地下暗挖顶管及水下作业工程专项施工方案.pdf
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1、地下暗挖顶管及水下作业工程专项施工方案地下暗挖、顶管及水下作业工程专项施工方案1编制依照SL 378-2007DL/T 5099-2011(1)水工建筑物地下开挖工程施工规范(2)水工建筑物地下开挖工程施工技术规范(3)爆破安全规程(GB 6722 2003)(4)地下铁道工程施工及查收标准GB50299-1999(5)水工混凝土施工规范DL/T 5144-2001(6)顶管工程设计与施工(葛春辉著2012)2地下暗挖工程施工方案2.1概括地道及地下建筑工程施工时,须先开挖出相应的空间,而后在此中修建衬砌。施工方法的选择,应以地质、地形及环境条件以及埋置深度为主要依照,此中对施工方法有决定性影
2、响的是埋置深度。埋置较浅的工程,施工时先从地面挖基坑或堑壕,修建衬砌以后再回填,这就是明挖法。当埋深超出必定限度后,明挖法不再合用,而要改用暗挖法。暗挖法施工因掘进方式不一样,可分为众多的详细施工方法,如全断面法、正台阶法、环形开挖预留中心土法、单侧壁导坑法、双侧壁导坑法、中近邻法、交织中近邻法、中洞法、侧洞法、柱洞法等。固然掘进方式不一样,各样详细施工方法都有其长处和弊端(施工注意事项);选择前一定经过现场条件调研剖析,在技术经济综合比较基础上选择较适合的施工方法。2.2施工方法全断面开挖法(1)全断面开挖法合用于土质稳固、断面较小的地道施工,适合人工开挖或小型机械作业。(2)全断面开挖法施
3、工操作比较简单,主要工序:使用挪动式钻孔台车,第一全断面一次钻孔,并进行装药连线,而后将钻孔台车退后到50m 之外的安全地址,再起爆,一次爆破成型,出渣后钻孔台车再推移至开挖面就位,开始下一个钻爆作业循环。1/12地下暗挖顶管及水下作业工程专项施工方案同时,施作早期支护,铺布防水隔绝层(或不铺设),进行二次筑模衬砌。该流程突出两点:增添机械手进行复喷作业,先初喷后复喷,以利于稳固地层和加速施工进度;铺底混凝土一定提早施作,且不滞后 200m。当地层较差时铺底应紧跟,这是保证施工安全和质量的重要做法。(3)全断面开挖法的长处是能够减少开挖对围岩的扰动次数,有益于围岩天然承载拱的形成,工序简易;弊
4、端是对地质条件要求严格,围岩一定有足够的自稳能力。台阶开挖法台阶法是最基本、运用最宽泛的施工方法,并且是实现其余施工方法的重要手段。当开挖断面较高时可进行多台阶施工,每层台阶的高度常用 3.5 4.5m,或以人站立方便操作选择台阶高度。台阶长度的选择拜见 图 1 示:图 1台阶长度长台阶(L5B):长台阶对掌子面的稳固有益,但施工的扰乱大;登台阶上设备、资料困难;登台阶向下台阶出碴困难;不可以实时关闭成环,有时不得不在登台阶底板上作暂时仰拱,这类方法在一般状况下不宜采纳。中台阶(L=1.5 5B):中台阶的特色介于登台阶和短台阶之间,因为台阶有必定长度,当拱部锚杆和早期支护壁后注浆工作量大时可
5、减少和登台阶开挖的施工扰乱。因为登台阶的距离不长,喷砼和注浆设备仍可放在下台阶。短台阶(L=11.5B):在土质地道中登台阶不用上大型设备,并且从登台阶向下台阶运土的距离短,下半断能在 11.5B 内关闭成环,也能保证围岩开挖后的稳固,这类台阶长度在城市地铁的第四系地层中广泛采纳。微台阶(LB):在知足掌子面开挖稳固要求、知足开挖下台阶时喷砼的强度和方便施工的原则下进行选择,一般用 34m。当使用反向发掘机开挖装碴时,登台阶大多数可利用该机进行挖、装,能够提高施工速度。环形开挖预留中心土法(1)环形开挖预留中心土法合用于一般土质或易坍塌的脆弱围岩、断面较大的隧道施工。(2)一般状况下,将断面分
6、红环形拱部、上部中心土、下部台阶等三部分。依据断面的大小,环形拱部又可分红几块交替开挖。环形开挖进尺为0.5 1,Om不宜过长。台阶长度一般以控制在1D 内(D-般指地道跨度)为宣。2/12地下暗挖顶管及水下作业工程专项施工方案(3)施工作业流程:用人工或单臂掘进机开挖环形拱部一架立钢支撑,喷混凝土。在拱部首次支护保护下,为加速进度,宜采纳发掘机或单臂掘进机开挖中心土和下台阶,随时接长钢支撑和喷混凝土、封底。视首次支护的变形状况或施工步序,安排施工二次衬砌作业。单侧壁导坑法(1)单侧壁导坑法合用于断面跨度大,地表沉陷难于控制的脆弱松懈围岩中地道施工。(2)单侧壁导坑法是将断面横向分红3 块或
7、4 块:侧壁导坑、登台阶、下台阶。侧壁导坑尺寸应本着充足利用台阶的支撑作用,并考虑机械设备和施工条件而定。(3)一般状况下侧壁导坑宽度不宜超出0.5 倍洞宽,高度以到起拱线为宜,这样导坑可分二次开挖和支护,不需要架设工作平台,人工架立钢支撑也较方便。双侧壁导坑法(1)双侧壁导坑法又称眼镜工法。当地道跨度很大,地表沉陷要求严格,围岩条件特别差,单侧壁导坑法难以控制围岩变形时,可采纳双侧壁导坑法。(2)双侧壁导坑法一般是将断面分红四块:左、右边壁导坑、上部中心土、下台阶。导坑尺寸制定的原则同前,但宽度不宜超出断面最大跨度的 l,3。左。、右边导坑错开的距离,应依据开挖一侧导坑所惹起的围岩应力重散布
8、的影响不致涉及另一侧已成导坑的原则确立。(3)施工次序:开挖一侧导坑,并实时地将其首次支护闭合。相隔合适距离后开挖另一侧导坑,并建筑首次支护。开挖上部中心土,建筑拱部首次支护,拱脚支承在双侧壁导坑的首次支护上。开挖下台阶,建筑底部的首次支护,使首次支护全断面闭合。拆掉导坑临空部分的首次支护。施作内层衬砌。中近邻法和交织中近邻法(1)中近邻法也称CD 工法,主要合用于地层较差和不稳固岩体、且地面沉降要求严格的地下工程施工。(2)当 CD 工法不可以知足要求时,可在CD 工法基础上加设暂时仰拱,即所谓的交叉中近邻法(CRD 工法)。(3)CD 工法和 CRD 工法在大跨度地道中应用广泛,在施工中应
9、严格恪守正台阶法3/12地下暗挖顶管及水下作业工程专项施工方案的施工重点,特别要考虑时空效应,每一步开挖一定迅速,一定实时步步成环,工作面留中心土或用喷混凝土关闭,除去因为工作面应力废弛而增大沉降值的现象。中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法当地层条件差、断面特大时,一般设计成多跨结构,跨与跨之间有梁、柱连结,一般采纳中洞法、侧洞法、柱洞法及洞桩法等施工,此中心思想是变大断面为中小断面,提高施工安全度。(1)中洞法施工就是先开挖中间部分(中洞),在中洞内施作梁、柱结构,而后再开挖双侧部分(侧洞),并渐渐将侧洞顶部荷载经过中洞早期支护转移到梁、柱结构上。因为中洞的跨度较大,施工中一般采纳CD、CRD
10、或双侧壁导航法进行施工。中洞法施工工序复杂,但双侧洞对称施工,比较简单解决侧压力从中洞早期支护转移到梁柱上时的不均衡侧压力问题,施工惹起的地面沉降较易控制。中洞法的特色是早期支护自上而下,每一步关闭成环,环环相扣,二次衬砌自下而上施工,施工质量简单获得保证。(2)侧洞法施工就是先开挖双侧部分(侧洞),在侧洞内做梁、柱结构,而后再开挖中间部分(中洞),并渐渐将中洞顶部荷载经过早期支护转移到梁、柱上,这类施工方法在办理中洞顶部荷载转移时,相关于中洞法要困难一些。双侧洞施工时,中洞上方土体经受多次扰动,形成危及中洞的上小下大的梯形、三角形或楔形土体,该土体直接压在中洞上,中洞施工若不够慎重便可能发生
11、坍塌。(3)柱洞法施工是先在立柱地点施做一个小导洞,当小导洞做好后,在洞内再做底梁,形成一个细而高的纵向结构,柱洞法施工的重点是怎样保证双侧开挖后早期支护同步作用在顶纵梁上,并且柱子左右水平力要同时加上且保持相等。(4)洞桩法就是先挖洞,在洞内制作挖孔桩,梁柱达成后,再施作顶部结构,而后在其保护下施工,实质上就是将盖挖法施工的挖孔桩梁柱等转入地下进行。3顶管工程施工方案3.1概括顶管工程是非开挖工程中的一个子科目或许说非开挖工程施工的一种工艺。它是把管道经过协助的设备采纳不开挖面层,并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下修建物以及各样地下管线等施工的工艺。顶管工程主要借助于主顶油缸及管
12、道间中继间等的推力,把工具管或掘进机从工作井内穿过土层向来推到接收井并同时4/12地下暗挖顶管及水下作业工程专项施工方案把管道推动到作业孔洞内。3.2顶管施工工艺流程施工准备丈量高程及轴线挖顶管工作坑铺顶管导轨设置顶进后背安装顶进设备及吊放管节挖土顶进丈量及纠偏再次挖土(管中土)顶进丈量循环作业直致达成。3.3工作坑和接受坑的准备工作坑是安置所有顶进设备的场所,也是顶管掘进机的始发场所。接受坑是接受掘进机的场所。所以,顶管施工前一定第一在顶管线路上按设计标高修建工作坑和接受坑。工作坑和接受坑的建筑方法有钢筋砼沉井法、WMS 工井法和钢板桩井等方法。依据现场的详细状况工作坑和接受坑可修建为方型、
13、圆形、腰鼓型等。工作坑沿顶管路线前顶方向须设置予留洞口;反向加垫后靠背,圆形井壁或钢板桩井施工的一般须在井壁和后靠背之间加设后背墙。3.4顶管掘进机及其顶管施工的主要配套设备的准备顶管施工的主要配套设备有主顶设备、基坑导轨、顶铁和后靠背、起重设备、注浆设备等。顶管掘进机简称顶管机,它安置在导轨上,(导轨按设计标高和坡度的要求安装在工作坑的基底上)在所顶管道的最前方,它的主要功能是取土和保证管道顶进方向的正确性,为保证顶管的顺利顶进,一定依据顶进线路上的土质状况确立顶管机的形式。主顶设备也安装在工作坑的基底上,其前顶的方向与管道的线路方向一致。管材搁置在顶管机和主顶设备之间,主顶设备依靠后靠背将
14、顶进时反作使劲均匀的作用到工作坑井壁上。顶铁是顶进作业不行却少的设备,有环型、U 型顶铁之分,它搁置在顶管管材和主顶设备之间,起到将顶力分别并将顶力均匀作用与管材,从而保护管材并延长主顶设备作使劲的作用。起重设备架设在工作坑上空,为的是将顶管管材运到工作坑内。注浆设备的采纳是顶管施工的重要一环,在顶进过程经过对含有注浆孔的管道注浆使管道周壁形成环形的泥浆套,从而降低了顶进阻力,既保护了管材又使得长距离大口径顶管成为可能。别的,输土装置、丈量系统、洞内通风和照明设备也是施工中不行忽视的环节。5/12地下暗挖顶管及水下作业工程专项施工方案顶管施工中的管材接缝要求自密封,钢筋混凝土管的 28 天抗压
15、强度要求不低于 40Mp。3.5顶管机的采纳顶管施工最突出的特色就是适应性问题。针对不一样的地质状况、施工条件和设计要求,采纳与之适应的顶管施工方式,怎样正确地选择顶管机和配套协助设备,关于顶管施工来说将是特别重点的。当前顶管所常有的几种土质:淤泥质黏土、砂性土、黄土、强风化岩、细风化及中风化岩(1)关于淤泥质黏土,因为其土质较软,切削简单,所以我们能够采纳以下所介绍的各样掘进机,(2)刀盘土压均衡式顶管机特别合用于软黏土层的顶管。假如在泥土仓中注入些黏土,它也能用于砂层的顶管。(3)采纳输土泵的方式出土只合适于软土地质状况下施工。(4)关于需穿越建筑物、结构物、埋设物等对地面沉降要求很小的状
16、况,可采纳刀盘可伸缩式泥水均衡掘进机,但在含有直径大于 6cm 砾石的土层中没法施工。(5)关于易产生流沙现象的砂性土可依据其含水量及其标准贯入度采纳不一样种类的掘进机,当标准贯入度较小时可采纳多刀盘土压均衡式掘进机,当标准贯入度较大时,除多刀盘土压均衡式掘进机之外的以上各样掘进机都适应此种土质。(6)关于地质为黄土的状况下我们可采纳单刀盘土压均衡式掘进机和偏爱破裂泥水式掘进机。(7)关于地质为强风化岩的状况下我们可采纳偏爱破裂泥水式掘进机。(8)如顶进管道轴线邻近可能存在大的石块,桩基础等不明阻碍物,我们采纳排障方便、成本便宜的敞开式掘进机,地下水位较高的话可采纳井点降水等协助施工方法。此外
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