顶管施工技术论文
水利工程顶管施工技术应用研究【论文】

水利工程顶管施工技术应用研究摘要:顶管施工技术的“非开挖”或“少开挖”特性,已经广受工程设计、施工人员的青睐。
本文从顶管施工技术的产生背景、主要原理、施工前中期的测量准备工作、顶管工作坑的设置方式、降低顶进过程摩擦阻力的有效方式、应用于水利工程中时的顶管施工技术作业流程等方面对该技术进行了详细介绍,以供参考。
关键词:顶管施工技术;水利工程;摩擦阻力;测量准备引言顶管施工技术是一种非开挖或少开挖的管道埋设施工方式。
笼统来说,在工作坑内,使用顶进设备,借助其在特定方向产生的顶力,降低管道与土壤间的摩擦力,从而将管道从目标坡度“顶”入土中,最后将土方运走。
此种技术由于无需或少量开挖,不会对工程所在地的道路及其他重要设施的周边环境造成破坏,因此已经广泛应用于建筑工程、道路桥梁工程以及水利工程。
1水利工程中应用顶管施工技术的产生背景及主要原理在水利工程施工中,地下管道的安置、更换长期以来严重困扰着设计人员。
频繁的开挖不仅费时费力、造成极大的成本支出,还会严重影响工程建筑主体下方的土层环境,一旦出现问题,将会严重影响工程整体质量。
面对此类问题,盾构施工法应运而生,以更加先进的顶涵作业,革新了工程主体结构的顶进支护结构方式,并将明挖开槽转变为暗挖盾构支护,极大地降低了施工过程对交通造成的影响。
而顶管施工技术在盾构施工法的基础之上,得到了进一步的改进。
应用于水利工程、桥梁隧道工程、地下管线铺设时,无需开挖面层,即可穿越诸多障碍物。
其主要原理为借助主顶油缸和管道间、中继间的推理,将作业工具管甚至是掘进设备沿着工作井内部直接穿过土层,一直推到接收井所在位置后,执行吊起操作。
与此操作同时进行的,是将紧随工具管与掘进设备后方的管道埋设在工作井和接收井之间,最终通过非开挖的方式达到成功敷设地下管道的目的。
2施工前中期的测量准备工作在水利工程中应用顶管施工技术时,必须重视导向问题。
一般来说,顶管的距离越长、口径越大、导向工作的困难性就会越高。
道路顶管施工技术实践论文

道路顶管施工技术实践探析摘要:本文通过结合某道路排水工程污水主干管工程的设计施工建设情况,总结出该工程所采取的顶管施工技术,提出了管道顶进施工的关键环节,及其相应的施工应注意的问题,有效地提高顶管施工质量,推广顶管施工技术的应用。
关键词:道路施工;顶管施工;顶进技术中图分类号:u41 文献标识码:a 文章编号:工程概况贵港市仙衣路污水主干管工程是贵港市城西污水处理厂工程的配套工程,该工程污水主管道总长1729m,主管管径φ=1650~2000,其中按设计要求开槽大开挖施工段837 m,顶管施工段892 m(下穿黎湛铁路段105 m)。
本文主要介绍顶管施工。
顶管施工方案考虑顶管施工段采用人工挖土,挤压式机械顶进法顶管,不大面积开挖地面,不破坏地面道路,不影响交通,不破坏环境,不影响管道段的变形,造价比大开挖路面低.安全性比大开挖好。
根据挤压式机械的一次最多只能顶进40米特点,在施工中一般每隔80米开挖一个工作井(如果是城市主干道等重要交通路段,为了加快施工进度,减少交通的拥堵时间,可以每隔50米开挖一个工作井)。
双向工作井是向两个方向顶进管道的工作坑,因而可增加从一个工作坑顶进管道的有效长度,工作搞的平面形状采用施工中常用的矩形工作坑,其短边与长边之比一般为2:3,本工程开掘的工作井采用开挖长度为7米,宽度为6米的工作井,用c25钢筋混凝土做长5米,宽4米,厚为0.4米的沉箱。
工作井的沉箱均使用人工开挖进行下沉,下沉深度可达12米。
沉箱下沉到设计管底高程下200mm时停止下沉,凿开沉箱侧壁顶管的范围,采用c25现浇钢筋混凝土做顶管后背墙,再进行顶管工作。
预制钢筋混凝土主管管径为φ=1.65~2米,每节钢筋混凝土管重达4吨,使用龙门架吊混凝土管进工作井。
根据液压机械的特点,采用挤压式顶进法,每个工作井每次最多顶进40米。
各个工作井的顶管完成后,将工作井用级配碎石回填压实。
降水井位于管道中心线两侧,对称布置,井连线距离中心线3.0米,井间距5.0米。
毕业论文——浅谈顶管施工技术

浅谈顶管的施工技术文章摘要:板桥江大路污水处理顶管工程,由于合理选择了工具管形式,成功地解决了轴线控制和减阻泥浆等技术难题,只用了100天就完成了全部顶进施工,创造了市优工程。
关键词:顶管机顶进测量第一章工程概况:φ1500mm顶管工程是污水处板桥新城污水处理工程的一个重要组成部分。
正常排放管总长1808m,管道内径1500mm,从高位井向低位井顶进,埋深5.30~8.40m,顶进施工采用F-B型钢承口式钢筋混凝土管、楔形橡胶圈接口、多层胶合板衬垫。
第二章顶管施工技术第一节控制土压顶管需计算顶进时的控制土压力。
控制土压力除了计算以外还需在顶进时实测,然后拿实测数据与计算的做比较,修正计算值实测的方法是在初始顶进过程中,当机头已完全进入土中以后,需停下来,待4小时以后,观察机头内土压力表的实际读数,此读数即可视为主动土压力,每一顶顶进之前的计算数据均需交监理工程师备案。
顶管机在顶进过程中,其土仓中始终有一个压力,我们称之谓控制土压力为P,当控制土压力P小于顶管机所处土层的主动土压力PA时,土就涌向顶管机土仓,而这往往是由于螺旋输送机排出土的体积大于顶管机推进过程中理论排出土的体积所造成的,因此地面会产生沉降。
反之,如果当控制泥水力P大于顶机所处土层的被动土压力PP时,这往往是由于排土过少而造成了土的过剩,因此地面就会产生隆起。
所谓泥水平衡,即把土仓内的土压力控制在顶管机所处土层的主动土压力与被动土压力之间,也即:P A <P<PP式中:PA-主动土压力(KPa);P-控制土压力(KPa);Pp-被动土压力(KPa)。
这样,在顶管施工过程中,土仓的压力终是处于一种平衡的状态,这就是泥水平衡顶管的基本原理。
但是,实际施工过程中,由于主动土压力和被土压力之间的压力值范围较广,又由于土压力的变化是一个非常复杂的过程,而且,在计算主动土压力和被动土压力时容易造成误差,所以必须在这个较大范围中取处于中间的那一段,以减少土压力值的波动。
某公路隧道施工中的顶管法施工技术与应用

某公路隧道施工中的顶管法施工技术与应用随着城市化进程的加快,公路建设也不断推进。
而在公路建设中,隧道建设是其中一个重要的组成部分。
而某公路隧道施工中的顶管法施工技术与应用,正是一种能够提高施工效率和质量的方法。
1. 引言:现代公路隧道建设中,施工技术的不断创新和升级是提高施工效率和保证施工质量的关键。
毫无疑问,顶管法施工技术正是其中一种重要的技术之一。
本文将详细探讨某公路隧道施工中的顶管法施工技术与应用。
2. 顶管法施工技术的基本原理:顶管法施工技术是一种通过地表开挖和地下钻孔的方式进行隧道施工的方法。
它的基本原理是通过钻孔设备对隧道进行预设孔洞,然后将管道逐段推入地下,最后通过封端和开挖,实现隧道的建设。
3. 顶管法施工技术的优势:相比传统的隧道开挖方法,顶管法施工技术具有诸多优势,例如:3.1 施工速度高:顶管法施工技术能够同时进行开挖和管道推进工作,大大提高了施工速度。
3.2 减少对地表的破坏:顶管法施工技术通过地下钻孔进行隧道建设,减少了对地表的破坏,保护了环境。
3.3 适用于复杂地质条件:顶管法施工技术可以适应不同地质条件,包括软土、岩石等,具有较强的适应性。
4. 某公路隧道施工中的顶管法施工技术:在某公路隧道建设中,采用了顶管法施工技术。
施工过程中,首先进行了详细的勘察和设计,以确定隧道的具体施工方案。
然后,选择了适合的钻孔设备和管道材料。
施工过程中,通过地下钻孔设备进行孔洞预设,然后将管道逐段推入地下。
最后,进行开挖和封端工作,完成了隧道的建设。
5. 实践效果评估:通过对某公路隧道施工中顶管法施工技术的实施和应用,取得了显著的效果。
首先,施工速度大幅提升,节省了大量时间和人力成本。
其次,施工过程中对地表的破坏较小,减少了环境风险。
此外,顶管法施工技术在复杂地质条件下的适应性也得到了验证。
6. 经验总结和技术改进:在实践中,某公路隧道施工中的顶管法施工技术也暴露出一些问题。
例如,施工过程中对地质条件的判断和掌握需要更加精准;钻孔设备的选型和管道材料的选择要综合考虑不同因素。
顶管技术在工程中的应用论文

顶管技术在工程中的应用论文顶管技术在工程中的应用论文顶管技术在工程中的应用摘要:随着我国现代化城市建设的不断发展,水利工程基础建设步伐的逐步加快,地下空间开发工程逐步增多,各种地理环境的特殊性也增加了地下工程建设的难度。
本文结合工程实例对水利工程中的顶管施工技术进行了阐述。
关键词:水利工程;顶管技术;设计;施工顶管技术又称非开挖管道敷设技术,它具有不需要开挖面层,就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术,投资和工期将大大节省。
同时,顶管施工技术可以降低噪音,减少粉尘,减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏,属于真正的无污染、高效率的施工技术,故顶管施工必将在城市建设中得到广泛的应用和发展。
为了更好地保护城市环境,方便居民,生活,减少施工造成的交通影响,目前各个城市都在积极推行顶管施工技术。
1 工程实例2 主要工程技术顶管施工是一种不开挖沟槽而敷设管道的工艺,它运用液压传动产生强大的推力使管道克服土壤摩阻力顶进的施工技术,主要难点是临近渠道水体,渠道水下渗引起的开挖面涌水或塌方破坏问题。
2.1 施工工序现场调查→工程降水→测量放线→工作井定位与开挖→工作井基础、导轨及附属设施施工→后背设计与施工→顶进设备与设施准备→渠道必要的加固或停水→下管→挖土→顶进→测量校对→接口→附属工程施工→压浆。
2.2 前期准备顶管施工属于地下工程,影响施工的因素很多,施工前应探明地质,组织施工人员认真学习施工技术文件,了解施工范围、管道沿线的地形、地质水文地质条件,完成作业范围内地下管线等调查并保护,编写好顶管施工技术组织设计,制定好可靠的进洞措施。
顶进施工前应根据设计资料,结合地形、地质情况,对涵管位置、方向、长度、出入口高程等进行校对,施工期应避开渠道供水高峰期和雨期。
工作井要保证施工期间连续排水要求,顶进作业应采取降水措施,地下水位应降至基底以下0.5~1.0m,经常保持顶管掘进机底部无积水现象,如遇积水,应及时排除,以防止土体基底软化,雨期施工还应做好地面排水。
排水管道顶管论文施工技术特点论文

排水管道顶管论文施工技术特点论文【摘要】顶管施工技术具有不妨碍交通畅通、占地面积少、大大降低沿线拆迁的工作量、施工的过程控制相对严格以及经济性较高等优点。
相对于开槽埋管从社会效益与经济效益上来讲更具有优越性,另外一方面从切实做到保护环境考虑,顶管施工技术应该得到大力推广。
一、引言在排水管道顶管施工过程中,要选择合适的施工方法,最大程度地减少排水管道顶管施工对铺设排水管道的影响,减少对城市道路交通的影响。
针对排水管道顶管施工中存在的问题,积极采取有针对性的措施,不断完善和改进施工技术和施工工艺,掌握排水管道顶管施工中的注意事项,确保排水管道顶管施工的顺利进行。
二、顶管施工技术的定义及优点1.顶管施工技术的定义顶管施工就是非开挖施工方法,是一种不开挖或者少开挖的管道埋设施工技术。
顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力,克服管道与周围土壤的摩擦力,将管道按设计的坡度顶入土中,并将土方运走。
一节管子完成顶入土层之后,再下第二节管子继续顶进。
其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。
管道紧随工具管或掘进机后,埋设在两坑之间。
2.顶管施工技术的优点顶管施工技术是一种非开挖管道敷设技术,它不需要开挖表面土层,就能够直接穿越地面建筑物、地下管线以及公路、河道等,与开挖管道敷设技术相比,其投资与工期将大大节省。
总结起来,顶管施工技术主要具有以下四个方面的优点:第一,施工面由线到点,占地面积较小。
第二,地面活动基本不受施工的影响,对于交通的干扰甚小。
第三,施工的噪音和震动较低,对于居民生活环境的干扰较小,不影响现有管线以及建筑物的使用。
第四,能够在较深的地下或者水下敷设管道,可以安全穿越铁路、河流、地面建筑物等。
2.1顶进用管顶管掘进机是顶管用的主要设备,是决定顶管成败的关键所在,它总是安放在所顶管道的最前端。
在手掘式顶管施工中是不用顶管掘进机而只用一只工具管。
顶管技术在市政给排水施工中的有效应用论文

顶管技术在市政给排⽔施⼯中的有效应⽤论⽂顶管技术在市政给排⽔施⼯中的有效应⽤论⽂ 摘要:市场的推进下,顶管技术在我国得到了长⾜的进步和发展;顶管技术主要特点是地下施⼯作业,属于⾮开挖地下管道施⼯⽅法,能够在不破坏地⾯交通、建筑物地基、绿化植被、公路铁路、湖泊河流的情况下,从地下进⾏市政给排⽔施⼯⼯作,同时⼯期短,综合成本低,施⼯质量稳定。
顶管材质、长度等参数的选择需要综合考量施⼯环境;顶进的同时注⼊触变泥浆可有效减⼩阻⼒,防⽌地⾯的沉降;及时的校正顶管防⽌顶进⽅向偏离。
关键词:顶管技术;市政给排⽔施⼯;有效应⽤ 近⼏年来,我国的城市化建设的进程不断加快,城市基础建设需求越来越⼤,对基础建设施⼯质量的要求也越来越⾼,对环保⽅⾯的要求也越来越严格。
传统的市政给排⽔施⼯技术已难以满⾜⾼效、环保的技术要求,因此⼈们较为关注顶管技术在市政给排⽔施⼯中的应⽤。
1.简介 顶管技术因其⽆需开挖地⾯施⼯,地下作业的特点,⼜被称作⾮开挖地下管道施⼯⽅法。
在上世纪六七⼗年代在国外兴起并发展,我国在引进相关先进设备后,顶管技术慢慢为从业者所了解,进⼊⼆⼗⼀世纪,在市场的推动下,顶管技术在我国得到了长⾜的进步和发展。
顶管法在地下施⼯时使⽤顶推设备穿过⼟层逐段前进,顶进的同时将挖掘下来的⼟排出现场,并完成管道的铺设;管道在铺设时依照设计的管线坡度、⾼程等参数,依次将及排⽔管顶⼊⼟层⼀直延伸到接收井,顶管⼯作井可以同时作为承压壁使⽤。
此种作业⽅式便于从房屋建筑、公路铁路、河流的地下完成施⼯,⽽对地上的环境植被、建筑物、交通等影响⼩,不会产⽣污染或扰民的问题。
2.应⽤环境 2.1城市繁华街道 城市繁华街道⼈流量⼤,对街道的美观度较为重视,如果采⽤地上开挖铺设管线的⽅法会破坏城市的美观,影响街道的正常运⾏,⽽地下管道施⼯⽅法完全可以避免此类问题,不会对街道交通带来影响,避免了因为施⼯造成的`交通压⼒和城市美观,降低施⼯成本。
管道顶管施工质量控制论文

分析管道顶管施工的质量控制【摘要】所谓顶管法施工, 即是在地下工作坑内,借助顶进设备的顶力,克服管道与周围土壤的摩擦力,将管子逐渐顶入土中,并将阻挡管道向前顶进的土壤,从管内用人工或机械挖出。
这种方法比开槽挖土减少大量土方,并节约施工用地,特别是要穿越建筑物时,采用此法更为有利。
随着城市建设的发展,顶管法在地下工程中普遍采用。
顶管法所用的管子通常采用钢筋混凝土管或钢管,管径一般为700-2600mm,顶管施工主要包括:作业坑设置、后背(又称后座)修筑与导轨铺设、顶进设备布置、工作管准备、降水与排水、顶进、挖土与出土、下管与接口等。
【关键词】管道顶管施工;施工技术;质量控制;施工安全1. 顶管技术的必要性和作用随着社会城市化进程的推进,地下空间的开发和利用越来越受到人们的重视。
顶管施工作为一种暗挖施工技术,可以在不开挖地表土的情况下将管道敷设完毕,具有无可比拟的优点,得到越来越广泛地应用。
1.1 城市交通建设发展的需求。
在高速发展的现代化城市建设中,开挖铺设地下管道会一定程度上造成交通拥堵和中断,同时影响城市环境,造成资源浪费。
特别是在铺设大型管道下穿城市主干道的时候,严重阻碍交通,造成更大的经济损失。
在非开挖情况下,进行管道的铺设和修复,采用浅埋顶管施工技术,一方面提高了工程建设速度,也更大的减少了建设资金投入。
1.2 当地面建(构)筑物较多,无法采用开槽工艺进行地下管线施工或开槽施工支护费用过大,易造成建筑物的破坏,以及碴土堆放、外运造成市区污染,给市民工作、生活带来不便时,宜采用顶管施工工艺,进行地下管网施工。
2. 顶管施工关键质量控制2.1 顶管施工场地的勘察1)、施工单位应组织有关人员,对勘察、设计单位所提供的顶管施工沿线的工程地质及水文情况,以及地质勘察报告进行学习了解;尤其是对土壤种类、物理力学性质、含石量及其粒径分析、渗透性以及地下水位等的情况进行熟悉掌握。
2)调查清楚顶管沿线的地下障碍物的情况,对管道穿越地段上部的建筑物、构筑物所必须采取的安全防护措施。
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顶管施工技术论文摘要:顶管技术是一门综合性的技术,顶管施工随着管道建设的发展已越来越普及,应用领域也越来越宽,相信随着顶管施工的普及和专业化,顶管施工会在不断实践中成熟。
引言顶管施工作为一种非开挖敷设地下管道的施工技术,在城市基础设施建设的不断发展中应用日益广泛,特别在埋深较深、横穿道路、交通干道下埋管或离建筑物较近的情况下,最能体现出顶管技术的优越性。
顶管可在可塑至坚硬状态的粘土、不饱和的砂土等稳定土层中顶进,也可在饱和疏松的粉细砂与粉土、淤泥、淤泥质土、干燥的松砂土等不稳定土层中顶进。
1顶管施工的常见问题及技术关键对于繁忙而脆弱的城市交通系统,开挖敷设地下管道势必会造成交通中断,特别是敷设横穿城市主干道下的管道,大开挖埋管必然带来交通阻断,造成巨大的经济损失。
在非开挖状态下对这些管道进行修复和敷设,浅埋顶管技术有了用武之地。
1.1顶管施工的前期准备及注意事项调查施工现场地上、地下管线分布具体情况:生活区临设搭建及临时用水源、电源铺设或架设;现场施工测量准备工作完成;施工主要材料设备进场,项目部技术、管理人员、施工人员进驻工地;项目部组织学习施工图纸,进行图纸设计施工交底,监理、监督交底等;组织编写施工组织设计和专项方案,并报上级部门审批;现场封闭围挡,进行施工组织设计交底工作,进入基坑开挖状态。
顶进过程中,应严格控制顶力在允许的范围内,并留有足够的安全系数。
作好地质勘察及资料整理工作,认真编制好施工方案和通过不同土层的技术措施及纠偏措施,确保管道的顺利顶进。
加强操作控制,使顶管均匀平稳,受力均匀,尽可能减少顶进过程中的倾斜、偏移、扭转,防止管壁出现裂缝、变形。
1.2顶管施工技术关键1.2.1顶力问题顶管工程施工前准确计算顶力的大小,不仅有利于合理确定千斤顶的数量和吨位,而且对后背墙体的设计与后背土是否需要加固处理也至关重要。
现以泥水平衡式顶管机在顶管顶进过程中的顶力为例,总顶力包括管道外壁摩擦阻力与工具头迎面阻力,估算计算公式[1]为:F0=∏D1LfK+NF式中:D1为管道外径;L为管道设计顶进长度;fK为管道外壁与土的平均摩阻力,当采用触变泥浆减阻时,粉性土取6.0kPa;NF为顶管机的迎面阻力,NF=(∏D12γSHS)/4。
增加中继环和泥浆润滑,中继环间距20~200m,越靠近工具管间距越小;泥浆作用是润滑和减沉。
泥浆材料采用膨润土泥浆,稳定、失水少。
注入孔设置为轴向—工具管相邻3~4节为有孔管,之后每隔2~5节设有孔管。
环向—周圈均匀设3~4个压浆孔。
压浆原则是先压后顶,随顶随压,及时补浆。
1.2.2方向控制包括计算机控制、激光导向和三段双铰管。
2沉井下沉的标高控制2.1沉井的作业顺序安排下沉准备工作→设置垂直运输机械设备→挖土下沉→井内外排水、降水→边下沉边观测→纠偏措施→沉至设计标高→核对标高、观测沉降稳定情况→封底→底板钢筋施工与隐蔽工程验收→底板混凝土浇筑→砖砌井壁→回填土。
2.2沉井下沉的主要方法和措施(1)沉井制作完成后,其混凝土强度必须达到设计强度等级的100%后方可进行刃脚垫架拆除和下沉的准备工作。
(2)井内挖土应根据沉井中心划分工作面,挖土应分层、均匀并对称地进行。
挖土要点是:先从沉井中间开始逐渐挖向四周,每层挖土厚度为0.3m,沿刃脚周围保留0.5~1.5m的土堤,然后再沿沉井井壁每2~3m一段向刃脚方向逐层全面、对称并均匀地削薄土层,每次削5~10cm,当土层经不住刃脚的挤压而破裂时,沉井便在自重的作用下挤土下沉。
(3)井内挖出的土方应及时外运,不得堆放在沉井旁,以免造成沉井偏斜或位移。
如确实需要在场内堆土,堆土地点应设在沉井下沉深度2倍以外的地方。
(4)沉井下沉过程中,应安排专人进行测量观察。
当沉井每次下沉稳定后应进行高差和中心位移测量。
每次观测数据均需如实记录,并按一定表式填写,以便进行数据分析和资料管理。
(5)沉井时,如发现有异常情况,应及时分析研究,采取有效的对策措施:如摩阻力过大,应采取减阻措施,使沉井连续下沉,避免停歇时间过长;如遇到突沉或下沉过快情况,应采取停挖或井壁周边多留土等止沉措施。
(6)在沉井下沉过程中,如井壁外侧土体发生塌陷,应及时采取回填措施,以减少下沉时四周土体开裂、塌陷对周围环境造成的不利影响。
(7)为了减少沉井下沉时摩阻力和方便以后的清淤工作,在沉井外壁宜采用随下沉随回填砂的方法。
(8)沉井开始下沉至5m以内的深度时,要特别注意保持沉井的水平与垂直度,否则在继续下沉时容易发生倾斜、偏移等问题,而且纠偏也较为困难。
(9)沉井下沉近设计标高时,井内土体的每层开挖深度应小于30cm或更薄些,以避免沉井发生倾斜。
沉井下沉至离设计底标高10cm 左右时应停止挖土,让沉井依靠自重下沉到位。
2.3井内挖土和土方吊运方法沉井内的分层挖土和土方吊运采用人工和机械相配合的方法。
根据本工程的沉井施工特点,在沉井上口边配备一台5吨的W-1001履带式起重机(也即抓斗挖机),负责机械开挖井内中间部分的土方和将井内土方吊运至地面装车外运。
井内靠周边的土方以人工开挖、扦铲为主,以此严格控制每层土的开挖厚度,防止超挖。
井内土体如较为干燥,可增配一台小型(0.25m3)液压反铲挖掘机,在井内进行机械开挖,达到减少劳动力和提高工效的目的。
井内土方挖运实行人机同时作业,必须加强对井下操作工人的安全教育和培训,强化工人的安全意识,并落实安全防护措施,以防止事故发生。
3顶管施工措施3.1进出洞口措施进出洞口是整个顶管施工过程中关键环节之一。
在不稳定性土层中,工具头在进出洞口时因涌水、土体自稳定性差等原因出现质量事故。
因此,可采用如下技术措施:(1)顶管工作井的穿墙处采用盘根止水穿墙管。
(2)在井壁穿墙管的外侧采用3排高压旋喷桩对洞外土体进行加固,并作为止水帷幕。
旋喷桩桩径为Φ600 mm,搭接长度200 mm,桩底为管道底标高下3m,桩顶同沉井顶,旋喷桩的每立方水泥用量为300kg/m3。
旋喷桩加固宽度为管道外每边不小于1.2m。
加固洞口时,应保证洞口土体缝隙被注满,初凝后能保持短时间不坍塌,机头可顺利推进,桩体强度低可被刀盘切碎。
(3)管道进洞后应按设计要求封闭接收孔,防止水土流入井内。
(4)管道进接收孔后,应按设计要求将接收孔和管道之间空隙封堵。
当接收井与管道之间可能产生不均匀沉降时,应采用柔性材料封堵。
3.2顶进施工技术措施顶进施工工艺流程:顶管施工准备→机头出洞→入泥顶进→吊下管节、接管→顶进、测量、记录、纠编→顶完一节、循环顶进→最后一节→竣工测量→机头进洞、拆吊→结束。
对于管道所在土层为饱和的粉质黏土夹粉土、粉土或砂性土等不稳定土层时,为保证施工安全与管道后期的正常使用,保证管道上部路面结构的稳定,在管道顶进过程中可采取如下技术措施:(1)在工作井安装洞口止水装置;(2)在工作井与接收井管道进出洞处设置高压旋喷桩进行土体加固;(3)顶进施工时,在管道外围压注触变泥浆,一方面可作为减少顶进阻力的措施,另一方面填充管道周围的空隙,形成一道泥浆保护套,起到支撑地层,减少地面沉降的作用。
(4)在顶管结束后,应对管道外壁与土之间的空腔压注水泥砂浆,以置换出顶进时注入的触变泥浆,确保顶管管道与周边土层结合紧密,并形成防水层,以减少地面最终沉降量。
3.3顶管接口措施由于顶进过程中管材受力情况十分复杂,管材结构及制作要求严格,同时顶管施工又在地下水位以下施工,要求管材接口不得渗水。
因此顶管接口均采用 F 型管接口,通过加设木衬板和楔形橡胶密封圈等辅助设施,而且在钢套环与混凝土管结合面设置遇水膨胀橡胶圈,避免了以往在顶管施工过程中出现的相邻管节错口、无法纠偏、管缝之间漏水以及混凝土管由于顶力不均造成管子顶裂等质量事故。
F型管接口示意如图所示。
对于管道接口处于饱和的粉质黏土夹粉土或砂性土等不稳定土层中,外围土体可采用注浆包裹加固,以避免因接口不严形成管内外水的流动,造成管上部地面的沉降。
注浆材料可采用水泥+水玻璃。
4沉降控制4.1控制开挖面土的压力保持开挖面土的压力平衡可以减少开挖面土体的坍塌、变形和土体损失,控制开挖面土压力可以控制地表隆陷。
以泥水压力来平衡地下水压力和土压力,为了稳定开挖面,泥水压力Pm按下式进行设定:Pm= Pw+Pp(1)式中Pm表示泥水压,Pw表示地下水压,Pp表示预压,按经验取 0.01~0.02Mpa。
4.2控制推进速度速度的选取是为了保证土体不被过量挤压,因为过量的挤压必定会增加地层的扰动。
如果推进速度过快,泥水仓内土体来不及排除,会造成土的压力失稳。
4.3管外壁完整泥浆套的建立完整泥浆套的建立可以避免管外壁产生背土现象,从而有效控制地面沉降的发生。
在顶进过程中在机头尾部及后续管节上安三个断面,对管道背面的环形空隙的处理办法是进行同步注浆和补浆。
注浆压力控制在主动土压力与被动土压力之间,补浆根据地面沉降的监测结果进行,注浆量要大于管道外径空隙体积的2.5倍以上,松软土质、机头纠偏时,注浆量相应增加。
5结语顶管技术是一门综合性的技术,顶管施工随着管道建设的发展已越来越普及,应用领域也越来越宽,相信随着顶管施工的普及和专业化,顶管施工会在不断实践中成熟。
参考文献:[1]CECS246-2008给水排水工程顶管技术规程[S][2]顶管施工技术及验收规范[S][3]刘淑萍.长距离顶管施工中存在的问题及解决措施[J].山西建筑,2013(05)。