试析市政道路顶管施工技术

以下是华夏本网为建筑人员整理的关于软土地区管幕法箱涵顶进施工技艺有关材料。具体内容如下:

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管幕法是利用顶管机建造大断面地下空间的动工技能,是一种流行性的地下暗挖技能。其原理是以单根钢管顶进为根基,各钢管间依附锁口相连,并在锁口处注入止水剂,形成密封的止水帏幕。采纳管幕法时,由于开挖土体也许推进箱涵是在管幕的掩护下打开的,因而,能够总来说之裁减本地沉降和扩充施工作时间开挖面的平安,同一时候,由于管幕具备隔开分离地下水的成效,故施工作时间不要求收缩地下水位。本文详细斟酌了有关软土地区管幕法箱涵顶进施工才能以及箱涵推进施工工夫。

某地外环路是环岛主干道,路段I<3240~K6760为工程项目,在那之中K6180~715.5段放在豪华住宅群区,地下污水管道位于右幅车行道与自行车道间的绿化便秘。管道埋深5.77~8.44m,管材为DN800的预应力钢混地管理。因高档住房群尚未搬迁又属于深埋管道,由此使用顶管本领施工。

一、管幕顶进施工技巧

顶管全长535.5m,检查井按30m或40m二种间距设置,管材选拔抗渗等级为S6的C50II级坚实离心式预应力钢混地管理,F型柔性接口。顶管施工,选拔管道的呼应检查井地点设置2个工作井和3个接收井实行顶进,职业井作管道顶进用,接收井为顶管出洞回收工具头用。顶管最大单元长度140m。管道顶进完后,再施作污水检查井。

顶管进出洞技巧方法

3专业井设计、施工

1、土体加固

办事井上设活动式职业台,台上设起重架,用于起吊管井。

当在柔弱土地区展开施工作时间,由于管幕段所处的土层基本为流塑状的土,含水量大,强度低,为力保管幕钢管进出洞时洞口的安定及防水要求,防止柔弱土体及地下水涌入职业井内,形成地球表面沉降,同不常候为扩展始发井后靠土体的稳定,需求选用土体加固的法子。土体加固需求为:

行事井井底长、宽尺寸可按式、式鲜明。W=D(2.4~3.2)式中为办事井底宽度,m;D为被顶进管外径,m;L=LlL2L3L4L5式中为职业井底长,m;L为管节顶进后,尾端压在导轨上的蝇头长度,水泥地管理一般留0.3m;L2为每节管长度,m;L3为出土专门的学问间隙,一般为1.0~1,5m;L4为千斤顶长度,m;L5为后背墙厚度,m;

土体加固、改进后的土壤的无侧限抗压强度需大于1.2MPa.但也不可能太高,以防变成顶管顶进时顶力太大,影响顶进精度。

本工程工作井长度宽度为7m×4m,专门的学业井护壁为厚0.4mC30钢筋水泥,底板为厚0.5m钢混

加固范围按3米思索。加固进度中,应对地球表面进行跟踪监测,地表隆起应调整在20分米以内。

水泥搅拌桩施工。为确认保障施工时不塌方和削减地下水的注入,在办事坑外围设置了水泥搅和桩止水帷幕。桩径D=0.50m,相互搭接0.15m,水泥掺入量19%,水泥用量70kg/m,水灰比为0.45~0.50,用P.032.5普通硅酸食盐泡水泥。选择“四搅四喷”施工工艺。

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专业井开挖。接纳人工垂直开挖,每开挖1m即护壁1m,井底施打木桩进行加固,及时对井底进行密闭

2、顶管出洞工夫方法

4顶管参数及设施安装

在出洞施工在此以前,供给通过开观看孔等招数,确认加固后的泥土的止水性达到设计必要,幸免由于加固作用不佳,导致洞口泥水涌入。若土层加固未完成设计要求,则必要张开壹遍加固处理,直到确认平安后,才可进行顶管的出洞施工。

4.1顶管工程力学参数明确顶管推力就是顶管进度中管道受到的阻力,包含工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。

为堤防掘进机出洞时发出磕头现象,可使用如下措施:调度后座主千斤顶的强强联合中央,出洞时加密对掘进机偏差的衡量,一旦发觉有下磕的来头,立时用后座千斤顶实行矫正。

工具管切土正压力。

洞口止水装置

F1=S1×K1=πr2×K1=π×0.482×50=36.2t

在软粘土及淤泥质粘土地区,地下水也是管幕施工的一大影响因素。对于高地下水位地区,为防止推进进度中的涌水及涌砂现象,应尽可能选择具备水密性的推动机头,或在促进进展的经过中开始展览止水灌浆。为有效地防御地下水、润滑泥浆流入专门的职业井内,供给安装有效的洞口止水构造。

式中F1为顶管正阻力,t;S1为顶管正面积,m2;K1为顶管正阻力周到,t/m2。

3、顶管进洞才具格局

工具管切土正压力与土层密实度、土层含水量、工具管切土意况有关,遵照有关总结资料,软土层一般为20~30t/m2,硬土层一般为30~60t/m2,本工程顶管经过地层为亚粘土和砂质亚粘土,K1。取50t/m2

在机头就要达到接收井时,要可信测出机头姿态地方,尽量满意橡胶法兰与机头同心的供给。在顶管甘休后,顶管第1节与尾节和井壁预埋钢环连接,并作密封管理。

管壁摩擦阻力。

管幕渗漏的防治

F2=S2×K2=πDL×K2=π×0.96×140×0.9=380t

固然在钻井前,管幕接口间压注过高分子浆液,但随着开掘的进行,管幕接口依旧可能渗漏。此时,依据渗漏点的地位应各自选用措施:

式中F2为顶管侧摩擦力,t;S2为顶管左侧积,m2;K2为顶管侧阻力周全,t/m2。

渗漏点在已发现的部位:此时用电钻在连接口地点穿孔,直接压注油溶性聚氨酯。也能够选取钢板封堵后压注聚氨酯。

管壁摩阻力一般在0.5~1.2t/m2之间,本工程使用触变泥浆减阻,管壁摩阻力取0.9t/m2,顶进长度按140m计。

渗漏点在钻井部位前方:派人乘汽车步入钢管,在预订地方压注聚氨酯浆液。若是产生在侧壁且深度比较大,视情状能够在地面振管注浆。值得建议的是,为维护本地绿化,管幕以上土体不容许注任何浆液。

顶管总阻力。

触变泥浆减阻

F=F1F2≈420t

顶进施工中,触变泥浆的利用是减掉顶进阻力的显要格局。顶进时,通过顶管机铰接处及管节上预留的注浆孔,向管道外壁压入一定量的减阻泥浆,在管道四周外围形成八个泥浆套,收缩管节外壁压入一定量的减阻泥浆,进而收缩顶进时的顶力。泥浆套产生的三六九等,间接关乎到减阻的功力。

思虑地下工程的复杂及不可预言因素,顶管设备取1.4倍技术储备,设备顶进本事应该为600t。

为增长焊接品质与焊接速度,能够应用管道自动焊接本领,以人工焊接为辅,自动焊接为主。

4.2后背墙。后背墙作为千斤顶的协理结构。本工程后背选择专业井两侧内墙加宽的措施制作,后背墙高2.76m,厚30cm,为使后背受力均匀,后背墙上用钢板进行搭配。后背墙壁面与管道顶进方向要笔直,垂直度允许偏差0.1%H,水平扭转度0.1%L(H、L为高、长)。

鉴于管幕钢管的厚度较厚,管节尾部设单面坡口,尾巴部分不设坡口,那样管节顶进时不会减少受力面积,坡口选取45°。

4.3做事井导轨安装。导轨的效力是引导管节按规划的宗旨线和坡度顶进,导轨安装时务必设置稳定,满意管节中央高程及坡度的要求。本工程导轨为双排120工字钢、[20槽钢焊接而成,导轨为预制加工。导轨安装使用衡量仪器监察和控制,允许偏差为:轴线地方<3mm,顶面高程0~3mm,两轨内距±2mm。

管节吊下井后,先进行拼接。拼接时,在前一节管节后面部分烧焊多少个“搭子”,通过在搭子中打入铁楔,可将后一节管节尾部整形,使之与前一节后面部分能相连接。拼接时,前后管节间应留1~2分米的当儿,利于烧焊稳固。

4.4千斤顶设置。

管幕顶进后的拍卖方法

本工程使用3台200t的千斤顶。千斤顶固定在支架上,并与管道大旨的垂线对称,供给其合力的功效点与管壁反作用力效率点在同一轴线上,幸免产生顶进偏差。依照施工业经济验,千斤顶的着力点效用在管节垂直直径的约得其半~1/5为宜。

交换触变泥浆

千斤顶选取zB.50型的高压油泵,由内燃机拉动油泵专门的职业,经分配器、调节阀进入千斤顶,各千斤顶的进油管并联在一齐,保证各千斤顶活塞队的坚守和路途一致,油管安装时成功顺直、转角少。

当相邻两根钢管顶进得了后,实行触变泥浆的调换。置换材质选择纯水泥浆,以便有丰富的接连强度。置换进度按顺序举办,通过回流孔将触变泥浆完全排入钢管内。置换时,需求严控水泥浆的注浆压力和注浆量。

4.5顶铁的装置。

钢管锁口止水管理

顶铁是顶进管道时,千斤顶与管道端部之间有的时候设置的传力构件。其功能是将一组千斤顶的团结,通过顶铁均匀地布满在管端,并起调治千斤顶与管端之间离开的成效。顶铁可分为环形顶铁和u形顶铁二种。

为了防止箱涵顶进时,不发生渗漏泥水的情景,在触变泥浆置换达成后,要采纳预留的注浆孔向锁口部位压注聚胺脂浆。同期,要留下充分的追踪注浆孔,以便在箱涵顶进进度中对一部分渗漏点进行三次注浆。

设置顶铁时,顶铁与导轨之间、顶铁与顶铁之间的触发面,要擦拭干净,幸免接触不良,相互滑动。安装后,要使千斤顶轴线、顶铁轴线和管道的轴线相互平行。顶铁轴线必须与管道中央的垂线对称,制止顶力产生偏疼,导致“崩铁”。顶铁拼装后要进行锁定。

钢管水泥填充

顶铁与管口之间垫缓冲材质联接(胶合板),使顶力均匀地遍布在管端。

在箱涵顶进前,在管幕部分钢管内开始展览无缩短、免振捣水泥填充,以加大管幕纵向的刚度,和防止管幕局地出现应力集中而屈服。

5.1正常化顶进施工。顶进管道前,进行任何器具检查与试运行。护壁上的管孔凿好后将工具管霎时顶人土层。每顶进30cm,衡量十分多于一回,管道步入土层寻常顶进时,每顶进100cm,衡量十分多于三回。工具管起来顶进5~10m的限定内,允许偏差为:轴线3mm,高程0~3mm。不然要采用措施纠偏。顶进时遵守“边压触变泥浆边顶进,不压浆不顶进”的原则,新开顶时需对全体管路举办补浆。

钢管端部与工作井的连日

5.2衡量与勘误。度量仪器采取全站仪和激光水准仪。

浇注水泥后,将钢管的口部焊接密闭,再用钢板与接二连三墙预留钢板焊接,连为一体。

度量频率。顶进第3节管节时为20~50毫米/次,正常顶进时为1米/次,改良顶进时为每顶进半节管衡量三次。

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主题线度量。在做事井边的双方向桩上挂铅锤至职业井后面部分,在办事井内用激光水准仪照准两铅锤,读管前端的主导尺刻度,若与中心尺的主导刻度相交汇,表达其可行性准确,不然其差值即为偏差值。

二、箱涵推进施工本事

海拔衡量。在做事井内引设水准点,在结束顶进时,将激光水准仪支放在顶铁上,度量前端管底高程。

在软弱粘土中张开大断面的箱涵顶进施工,由于施工难度一点都不小,可构成工程具体情形,采取管幕法箱涵顶进的动工方案。

考订。工具头前方有纠正偏差或侧向节,纠正偏差或侧向节中设置有纠正偏差或偏向千斤顶,顶进进程中,当工具头的方向错误超过5mm,即应纠正偏差或偏侧,调节纠正偏差或偏向千斤顶,达成顶进方向的支配。

日前,海外使用相当多的大断面箱涵顶进施工工法首要有FJ工法和ESA工法。FJ工法通过钢绞线把两边箱涵连接在一道,通过前边的串芯油缸或然中继间千斤顶交替牵引两边的箱涵,大概安装反力壁安装钢绞线,箱涵一侧牵引推进;ESA工法规完全依赖箱涵本身的反力推进。

5.3其余有关施工措施。

以上二种工法的首要特点都以先挖土后推进,由此,前方土体必须加强以保持职业面包车型大巴安定,同期,箱涵推进时索要开采导坑,布设轨道;还索要不小的场子来制作箱涵;但不要求反力后背及反力架;箱涵分节推进,总的推进力很小,减弱千斤顶和钢绞线的多少,可信赖性较高。

穿墙顶进。顶管出洞口对顶管来讲是老大重大的环节,为了顺遂顶进,在接收井四周如故采取了深层水泥搅和对穿墙管前方2m范围内的土壤实行加固,起到挡土、阻水的意义。

国内应用相当多的是箱涵顶进工法,该工法工艺简单,技艺相对成熟,可是后靠土体需求巩固,并且后靠结构轻易失稳。当由于道路的界定,不可能提供不小的预制场合;同期防止工程造价,管幕内的泥土也不加固,所以导洞也心余力绌施工。此时,箱涵有多样方案可供选择:推进工法、牵引工法、推拉结合工法和有中继间的递进工法。

触变泥浆减阻。选择触变泥浆进行减阻,通过压入的泥浆在管壁形成泥浆套。泥浆协作比为膨润土:碱:水:0.4:0.02:1(质量比),压浆泵采取L150型,压力保持在0.1~0.2MPa,选择“先压浆后顶进,停顶进勤补浆”、“即压即顶,少许数次”的压浆工艺,每4节管设一道注浆孔,顶进甘休后使用注浆孔注水泥浆置换泥浆。

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顶管节晓得及防水措施。水泥地管理使用F型橡胶密闭圈柔性接口,氯丁橡胶楔形胶圈,由制管厂配套供应,接头内设止水钢环。当管节正常顶进安成后,管节之间都能落得可观的密闭状态。

作业面通风。采用大型电风扇作鼓风式通风。

管道严密性试验。

顶管施工技能在该地点深埋污水管道施工中,由于每一样才能环节思考丰盛、周详,各式技能、施工格局十分,处理到位,取得了成功经验,可供类似工程借鉴。

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