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1、頂管、拉管施工工藝及施工方法 1、工具管選型(1) 根據(jù)福州市勘測設計院提供的地質(zhì)資料,本工程LG06標段頂管、拉管推進主要穿越(3)淤泥及(4)粉質(zhì)粘土層,外壁與土體間將產(chǎn)生單位摩阻力,沉井工作坑基礎持力層可置于(4)粉質(zhì)粘土中,局部可置于(3)淤泥,但應采用拋石擠淤法進行適當處理。由于存在(3)淤泥軟弱層,施工時應注意護壁和排水。因此我公司選用泥水式頂管、拉管掘進機頭。該工具管適用此種土質(zhì),該機形對地下特殊地質(zhì)構造如水包、暗濱等具有很強的適應能力。(見下圖:頂管、拉管施工工藝圖)。 (2) 泥水式頂管、拉管的特點: a、適用的地質(zhì)范圍較廣,如遇地下水壓力高以及地質(zhì)變化范圍大的土質(zhì)條件。 b

2、、可以保持挖掘面的穩(wěn)定,對周圍土層的影響比較小。 c、與其它類型頂管、拉管相比,泥水頂管、拉管的推力比較小,最適宜長距離頂管、拉管。 d、工作井內(nèi)作業(yè)環(huán)境較好,如挖掘面穩(wěn)定,不太會造成地面沉降而影響交通及各種公用管線的安全。2、砼管材與接口形式本工程按設汁選用管材為T形接口形式,管材可承受最大頂力應大于3000KN。管材進場必須為合格產(chǎn)品,施工技術專人過檢,尺寸、外觀不合格要求退場。3、頂進設備 (1) 主頂千斤頂采用15臺200KN油缸,行程1.5米,油缸安裝要垂直于后背平行于導軌,使頂進受力點和后背受力保持良好狀態(tài)?;⌒头至Νh(huán),整體后背均按3000KN頂力配備。通風設備,電力照明設備配齊,

3、管內(nèi)照明用36伏低壓安全電壓。 (2) 中繼間安裝,根據(jù)主頂系統(tǒng),工作井和管材的最大承受推力,工作井設計最大頂力2000KN,一次頂進不能完成,而設置數(shù)量、位置按頂力計算安排,中繼間油缸安裝。中繼間設計安裝200KN油缸。800中繼間安裝油缸12臺,每套最大推力2400KN;1200中繼間安裝油缸18臺,每套最大推力3600KN;1400中繼間安裝油缸21臺,每套最大推力4200KN。中繼間制做要嚴格按設汁要求,內(nèi)徑誤差±1.5mm,與中繼間連接管材采用特殊管材,入場時要加強檢驗,符合設計要求方可使用。油缸要在安裝前認真查驗保養(yǎng)。在安裝中繼間環(huán)密封時,要粘結(jié)牢固,在止水帶外表面均勻涂

4、滿潤滑油,以減少磨損。4、頂進總推力計算和繼間設置 (1)FF1+F2F總推力; F1頂管、拉管機頭迎面阻力; F2頂進阻力(2)F1= /4D2K0rH D管外徑; K0r(H+2/3D1)tg(450+ø/2)靜止土壓力系數(shù);r土的天然重度(取16KN/M3); H管頂土層厚度;(3)F2DfL D管外徑; f采用注漿工藝的摩阻系數(shù)(此處取4KN/M2); L全部頂進長度; (4)計算不同直徑工具管迎面阻力F11000 F1=3.14÷4×1.22×16×(6.2+2/3×1.2)×tg2(450+150/2)=218.

5、15(KN) 1400 F1=3.14÷4×1.642×16×(6.895+2/3×1.64)×tg(45°+15°/2)=458.31KN(5) 計算不同直徑頂管、拉管摩阻力F21000:頂進長度L=211.01m;F23.14×1.2×4×211.013180.34(KN)F23.14×1.64×4×289.795969.20(KN)1000總推力F218.15+3180.343398.49(KN)增加一套中繼間中繼間設置在實際施工操作中,要根據(jù)頂進過

6、程中的工作壓力適當調(diào)控合理安排中繼間放置位置,避免造成不必要的損失。5、泥漿減阻措施頂進時采用泥漿減阻,是降低頂進阻力的最有效方法。觸變泥漿的配方和性能指標配 方膨潤土純 堿摻加劑漏斗粘度(秒)視粘度CP失水量ml終切力(達因/mm3)比 重穩(wěn)定性A漿12%6%CMC適量3630.591301.0370注漿壓力:大于地下水壓,注漿量為建筑空隙的68倍。注漿方法是由地面液壓注漿泵,通過2”注槳管路壓送到各注漿孔。砼管注漿孔為設計預留孔。在頂進時每3節(jié)安放一節(jié)有孔砼管,注漿孔在管頭 cm4個均布,通過1橡膠支管接入,在所有注漿孔內(nèi)要設置球閥,橡膠支管和接頭的耐壓為2Mpa,注漿要在管道推進時,這樣

7、可以在管外壁形成泥漿套,起到減阻降壓的作用。6、泥水輸送與排放泥水管路系統(tǒng)是泥水頂管、拉管中的重要環(huán)節(jié),它包括泥水鋼管、泥水軟管、各種閥門、流量計和壓力表、排水泵等(見下圖)。泥漿排放采用集水池沉淀方法二次處理,達標排放,沉淀土方運至棄土場。7、頂管工作坑布置(1) 導軌安裝測量放樣按設計頂管軸線、高程。用經(jīng)緯儀定位,中線位移左右不大于3mm,高程誤差+3mm 0。安裝時導軌與底板預埋鐵焊牢,并與井壁支撐加固,確保導軌在受撞擊的條件下不移動,不變形。(2) 主頂油缸安裝: 安裝要水平且平行于頂進軸線,受力點要正確。高程和平面誤差小于20mm。(3) 后背安裝:整體式后背,按頂力900KN配備。

8、安裝要求,垂直度為后背高度H=0.1H,水平線與中心線的偏差,導軌長度L01L。后背與后背井壁之間的空隙用細石砼澆筑密實,確保后背頂進時不移位及傳遞頂進全部頂力。8、洞口止水:根據(jù)設計預留法蘭,在法蘭上安裝工作井洞口止水裝置止水法蘭。止水法蘭密封為橡膠止水法蘭。安裝時要與頂進管邊同心。安裝誤差小于20mm。(洞口止水裝置見下圖)9、頂管、拉管進出洞口地基加固措施1) 頂管、拉管進出洞口措施是施工成敗的關鍵。在進出洞口先進行壓密注漿地基加固,(工作井加固范圍為L×B×H5m×4m×4.5m90m3,接收井加固范圍為L×B×H2.5m&#

9、215;4m×4.5m45m3,以保證施工時順利進出洞口,此外在進出洞口過程中還應保留噴射井點降水措施作備用。 2)壓密注漿施工注漿漿液采用42.5普通硅酸鹽水泥漿,水灰比0.6,外摻2水玻璃及2膨潤土,水泥摻量8。 a.壓密注漿施工工藝 對于不宜用清水沖洗的場地,可考慮用純水玻璃或陶土漿灌滿閥管內(nèi)。 b.施工方案 (a)因壓密注漿影響半徑為600mm,有效半徑為500mm。故確定布孔的排距和孔距均為lm。 (b)注漿采用先從外圍,后內(nèi)部的施工方式,以防止?jié){液流失; (c)改進注漿噴頭,將常規(guī)直噴式改為濾網(wǎng)式噴頭旨在增加注漿壓力,擴大有效半徑,增加水泥漿的滲透力。 (d)每孔注漿時,

10、自下而上遠段注漿,每次撥管間距0.5m,注漿壓力為0.250.35孔MPa。 (e)先將注漿管壓入土層至設計深度,然后接上壓漿機,邊向上拔起注漿管邊向土層內(nèi)注漿。通過控制注漿量和注漿壓力來達到設計要求。10、頂管管內(nèi)通風:該頂管、拉管工程為長距離頂管,管徑小,在管道推進大于80米至100米,設置通風管道,采用1寸木橡膠管安置于管側(cè)壁,出風口設置在機頭操作間頂管主坑安置空壓機送氣,確保施工安全。11、 頂管、拉管工程測量:(1) 頂進導向是頂管、拉管工程的重要環(huán)節(jié)之一。首先將設計頂進軸線用經(jīng)緯儀放樣于井下作好標記,每頂進50米要對軸線進行復核,確保正常頂進的軸線正確。(2) 頂進控制測量采用激光

11、經(jīng)緯儀,在初頂階段要隨時監(jiān)控工具管在正確軸線上穩(wěn)步推進,每頂進20cm測量一次,嚴格控制工具管姿態(tài),發(fā)現(xiàn)誤差及時調(diào)整,初頂階段控制不少于20M。在正常頂進階段每頂進50cm進行測量,并做好測量記錄,在頂時發(fā)現(xiàn)誤差較大時要加強測量。在終頂階段距接收井約15米左右要對頂進中心軸線復核,確保頂管、拉管出洞順利。(3) 沉降觀測點布置:每井之間在頂進前要布設沉降觀測點20米布設一點,做好標記。在沉井周圍加密布設。在頂進過程中發(fā)現(xiàn)地面沉降隆起及時調(diào)整頂進壓力和速度。(4) 置換泥漿措施:在頂進結(jié)束時根據(jù)設計要求對頂進管邊外壁進行純水泥漿置換,使頂管、拉管周圍土體強度得以加強。 置換水泥漿時,將漿管接入管

12、兩側(cè)注漿孔,并將注漿孔打開, 自機頭至工作井方向依次注入水泥漿。注意控制注漿量。 12、保護地面構筑物的措施在頂進時,為更好的發(fā)揮泥水平衡頂進的優(yōu)勢,具體格施是: (1) 在頂管、拉管接進民房或河道之前要加強地面上的建筑物及地表變化的觀測,每次頂進時觀測機頭壓力變化及土質(zhì)變化、保證壓力處于平衡狀態(tài)下工作,確保安全通過河底。如發(fā)現(xiàn)路面有隆起、下陷,隨時調(diào)整推進速度和頂力,保持機頭前進與土壓力平衡,達到不擾動管外四周的原狀土,使路面不隆起、不下陷,起到保護建筑物和河床的目的。(2)通過對土壓力的理論計算來指導施工,其計算公式如下: 被動土壓力Pp=RHKp+2C(Kp)1/2;主動土壓力PaRHKa-2C(Ka) 1/2 主動土壓力PaRHKa-2C(Ka)

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