顶管培训纪要docWord下载.docx
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借助顶推装置,将管道在地下逐节顶进得非开挖施工技术。
顶管法施工是在地下工作坑内,借助顶进设备的顶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,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。
其敷设工作井,接收井,骑马井。
本工程顶管设计:
金碧路:
本段污水干管工程起点于沿河路和金碧路交叉口,终点于西昌路和金碧路交叉口,管道沿金碧路南侧敷设,主干管总长度660m。
其管径为D1220x14,管道坡度为0.8%。
干管主要截流沿河路混合污水,金碧路雨水和污水。
旱季污水设计流量为0.14万立方米每天,雨季污水设计流量为0.70万立方米每天。
西昌路:
本污水干管工程起点西昌路和金碧路交叉口,终点于西昌路和兰花沟交叉点,管道沿西昌路西侧敷设,总长度为1086m。
管径为d1200,管道坡度为0.8%。
旱季污水设计流量为0.406万立方米每天,雨季污水设计流量为1,22万立方米每天。
西昌路污水干管金碧路----气象路路段采用顶管施工,气象路-----兰花沟路段采用开挖施工。
气象路:
本污水干管工程起点于西昌路与气象路交叉口,终点于二环南路与船房路交叉口,管道沿气象路沿线敷设,总长度为1626m.管径为d1500~d1650,管道坡度为1%。
2.顶管法施工的分类
目前顶管法施工可分为对顶法、对拉法、中继法、后顶法、牵引法、深覆土减摩顶进法等。
在地下工程采用顶管法施工时,可按照地下工程的特点、设计要求、技术标准、有关规程,工程环境的实际情况、施工的力量和经济效益采取不同的顶管法施工。
3.在施工中,顶管管道与摩擦阻力随管道的顶进长度成正比,顶进长度增加,摩擦阻力增加,此时必须加大顶力。
当顶进长度达到一定距离时,顶力加大会使管体或后背损坏。
所以顶管工艺一般是通过润滑剂减阻,减少顶进过程阻力,从而达到一次完成长距离顶管的技术。
其特点有:
(1)采取全封闭式顶进,可有效的保持挖掘面的稳定,对管道周围的土体扰动小,能很好的控制地面沉降;
(2)由于泥水输送弃土的作业连续进行,故其施工速度快,能有效保证工期。
(3)污染小,噪音小,环保。
采用泥水管道输送弃土,并经泥水处理系统处理后再进行弃土,环境污染小。
(4)施工工艺简单,标准化、程序化,便于施工控制和管理。
4.适用范围
(1).各种土壤条件:
能适用于地下水压力高、非坚硬的的地层条件,如砂质土、粘土等;
不适合强风化岩、花岗岩的土层。
。
(2).管径:
DN300~DN3000。
(3).适用管材:
钢筋混凝土管、钢管等常用顶管管材。
5.工作原理
(1)泥浆形成机理
泥水平衡式顶管机中,刀盘与主轴之间有一个偏心距e,而中心刀、刀排、切削刀头与主轴是同心的。
所以,假设刀头切削下来的强风化砂岩的颗粒较大,不会直接进入泥水仓,大颗粒的石块在破碎腔内被破碎成,比隔栅孔小的颗粒,才能通过隔栅进入泥水仓。
这样,使排泥管不会被堵塞。
利用水枪,将土层的强度降低,含水量增大,以利用旋转刀盘上的刀片将土层切割成为泥浆。
(2)泥水平衡工作原理
泥水平衡顶管机施工以泥水平衡原理为基本,通过改变泥水仓的送、排泥水量和顶进速度来控制排土量,使泥水仓内的泥水压力值稳定并控制在所设定的范围之内,从而达到开挖面的稳定。
(3)触变泥浆减阻原理
通过在管壁外压注触变泥浆,形成一定厚度的泥浆套,使顶管在泥浆套中顶进,以减少阻力。
(4)中继间接力顶进原理
中继间接力顶进,也就是在管道中间设置中继环,分段克服摩擦阻力,从而解决顶力不足的问题。
中继间的千斤顶组在高压油路的作用下,以其后管道为后座支承点,将其前段管道向前推进,采用这种方法,将管道分段逐次推进,从而实现长距离顶管。
6.工艺流程
(1)泥水平衡式顶管工艺流程:
(2)工作井:
顶管始发端放置顶进设备并进行顶进作业的竖井。
接收井:
顶管终端接收顶管机的竖井。
工作井(接收井)可采用沉井法施工,如遇地下水较丰富,在沉井施工前可设置双排搅拌桩止水帷幕。
工作井(接收井)采取两次浇筑成型的方式制作,即刃脚混凝土浇震憾到一定强度后,再浇筑上部混凝土井壁,每次浇筑均须连续施工,不留施工缝。
1).做好钢模板设计计算,确保沉井筒体大体积混凝土施工安全。
2).脚手架搭设、钢筋笼制作安装、模板安装均应符合规范要求,特别应注意对拉螺栓定位准确与沉井平面位置准确。
3).沉井下沉必须保持垂直,可根据地质状况采取不排水挖土下沉、钻吸排土法下沉和带水下沉等方法。
4).沉井排土地下沉中,应加强观测,如下沉困难,及时采取措施。
(3)骑马井:
是接收工作井和接收井管道坑的中继站
1)放线定点。
这是所有工作坑和接收坑施工前的基础工作。
如果在接收坑处采用骑马井施工,则在放线定点时可以根据管段总长和标准管节的长度,在设计允许的情况下,对设计图纸中的管段长度进行适当的调整。
这样做的目的是为了避免在施工骑马井的井室时破坏管道。
可见,轴线上的工作坑和骑马井位置必须事先定出。
2)管道就位。
一般顶管施工中工作坑和接收坑的开挖都是非常关键的工序。
工作坑是进行管道顶进的工作地点,是必须开挖的,而接收坑一般情况下是在管道就位后,在对接点开挖然后砌筑(或浇筑)检查井接通两边管道之用的。
管道在工作坑顶进的过程中一定要控制好方向,偏差不应太大,这是决定能否采用骑马井施工很关键的一步,也是顶管施工中的主控项目。
如果管道顶进的过程中遇到特殊的地质情况而产生了偏差,则应及时采取纠偏措施,保证在接收坑处的管道回到轴线位置。
对顶施工的管道在接收坑处要预留一定的空隙,便于骑马井的施工。
(4)洞口密封止水
1)安装洞门止水装置
出洞前,为防止洞口处的水土沿工具管外壁与洞门的间隙涌入工作井,首先在管子顶进前方的坑内,浇注一道前止水墙,墙体可由级配较高的素混凝土构成。
然后再在前止水墙的预留孔内安装橡胶止水圈。
洞口止水圈的构造是由混凝土前止水墙、预埋螺栓、钢压环及橡胶圈组成。
在顶进施工过程中又可防止减摩泥浆从此处流失,保证泥浆套的完整,以达到减少顶进阻力的效果。
2)顶管出洞
本工程顶管机出洞洞口外侧主要为砂质土、粘土,在封门拔除过程中土体易因其流塑性而发生坍方事故。
应确保顶管快速、顺利出洞,防止洞口外侧土体涌入井内。
(5)后靠墙
在工作坑内,后坐墙是承受和传递全部顶力的基础,必须具有足够的强度和刚度,并有足够的安全度。
后靠墙内配φ14@120双向钢筋,砼标号为C25,待砼强度达到设计强度的75%方可顶进。
后背墙的受力分析
反力R应为总推力F的1.2~1.6倍,以确保安全。
(6)正常顶进
正常顶进工艺流程见下图。
7.顶管管材要求
(1).必须对运进现场管子进行严格质量检验,不合格的管子严禁用于顶管施工。
(2).顶管用混凝土管宜采用钢承口的接口形式,管材质量应符合下列要求:
1)混凝土管节表面光洁、平整、无砂眼和气泡;
接口尺寸符合规定;
2)钢套环尺寸符合设计规定,接口无疵点,焊接接缝平整,肋部与钢板平面垂直,且应按设计规定进行防腐处理。
3)密封橡胶圈安装前保持清洁,无油污;
4)混凝土管接口处加衬垫,防止管口受力不均而被顶坏。
(3).顶管用钢管时应符合下列规定:
1)应根据设计要求进行钢管防腐绝缘,检验合格后,对绝缘防腐层采取保护措施。
2)顶进钢管接口焊接后,接口处应补作防腐绝缘层及钢丝网水泥保护层,抹钢丝网水泥时,宜加速凝剂。
3)采用钢丝网水泥保护层时,应焊制钢丝网水泥的保护肋板,顶进设备与管口接触部位应设特制护口边圈保护管壁。
8.质量控制
(1)平衡顶管施工质量应满足《给排水管道施工及验收规范》要求。
1).接口必须密实、平顺、不脱落,密封材料完好、均匀。
2).管内不得有泥土、石子、砂浆、砖块等杂物。
3).管处壁与土体间的空隙,应填充处理完毕。
4).有严密性要求的管道应经闭水试验合格。
5).地面隆沉值在设计允许范围内。
6).具体指标如下表所示:
7),工程验收标准如下表所示
9.安全措施
(1)高空作业应当满足《建筑施工高处作业安全技术规程》(JGJ80)。
(2)特种作业人员应当持证上岗。
(3)现场临时用电,应符合《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)。
顶管机及管道内照明用电应使用安全电压。
(4)混凝土管吊运时,管下严禁站人。
(5)龙门行车设计与安装应符合《龙门架及井架物料提升机安全技术规范》(JGJ88-92)
(6)工作人员必须戴安全帽,上下工作坑应走安全梯,根据施工的具体情况,正确使用个人劳动保护用品。
(7)施工场地必备标示标牌
(8)顶进中应有防毒、防燃、防爆、防水淹的措施,顶进长度超过50m时,应有预防缺氧、窒息的措施。
安全防护和劳动保护用品的选用应注意其有效性,必须用经有关部门批准的产品。
氧气瓶与乙炔瓶(灌)不得进入井内。
顶时作业,应先试顶,确认安全后,方可正常作业;
每次顶进前,应仔细检查液压系统、顶铁(柱),后背等是否有异常现象。
地下水位较高或有流砂时,有专人监护支撑,平台、工作坑有无异常;
发现异常,立即停止作业排除险情。
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昆明主城老城区西南片区市政排水管网及调蓄池建设工程项目部2011年9月15日