北京某广场西侧顶管施工方案

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北京某广场西侧顶管施工方案

从水准控制点测放到顶管井中。高程测放至少二个测回,确定无误,井中水准点的误差在2mm以内,待标高测定后,再引入井中,在井壁上设置的后视点,测量井中仪器安放测点的高程,该面上均在顶管轴线上。作为顶管时顶进的后视轴线。其误差应不大于0.5mm。其接收井穿墙管中心标高测定应该和工作井为同一后视点测定。

管道顶进前,对管线上河床覆盖层作一次复测。确认覆盖层厚度,提供顶管时使用。

顶管时轴线测量采用J2激光经纬仪,架设在井下架仪点上,经纬仪的管中轴高度即为该处顶管中轴线的高程,J2经纬仪的倾角砼同设为管道轴线倾角,在工具管的胸板中央设置接收光靶,光靶直径50cm,分厘米格,光靶设中心轴并下垂重物,这样不管工具管是否扭转,光靶始终垂直顶管的中轴线。这样在测量时,将激光经纬仪中竖直角调为管道轴线的同一倾角,这样测量轴线和顶管的轴线就成一致。在顶管时,施工人员就可以根据光靶上的轴线偏差情况随时进行纠偏,这样就能做到随顶随纠。小角度纠偏能更好的控制顶进时的轴线偏差。

但是由于本工程顶管距离较长,在顶距越来越大时Q/GDW 1517.3-2014 电网视频监控系统及接口 第3部分:工程验收.pdf,激光经纬仪的光斑会逐渐增大,会影响测量精度,所以需要进行定期复核。

其复核的方法采用分段测量进行,一般来说顶进轴线(左右方向)的复核可在顶管管道中设立转点来测出工具管胸板处的轴线位置,此时经纬仪最大测距为500米,复核测量精度要求。另外平时顶进时高程测量应用水准仪复核。复核周期为每100米复核一次。在顶进距接收井100米时,每顶20~30米复核一次,待顶进距接收井30米每10米复核一次。

因为本次顶管时在砂砾岩中进行穿越,和一般在软土中进行顶管施工有极大的差异,其在顶进中的摩阻力的大小,并不能按照在软土层中顶管的摩阻力来定。

现在施工中中继站设计顶力为8000KN,按许用顶力0.7计算,许用顶力F=8000KN×0.7=5600KN,虽然后座顶力设计要求为5000KN,但是在启用中继站时,还需加上后座顶所需顶管外壁的摩阻力,因此中继站的顶力略大于后座顶力是合理的。

一般来说,在土中顶进如果运用的好,触变泥浆可以使摩阻力从12~20KN/㎡减少至5~9KN/㎡。现场时在岩层中顶进,但是由于顶管工具管外径大于管道外径,在顶进时采用触变泥浆减阻,仍然可以认为顶管时在使用触变泥浆形成的泥浆套。

工作井现场设变压器供电,为适应供电要求配置电容补偿柜。输出端电缆分三路,分别供工作井上供电系统、井下顶管机头、及井内主千斤顶。

第一路:泥浆间:2×10KW

第二路:电焊机:2×17KW=34KW

后座油泵:2×22KW=44KW

第三路:工具头:70KW

中继环:1×11KW(最多1台中继环同时工作)

管内用三相五芯式25mm2电缆供电。管内供电系统配备可靠的触电、漏电保护措施。井上井下与管内照明用电采用36v的低压行灯。现场配电间为适应上述要求,安装600A主受电柜一只,分别输入3只配电屏,经3路分送至各用电部门。现场配备250KVA发电机备用,以防突发情况发生。

十九、顶管施工技术质量保证措施

顶管机出洞前的施工注意事项

在顶管机吊放至顶管导轨安装前,应对顶管导轨的轴线和高程进行复核,确定无误后方可将工具管吊放至导轨上进行安装,此时顶管机距洞口的距离可控制在1m左右。

⑵、安装好洞口的止水装置

始发井顶管预留洞的止水装置采用顶管砼管所用的环形平板橡胶装置进行止水,止水橡胶环板的中心应和工具管中心一致。止水橡胶环板安装时要和结构面贴紧,以防渗漏。

⑶、对顶管机以及后座千斤顶、后泵车进行调试,确定其各种运行参数正常后,方可进行顶进。

⑷、检查各类供电设施,确保安全供电。

⑸、落实各工种的岗位责任制。

因为顶管机出洞时所穿越的地层为2层,微风化砂岩,因此顶管机出洞时不会发生机头下磕的倾向,但是在顶管机出洞时要掌握顶进速度,安排专人观察顶管机在顶管导轨上的状态,要保证在顶管机出洞时顶管机始终和顶管导轨平面紧贴,这样就能保证顶管顶管机出洞后按照顶进轴线方向前进。

此时如发生偏差,应及时调整后座千斤顶的合力方向,使顶管机恢复到正确的顶管轴线上来。

此外顶管机出洞时要进行顶管机本身的调零工作,即顶管机本身处于顶进时的正确姿态,同时所有纠偏油缸在调零后锁紧,以防发生因纠偏油缸自身伸缩而发生的偏差。

当工具管距接收井还有30米左右时,应加强轴线复测力度,将工具管确切顶进轴线位置测放于接收井中,以便在接收井中安装临时道轨。从而确保安全进洞。复测的目的是:

重新测定顶管机的里程,精确算出刀盘与洞口之间的距离,使刀盘一旦贴近洞口,即采取相应措施。

校核顶管机的姿态,以利于进洞过程中顶管机姿态的及时调整。

在接收井中安装承接顶管机的临时道轨,顶管出洞前,将顶管导轨按设计顶进轴线在接收井内准确定位安装;

在顶管机完全进入接收井后,按设计要求将砼外壁和接收井预留洞口之间的间隙进行封堵。

③进洞技术难点及处理措施

因为接收井附近的地层为1层,全风化砂岩,有大量细沙。为了防止掘进机进洞时,接收井洞口土体流失、管子沉降等现象出现,我们除了在接收井洞口位置采取高压旋喷桩将此处的土体进行加固,加固范围为接收井预留洞口外侧各2米(上下左右),高压旋喷桩为φ500三排,强度要求在1MPa,此项措施应在进洞前一星期完成。

钢筋砼管最大偏差角0.5度。

管线轴线偏差不得大于±100mm。

相邻管节错口≤15mm,无碎裂。

内腰箍不渗漏,橡胶止水不脱落。

顶进过程中由于周围土质的变化,纠偏的影响及管内设备的不均匀性会造成推进时管道发生不同程度的扭转,直接影响到施工质量。因此主要采用以下措施:

在管内设备及管道安装时,根据重量平衡原理,在安装设备及管材的另一侧配以相同重量的配重,使管道顶进时左右重量保持平衡。消除人为造成管道扭转的因素。

工具头若发生扭转,可采用刀具反向螺旋加以解决。其发生原因是刚出洞时,由于机身与导轨之间的摩擦力不足以抵抗刀盘转矩的反力,而使机头偏转,在顶进过程中如果碰到不均匀土层也会发生机头偏转。其主要解决方法为利用刀盘翻转进行纠偏。另外也可以在机头外壁安装平衡翼板以防止其扭转。

顶管要按设计要求的轴线进行。主要是工具头头部测量与纠偏的相互配合。纠偏是完成管道线型的主要手段。纠偏原则如下:

⑴随测随纠:因为顶管时采用J2激光经纬仪导向的,顶管时所产生的轴线偏差可以直接反应在顶管机前端胸板上设置的光靶上,因此顶管机头的操作技术人员可以随时观察到顶管机的偏差情况,因为是在岩层中顶进,纠偏不易,因此一旦发生微小的偏差时,纠偏人员就应该按照顶管机纠偏千斤顶的各种参数随时进行纠偏。

⑵小角度纠偏:每次纠偏角度要小,微机每次指出的纠偏角度变化值一般的都不大于0.5°,当累计纠偏角度过大时应与值班工程师联系,决定如何纠偏,此时应特别慎重。

⑶纠偏操作中不能大起大落,如果在某处已经出现了较大的偏差,这时也要保持管道轴线以适当的曲率半径逐步地返回到轴线上来,避免相邻两段间形成的夹角过大。

7、砼管材质量控制措施

根据设计,本工程所用管节为“F”管,“F”管受力性能好,接头稳固性高,接口处止水密封性能好。

材料运送起吊采用专门夹具,搁置时应用方木垫高,防止“F”型砼管承口钢圈受压变形。

管材供应:在顶进过程中,管材的供应是非常重要的,如果不及时将造成顶进停止,后果是非常严重的,由于机头重量一般较大,在承载力较低的地层中,长时间的滞留会造成机头沉降,使轴线发生偏差;或已定好的管子和周围土体粘结,使得摩阻力增大。因此在开始顶进前,需指定详细周全的供应计划,现场应备有足够余量。

顶进前对砼成品管、钢套环、橡胶密封圈和衬垫从尺寸、规格、性能、数量等作详细调查,必须符合标准设计图的要求。顶进前还必须在现场做实验安装。对不合格的砼成品管应予以剔除。

砼接头的槽口尺寸必须正确,光洁平整无气泡。

橡胶圈的外观和任何断面都必须质密、均匀、无裂缝、无空隙或凹痕等缺陷,橡胶圈应保证清洁、无污物,不能在阳光下直晒。

橡胶圈自然周长应于砼管槽口周长的85%,即套上之后橡胶圈的伸长率为15%左右。

橡胶圈应牢固地粘结在砼管的槽口上,粘结强度应以成人用手掌用力沿轴向推橡胶圈不脱落、不翘边为合格。

顶管管节连接前,要在橡胶圈和套环内壁涂一层硅油做润滑剂。不得使用其他润滑剂。

橡胶圈采用氯丁橡胶圈,主要物理力学性能如下:

邵氏硬度(IRHD)45~55Mpa

最大压缩变形(70°C×22h)25%

老化试验(70°C×7h)拉伸强度降低值20%

老化试验(70°C×7h)扯断伸长率降低值30%±10%

耐酸碱系数0.8(酸溶度20%,20±2°C,24h)

钢套环必须按设计要求进行防腐处理,刃口无疪点,焊接处平整,肢部和钢板平面垂直,堆放整齐搁平。

衬垫材料为多层胶合板,其应力(应变关系)应符合试验曲线要求,误差±5%。粘贴时,凹凸口对中,环向间隙符合要求。

插入安装前滑动部位应均匀,涂薄层硅油等润滑剂,对橡胶无侵蚀性,减少摩阻。

承插时外力必须均匀,橡胶圈不移位、不反转、不露出管外,否则拔出重插。

顶管结束后,应按设计要求在内间隙嵌以弹性密封胶,要求与二管口抹平。

接口抗渗试验达0.11Mpa。

顶管进洞后,隧道还需进行防水作业。

据最近工程实践总结,在使用高精度环片的基础上,采用弹性密封的原理、线状密封方式,密封材料预制成型的施工方法进行接缝防水,被证明是合理的,成功的。本工程的衬砌接缝防水设计将采用上述方法进行。

2、顶管结束后泥浆置换

为达到有效地填充环片与地层的间隙,起到防水的功效,在顶管施工结束后,即采用纯水泥浆置换原顶管所采用的减阻用的触变泥浆。

二十一、拟投入本工程的主要资源

1、拟投入本工程主要机械表

2、拟投入本工程的劳动力计划表

二十二、常见施工质量通病的防治措施

顶管施工通病及防治措施

1)工作井洞口无土体加固措施。

2)掘进机长径比不合理。

3)掘进机纠偏液压系统遇故障。

4)掘进机纠偏行程小,纠偏力不够。

6)工作井发生位移和倾斜。

7)纠偏不及时,纠偏幅度过大。

8)没有给机头轨迹曲线。

9)遇到土质变化,开挖面失稳。

1)采取可靠的进出洞口地基加固措施。

2)机头设计要经充分论证。

3)施工前,掘进机进行维修、保养、调试和验

收,施工过程加强检查,遇故障立即停止顶

4)实行三级测量复核制度。

5)定时对工作井位移进行复测。

6)采取勤测、微纠原则。

7)施工现场给机头姿态曲线图,以曲线图指导

8)遇到突发情况,逐级汇报,确定偏差报警值,

1)触变泥浆选材质量不好。

2)触变泥浆材料配方不合理。

3)现场搅拌不充分,水化时间短。

4)注浆孔布置不合理。

6)管路布置不适应超长距顶管要求。

7)注浆量没有控制好。

10)没有形成完整泥浆套,只是偏心浆套。管外壁带土顶进。

2)配方应进行筛分和优化。

3)搅拌和水化时间大于6h。

4)科学合理地按设计的管路进行布置。

5)采用液压注浆泵,并维修好,确保耐压大于

6)按超长距离顶管要求,设中间注浆泵站2~3

7)注浆量和注浆压力按设计要求控制。

8)所有压浆接头用生料带包扎,确保无渗漏现

9)压浆工艺由当班班长负责,确保整条管道开

5)机头壳体外径比管外径大得过多(建

6)泥浆套形成不好,管道带土顶进。

1)顶进速度应满足开挖面土压平衡条件。

2)采用能稳定开挖面水土压力的顶管掘进机。

3)机头姿态控制精度好。

4)机头壳体比管外径大20mm为宜。

5)认真做好注浆工艺。

6)应采用信息反馈技术,在初始推进阶段对推

进在数进行优化,以指导施工。

4)机头主轴密封渗漏。

1)进出洞口止水装置与管道的同心度好,误差

小,采用精加工制作,采用双道橡胶法兰结

2)特别重视管材的加工精度,从钢模制作,样

品管的验收到橡胶止水带的质量检验,都要

从严把头,确保的压缩过盈量。

3)采用归先的中继环设计,经向可调橡胶止水

带,双道密封,并且强以更换的结构形式,

确保中继环无渗漏现象。

4)机头主轴密封采用多道聚胺脂密封,并采用

JGJ 476-2019标准下载油嘴泵加压以平衡开挖面水土压力。

为改善井下顶管施工的作业环境,以及防止有毒有害气体的进入顶管内,施工现场必须配备通风机,通风机将采取防噪声的罩壳

3、顶管施工时防汛措施

⑴做好沉井周围的排水工作,防止雨水倒灌进沉井。

⑵保持井中抽水泵的完好,安排专人值班抽水某大厦工程地下室结构施工组织设计,防止井中积水过高而流入管道中影响施工。

⑷准备好井上下抽水所用的水泵,并且备用发电机保持完好。

⑸准备好防汛物资,如编织袋、铅丝、车辆等。

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