小口徑螺旋鉆頂管施工介紹

1、小口徑螺旋鉆頂管施工介紹DN375螺旋鉆施工工藝主講：王翰林目 錄 1 施工介紹 2 施工流程 3 存在問題及解決方法 4 如何提高施工效率 5 安全文明施工1 施工介紹 1.1 工作原理：螺旋鉆頂管機(jī)靠機(jī)頭前刀盤切削掘進(jìn)面，與螺旋鉆端部（刀盤處）射出的高壓水混合，經(jīng)由套管內(nèi)螺旋輸送至工作井，再使用泥箱運(yùn)至存放泥漿處。 1.2 適用范圍：螺旋鉆頂管適用于口徑較小的頂管；可用于含水土層，砂土層，砂礫巖石層；單項(xiàng)頂進(jìn)長度最佳60m。 1.3 特點(diǎn)：不破壞既有道路，不影響交通；施工噪音小，排泥漿少，對(duì)環(huán)境影響小，文明、安全施工程度高；施工精度高，技術(shù)先進(jìn)；速度快；綜合施工成本低；如果前方遇到障礙物可

2、拔出，等處理好之后繼續(xù)頂進(jìn)。由于管徑較小，激光穿過范圍較小，容易脫靶，控制難度較高。2 施工流程 2.1 設(shè)備進(jìn)場：使用吊車跟貨吊配合將頂管所需設(shè)備，管節(jié)運(yùn)至工作井周圍并按流程先后的放置好。 頂管使用設(shè)備：機(jī)頭一臺(tái)，機(jī)架一臺(tái)，發(fā)電機(jī)（120KW）一臺(tái)，注水注漿泵一臺(tái)，液壓總站一臺(tái)，吊車一臺(tái) 2.2 測量放點(diǎn)：根據(jù)業(yè)主提供的測量控制點(diǎn)布置整個(gè)工程的控制網(wǎng)，在井周圍布設(shè)一個(gè)高精度的控制網(wǎng)，用以測放、檢查和修正工作井井區(qū)和井下的測量點(diǎn)，如軸線點(diǎn)、井下的測量起始點(diǎn)和后視點(diǎn)等。2 施工流程 2.3 機(jī)架安裝 a 將型鋼吊入井內(nèi)，沿軸線平行放置，并調(diào)至水平 b 吊入機(jī)架，放至已調(diào)平的型鋼上，調(diào)至水平 c

3、使用水準(zhǔn)儀調(diào)好頂進(jìn)坡度，使誤差控制在2mm范圍內(nèi) d 根據(jù)井壁沿軸線實(shí)測標(biāo)高跟流水面標(biāo)高算出軟眼中心標(biāo)高，軟眼直徑560mm e 澆注后靠背，使用C30砼澆注2 施工流程有關(guān)計(jì)算公式a為上井壁到軟眼中心的距離；d為上井壁到機(jī)架軌道距離;b為流水面標(biāo)高；e為上井壁到經(jīng)緯儀距離c為上井壁標(biāo)高；當(dāng)接收井在上游時(shí)x為正,當(dāng)接收井在下游時(shí)x為負(fù)；以上各數(shù)據(jù)單位都為米。0.015x）（x0.1875b-ca0.0050.173ad005. 013. 0ae2 施工流程 f 安裝固定測量支架，測量支架中心和頂進(jìn)軸線重合，測量支架安裝完成后，臨時(shí)架設(shè)激光經(jīng)緯儀，將推進(jìn)系統(tǒng)退至后方位置，確認(rèn)無碰撞后予以固定。

4、g 油管及電纜連接2 施工流程 2.4 出洞 a 機(jī)頭下井：安裝準(zhǔn)備工作結(jié)束后，經(jīng)過保養(yǎng)調(diào)試后的頂管機(jī)開始下井，頂管機(jī)采用兩個(gè)2T的手拉葫蘆捆綁，以便于頂管機(jī)到位后能夠便于調(diào)整。由于工作井尺寸較小，頂管機(jī)下井時(shí)嚴(yán)禁井下留人，待頂管機(jī)到達(dá)井底時(shí)，工作人員在行下井作業(yè)。將油管和線纜與機(jī)頭連接好后，進(jìn)行機(jī)頭出洞前的最后調(diào)試，確認(rèn)機(jī)頭運(yùn)行完好后把機(jī)頭尾部的螺旋桿和機(jī)架相連，將機(jī)頭用手拉葫蘆調(diào)整到設(shè)計(jì)坡度。2 施工流程 機(jī)頭出洞 機(jī)頭進(jìn)洞2 施工流程 b 頂管機(jī)開始掘進(jìn)：安裝激光經(jīng)緯儀，按設(shè)計(jì)坡度調(diào)整好，將激光對(duì)準(zhǔn)機(jī)頭光靶。取出洞口封堵砂袋，推進(jìn)頂管機(jī)進(jìn)入出口器，安裝機(jī)頭限位鐵板，繼續(xù)推進(jìn)頂管機(jī)靠近井壁

5、土層，啟動(dòng)注水泵及出土螺旋，繼續(xù)將機(jī)頭向前推進(jìn)進(jìn)入土層。由于機(jī)頭剛進(jìn)入土層時(shí)，機(jī)頭大部分在井內(nèi)，沒有土壤包裹約束，很容易出現(xiàn)偏差，所以出洞操作時(shí)要特別小心。2 施工流程 出口器及限位裝置管節(jié)安裝2 施工流程 機(jī)頭推進(jìn)時(shí)把出土螺旋速度調(diào)整到低速，推進(jìn)的速度取決于螺旋的出土速度。頂進(jìn)作業(yè)時(shí)刀盤要稍微向前伸出3左右，如果要進(jìn)行糾偏作業(yè)時(shí)刀盤還需向前多伸出一點(diǎn)，避免刀盤和螺旋碰撞到機(jī)頭殼體及螺旋套管。 推進(jìn)機(jī)頭時(shí)，根據(jù)操作臺(tái)顯示的數(shù)據(jù)，盡早進(jìn)行糾偏操作，避免機(jī)頭出洞時(shí)偏差過大，導(dǎo)致以后糾偏困難，并做好資料記錄。2 施工流程 2.5 糾偏：目視光靶的偏位值和操作臺(tái)顯示器的偏位值的關(guān)系：目視光靶的偏位值從

6、下圖可以看出光點(diǎn)在光靶的右上，表示機(jī)頭機(jī)頭偏左下，而操作臺(tái)顯示屏可以看出，所顯示的偏差值是機(jī)頭的實(shí)際偏差值。2 施工流程 糾偏方法：通過監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)機(jī)頭出現(xiàn)偏差時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行糾偏處理，不要讓偏差超過3-5mm，如果機(jī)頭需要向上進(jìn)行調(diào)整，則將修正把手推到上位，啟動(dòng)修正油泵進(jìn)油，完成糾偏作業(yè)，注意不要等到顯示屏顯示完全回到軸線時(shí)將糾偏油缸回收，在慣性作用下，機(jī)頭會(huì)繼續(xù)保持向上的趨勢(shì)運(yùn)行，所以當(dāng)機(jī)頭出現(xiàn)向上的趨勢(shì)時(shí)就要回收糾偏油缸，讓機(jī)頭平緩接近設(shè)計(jì)軸線。2 施工流程 2.6 進(jìn)洞 機(jī)頭到達(dá)接收井前需要做好進(jìn)洞前的準(zhǔn)備工作，將接收井內(nèi)的水抽干，安裝爬梯及通風(fēng)管，準(zhǔn)備好鑿洞的風(fēng)鎬和發(fā)電機(jī)，準(zhǔn)備好洞口封

7、堵材料，如果地質(zhì)條件差的情況下還需要安裝進(jìn)口器或者提前進(jìn)行地質(zhì)改良。 機(jī)頭在接近接收井前3米左右時(shí)，頂進(jìn)要特別小心，要仔細(xì)觀察操作臺(tái)上的各個(gè)數(shù)據(jù)變化及土質(zhì)的變化，一般來講在靠近接收井的范圍土層在沉井施工過程中都會(huì)多少出現(xiàn)擾動(dòng)，導(dǎo)致機(jī)頭到達(dá)的時(shí)候容易出現(xiàn)下沉，為避免出現(xiàn)這樣的情況，在將要到達(dá)接受井時(shí)調(diào)整好機(jī)頭的姿態(tài)，一般建議抬高2cm左右。2 施工流程 在最后到達(dá)接收井的頂進(jìn)過程中，將出土螺旋調(diào)整到極低轉(zhuǎn)速，增加頂進(jìn)速度，可以有效防止機(jī)頭下沉。 機(jī)頭到達(dá)接收井后，根據(jù)機(jī)頭的實(shí)際位置確定進(jìn)洞口的中心位置，中心位置確定好后，畫一個(gè)DN600mm的圓。用風(fēng)鎬鑿出洞口，鑿洞速度要快，避免時(shí)間過長井外的土

8、層發(fā)生滑動(dòng)，造成事故。洞口鑿好后迅速將機(jī)頭推進(jìn)接收井，完成進(jìn)洞過程，起吊機(jī)頭，并對(duì)軟眼進(jìn)行封堵。 在機(jī)頭進(jìn)洞后，防止管節(jié)預(yù)留太長影響下一段頂進(jìn)，一定要在頂進(jìn)時(shí)安排好管節(jié)排布。2 施工流程 機(jī)頭起吊完成后，在工作井內(nèi)拆除出土螺旋及套管、油管、線纜等，割除機(jī)架的固定型鋼，將機(jī)架吊到地面進(jìn)行保養(yǎng)。 2.7 設(shè)備轉(zhuǎn)場 將所有頂管設(shè)備轉(zhuǎn)至下一個(gè)工作井，準(zhǔn)備下一段頂進(jìn)。3 存在問題及解決方法 3.1 機(jī)頭旋轉(zhuǎn) 頂管機(jī)在頂進(jìn)過程發(fā)生旋轉(zhuǎn)幾乎在每條頂管中都會(huì)出現(xiàn)，將影響管內(nèi)設(shè)備的使用，甚至使液體外溢等。 解決的方法有反轉(zhuǎn)法和配重法，由于螺旋正轉(zhuǎn)出土，反轉(zhuǎn)不出土，所以反轉(zhuǎn)法在此螺旋鉆頂管中不適用；配重法適用于大

9、頂管。 我們采用將套管安裝時(shí)反向旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度的方法，可以減緩旋轉(zhuǎn)，但不能制止。3 存在的問題及解決方法 3.2 遇到不明障礙物 在頂進(jìn)過程中，機(jī)頭遇到不明障礙物時(shí)有發(fā)生。遇到障礙物應(yīng)采取“查、看、聽、觸”四步，初步判斷是什么性質(zhì)的障礙物，然后再采取相應(yīng)措施。 “查”：查地質(zhì)資料，判斷是否處在地質(zhì)變化帶，是否回填區(qū)域、歷史上有無可能遺留障礙的行為等； “看”：看電流、油壓、刀盤扭矩、千斤頂推力、設(shè)備是否振動(dòng)等； “聽”：聽刀盤、輸送管道、頂管管道內(nèi)傳出的聲音； “觸”：觸摸頂管設(shè)備，如導(dǎo)管、螺旋等，其振動(dòng)狀態(tài)有何變化；3 存在的問題及解決方法 若看到在高電流高油壓下頂管有少量進(jìn)尺，聽到的聲音、觸

10、摸到的設(shè)備振動(dòng)比金屬障礙小，則可能遇到的是石塊、建筑垃圾、歷史人為留下的非金屬障礙物，可采取小轉(zhuǎn)速、慢推進(jìn)，慢慢將障礙物磨碎排出或撥到頂管斷面以外。 若看到在高電流高油壓下頂管沒有進(jìn)尺，聽到明顯的金屬撞擊聲音、觸摸到的設(shè)備振動(dòng)厲害，則可能是金屬障礙物。處理較困難，應(yīng)以最小轉(zhuǎn)速正反間斷轉(zhuǎn)動(dòng)，若是小塊障礙，可能進(jìn)入排泥管道帶出或被刀盤撥到頂管斷面以外；若是大塊金屬障礙，刀盤無法切削，頂管機(jī)頭本身又無排障能力，則只能考慮管道回?fù)芑蜃骶耪狭?。金屬障礙物切不可長時(shí)間切削，以免損壞頂管機(jī)刀盤，甚至頂管機(jī)。 大體積金屬障礙物可能使整條管道報(bào)廢，如洋口人工島中石油的取水管道。3 存在的問題及解決方法 3.3

11、 機(jī)頭下沉 當(dāng)機(jī)頭進(jìn)入承載力小于機(jī)頭本身重量的軟弱土層時(shí)，機(jī)頭即會(huì)下沉。處理方法： 若可預(yù)見機(jī)頭即將進(jìn)入軟弱土層，在進(jìn)入之前就應(yīng)調(diào)整機(jī)頭姿態(tài)，使機(jī)頭處于正誤差或向上爬狀態(tài)。 若突然進(jìn)入軟弱土層，則應(yīng)暫停出土，快速推進(jìn)，使機(jī)頭處于強(qiáng)行擠壓土體的狀態(tài)，被擠壓密實(shí)的土體承載力提高，制止機(jī)頭下沉。只頂進(jìn)不出土，擠壓軟土，是制止機(jī)頭下沉與抬高機(jī)頭的有效措施。3 存在的問題及解決方法 3.4 機(jī)頭上爬 機(jī)頭上爬多發(fā)生在含卵石或碎石的土層，其原因是切削過程中，機(jī)頭頂部的卵石碎石下落，使機(jī)頭上部壓力釋放，機(jī)頭上下壓力不均而上爬。 機(jī)頭上爬的處理方法主要是調(diào)整機(jī)頭勢(shì)態(tài)，伸出上部的糾偏油缸，使機(jī)頭處于下壓狀態(tài)；

12、調(diào)整機(jī)頭勢(shì)態(tài)措施應(yīng)盡早采取，一旦發(fā)現(xiàn)，及時(shí)調(diào)整，以免爬升過高而難以調(diào)回。3 存在的問題及解決方法 3.5 機(jī)頭難以糾偏 當(dāng)遇到機(jī)頭左右兩邊土質(zhì)軟硬程度不同時(shí)，會(huì)發(fā)生機(jī)頭一直往一個(gè)方向偏，正常糾偏沒反應(yīng)，這時(shí)可采用先將頂進(jìn)管節(jié)先拉出幾節(jié)，然后快速旋轉(zhuǎn)慢速頂進(jìn)的方式可以糾過來，但是要注意機(jī)頭很容易下沉。4 如何提高施工效率 4.1 將現(xiàn)有吊裝設(shè)備吊車換 為門吊，可大大縮短管節(jié) 安裝時(shí)間； 4.2 做沉井時(shí)可做的更深一 點(diǎn)， 這樣可以增加每次的 清泥量，減少清泥次數(shù)， 一次清泥最少半小時(shí)。5 安全文明施工 5.1 現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn) a 市政頂管施工，在條件允許的情況下，盡量擴(kuò)大施工區(qū)域，并做好圍擋工作； b

13、 各類物資、機(jī)具要做到分類、標(biāo)識(shí)、上架、防雨、碼垛； c 易燃易爆品存放要有標(biāo)識(shí)牌、警示牌，并按規(guī)定擺放； d 各種安全警示、提示、應(yīng)滿足施工場地所需；5 安全文明施工 5.2 施工規(guī)范 a 起重機(jī)械回轉(zhuǎn)半徑及危險(xiǎn)品庫周圍應(yīng)設(shè)隔離棚； b 配電裝置及危險(xiǎn)品庫附近應(yīng)有明顯警示牌； c 現(xiàn)場施工應(yīng)做好暢通的排水系統(tǒng)，做到場地?zé)o積水，保持道路干燥堅(jiān)實(shí)，工地地面做到無泥化； d 施工場地應(yīng)做到工完，料盡，場地清，施工人員要做到落手勤；5 安全文明施工 5.3 環(huán)境保護(hù) a 施工污水未經(jīng)處理不得隨意排放； b 現(xiàn)場垃圾、雜物、廢料等應(yīng)有指定存放點(diǎn)； c 現(xiàn)場應(yīng)有醫(yī)療保險(xiǎn)箱，殺蟲殺蚊劑，保證施工人員受傷能得到及時(shí)救治，保證工作