西江引水工程大直径钢管泥水平衡顶管施工技术
泥水平衡式顶管施工工艺
泥水平衡式顶管施工工艺1. 简介泥水平衡式顶管施工工艺是一种常用于城市地下管道建设的施工技术。
它通过在地下开挖隧道并且同时进行土壤的融化和排泥，确保隧道施工的顺利进行。
本文将介绍泥水平衡式顶管施工的工艺步骤、关键技术和注意事项。
2. 工艺步骤泥水平衡式顶管施工的工艺步骤主要包括以下几个阶段：2.1 设计与准备在进行泥水平衡式顶管施工前，需要进行详细的设计和准备工作。
这包括确定隧道的位置、长度和线路，进行土质和地质勘察，设计顶管机械和安全措施等。
2.2 地面设备布置在开始施工前，需要在地面上布置各种设备和管线。
这些设备包括顶管机、泥浆管线、电缆线等。
同时需要搭建施工平台和设置安全警示标志，确保施工过程中的安全。
2.3 地下掘进地下掘进是泥水平衡式顶管施工的核心步骤。
通过顶管机械开挖隧道，并且同时进行土壤的融化和排泥。
融化土壤主要通过注入适量的混凝土泥浆，然后通过排泥管将排出的泥浆送至地面。
整个掘进过程需要不断地监测土压力、泥浆流量等参数，以确保施工的平稳进行。
2.4 顶管安装当地下掘进到达设计的终点后，开始进行顶管的安装。
顶管通常由预制混凝土或钢管制成，通过顶管机械将顶管逐节推入地下隧道。
在安装过程中，需要密切关注顶管的位置、倾斜度和连接情况，确保顶管的质量和稳定性。
2.5 断面完工处理顶管安装完成后，需要进行断面的完工处理。
这包括顶管与地下土壤间的灌浆、封堵和密封处理，以保证隧道的牢固和密闭性。
3. 关键技术3.1 融化土壤技术泥水平衡式顶管施工过程中，融化土壤技术是非常关键的一项技术。
正确的融化土壤工艺可以有效地降低土壤阻力，减小隧道掘进的阻力，提高施工效率。
常用的融化土壤技术包括混凝土泥浆注入、泥浆压力调节等。
3.2 土质监测技术泥水平衡式顶管施工过程中，土质的监测是一项重要的技术工作。
通过实时监测土质的参数，可以及时了解施工过程中土压力、土壤水分含量等情况，为施工提供科学依据。
常用的土质监测技术包括地质雷达、土压力计等。
泥水平衡顶管施工工法
泥水平衡顶管施工工法泥水平衡顶管施工工法一、前言泥水平衡顶管施工工法是一种常用于地下建造施工中的技术，特殊适合于地下管道、隧道等工程的施工。
本文将详细介绍泥水平衡顶管施工工法的各个环节和步骤。
二、工法介绍2.1 工法概述泥水平衡顶管施工工法是一种通过控制水压平衡土壤压力的施工方法。
它主要包括顶管机械的选择、开挖及管片安装等环节。
2.2 工法原理泥水平衡顶管施工利用泥水平衡系统维持土层稳定，通过推进顶管机械将管片逐个安装在开挖的土层中。
三、工法步骤3.1 工地准备在施工前，需要对工地进行勘测、布置场地，并确定工地安全措施。
3.2 设备准备准备所需的泥水平衡顶管机械及配套设备，并对其进行检查、测试及维护。
3.3 开挖阶段按照设计要求，利用顶管机械在地下开挖沟槽，同时进行支护工作，确保施工过程中土壤的稳定。
3.4 进管片阶段在开挖的同时，将管片逐个安装至顶管机械，通过推进机械将管片推进到设计位置。
3.5 管片连接在管片推进的过程中，需要进行管片的连接工作，确保管片的密封性和强度。
3.6 拆除顶管机械当管片推进到目标位置后，需要拆除顶管机械，并进行后续工作。
四、工法注意事项4.1 安全措施在施工过程中，必须加强安全意识，严格执行相关安全规定，做好施工现场的安全防护工作。
4.2 施工质量控制对于管片的安装和连接，需要进行严格的质量检查，确保施工质量达到设计要求。
4.3 环境保护在施工过程中，要注意保护周围环境，合理利用资源，避免对生态环境造成不良影响。
五、附件列表1. 泥水平衡顶管机械设备清单2. 工地布置图纸3. 施工安全措施文件六、法律名词及注释1. 泥水平衡施工许可证：指在进行泥水平衡施工前，需要从相关部门获得的施工许可文件。
2. 《建造施工安全法》：指中华人民共和国国家法律，规范建筑施工中的安全管理及责任追究。
顶管技术在大口径输水工程中应用论文
顶管技术在大口径输水工程中的应用摘要：结合广州市西江引水工程中过和顺立交桥段采用大型钢管（dn3600）进行顶管施工技术的工程实例，介绍了市政给水工程中顶管施工工艺流程及其主要的施工技术要点。
关键字：市政给水顶管工艺流程施工技术中图分类号：tu991文献标识码： a 文章编号：1、工程概况广州市西江引水工程是广州市为迎接亚运会、保障供水水源安全并提高供水水质的重点工程，取水设计规模为350万m3/d，从佛山三水区思贤滘下陈村西江河段取水，由两条dn3600的主管引水至广州白云区鸦岗配水泵站后，通过dn2400钢管分别输送到广州市西北部的江村水厂、石门水厂和西村水厂。
管线沿途跨越广、佛两市三区，全长为71.6km，工程规模巨大，是国内大型长距离输水工程之一。
过和顺立交的顶管段（d0+257.940～d0+396.831）土质情况(从上往下的地质深度)为：顶管出发井（桩号d0+257.940）为人工填土2.2m，淤泥1.8m，中砂3.35m，中粗砂9.0m，强风化炭质灰岩1.7m，往下为弱风化炭质灰岩0.95。
顶管接收井（桩号d0+396.831）：人工填土2.2m，粉质粘土0.8m，细砂0.5m，中砂2.5m，中粗砂3.1m，粉砂2.0m，中粗砂1.4m，粘土1.4m，粉质粘土1.4m，弱风化炭质灰岩4.39m。
d0+257.940～d0+396.831土质顶管穿越段土层为中砂、中粗砂、粉砂层。
2、施工特点与难点该顶管段地下水位丰富，顶管工程钢管直径大，出发井、接收井须穿过1至4米灰岩，顶管段处于流砂层位置顶进，采用人工顶管没办法施工，须采用泥水平衡机械（见图1）顶进，采取可靠的施工措施，以确保顶管顺利进行。
施工精度要求高，顶进长度约138m，容易出现顶偏现象，需严格控制施工精度。
为防泥砂层对泥水平衡机械下沉的影响，在砂层较深的地段采取局部注浆的方法保护。
图1泥水平衡机械的施工示意图3、施工工艺流程整个顶管过程大致可分为三个阶段：进洞前准备阶段，正常顶进段，出洞及后期收尾阶段。
大口径泥水平衡顶管进出洞技术措施
大口径泥水平衡顶管进出洞技术措施
郭杰阳
【期刊名称】《福建建筑》
【年(卷),期】2012(000)011
【摘要】大口径泥水平衡顶管进出洞技术是顶管工程的关键工序之一，本文根据广州市西江引水工程一输水管线一干线（里和路至和顺立段）DN3600顶管段工程的施工实践，该顶管横穿环城高速路，埋深10米左右，采用封闭式泥水平衡顶管，通过制定的控制措施和预防措施，以及在施工中出现或者可能出现的问题，解决问题的方法及预防措施，通过三个来月的顶管施工发现，顶管机出洞、进洞的工序是关键工序，直接决定了顶管的成功或失败，本文阐述大口径泥水平衡顶管进出洞技术。
【总页数】4页(P87-89,65)
【作者】郭杰阳
【作者单位】厦门地山建设发展集团有限公司,福建厦门361009
【正文语种】中文
【中图分类】TU992.05
【相关文献】
1.大口径泥水平衡顶管磕头处理及进出洞措施探讨 [J], 汪帆
2.大口径泥水平衡顶管技术在高地下水位地区的应用 [J], 林琛
3.大口径长距离多曲线泥水平衡顶管技术在电力管道工程中的应用 [J], 刘钇;朱俊
辉;陈勇
4.探究软弱土质中大口径长距泥水平衡顶管纠偏及减阻施工技术 [J], 张彬斌
5.大口径长距离多曲线泥水平衡顶管技术在武汉电力管道工程中的应用 [J], 陈勇因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
大直径输水钢管采用泥水平衡顶管施工技术
５ 穿越搅拌桩 止水幕墙时 ， ） 因搅拌桩硬度较 大， 顶进不能过快 ， 否则会使顶管机严重扭转或使顶管机
损坏 。因此 要放 慢顶 进速 度 ， 般 控 制 在２ ｍ ｍｉ， 一 ０ｍ ／ ｎ 并加 大 泥水 流量 ， 防止硬 泥块 堵塞 泥浆 管道 。
３ ３ ２ 正 常顶 进 ．．
防止 顶 管机扭 转 。
图 ２ 注 浆 示 意 图
２ 触变泥浆 系统 由拌浆 、 ） 注浆 和管道 ３部 分组 成 。拌 浆是 把 注浆 材 料兑 水 以后 再 搅 拌 成 所 需 的浆 液（ 造浆后应静置 ２ ４ｈ后方可使用 ） 。注浆是通过注
浆 泵 进 行 的 ， 据 压 力 表 和流 量 表 ， 可 以控 制 注 浆 根 它 的压力 （ 力 控 制 在 水 深 的 １ １～１２倍 ） 注 浆 量 压 ． ． 和
成 为可 流动 的泥 土并 被挤 入泥 水仓 。 ４ 循 环 泥浆 的密 度 控 制在 １Ｏ ｇｅ ， 力 比 ） ．９（／ ｍ ） 压 地 下水水 头 增加 （０±１ ）ｋ ａ ２ ０ Ｐ。
３ ３ ３ 减 阻 与 中继 接 力 ．．
短停顿时间） 此时止水橡胶圈紧抱工具头外壳 ， ， 发挥
管外壁注触变泥浆、 设置中继环、 对路面高程变化进行跟踪监测等措施 ， 确保亍施工的顺利进行。
关键词 ：输水钢管 ； 泥水平衡顶 管 ； 施工技术 中图分类号 ： Ｕ ９ ． Ｔ ９０ ３ 文献标识码 ：Ｂ 文章 编号 ： ０ ４— ６ ５（ ０ １ ０ ０ ４ ０ １ ０ ４ ５ ２ １ ）３— ０ ３— ３
体暴 露 时 间太 长 。
１ 在顶 进 过 程 中 ， ） 随着 距 离 增 长 ， 道 摩 阻 力 增 管
大 。为提高顶进施 工的效 率 ， 采取压 触变泥浆措施 ，
泥水平衡大直径圆形顶管施工方法及要点
泥水平衡大直径圆形顶管施工方法及要点
泥水平衡大直径圆形顶管施工是一种常用的地下管道隧道施工方法，其施工要点如下：
1. 设计方案：根据实际情况确定隧道的轮廓参数、长度、曲率等内容，并制定详细施工方案，包括施工工序、机械设备使用、安全措施等。
2. 地面施工：在地面上进行准备工作，包括钻孔、预制道路局部拓宽、临时口井的钻掘等。
同时，还要做好施工现场的安全措施，如设置警示标志牌、安装施工围挡等。
3. 钻孔施工：通过钻孔机进行钻孔，使隧道内径达到设计要求。
在钻孔时，要注意控制孔径，避免超过设计要求的误差。
4. 掘进施工：在完成钻孔后，开始进行掘进施工。
采用泥水平衡法，通过泵送混合泥浆实现支撑隧道壁，同时利用盾构机开掘，将土壤从掘进面上运出，同时在壁面喷涂混凝土，实现支护。
5. 填埋封闭：当掘进施工完成后，对隧道进行填埋封闭。
先将管道整体下放至目标位置，然后利用泥浆注入管道，开始进行填埋。
在管道填埋后，进行封闭，同时进行搅拌，使其更加紧密。
泥水平衡法顶管施工工艺工法(二)
泥水平衡法顶管施工工艺工法（二）引言概述:本文将介绍泥水平衡法顶管施工工艺工法（二）。
泥水平衡法顶管是一种常用于隧道施工的工艺方法，通过控制泥浆的压力来实现隧道的掘进和支护。
本文将从以下五个大点展开阐述，包括泥浆准备、泥浆注入、顶管机械运转、预制衬砌安装和顶管施工的质量控制。
正文:一、泥浆准备:1. 根据地质条件和施工要求确定适宜的泥浆类型和性能指标。
2. 合理调配泥浆配方，确保泥浆的稳定性和良好的流动性。
3. 使用合适的设备进行泥浆的搅拌和过滤，确保泥浆的均匀性和纯净度。
4. 定期对泥浆进行质量检测，保证泥浆的性能指标符合要求。
5. 按照施工进度和需要，合理调整泥浆的浓度和性能参数。
二、泥浆注入:1. 合理布置泥浆注入点，保证泥浆能够均匀注入到土层中。
2. 控制泥浆的注入速度和压力，避免对土层产生过大的影响。
3. 定期监测注入管道的泥浆流量和压力，及时调整注入参数。
4. 注入过程中注意观察土层的反应和隧道的稳定情况，及时采取措施进行调整。
5. 注入完成后，对注入点进行密封处理，避免泥浆的泄漏和浪费。
三、顶管机械运转:1. 确保顶管机械的各项功能正常运转，对机械进行检查和维护。
2. 严格按照规定的施工工序和速度操作顶管机械。
3. 根据实际情况调整顶管机械的推进速度和转向角度，确保施工的平稳进行。
4. 采取适当的防护措施，避免顶管机械和施工人员受到伤害。
5. 定期对顶管机械进行维护保养和检修，保证机械的长期稳定运行。
四、预制衬砌安装:1. 根据设计要求和施工进度，提前准备好预制衬砌。
2. 使用合适的设备和工艺对预制衬砌进行安装，确保衬砌的准确性和稳定性。
3. 严格按照设计要求进行衬砌的安装顺序和连接方式。
4. 在安装过程中，及时检查和调整衬砌的位置和间距，保证施工的精确度。
5. 安装完成后，对衬砌进行检查和质量验收，确保衬砌的质量符合要求。
五、顶管施工的质量控制:1. 设置合适的监测点和监测仪器，及时监测施工过程中的变形和位移。
西江引水工程某标段大型钢管施工质量管理
度。 钢管的连接采用焊接方式 ， 焊接管道前需作打磨 ， 碰焊等一系列 的准备工作 ，焊接时间也较长 ，这使 得 施 工 工期 较 长 ，需 要 多 道 焊缝 同时 作业 ， 以缩 短 工期 。
（ ３）工程 输 水 管 道 大 部 分沿 广 州 市 内市 政 道路
后温度焊后热处理等 ，使各项指标都控制在规范范 围 内。
安装 施 工 项 目中，首 先对 资源 的安 排进 行 了科 学 的
（ ４）钢管 安装 质量 控 制 的重点 工序 为 管段 组对 、 钢 管合 龙段安 装及 环缝焊 接工序 。 ２钢 管 安装 施工 的 质量 控 制 ．
现代 质量管理理论的基本信条之一是 “ 预防胜 于检查 ” ，质量 应该 是规 划 、设计 和 制造 出来 的 ，而 不 是 检 查 出来 的。［在 西 江 引水 工 程 某 标 段 的钢 管 １ 安 装 施 工 中实行 了工 程项 目法 人 负责 、项 目监 理 控 制 、生产商保证、质检部门的监督的质量管理保障 体系 ，通过对钢管施工项 目的施工准备 和施工过程 两个 阶段采取不同的措施保证工程质量 。
灵 活 方便 、可承 受较 高 、内压 ，弹性 模量 高 的特 点 ， 被 广泛地 应用 在各 领域 ，并 有长 久的应 用历史 和丰 富 的使用经 验 。 西江引水 工程采 用 了钢管作 为支线管材 。
在工程中钢管安装过程 （ 如图 １ 需把握钢管的安装 ） 难 点和重 点 ，实施 科学 的质量管理 。 （ ）本 标 段 钢 管 安 装 ３４ 米 ，钢 管 内径 达 １ １０ ３０ｍｍ，设 计 工 作 压 力 ０ Ｍｐ ，具 有 施 工 规 模 大 、 ６０ ． ａ ６ 难度系数高等特点。在压力钢管安装 、焊接期间，现 场架立钢筋 网、支模形成平面和立体交叉作业 ， 施工
泥水平衡顶管施工工法
泥水平衡顶管施工工法一、引言泥水平衡顶管施工工法是一种常用的地下工程施工方法，主要用于城市地下管道、隧道和地下通道等工程的建设。
该工法通过控制土层的沉降和进度，保证地面及地下结构的稳定性，同时减少对周围环境的影响。
本文将从施工工法的原理、步骤和应用范围等方面进行详细介绍。
二、泥水平衡顶管施工工法的原理泥水平衡顶管施工工法是指在施工过程中通过控制土层的沉降与推进速度之间的平衡，使地面和地下结构保持稳定。
其主要原理如下：1. 泥水平衡：在施工过程中，通过在管道顶部注入特制的泥浆，形成一个稳定的泥浆溶胶层。
这个泥浆溶胶层与周围土层之间形成水平力的平衡，从而有效控制土层的沉降。
2. 钢管推进：通过机械设备将顶管推进到设计位置，并在管道后方进行扩孔和排水操作。
这样可以保持土体的湿度和稳定性，避免管道施工过程中的净土坍塌。
三、泥水平衡顶管施工工法的步骤泥水平衡顶管施工工法包括以下几个主要步骤：1. 现场准备：施工前需要对施工区域进行调查和勘测，确保顶管轨道的设计和施工区域的稳定性。
同时还需要准备好所需的设备和材料。
2. 泥浆处理：在施工现场建立泥浆处理系统，用于处理需要注入顶管的泥浆。
泥浆需要具备一定的黏性和稳定性，以保证泥浆溶胶层的形成和土层的平衡。
3. 顶管推进：使用推进机械将顶管逐渐推进到设计位置。
在推进过程中需要进行土层的探测和监测，以确保土层的稳定性和管道的安全推进。
4. 泥水平衡控制：在管道顶部注入泥浆，形成泥浆溶胶层。
同时需要控制泥浆注入的压力和速度，以维持泥水平衡，确保土层的平稳沉降。
5. 排水和扩孔：施工完成后，需要进行排水和扩孔操作，以保持管道周围土壤的稳定和湿度。
排水和扩孔操作可以有效减少土层沉降的时间，并避免管道的冲击负荷。
四、泥水平衡顶管施工工法的应用范围泥水平衡顶管施工工法广泛应用于城市地下管道、隧道和地下通道等建设项目中。
具体应用范围包括但不限于：1. 城市排水管道：在城市排水工程中，通过泥水平衡顶管施工工法可以实现快速、高效而不破坏地面交通的施工。
泥水平衡顶钢管工艺流程
泥水平衡顶钢管工艺流程一、啥是泥水平衡顶钢管。
泥水平衡顶钢管呢，简单来说就是一种很巧妙的管道施工技术。
它就像是一个超级有秩序的小团队在地下工作。
这里面的泥水可重要啦，它起到一个平衡的作用。
就好比是一个天平，一边是要顶进的钢管，另一边就是这个泥水的压力。
这个压力要刚刚好，要是太大了，就像一个莽撞的大力士，可能会把周围的土啊什么的弄乱，要是太小了呢，钢管就顶不进去，就像小蚂蚁推大石头，干着急。
二、施工前的准备。
在真正开始这个泥水平衡顶钢管的工作之前，那得做不少准备呢。
首先就是场地得准备好，要给这个工程一个安稳的家。
场地得平平整整的，要是坑坑洼洼的，那些设备都站不稳，就像人走路，路不平就容易摔跤。
然后就是设备的检查啦，那些顶管机之类的设备就像是士兵要上战场，得确保它们都健健康康的，每个零件都要检查到，螺丝有没有拧紧呀，润滑油有没有加足呀，就像照顾小宠物一样细心。
还有材料也很关键，钢管的质量得杠杠的，要是钢管质量不好，在顶进的过程中突然断了或者裂了，那可就麻烦大了，就像盖房子的砖头突然碎了一样糟糕。
三、泥水平衡的建立。
泥水平衡可是这个工艺流程的灵魂所在呢。
这个泥水呀，是专门调配的，就像厨师做一道特别的菜一样，要按照一定的比例来。
然后把这个泥水注入到工作井里面，让它形成一个稳定的压力环境。
这个压力得根据地质情况来调整，要是在软土地质，压力就不能太大，不然土就像棉花糖一样被挤得乱七八糟；要是在硬土或者岩石地质，压力就得适当加大，就像用更大的力气去敲开坚果一样。
而且在顶进的过程中，这个泥水的压力还得随时监控着，就像看住调皮的小孩子一样，一有不对就得调整。
四、钢管顶进。
钢管顶进这个环节就像是一场小心翼翼的探险。
顶管机先开始工作，它就像一个小火车头，拉着钢管慢慢往前走。
在顶进的时候，得特别注意方向，要是偏了一点，就像开车开歪了一样，最后可能就到不了预定的地方。
所以要时刻有测量的设备在旁边看着，就像给顶管机装了一个导航一样。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
西江引水工程大直径钢管泥水平衡顶管施工技术陈 镇 松(广州市宝盛建设实业有限公司,广州 510620)摘要 广州西江引水工程部分标段顶管工程顶进的钢管直径大(DN2800),穿越地层主要为中砂层,具有一定的施工难度,选用合适的顶管机头,采取泥水平衡顶管施工技术,确保了施工的顺利进行。
详细介绍了施工中顶管出洞、正常顶进和顶入接收井等阶段需要特别注意的问题。
关键词 大直径输水钢管 泥水平衡顶管 施工技术 流程 纠编 顶进速度1 工程概述广州市西江引水工程是广州市为迎接亚运会、保障供水水源安全并提高供水水质的重点工程,设计规模350万m3/d,自佛山市三水区西江思贤滘下陈村附近的西江取水,经下陈村取水泵站增压后,通过2 DN3600管道输至鸦岗配水泵站。
原水在鸦岗配水泵站分配提升,通过DN2400钢管输送至广州市西部白云区的江村水厂(40万m3/d)、石门水厂(80万m3/d)和西村水厂(100万m3/d)。
江村支线自广州市白云区鸦岗村鸦岗路东侧至机场高速公路平沙立交西侧石井西岸,管线采用开挖埋管、顶管以及过河倒虹管等方式敷设,长度5140m,采用DN2400钢管。
其中穿越广清高速路段(里程范围KJ0+757.62~KJ1+023.72)长度266.1m,采用DN2800套管顶管后内敷DN2400钢管方案。
工作井净空(长 宽 高)为11m 7m 8.8m,接收井净空(长 宽 高)为9.5m 5.3m 8.65m。
场区土层主要为现代的人工填土层 、粉质黏土和淤泥质土层 、粉细砂、中砂、粗砂层 、淤泥质土、(粉质)黏土层 、粉细砂、粗砂、砾砂层 、粉质黏土层 、残积层 ,下伏基岩为早石炭系测水组泥质粉砂岩及炭质页岩,早石炭系石磴子组灰岩、中晚石灰世壶天群灰岩等。
该工程顶管所穿越的砂层,为场地的第一个含水层,水量丰富,位于粉质黏土、黏土及淤泥质土层 之下,按颗粒大小可分为粉细砂 -1、中砂 -2、粗砂 -3等三个亚层。
2 施工特点与工艺流程该场地地下水位丰富,顶管工程钢管直径大,穿越地层主要为中砂层,具有一定的施工难度,需要选择合适的顶管机头,采取可靠的施工措施,以确保顶管的顺利进行。
该段距离长,顶管阻力较大,需要采用的技术工艺(如减阻、中继环技术),技术含量高。
施工精度要求高,顶进长度约250m,容易出现顶偏现象,需严格控制施工精度。
顶管过程中,覆土厚度不小于2倍的管径,当覆土厚度不满足上述要求时,须临时压重防止冒顶。
顶管线路穿广清高速工地和地方道路等障碍,场地较为复杂。
本工程采用了泥水平衡顶管施工技术,其施工示意如图1。
顶进过程中采用管外壁注触变泥浆的措施从而降低顶进时的摩阻力,施工中严格控制膨润土的浓度来达到最好的减阻效果;在顶进过程中设置中继站,将整段管道分段推进,减少主推顶力;对路面高程变化进行跟踪监测,一旦发现路面变形超过规范要求,马上采取补救措施;科学合理地配备顶管设备,采用先进的管理手段,加强工程计划管理,图1 泥水平衡顶管施工示意合理安排施工顺序,加快施工进度。
该工程顶管施工工艺流程见图2。
图2 顶管施工工艺流程3 施工技术3.1 穿墙进出洞顶管进出洞是整个施工过程中的关键环节之一,进出洞成功等于整个顶管工程成功了一半。
在出洞前先割掉预埋钢盒外侧钢板,并将止水钢环焊接到预埋钢盒的外侧,再将止水橡胶圈安装在止水钢环上。
在准备出洞时,在将钢盒内侧挡土钢板割掉,清理预留孔内的杂物后立即将工具头推进预留孔,缩短停顿时间,这时止水橡胶圈紧抱工具头外壳,发挥止水作用。
顶进工具头到穿墙管内,工具头与第一节混凝土管采用刚性连接。
顶管出洞的施工环节相当关键,顶管穿墙时要防止工具头下跌,在穿墙的初期,因入土较小,工具头的自重仅由两点支承,其中一点是导轨,另一点是入土较浅的土体。
因此,工具头穿墙时,一方面要带一个向上的初始角(约5 ),另一方面穿墙管下部要有支托,并且加强管段与工具管、管段与管段之间的连接。
此外,工具管的推进一定要迅速,不使穿墙管内的土体暴露时间太长。
在出洞施工初期,由于顶管机正面主动土压力远大于顶管即周边的摩擦力和与导轨间摩擦力的总和,因此极易产生顶管机反弹,引起顶管机前方土体不规则坍塌,使顶管机再次推进时方向失控和向上爬高。
为此,在洞口的两侧各安装好一条平行地面的工字钢,当主顶千斤顶准备回缩加顶铁时,将两条工字钢分别与第一个顶铁焊牢,然后回收千斤顶,防止顶管机反弹。
顶管机大刀盘转动时对前方土体会产生一个扭矩,根据相互作用原理,土体对顶管机同时也会产生一个相反的扭矩,而顶管机周边的摩擦力和与导轨间的摩擦力很小,故摩擦力及顶管机自重所产生的反抗扭矩小于土体对顶管机产生的扭矩,所以在出洞施工初期顶管机容易发生扭转现象。
为了克服此现象,分别在顶管机的两侧各焊上一块挡板,挡板底面与导轨面平齐。
当顶管机扭转时,挡板压在导轨上,防止顶管机扭转。
穿越搅拌桩止水幕墙时,由于搅拌桩硬度较大,顶进不能过快,否则会使顶管机严重扭转或使顶管机损坏。
因此要放慢顶进速度,一般顶进速度控制在20mm /min,并加大泥水流量,防止硬泥块堵塞泥浆管道。
3.2 正常顶进管道出洞成功后,管道开始正常顶进。
通过后座主顶油泵和主顶千斤顶产生推力,推动管道向前推进。
在管节推进的同时,顶管机大刀盘切削前方土体,切削下来的土体进入顶管机的泥土仓内,经刀盘的搅拌与进浆管送入的清泥浆搅拌成浓的泥浆,再通过排浆管道将浓泥浆排出机头。
通过管节一节一节向前推进,顶管机不断推进最后到达接收井,形成整段管道。
初始顶进时顶进速度一般控制在20~50m m/min,正常顶进时顶进速度控制在50~150mm /min,如遇正面障碍物,应控制在10m m/m in 以内。
初始顶进时出土量一般控制在理论出土量的95%,正常情况下出土量控制在理论出土量的98%~100%。
排泥过程中块石、混凝土或坚硬的土块等大块状物体在内外锥体的偏心碾压破碎作用下粉碎成为直径小于30mm 的颗粒;粘性土在外壳斜锥段4个高压水孔喷射水流的作用下变成碎块和泥浆,在刀盘和内锥体的搅拌下成为可流动的泥土并被挤入泥水仓。
同时,泥水循环泥浆经进浆管进入泥水仓,在泥水仓与泥土充分混合成为浓度更大的泥浆,经排浆管排出机头,再经泥水分离机处理,泥沙等固体颗粒被分离外运,泥浆循环使用,实现了连续掘进作业。
循环泥浆的浓度控制在1.09,压力比地下水水头增加20kPa 10kPa 。
泥水除了对泥沙起悬浮和携带作用外,同时对开挖面起平衡稳定作用,泥水压力由泥土仓的流动土体传到开挖面,防止开挖面坍塌,而且因为有泥土仓的缓冲作用,即使泥水压力不正常,也不至于产生较大的地面沉降,泥土仓的土体与开挖面处于主动平衡或被动平衡状态。
在工作前须制作一定浓度的清泥浆储放在泥浆箱内,工作时清泥浆经进浆管泵和进浆管进入顶管机的泥水仓,与顶管机刀盘切削的土体搅拌成均匀的浓泥浆,经排泥浆管和排浆泵管排出井外,泥水处理装置把浓泥浆的砂土颗粒(一般在0.4mm 以上)分离出来。
泥浆再经过沉淀池,把较细的颗粒再分离出来,这样可以把浓泥浆处理成清泥浆。
泥水经过不断循环,把顶管机前方的泥土排出井外。
3.3 测量纠偏管道轴向测量采用高精度激光经纬仪,主要采用导线测量法,测量平台设在顶管后座处。
测量光靶安装在掘进机尾部,测量时激光经纬仪直接测量机头尾部的测量光靶的位置,并根据机头内的倾斜仪计算机头实际状态。
高程测量较简单,在地面上把永久性水准引测至井边,通过垂直吊钢尺引测至井下,设临时水准点,再在管道内架设水准仪测至机尾部标靶,即可知道机头高程偏差。
此水准还可从机头测出来,闭合差按二级水准控制。
为了确保机头准确进洞,在顶进到最后30~50m 时,用人工测量的方式,对管线进行复核。
顶管机的测量靶网格为10mm ,根据顶管机测量靶激光点的偏移量计算顶管机的斜率,伸出相应的纠偏千斤顶组,使顶管机推进改变方向,从而实现顶进方向的控制。
顶管机头附有测量靶,激光经纬仪安置在观测台上,在工作中它发出的激光束既为管道中心线,又符合设计坡度要求,可作为顶管导向的基准线。
顶进管道允许偏差如表1,当超过该偏差时,应采取措施纠正。
纠正偏差应缓慢进行,使管节逐渐复位,不得猛纠硬调。
工具头前方有纠偏节,纠偏节中安装有纠偏千斤顶,顶进过程中,根据测量反馈的结果,调整纠偏千斤顶,使工具头改变方向,从而实现顶进方向的控制。
表1 顶进钢管管道允许偏差项目允许偏差/mm轴线位置50管道内底高程(D <1500)+30~-40管道内底高程(D >1500)+40~-50相邻管间错口15%壁厚且不大于20对顶时两端错口50注:D 为管道内径,单位mm 。
每次纠偏的幅度以5mm 为一个单元,在顶进1m 后,如果根据顶管机的测斜仪及激光经纬仪测量偏位趋势没有减少,增大纠偏力度(以5mm 为一个单元),如果偏位趋势稳定或减少时,保持该纠偏力度,继续顶进,当偏位趋势相反时,则需要将纠偏力度逐渐减少。
纠偏应贯穿在顶进施工的全过程,必须做到严密监测顶管的偏位情况,并及时纠偏,尽量做到纠偏在偏位发生的萌芽阶段。
3.4 减阻与中继接力在顶进过程中,随着距离的增长,管道的摩阻力增大。
为了提高顶进施工的效率,我们采取压触变泥浆措施,以减少顶进的阻力。
注浆孔的形状及布置:在每节管的前端布置一道触变泥浆注浆孔,数量为4个,呈90 布置。
经过不断压浆,在管外壁形成一个泥浆套。
触变泥浆管设置在顶管机后面4节管,在管节外壁形成完整的浆套。
以后的管节间隔3节管设置一道,用来对浆套进行补浆。
触变泥浆系统由拌浆、注浆和管道三部分组成。
拌浆是把注浆材料兑水以后再搅拌成所需的浆液(造浆后应静置24h 后方可使用)。
注浆是通过注浆泵进行的,根据压力表和流量表,它可以控制注浆的压力(压力控制在水深的1.1~ 1.2倍)和注浆量(计量桶控制)。
管道分总管和支管,总管安装在管道内一侧,支管则把总管内压送过来的浆液输送到每个注浆孔上去。
随着顶进距离的继续增长,管道的摩阻力越来越大,主顶推力也随之增大,当管节强度和工作井的结构强度不能满足顶力时,需采取中继环接力顶进。
该工程经过计算分成两段,中继间布置于距头部84m 处。
3.5 顶入接收井顶管机顶入接收井是一项关键的施工环节。
在顶进接近接收井前,先将接收井施工好等待顶管机的接收。
当顶进到接收井边三排搅拌桩时,须放慢顶进速度,顶管机慢慢切削搅拌桩体,形成一个较完整的止水孔。
否则,会因推进过快使预留孔前的搅拌桩体破坏不能形成止水孔,严重时损坏顶管机或顶力剧增使管节破裂而无法完成接收顶管机。
必须先复测本段管道的长度与设计长度相符,然后通过测量得知顶管机出口的具体位置,将接收井工具头出洞位置的混凝土护壁凿除。
当顶管机进入接收井边时,顶管机要快速顶进,直至顶管机完全顶出接收井。