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1、顶管施工 手掘式 方案 一 工艺流程 顶管施工准备 顶力计算 测量放样 导轨铺 设 顶管后靠背 顶管动力 照明 洞口止水 穿墙 顶进开始试 阶段以及纠偏方法 出土方案 安放中继间 一 顶管前的准备工作 顶管中的所有设备在顶管前三天前要全部到场 包括 吊车 空压机 注浆机 油压泵 水泵等 动力和照明电缆线要全部按要 求铺设到位 所有顶管施工人员要全部到场 二 顶力计算 三 测量放样 顶管管线放线是保证顶管轴线正确的关键 放线准确就能保证 顶管机按设计要求顺利进洞 满足施工质量要求 反之 就可能造 成顶管轴线偏差 影响工程进度和工程质量 同时也会造成顶进时 设备损坏 使顶管停顿 顶管管线放线 就是
2、将工作井出洞口和接 收入井进洞口的点正确引入工作井 指导顶管顶进的方向和距离 从理论上讲 工作井和接收入井的坐标和标高在沉井下沉时都已明 确 通过计算很容易确定 然而由于沉井下沉时的误差 这样从理 论上计算放出的线就不一定符合 目前 顶管管线放线常常是根据 工作井和接收井的实际位置 按设计要求 通过测量实际放出管线 位置 具体如下 1 管线标高的测量使用水准仪测得工作井和接收入井洞底标 高 根据标高高差和工作井与接收井距离算出坡度 2 轴线测量的方法 1 通视条件下的测量使用引线法引工作井及接收井预留洞口 中心至工作井的井壁 置经纬仪于接收井中心A 点 把花杆放在工 作井预留洞中心井上口B点
3、作 AB直线的延长线 并在工作井后部 定出一点 C 保证 C A B在一条轴线上 工作上B点 C点用铅丝 将管线轴线拉出来 上吊两个垂球将管线轴线引至坑底B C 点用 以确定管线顶进轴线 C 点架设激光经纬仪 对准B 点 确定顶管 顶轴线 2 在轴线定好后即可安装导轨以及后顶 先根据导轨本身的 尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h 至水平仪于井下 在井四周 做出 4 6 个临水点 保证轴线标高 安放导轨时可用线绳在相对的 两个临水点拉出一条直线 使导轨顶轻触于线绳既可 然后根据轴 线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合 导轨 轴线方向调整好后再精调导轨的高程 最后支撑导轨至井壁上 3
4、 纠偏方法与措施 1 有严格的放样复核制度 并做好原始记录 顶进前必须遵 守严格的放样复测制度 坚持三级复测 施工组测量员 项目管理 部 监理工程师 确保测量万无一失 2 布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形 必 须定时复测并及时调整 3 顶进纠偏必须勤测量 多微调 纠偏角度应保持在10 20 不得大于 0 5 并设置偏差警戒线 4 初始推进阶段 方向主要是主顶油缸控制 因此 一方面 要减慢主顶推进速度 另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏 5 开始顶进前必须制定坡度计划 对每一米 每节管的位 置 标高需事先计算 确保顶进时正确 以最终符合设计坡度要求 和质量标准为原则 6 平面纠偏
5、 采用经纬仪测量检查 高程偏差采用水准仪测 量 测量的频率一般每天四次 出洞前更要勤测量 四 导轨铺设 基坑导轨是安装在工作井为管子出洞提供一个基准的设备 导 轨要求具备坚固 挺直 管子压上去不变形等特征 由于顶管重量 重 为此我们采用了复合型基坑导轨 基坑导轨铺设应注意管线轴线 导轨标高和导轨支撑稳定性几 个方面的问题 1 管线轴线 根据管线轴线测量结果 铺设轨道时 将轨道中 线与管线轴线重合 2 管线标高 由于采用的是复合型轨道 因此铺设轨道时必须 了解轨道的基本结构 五 顶管后靠背 工作井的顶管 后座墙用两块各20MM厚钢板 中间用浇筑C20 砼 在钢板与井壁之间浇筑C20 砼 和厚钢板
6、一同作为后座墙 待 其混凝土达到75 以上强度后方可进行顶管的顶进工作 否则就可 能造成顶管过程出现各种意想不到的事故 影响顶管顶进 对于后 座墙附加层的做法 采用以下方法 1 后座墙附加层工作面必须与顶管管线垂直 2 后座墙附加层的宽度应满足主顶油缸发射长度 厚度根据工 作井的直径和后靠背顶铁的宽度而定 3 后座墙附加层做法采用钢筋混凝土 标号C20以上 当后座 墙附加层覆盖洞口时 应在洞口处用型钢加固 4 后座墙附加层严禁采用方木 因木材具有弹性 顶管顶进 时 主顶油缸反复作用会造成木材反复受力 形成疲劳破坏 影响 顶进质量 同时也会造成顶进设备损坏 六 顶管动力 照明 动力电缆设置 管设
7、置一路电缆 按其配套动力负载功率 选 择电缆规格 供电采用TN S 方式 三相五线制移动电缆装接 为防 止长距离以后的电压降低问题 放大电缆截面 以减少电阻 电缆 接头采用电缆接头箱 井下施工的所有移动电机具和设备 必须有 严格的接地措施 井下 管道的照明必须用12V安全电压 七 洞口止水 1 顶管工程中 为使管子能顺利从工作井出洞 一般采取工作 井预留洞口比管节外径略大些 一般为100mm 的方式 顶进时此 间隙需采取有效措施进行封闭 否则地下水和泥砂就会从该间隙流 到工作井 会造成洞口上部地表的塌陷 甚至会造成事故 殃及周 围的建筑物和地下管线的安全 因此 顶管过程中洞口止水是一个 不容忽
8、视的环节 必须认真 仔细地做好此项工作 2 我们采用的洞口止水方法是在工作井制作时 需在出洞口处 做一弓形的止水墙 以便将洞口止水装置安装在平面上 止水墙的 混凝土标号同工作井混凝土标号 预先在洞口预埋一个10mm 厚钢法 兰 在钢法兰上焊接螺栓 安装16mm厚橡胶法兰 用10mm厚钢压 板压紧 八 穿墙 从打门 将掘进机顶出工作井外 这一过程称为穿墙 穿墙是 顶管施工中的一道重要工序 因为穿墙后掘进机方向的准确与否将 会给以后管道的方向控制和井管节的拼装工作带来影响 穿墙时 首先要防止井外的泥水大量涌入井 严防塌方和流沙 其次要使管 道不偏离轴线 顶进方向要准确 1 防止井外泥水涌入井的措施
9、 为防止井外泥水涌入井 在沉 井下沉时首先应在洞口处砌挡土墙 同时在井壁外侧预埋钢板桩随 同沉井一起下沉 钢板桩吊钩应漏出自然地面 注意 当沉井下沉 时 要注意防止沉井周围建筑垃圾 如 钢筋 碎砖石等 随沉井 一同下沉 必须将其清理干净 否则当掘进机出洞时 钢筋等杂物 将进入绞笼 损坏绞刀 致使顶管不能正常顶进 由于掘进机出洞 碰上碎钢筋 导致绞刀损坏 修理绞刀时 顶管停顿 以后重新启 动顶管顶进时 引起了一些其它的故障 处理起来时很麻烦 2 若土质较软或有流沙 则必须在管子顶进方向距离工作井边 一定围 对整个土体进行改良或加固 视情况一般采用井点降水 注浆 旋喷桩 深层搅拌幕墙等措施 以提高
10、这部分土体的强度 防止掘进机出洞时塌方 3 当掘进机准备出洞时 应先破除砖封门并将杂物清理干净 将掘进机刃脚顶进工作井井壁中 4 顶管出洞时 掘进机要调零 5 要防止掘进机穿墙时下跌 下跌的原因一是穿墙初期 因入 土较少 掘进机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 这时作用于支撑面上的应力很可超过允许承载 力 使掘进机下跌 二是工作井下沉时扰动洞口土体且掘进机较 重 为防止掘进机下跌 可采取土体加固 加延伸导轨 保留洞口 下部预留缝隙的砖墙 顶力合力中心低于管中心 约R 5 R 4 或 将前部管子 一般3 节左右 同掘进机用连接件连接成整体 同时 掘进机头亦可抬高一些
11、6 防止掘进机和前几节管子后退 产生这种现象主要是因为掘 进机的主顶面上主动土压力大于掘进机和管子的周边摩阻力和它们 与导轨间摩阻力的总和 一般采取在主顶油缸回缩前 用螺旋出土 机部分土适当卸压 或在洞口两侧安装手拉葫芦拉住 或用木 钢 柱将管子顶住 使其不向后退 7 由于顶管出洞是制约顶管顶进的关键工序 一旦顶管出洞技 术措施采取不当 就有可能造成顶管在顶进过程中停顿 而顶管在 顶进途中的停顿将会引起一系列不良后果 如 顶力增大 设备损 坏等 严重影响顶管顶进的速度和质量 甚至造成顶管失败 九 顶进开始调试阶段以及纠偏方法 1 顶管下井前应作一次安装调试 油管安装先应清洗 防止灰 尘等污物进
12、入油管 电路系统应保持干燥 机头运转调试各部分动 作正常 液压系统无泄漏 机头下井后刀盘应离门1 米左右 放置平稳后重测导轨标高 高程误差不超过5mm 即可开始凿除砖封门 砖封门应尽量凿除干 净 不要遗留块状物 同时可进行土体取样工作 使用 100 L 500mm的两根钢管在洞口上下部各取长400mm的土样 取样工作 完成后随即顶机头 使机头刀盘贴住前方土体 土压力表所显示的土压力为泥仓土压 显示的土压力与实际顶 进的土压力存在一个压力差 P 此值一般取15 30T 由于进泥口 是衡定的 机头的土压控制主要通过顶速来调节 顶进过程中的方 向控制 由于机头本身所具有的方向诱导装置 纠偏操作就变的
13、简单易 行了 操作员只要通过纠偏动作 始终保证激光点在二号光耙的中 心既可 2 纠偏方法与措施 1 有严格的放样复核制度 并做好原始记录 顶进前必须遵 守严格的放样复测制度 坚持三级复测 施工组测量员 项目管理 部 监理工程师 确保测量万无一失 2 布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形 必 须定时复测并及时调整 3 顶进纠偏必须勤测量 多微调 纠偏角度应保持在10 20 不得大于 0 5 并设置偏差警戒线 4 初始推进阶段 方向主要是主顶油缸控制 因此 一方面 要减慢主顶推进速度 另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏 5 开始顶进前必须制定坡度计划 对每一米 每节管的位 置 标高需事
14、先计算 确保顶进时正确 以最终符合设计坡度要求 和质量标准为原则 6 平面纠偏 采用经纬仪测量检查 高程偏差采用水准仪测 量 测量的频率一般每天四次 出洞前更要勤测量 附平面布置图 十一 出土方案 由于本工程顶管管上为原来老土层 所在顶管作业中必须严格 遵循 先顶后挖 原则 严禁超挖 人工掏土必须先上部后下部 挖土坡度不得大于60 为防止 事故 掏土深度每次为300mm 制作专用运土斗车 每道管二台交 替使用 斗车行进由卷扬机拉动 斗车装土运到工作坑后由12t吊 车吊到自然地面 用1m 3 履带液压挖机装车 4t自卸王运到 8km以外 的存土场地 十二 中继间安放 1 中继间千斤顶的数量应根据
15、该段单元长度的计算顶力确定 根据计算每段顶管拟在机头后部每隔70 米安放一只中继间 2 中继间的外壳在伸缩时 滑动部分应具有止水性能 3 中继间安装前应检查各部件 确认正常后方可安装 安装完 毕应通过试运转检验后方可使用 4 中继间的启动和拆除应由前向后依次进行 5 拆除中继间时 应具有对接接头的措施 中继间外壳若不拆 除时 应在安装前进行防腐处理 七手掘式顶管施工中的常见问题及处理方法 1 导轨偏移 现象 基坑导轨在顶管施工过程中产生左右或高低偏移 原因 导轨自身的强度不够 受到管子自重的压力而变形 导轨固定不牢靠 受到外力及震动后发生偏移 导轨底部所垫木板太软而产生较大变形 防治措施 对导
16、轨进行加固或更换 把偏移的导轨校正过来 并用牢固的支撑把它固定 垫木应用硬木或用型钢钢板 必要时可焊牢 对工作底板进行加固 2 后靠背严重变形位移或损坏 现象 后靠背被主顶油缸顶得严重变形或损坏 已无法承受主顶油 缸的推力 后靠背被顶得与后座墙一起产生位移 钢板桩工作坑 由于复土太浅或被动土抗太小而使钢板桩产 生位移影响到后靠背的稳定 防治措施 应该用刚度好的钢结构件取代单块钢板做后靠背 后靠背后面的洞口要采取措施 可用刚度好的板桩或工字钢 叠成 墙 垫住洞口或管口 后座墙后的土体采用注浆等措施加固 或者在其地面上压上 钢锭 增加地面荷载 用钢筋砼浇筑整体性好的后座墙 并且尽量使墙脚插入到工 作坑底板以下深一些 3 测量仪器移动 现象 用测量仪器观察标尺 偏差一下子大很多或无法找到标尺 在 大多数情况下水准气泡也不准 原因 仪器被人碰到而移动或者是固定仪器的架子有移动 防治措施 仪器架一定要固定在基坑底板上 而且底板要牢固 不要把 仪器架固定在会移动的支撑等上面 仪器附近应设栏杆 防止被碰 失准 发现仪器移动必须重新安装好 必须对原始数据做核对 确 保重新安装后的仪器数据正确 同时 还
