第 5 页,共 20 页行 。 人 工 挖 孔 护 壁 原 则 上 每 节 挖 孔 深 度 为900mm , 砂 层 地 带 就 调 整为 500mm 一 层 。 人 工 在 井 内 挖 土 , 挖 孔 土 方 由 人 工 装 进 吊 斗 、 采 用手 绞 架 吊 出 井 内 、 提 升 上 地 面 堆 泥 场 后 装 车 外 运 。 2井 壁 每节 深 度 900mm, 壁 厚 最 宽 处 600mm, 最 薄 处 550mm ;配 筋 形 式 为 单 层 钢 筋 , 横 向 为 25 150mm , 纵 向 配 筋 为 20 150mm, 上 层 护 壁 的 竖 向 钢
15、 筋 插 入 下 层 护 壁 500mm 即 搭 接 长 度 。护 壁 钢 筋 绑 扎 : 将 已 经 加 工 好 的 钢 筋 吊 入 井 下 绑 扎 , 用 砼 块作 钢 筋 保 护 层 垫 块 ,上 节 护 壁 钢 筋 笼 伸 入 下 一 节 护 壁 钢 筋 的 搭 接 长 度必 须 满 足 要 求 。安 装 护 壁 模 板 : 模 板 支 撑 要 牢 固 , 用 钢 管 作 为 对 撑 及 圆 杂 木作 为 斜 撑 对 模 板 进 行 支 护 , 同 时 可 在 孔 底 下 插 入 钢 钎 将 模 板 脚 固 定 ,防 止 整 套 模 板 移 动 。护 壁 砼 浇 注 : 挖 孔 护 壁
16、 砼 采 用 商 品 混 凝 土 , 用 吊 斗 将 砼 均 匀地 沿 模 板 的 各 个 方 向 浇 注 ,混 凝 土 采 用 人 工 捣 插 ,防 止 混 凝 土 受 振 而偏 移 。m m, 配 筋 为 纵 横 向 钢 筋 20 200mm 。mm 的 集 水 井 ,导 轨 放 好 后 ,在 基 底 辅 一 层 100mm厚 的 垫 层 封底 ,然 后 浇 注 300mm 厚的 混 凝 土 底 板 , 底 板 砼 用 振 动 棒 振 捣 密 实 。 三 顶 管 施 工 工 艺1、 推 力 计 算F=F1+F2 F 总 推 力F1 迎 面 阻 力F2 顶 进 阻 力 F1=/4 D2 P
17、D 管 外 径P 控 制 土 压 力 P=Ko rHo 式中 : Ko 静 止 土 压 系 数 ,一 般 取Ho 地 面 至掘 进 机 中 心 的 厚 度 , 取 值 5.5m r 土 的 重 量 , 取 t/m3P=0.551.8 5.5=32 t F2= DfL 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 20 页式中 : f 管 外 外 表 综 合 磨 擦 阻 力 , 取 t/m2D 管 外 径L 顶 距F2=3.14 1.62 0.4 150t t 顶 管 工 作 井 允 许 最 大 顶 进 力 400t , 安 全 系 数
18、 取 1.25 , 最 大 控制顶 力 为 350t 。因 此 ,无 须 加 设 中 继 间 接 力 顶 进 。考 虑 地 下 工 程 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 应 到 达700t , 采 用 2 个 350t 的 千 斤 顶 可 满 足 要 求 。2、 管 材 与 接 口该 段 顶 管 管 材 采 用 162 0 焊 接 口 管材 。 选 用 优 良管 材 并 处 理 好管 节 接 口 对 顶 管 施 工 是 十 分 重 要 的 。要 按 有 关 标 准 对 管 材 作 现 场 检 查验 收 ,如 发 现
19、不 合 格 坚 决 予 以 退 回 。顶 管 管 节 的 第 一 节 和 最 后 一 节 进行 特 殊 处 理 。3、 顶 管 测 量 与 控 制顶管 工 程 的 测 量 工 作 是 整 个 顶 管 工 程 质 量 的 关 键 ,测 量 工 作 的 准确 性 将 直 接 影 响 到 管 线 实 际 轴 线 的 平 顺 , 甚 至 影 响 到 顶 管 的 顺 利 贯穿 , 因 此 需 精 心 实 施 , 确 保 无 误 。 1 本 工 程 测 量 包 括 高 程 测 量 和 左 右 偏 差 测 量 两 部 分。 2 在 地 面 上 把 永 久 性 水 准 引 测 至 井 下 , 设 临 时 基
20、准 点 , 再 在井 底 架 设 激 光 经 维 仪 ,将 激 光 投 射 到 机 头 的 标 靶 上 ,由 机 头 内 的 摄 像机 将 信 号 传 到 地 面 遥 控 操 作 台 的 显 示 屏 上 ,机 头 高 程 和 左 右 偏 差 一 目了 然 。4、 顶 管 机 进 出 洞 口 技 术 方 案 1对 进 出 洞 口 土 体 采 用 压 密 注 浆 进 行 加 固 ,加 固 的 范 围 :在 深度 方 向 , 洞 口 上 2m, 下 2m, 左 右 各 2m; 在 长 度 方 向 为 6m 。 2为 使 进 出 洞 口 顶 进 过 程 中 不 发 生 泥 水 流 失 ,在 进 出 洞
21、 口 里 安装 橡 胶 止 水 法 兰 。 3进 出 洞 措 施 :精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 20 页作 好 进 洞 前 的 准 备 工 作 , 包 括 人 员 设 备 ;机 头 出 洞 后 , 及 时 将 与 机 头 连 接 的 管 子 别 离 , 机 头 及 时 吊 出井 外 ; 并 抓 紧 处 理 井 内 泥 浆 和 进 行 洞 口 封 门 止 水 。机 头 进 洞 后 止 水 工 作 抓 紧 做 好 , 就 可 防 止 洞 口 处 土 体 流 失 、管 子 沉 降 等 现 象 , 从 而 确 保 顶 管 质
22、 量 。5、 顶 管 注 浆注浆 是 最 大 限 度 降 低 顶 进 阻 力 的 关 键 。 注 浆 使管 周 外 壁形 成 泥 浆润 滑 套 , 从 而 降 低 了 顶 进 摩 擦 阻 力 , 注 浆 时 要 满 足 以 下 几 点 要 求 : 1选 择 优 质 的 触 变 泥 浆 材 料 ,对 膨 润 土 取 样 测 试 ,主 要 指 标 为造 浆 率 、 失 水 量 的 动 塑 比 。 2在 砼 管 上 预 埋 压 浆 孔 , 压 浆 孔 的 设 置 要 有 利 于 浆 套 的 形 成 。 3膨 润 土 的 贮 藏 及 浆 液 配 制 、 搅 拌 、 膨 胀 时 间 按 照 标 准 进
23、行 。 4压 浆 方 式 要 以 同 步 注 浆 为 主 ,补 浆 为 辅 。在 顶 进 过 程 中 ,要经 常 检 查 各 推 进 段 的 浆 液 形 成 情 况 。 5 注 浆 设 备 和 管 路 要 可 靠 , 具 有 足 够 的 耐 压 和 良 好 的 密 封 性 能 。 6注 浆 泵 的 流 量 与 顶 进 速 度 相 匹 配 。6、 顶 进顶 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 : 1安 装 好 顶 铁 并 挤 牢 , 管 前 端 已 入 土 一 定 长 度 后 , 启 动 油 泵
24、 ,千 斤 顶 过 油 , 活 塞 伸 出 一 个 工 作 行 程 , 将 管 子 推 向 一 定 距 离 。 2停 止 油 泵 , 打 开 控 制 阀 , 千 斤 顶 回 油 , 活 塞 回 缩 。 3添 加 顶 铁 , 重 复 上 述 操 作 , 直 至 安 装 下 一 节 管 子 为 止 。 4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 密 封 和 受 力 均 匀 ,并 采 用 其 他 防 渗 漏措 施 , 保 证 管 与 管 之 间 的 连 接 安 全 。 5重 新 装 好 顶 铁
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