4.2m×6.9m矩形顶管施工方案
矩形顶管施工工艺全面介绍

矩形顶管在城市轨道交通中的应用
矩形顶管施工工法已广泛应用于城市地下人行通道施工工 程中。近年来, 随着城市轨道交通的大发展, 矩形顶管法也 开始应用于城市轨道交通的工程中, 尤其是在下穿主干道路 出入口通道的施工工程中应用较多。
传统的明挖顺作法施工, 虽然工法成熟、风险小、纯土 建的造价较低, 但是施工期间需要对道路交通进行疏解甚至 封路, 道路下众多的地下管线也可能需要临时搬迁或保护, 由此造成的附加工程造价很高, 对社会、周边环境等的综合 影响较大。而采用矩形顶管法施工时, 对地面交通基本无影 响, 也可以避开地下管线, 施工控制精度高, 对周边环境影 响小, 具有明显的优势。在上海及周边软土地区的轨道交通 设计中, 已开始引入矩形顶管施工工法, 并积累了一定的设 计和施工经验。
管线保护
顶管管顶与雨水管基础 之间净距仅为0.62米,施工 前对该管道采取了有效的保 护措施。
矩形顶管机施工案例(一)
施工现场布置图
矩形顶管机施工案例(一)
顶管机吊装
顶管机安装到位
矩形顶管机施工案例(一)
掘进顶推
吊装管节
矩形顶管机施工案例(一)
弃土水平运输
管节安装完毕
矩形顶管机施工案例(一)
矩形顶管机施工案例(一)
顶管机的选取
顶管通道净尺 寸为3.3m×6m,采 用4.2m×6.9m多刀 盘土压平衡式矩形 顶管机进行掘进施 工。顶管总长18m, 覆土深度约为7.28m。
矩形顶管机施工案例(一)
始发井
接收井
矩形顶管机施工案例(一)
钢筋混凝土管节
顶管结构全部采用预制矩形 钢筋混凝土管节,管节混凝土强 度为C50,抗渗等级为P6,
参数 黏土、砂土、粉质粘土 土压平衡 多刀盘断面切削,切削率87% 4200mm*6900mm 额定:24000kN ±1° 0~3r/min 1980kN.m 0~50mm/min
矩形顶管施工方案

矩形顶管施工方案1. 引言矩形顶管是一种常用的地下管线施工方式,它能够有效地解决城市地下管线布设难题。
本文将介绍矩形顶管施工的基本原理、工艺流程以及施工注意事项。
2. 矩形顶管施工原理矩形顶管施工原理主要基于开挖、顶管安装和回填三个步骤。
具体步骤如下:2.1 开挖在矩形顶管施工前,首先需要进行地面开挖。
开挖时,需要根据设计要求确定开挖的尺寸和深度。
开挖过程中,应注意保证工作面的平整和垂直度,避免对周边环境、设施造成不必要的影响。
2.2 顶管安装开挖完成后,开始进行顶管的安装。
顶管的安装分为两个步骤:顶管的吊装和顶管的安装定位。
2.2.1 顶管吊装顶管吊装需要使用吊车等设备将顶管吊起,并进行水平和垂直的调整,确保顶管的安装位置准确。
2.2.2 顶管安装定位在顶管吊装完成后,需要进行顶管的安装定位工作。
具体步骤包括:•安装支撑和导向框架;•检查顶管的水平度和垂直度;•调整顶管的位置,使其与设计要求相符。
2.3 回填顶管安装完成后,进行回填工作。
回填时,应注意以下几点:•使用合适的材料进行回填,保证回填质量;•回填过程中要注意填充均匀,避免造成顶管的变形;•回填时要注意控制回填的压力,避免对顶管造成过大的压力。
3. 矩形顶管施工流程矩形顶管施工流程主要包括以下几个步骤:1.确定施工区域和尺寸;2.进行顶管施工方案设计;3.开展开挖工作;4.进行顶管的吊装;5.安装支撑和导向框架;6.调整顶管的水平度和垂直度;7.进行顶管的安装定位;8.进行回填工作;9.进行管道连接和测试;10.完成矩形顶管施工。
4. 矩形顶管施工注意事项在矩形顶管施工过程中,需要注意以下事项:•严格按照设计要求进行施工,确保施工质量;•严格遵守相关的安全规范,采取必要的安全措施;•定期检查施工设备的使用状况,确保施工的顺利进行;•注意控制开挖和回填的速度,避免地面塌陷和顶管变形。
5. 总结矩形顶管施工是一项重要的地下管线施工方式,它能够解决城市地下管线布设难题。
顶管施工方案(1)(1)

顶管施工方案(1)(1)
一、前言
随着城市发展的不断壮大,城市基础设施建设愈发重要。
顶管施工作为一种高
效且安全的施工方式,受到了广泛的关注。
本文将介绍顶管施工的方案和方法。
二、施工准备
1. 设计方案
在进行顶管施工前,首先需要制定详细的设计方案。
设计方案应包括工程的施
工范围、施工方法、材料选用等内容。
2. 材料准备
在开始施工前,必须确保所有需要的材料和设备已经准备就绪。
包括顶管设备、支撑材料、管道材料等。
3. 安全准备
施工期间,安全是首要考虑的因素。
必须保证施工现场的安全,采取必要的安
全措施,如设置警示标志、佩戴安全帽等。
三、施工流程
1. 地面准备
在进行顶管施工前,必须对地面进行准备。
清理施工现场,确保地面平整、干燥,以便后续施工进行。
2. 安装顶管设备
根据设计方案,安装顶管设备,包括顶管机、推进缸等设备。
3. 推进施工
通过顶管机推进管道,逐步完成管道的铺设工作。
4. 安装支撑材料
在管道铺设完成后,安装支撑材料,以确保管道的稳定性和安全性。
四、施工质量控制
1. 施工检验
在施工过程中,需要定期进行检验,确保施工质量符合要求。
2. 质量分析
对施工过程中出现的质量问题进行分析,并及时采取措施进行修复。
五、总结
顶管施工是一种高效、安全的施工方式,可以在城市基础设施建设中得到广泛应用。
合理的施工方案和流程对保证施工质量至关重要。
希望本文对顶管施工有所帮助。
地铁车站复杂环境下大断面矩形顶管施工技术研究

0引言随着我国城市规模越来越大,为满足城市居民的出行需求,城市基础设施建设项目也随之增加,其中以地铁项目的发展最为迅速。
由于地铁承载量大,运行效率高效准时等优点,很多城市地铁项目陆续开展建设。
但由于城市地铁线路多位于繁华区域,不但周边建筑物较多,而且地下管线也较为复杂,尤其是部分地铁线路位于城市主干道下方,在施工过程中对地面交通产生非常大的干扰。
在青岛地铁4号线工程劲松四路站B 号出入口施工中,由于B 号出入口通道横穿辽阳西路,地下管线众多。
为减少道路翻交和管线迁改,B 出入口横穿辽阳西路部分采用矩形顶管法施工。
但由于该施工区域地质较差周边环境较为复杂,加之该矩形顶管通道断面较大,使得其在施工过程中存在很大的安全风险。
为确保在顶进施工过程中地面沉降控制在允许范围内,减少对周边管线及建筑物的影响,同时也要确保通道顶进后各项参数满足要求,为此项目部对管道顶进施工方案进行统筹规划,对施工中的各项工序进行严格把控。
通过一系列措施,不但安全顺利的完成了该大断面矩形顶管通道的施工作业,最大限度降低了对周边的影响,同时顶进后的通道位置标高及线形等各项参数均满足有关要求。
通过现场实际应用,该大断面矩形通道顶进下穿复杂环境施工中所涉及的相关技术在施工中取得很好的效果。
1工程概况劲松四路站是青岛地铁4号线工程的第十三座车站,西连劲松三路站,东连劲松七路站。
车站位于辽阳西路与劲松四路交叉口以东,沿辽阳西路设置,车站主体位于辽阳西路南侧下方。
劲松四路站为地下两层11m 岛式站台车站。
车站有效站台中心里程为YDK12+560.914,起点里程YDK12+458.714,终点里程YDK12+706.216,全长247.5m ,标准段宽度为19.9m ,结构高度为14.49~15.10m 。
车站共设置4个出入口,2组风亭,其中C 、D 号位于车站主体上方,为顶出设置;A 、B 号出入口横跨辽阳西路设置,A 号出入口为预留设置。
最新完整版矩形顶管施工方法

矩形箱涵顶管施工方法1、施工方法1.1施工准备1.1.1地面准备工作1)在顶进前,按常规进行施工用电、用水、通道、排水及照明等设备的安装。
2)备齐施工材料、设备及机具,以满足本工程的施工要求。
3)井上、井下建立测量控制网,并经复核、认可。
1.1.2井下准备工作1.1.2.1洞门安装1)由于洞圈与管节间存在着15cm的建筑空隙,在顶管出洞及正常顶进过程中极易出现外部土体及触壁泥浆涌入始发井内的严重质量安全事故。
为防止此类事故发生,施工前在洞圈上安装帘布橡胶板密封洞圈。
2)洞口止水装置应安装在洞口设计预留法兰上。
由橡胶止水圈与翻板组成,需与设计管位保持同心,误差<2mm。
3)安装前须对帘布橡胶板上所开螺孔位置、尺寸进行复核,确保其与洞圈上预留螺孔位置一致。
安装顺序自上而下进行。
压板螺栓应可靠拧紧,使帘布橡胶板紧贴洞门,防止矩形顶管出洞后浆液泄漏。
1.1.2.2基座及顶进后靠、机架的安装1)始发井结构施工时在底板预埋30*30cm钢板,基座下井后与其焊接,确保基座在顶进过程中承受各种负载不位移、不变形、不沉降。
洞门段的延伸导轨在工作井导轨铺设完成以后跟进铺设等安装。
规格采用43kg/m的重轨长度大约在1.5米。
导轨安装完成后,可以稍微抬高,防止顶管机进洞后会出现磕头现象。
顶管机放置在始发托架上,始发托架及钢后靠连成一个整体。
同样在接收井内也需安装一个接收架。
随着顶进的进行,轨道沿顶进方向沿伸,机架及后靠便滞留在工作井内。
2)后靠自身的垂直度、与轴线的垂直度对今后的顶进也至关重要。
为保证力的均匀传递,钢后靠根据实际顶进轴线放样安装时,在钢后靠与始发井内衬墙间预留一定的空隙(空隙大小为10cm),现浇素混凝土填充此空隙。
其目的是保证钢后靠与墙壁充分接触。
这样,顶管顶进中产生的反顶力能均匀分部在内衬墙上或加固土。
钢后靠的安装高程偏差不超过5mm,水平偏差不超过7mm。
1.1.2.3顶管机吊装下井矩形顶管下井以及吊出需要采用大型起重设备,具体吊装方法参照吊装方案。
预制矩形顶管管节施工工法

预制矩形顶管管节施工工法预制矩形顶管管节施工工法一、前言预制矩形顶管管节施工工法是一种常用的地下管道施工工法,能够有效解决城市供水、排水、燃气和通信等管道的敷设问题。
本文将对该工法进行详细的介绍和解析,包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点预制矩形顶管管节施工工法具有以下特点:1.施工周期短:由于采用了模块化的管节,可以快速地进行拼装和安装,从而提高施工效率,缩短施工周期。
2.质量稳定:预制管节在工厂中进行生产,可以保证管节的质量稳定,避免了现场施工中可能出现的质量差异。
3.适应性强:预制矩形顶管可以根据实际工程的需求进行定制,适应不同的管道敷设需求,能够满足复杂地下管网的施工要求。
4.施工环境友好:预制矩形顶管在工厂中进行生产,减少了现场施工对周围环境的影响,提高了施工的环境友好性。
5.维护便捷:预制矩形顶管采用模块化设计,可以方便地进行检修和维护工作。
三、适应范围预制矩形顶管管节施工工法适用于以下情况:1.供水管网敷设:能够满足城市供水管网的敷设需求,包括城市主干道和小区道路上的供水管道。
2.排水管网敷设:适用于城市雨水和污水的排放管网敷设,能够有效解决城市排水问题。
3.燃气管网敷设:能够满足城市燃气管网的敷设需求,确保燃气的安全供应。
4.通信管道敷设:适用于城市通信设备的接入和传输管道敷设,包括光纤和电信线路等。
四、工艺原理预制矩形顶管管节施工工法采用预制矩形顶管来进行地下管道的敷设。
具体工艺原理如下:1.工法与实际工程之间的联系:通过模块化的设计和制造,将预制矩形顶管和管节与实际工程需求相匹配,确保施工过程中的准确性和稳定性。
2.采取的技术措施:在预制矩形顶管的生产和安装过程中,采取严格的质量控制措施,确保预制管节的质量合格;同时在施工过程中,采用合适的材料和设备,保证施工的顺利进行。
五、施工工艺预制矩形顶管管节施工工艺包括以下阶段:1.准备工作:包括施工图纸的制定、材料的准备、设备的调配等。
浅析互通式地下通道工程矩形顶管的关键技术与施工

浅析互通式地下通道工程矩形顶管的关键技术与施工发布时间:2022-11-04T08:20:19.417Z 来源:《建筑实践》2022年第13期作者:田强[导读] 近年来,随着我国城市基础设施的不断发展和完善田强中铁隧道集团三处有限公司浙江杭州310000摘要:近年来,随着我国城市基础设施的不断发展和完善,地下过街人行通道工程也得以广泛应用,本文以呼和浩特市锡林南路与中山路口互通式地下通道工程为例,介绍了矩形顶管法这一新技术、新工艺的实际应用。
地下人行主通道,可以在不进行封闭交通管制,不破路搬迁道路机动车道地下综合管线的情况下,建成断面形状为矩形的地下通道。
该工法特别适用于,在有着错综复杂的各类地下管线或不允许封闭交通的城市交通干道等不宜大开挖施工的情况下,进行人行地道的施工,同时保证地面建筑不受影响。
希望能为类似国内外市政基础设施工程建设,提供有益借鉴。
关键词:互通式地下通道工程;矩形顶管;关键技术;施工1工程概况浙大网新承建了文一路地下通道(保俶北路—紫金港路)工程隧道机电安装工程(含监控与通信系统工程)项目,中标金额为2.5亿元。
主要负责隧道全线段K1+040~K6+164,紫金港立交段K0+360~K1+040及管理用房的机电设备采购及安装工程,主要工程范围包括智能交通工程、通风空调工程、给排水消防管道工程、供配电工程、通信及监控系统工程、火灾自动报警系统、管理用房设备安装、隧道排水工程安装、工勤用房安装,文一路隧道(保俶北路-紫金港路)工程建成后,将快速连接绕城高速内的主城区域,缓解城西堵情;集散城西与中心城区、钱江新城、下沙高教园、滨江高新区、萧山等区域的长距离快速交通;通过紫金港立交“周转”,直接打通余杭、主城区、下沙的快速交通,特别是对余杭及城西出行是一大利好;并与上塘高架、秋石高架形成快速路网体系,均衡杭州交通流量。
文一路隧道是杭州“四纵五横三连十一延”快速路网中的关键一节,也是市委十二届四次全会提出的“六大行动”之民生福祉工程中的一项重要内容。
较大断面矩形顶管在浅覆土条件下施工的沉降控制

较大断面矩形顶管在浅覆土条件下施工的沉降控制发布时间:2021-06-08T16:05:20.067Z 来源:《基层建设》2021年第5期作者:韩振亚[导读] 摘要:城市地下通道类工程受地面道路、管线和地质条件制约而难以采用明挖法或者矿山法施工时,大断面矩形顶管施工这种非开挖工艺具有显著的优势。
山东省青岛市崂山区中铁二十五局集团第五工程有限公司 266100摘要:城市地下通道类工程受地面道路、管线和地质条件制约而难以采用明挖法或者矿山法施工时,大断面矩形顶管施工这种非开挖工艺具有显著的优势。
在浅覆土条件下大断面顶管穿越城市主干道、地下管线、楼房等建(构)筑物时,需要严格控制地面、管线、建(构)筑物的沉降变形。
基于青岛地铁首个顶管施工出入口通道工程实例,论述了浅覆土条件下较大断面顶管施工沉降控制技术要点,为地铁出入口、地下过街通道、综合管廊等顶管施工提供借鉴,有效地进行推广应用。
关键词:大断面;矩形顶管;沉降控制 1工程概况1.1 工程简介青岛市地铁四号线劲松四路站B出入口顶管工程为横穿辽阳西路的南北地下人行通道,由B号出入口明挖段始发向车站推进,共49.5m。
结构断面内净空尺寸为6m×3.3m,覆土厚度约5.9m~7.0m,推进坡度为-2.02%。
钢筋混凝土(C50,P12)预制矩形管节尺寸为6.9m×4.2m,F型接口,采用一道楔形橡密封胶圈止水装置。
B出入口通道下穿的辽阳西路为青岛市城市主干道,道路车流量极大。
地下管线众多,包含通信、燃气、军用光缆、国际光缆、供水、电力和排水等14条重要管线。
管线距顶管拱顶最小距离约3.015m。
通道穿越土层为第⑪粉质粘土层、第⑫含黏性土粗砂层,其中第⑫层为承压含水层。
详见图1顶管段地质剖面图及管线位置示意图。
图1 顶管段地质剖面图及管线位置示意图 1.2 沉降控制要求沉降控制值参照青岛地铁集团监测管理规定及有关规范给出。
各监测项目控制值与警戒值见下表。
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3.施工筹划3.1 施工进度计划本工程顶管工程施工计划需根据始发井、接收井的土建施工进度进行安排。
当两井的混凝土结构浇筑完成,并经养护达到设计规定的强度指标后,即认为具备顶管进场施工条件。
我方将根据总包要求的时间组织人员进场进行场地布置,并随即进行设备的安装和调试工作。
总工期30日历天。
附图-03施工进度计划图。
3.2机械设备计划根据工程量及施工需要,顶管顶进主要施工机械设备配备情况见表3-1。
主要施工机械设备配备表表3-1根据工程量和施工需要,顶管顶进主要材料供应见表3-2。
顶管主要材料供应表表3-2根据工期及顶管施工工艺要求,现场劳动力配置见表3-3。
劳动力配置表表3-3根据甲方提供的现场允许使用范围,结合实际的施工需要,在始发井附近地面配置一台150T 的桁架式履带吊,同时在场地内进行顶管动力站、集土坑、拌浆系统、管节堆场、料库、危险品仓库、办公区域等设施的布置。
由于涉及到顶管机头和管节的吊装,使用包括300吨汽车吊在内的大量重型机械,要求施工便道具备相应的承载力。
为此施工道路施工前首先使用压路机压实路面,先铺15cm厚的碎石基层压实,在此基础上制作钢筋混凝土道路,承重道路结构为厚20cm的C30混凝土,配筋Φ16@200双向网片。
我方同时配备一定数量的路基板和厚钢板,满足某些重型机械施工临时需求。
场地内各材料堆场采用10cm 厚道渣基层,上设10cm厚素砼面层。
为了防止扬尘,在施工围墙内其它位置设5~7cm厚素砼。
附图-04施工场地平面布置图。
4.顶管施工方案及技术措施4.1顶管施工工艺流程附图-054.2顶进前的施工准备工作4.2.1地面准备工作1) 在顶管推进前,按常规进行施工用电、用水、排水及照明等设备的安装。
2) 施工材料、设备及机具必须备齐,以满足本工程的施工要求。
3) 井上、井下建立测量控制网,并经复核、认可。
4.2.2 井下准备工作1) 洞门密封圈安装由于洞圈与管节间存在着10cm的建筑空隙,在顶管出洞及正常顶进过程中极易出现外部土体涌入始发井内的严重质量安全事故。
为防止此类事故发生,施工前在洞圈上安装帘布橡胶板密封洞圈,橡胶板采用12mm厚钢压板作靠山,压板的螺栓孔采用腰子孔形式,以利于顶进过程中可随管节位置的变动而随时调节,保证帘布橡胶板的密封性能。
2) 基座安装基座定位后必须稳固、正确,在顶进中承受各种负载不位移、不变形、不沉降。
基座上的两根轨道必须平行、等高。
后靠自身的垂直度、与轴线的垂直度对今后的顶进也至关重要。
钢后靠根据实际顶进轴线放样安装时,与始发井内衬墙预留一定的空隙,固定后在空隙内填C20素砼,使钢后靠与墙壁充分接触。
这样,顶管顶进中产生的反顶力能均匀分部在内衬墙上。
3) 顶管机吊装下井矩形顶管机头设计总重量约130余吨,可以分为前后两段:前段重约80吨,后段重约50吨。
吊装时选用性能优良的300吨汽车调来吊装机头,为了避免顶管机头吊装中工作井、路面及路面下管线的损坏,在起吊时,在四个支腿下方铺钢制路基箱(7m×2.2m×0.43m)四块,降低吊车对地面的压强。
顶管机头的吊装:顶管机从平板车上被吊起后,要作片刻的停顿,一是确定顶管机头的实际重量是否在吊车的起重范围内;二是观察吊车对路面及工作井的影响。
在确定是安全的情况下,将顶管机头缓慢吊入工作井,准确地停放在基座的轨道上。
先吊前段再吊后段,分两次吊装完毕。
在顶管机头起吊过程中,加强对周围地面的观测,如发现路基变形,立即将机头放下,吊车移位,同时对井周围原有的混凝土地面下进行注浆加固。
4) 主顶的定位及调试验收主顶的定位将关系到顶进轴线控制的难易程度,故在定位时要力求与管节中心轴线成对称分布,以保证管节的均匀受力。
主顶定位后,需进行调试验收,保证12个千斤顶的性能完好。
5) 顶管机就位、调试验收为保证顶管出洞段的轴线控制,顶管机吊下井后,需对顶管机进行精确定位,尽量使顶管机轴线与设计轴线相符。
在顶管机准确定位后,必须进行反复调试,在确定顶管机运转正常后,方可进行顶管出洞和正常顶进工作。
附图-06始发井内平、剖面布置图;附图-07管节断面布置图。
4.2.3 技术交底、岗位培训在顶管施工前,对参加施工的全体人员按阶段进行详细的技术交底,使施工人员全面了解施工中将可能出现的各种工程难点,并努力提供施工人员的质量和安全意识。
参与施工人员需按工种进行岗位培训,考核合格后方可上岗操作。
4.3顶管出洞段顶进施工顶管机顶出洞圈至顶管机切口距工作井2.65m范围为出洞段。
4.3.1 封门形式本工程始发井围护为Ф800钻孔灌注桩,混凝土挡墙内预埋钢洞圈,灌注桩外采用4排三轴搅拌桩做出洞加固,靠近灌注桩的一排三轴搅拌桩内密插型钢,该排密插型钢的三轴搅拌桩即为工作井的洞圈封门,顶管的出洞过程即为凿除出洞口范围内灌注桩,搅拌桩内拔除H型钢和顶管机头经过出洞段加固区并进入原状土体的过程。
4.3.2 顶管出洞的施工步骤凿除出洞口范围内钻孔灌注桩设备调试顶管机头靠上搅拌桩封门 H型钢拔除顶管机切削加固土体机头切口进入原状土、提高正面土压力值至理论计算值。
4.3.3 出洞段顶进施工1)起拔H型钢前的准备工作对全套顶进设备做一次系统调试,由于本工程始发井出洞加固区搅拌桩设计强度为1.2MPa,在顶管机进入加固区时,应注意刀盘在穿越加固层时的切削性能,把机头顶进洞圈内距SMW桩10cm 左右。
H型钢拔除前工程技术人员、施工人员应详细了解现场情况和封门图纸,分析可能发生的漏水情况,并准备相应措施,制订拔桩顺序和方法,分工明确,并由专人统一指挥。
2) 起拔H型钢措施H型钢拔除按由一边向另一边一次拔除的原则进行。
起拔时,起重吊装人员应配合默契,保证H型钢拔出时迅速和安全。
3) 顶进施工在洞圈内的H型钢全部拔除后,应立即开始顶进机头,由于正面为全断面的水泥土,为保护刀盘,顶进速度应放慢。
另外,可能会出现螺旋机出土困难,必要时可加入适量清水来软化或润滑水泥土。
顶管机进入原状土后,为防止机头“磕头”,拉紧机头和前三节管节之间的拉杆螺丝,同时适当提高顶进速度,使正面土压力稍大于理论计算值,以减少对正面土体的扰动及出现地面沉降。
4.3.4 出洞段的各类施工参数顶管机从始发井出洞后,应尽量减少水土流失,控制好地面沉降。
应不断根据地面沉降数据的反馈进行参数调整,及时摸索出正面土压力、出土量、顶进速度、注浆量和压力等各种施工参数最佳值,为正常段施工服务。
4.4 顶管正常段顶进施工4.4.1 各类施工参数的控制1) 正面土压力的设定本工程采用土压平衡式顶管机,是利用土压力平衡开挖面土体,达到支护开挖面土体和控制地表沉降的目的,平衡土压力的设定是顶进施工的关键。
土压力采用Rankine 压力理论进行计算: P 上=K 0γZ 上 P 下=K 0γZ 下P 上:管道顶部的侧向土压力 P 下:管道下部的侧向土压力K 0:软粘土的侧向系数(参考《基坑开挖手册》及本工程详堪资料),此处取0.57 γ:土的容重,取17.73/m kN 。
Z :覆土深度。
Z 上约为5.68m ,Z 下约为9.88m根据以上理论计算,本工程初始土压力设定为P 上=0.057Mpa ,P 下=0.10Mpa 。
以上数据为理论计算值,只能作为土压力的最初设定值,随着顶进施工,土压力值应根据实际顶进参数、地面沉降监测数据作相应的调整。
2) 主顶力的设定总拉力为初始拉力与各种阻力之和。
F 0 :总顶力标准值(KN ) D 1 :管道的外径(m )F k :管道外壁与土的平均摩阻力(KN/m 2),此处取5.0 KN/m 2 L :顶进长度(m )F N :顶管机的迎面阻力(KN )s s F H b a N γ**==4.2×6.9×17.7×5.0=2565KN则总顶力F 0=2×(4.2+6.9)*36*5+2565=6561KN主顶力随顶进距离的增加而增大。
顶管掘进机头出洞,在进入原状土且正面土压力没有建立之前,要控制主顶力不能过大。
在正常推进中,要注意主顶力的增大应该是缓慢的,而不允许有突变。
经计算,实际最大主推力为6564kN ,远小于顶管机额定主顶力(为24000kN ),小于管道允许顶力(p c Qd dc A f F 53215.0φγφφφ=,取dc f =0.309p c A f 计算,为23127KN )。
3) 出土方案及出土量控制本工程管节内铺设16kg/m轨道,采用1台平板车和1只3.0 m3土箱出土运输方案。
在主顶平台上固定一台卷扬机用作拖动平板车的动力。
一节管节的理论出土量为6.9×4.2×1.5=43.47m3,在顶进过程中,应尽量精确地统计出每节的出土量,力争使之与理论出土量保持一致,确保正面土体的相对稳定,减少地面沉降量。
4.4.2 顶进轴线控制顶管在正常顶进施工中,必须密切注意顶进轴线的控制。
在每节管节顶进结束后,必须进行机头的姿态测量,并做到随偏随纠,且纠偏量不宜过大,以免土体出现较大扰动及管节间出现张角。
由于是矩形顶管,因此对管道的横向水平要求较高,所以在顶进过程中对机头的转角要密切注意,机头一旦出现微小转角,应立即采取刀盘反转、加压铁等措施回纠。
顶进轴线偏差控制要求:高程+100mm,-80mm;水平:+100mm。
4.4.3 地面沉降控制在顶进过程中,应合理控制顶进速度,保证连续均衡施工,避免出现长时间搁置情况;不断根据反馈数据进行土压力设定值调整,使之达到最佳状态;严格控制出土量,防止欠挖或超挖。
4.4.4 管节减摩为减少土体与管道间摩阻力,在管道外壁压注触变泥浆,在管道四周形成一圈泥浆套以达到减摩效果,在施工期间要求泥浆不失水,不沉淀,不固结。
1)泥浆配比(按公斤每立方米计)见下表: 表5-22) 压浆孔及压浆管路布置压浆系统分为二个独立的子系统。
一路为了改良土体的流塑性,对机头内及螺旋机内的土体进行注浆。
另一路则是为了形成减摩泥浆套,而对管节外进行注浆。
3) 压浆设备及压浆工艺采用泥浆搅拌机进行制浆,按配比表配制泥浆,泥浆要充分搅拌均匀。
压浆泵采用HENY泵,将其固定在始发井口,拌浆机出料后先注入储浆桶,储浆桶中的浆液拌制后需经过一定时间方可通过HENY泵送至井下。
注浆压力控制在0.05MPa左右。
4) 压浆施工要点:(1).压浆应专人负责,保证触变泥浆的稳定,在施工期间不失水,不固结,不沉淀。
(2).严格按压浆操作规程施工,在顶进时应及时压注触变泥浆,充填顶进时所形成的建筑空隙,在管节四周形成一泥浆套,减少顶进阻力和地表沉降。
(3).压浆时必须遵循“先压后顶、随顶随压、及时补浆”的原则。
(4).压浆顺序地面拌浆启动压浆泵总管阀门打开管节阀门打开送浆(顶进开始)管节阀门关闭(顶进停止)总管阀门关闭井内快速接头拆开下管节接2寸总管循环复始。