工作井及顶管方案(4)

2019-04-15 23:34

32湖田污水提升泵站及配套管网工程一标段 操作井及顶管专项施工方案

风送至工作井底部,并用同直径的硬质PVC橡胶通风管道,从管内把风送至端部机头处。通风管要固定在工作井侧壁及钢管内壁的上边,固定要牢固。在中继间处采用风琴式软管,以利风管伸缩。在施工的全过程中风管要随着钢管的延伸而不断的接长,要确保管道通风,满足管道内施工需求。 2.2.4泥水出土系统

泥水系统选用二台,一台放在地面上为送泥泵,另一台放在基坑下为排泥泵。进泥管路采用?150钢管,排泥管路采用?150钢管,管节接头为卡箍式活络接头。基坑内设有旁通装置等。

2.2.5顶管出洞口技术措施

对工具管进、出洞口范围内的土体,施工时视土质情况决定是否进行加固。 为了防止机头下沉,必须加延长导轨,其形式、材质与基坑导轨相同,长度为60cm,并将前三节砼管与机头做成钢性连接。将机头徐徐推进洞口,待刀盘全部进洞以后,装好止水圈。

工具管安装调试完毕后,推进至预留孔1m处时停止。 用空压机凿除沉井洞口封堵,尽快清理完毕。

迅速将工具管推进土中,静候3~4小时,测出实际静止土压力,结合理论土压力,制定出控制土压力。

顶管出洞过程中与正常顶进阶段,为了控制顶管的顶力,并保持地面沉降不超过允许值,需要以一定的压力向顶管管道与周围土体的环形建筑缝隙压注触变泥浆,如果不设置洞口密封装置或者洞口密封装置设置达不到设计要求,压注的触变泥浆就会通过洞口流入工作井内,无法形成完整的浆套,引起顶力上升,地面沉降增大,对顶管不利。在洞口外的土质差的工程条件下,还会造成泥土涌入工作井的情况,导致施工环境恶化,甚至无法顶进。工作井洞口止水装置应根据工作井的具体条件来进行。采用一种较简单的橡胶法兰的结构形式。

根据预留的法兰,我们在法兰上安装工作井洞口止水装置。该装置必须与导轨上的管道保持同心,误差应小于2cm。工作井洞口止水密封装置为橡胶止水法兰。橡胶法兰的内径应小于管道外径30cm左右,单边翻进去15cm。橡胶板的纵横方向衬棉纱线和尼龙线,以提高回弹力,保持良好的止水效果。设置扇形压板可以调整径向间隙,防止橡胶法兰被挤翻出来。在橡胶止水法兰之前应预埋注浆孔,以便压注膨润土泥浆(见下图)。 2.2.6顶管进洞口技术措施

在顶管机头到达接收井前,做好以下工作:

a、安置好接收导轨,主要防止进洞后的前面几节管子产生扭曲、“磕头”等现象。 b、预先在接收井井壁上钻出二个探孔,用探棒测量:当掘进机顶进到离洞口还有300mm处时停止顶进。

c、将掘进机徐徐推入接收井内已辅设好的接收导轨上,直至砼管出井壁150mm为

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止。

d、起重机从接收井中吊出掘进机。

接受井施工完成后,必须对洞门的方位进行测量确认,根据实际标高安装顶管机接受基座,并配备拆除封门的材料和机械设备。

当推进至距接收井沉井井壁外侧30cm处时,停止推进,凿除沉井预留洞口封堵,在接收井凿除封堵后掘进机头应迅速、连续顶进管节,尽快缩短出洞时间。掘进机整体进洞后就应尽快把机头和混凝土管节分离,并把管节和接收井的接头按设计要求进行处理,减少水土流失。

吊起工具管,清除泥土,迅速将预留孔与管节之间的空隙堵住,并留好出水孔。防止渗水,泥土流失引起土体塌方和路面沉降。

对于顶管接收井的洞口止水,由于工具管进洞的姿态难以确定,一般情况不采用止水装置,而是根据土质情况决定是否对洞口采用地基加固措施,并用扇形板将首管与接收井预埋钢法兰焊接。首管为特殊管,外壁包一层钢板。工具管进人接收井时,坑内应计算好标高安放引导轨。接收井为刚性连接,不仅满足止水要求,还能防止叩头现象的发生。

掘进机进入接收井前的复核时应测量顶管机所处的方位,是确认顶管状态、评估掘进机出洞时状态和拟定施工轴线及施工方案等的重要依据,使掘进机在此阶段的施工中始终按预定的方案实施,以良好的状态、准确无误地进入接收井内。

顶管完成后立即对管头进行处理,用砖头、砂浆、混凝土将管头固定在工作井与接收井的孔位中。切掉接收井中多余的管子,立模将管头与井壁一起用砼浇筑成型。用水泥、粉煤灰等配制的浆液从管线中部向两边转换出膨润润滑浆。用水泥砂浆对管节缝道进行处理,确保不渗漏。

2.2.7测量控制、顶进控制及顶管纠偏措施

为了保证顶进轴线控制在设计轴线允许偏差范围内,在顶进过程中要密切注意激光点的偏向。轴线测量的控制系统设在工作井内液压主顶装置中间。施工中需经常对控制台进行复测,以保证测量精度。

按独立坐标系放样后用测量控制台使它精确地移动至顶管轴线上,用它正确指挥顶管的施工方向。

在后顶观察台架设J2型激光经纬仪一台,通过后视测机头的光靶及后标点的水平角和竖直角各一测回,编排程序计算顶管的头部及尾部的平面及高程。

顶管施工初次放样及顶进尤为重要,另外由于顶管后靠顶进中要产生变化,后台的布置应保持始终不变形、移位来确保顶管施工测量的正确性。 ①平面控制

为确保两井间顶管贯通,横向、竖向误差小于100mm,在两端头井附近埋设地面导线点,利用空导点和地面导线点,以导线测量形式,将平面控制成果引测到施工现场。

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利用空导点和地面导线点建立平面控制网。导线测量采用TC2002全站仪,方向观测6测回,测角精度+1”,测距6测回,双向观测,测距相对误差<1/80000,对观测结果进行平差。

井上座标点向井下传递采用联系三角形方式,点位由Leica铅垂仪垂直投设。 井下控制顶进方向的基准点用钢架埋设成固定点,采用激光经纬仪跟踪观测机头平面偏差方向。 ②高程控制

利用施工区域附近的已知高级水准点,布设二等水准路线,将高程引测到工作井附近,并设立施工高程控制点。水准测量采用NA2型带平行玻璃板测微器水准仪配合铟钢尺进行,往返观测。

地面高程传递到井下时,可用钢尺垂直悬挂,下系线锤至标准拉力,然后地面、井下两台水准仪同时观测。钢尺应进行尺长、温度两项改正。井下布设2~3个地下起始高程控制点。 ③纠偏控制

纠偏操作方案应是顶管技术人员交接班讨论的重点。方案的依据为测量提供的机头折角、倾斜仪基数和走动趋势、前后尺寸读数比较、机尾处地面沉降量等等。0.5°以上的大动作纠偏须尽量避免并慎重讨论,不得已时也应争取在非重要地段进行并加强观测。纠偏时应根据管子的偏离方向决定开启哪两组纠偏油缸。纠偏时纠偏油缸不需要伸出太多,一般5cm 即可。机头操作手要注意观察激光点移动情况,当激光点距离光靶中心点5mm 左右时,应将纠偏油缸收回,以免矫枉过正。如果在纠偏过程中,激光点没有变化或偏移有所扩大,应将纠偏油缸行程放大一些。

在顶管施工中要根据不同土质、覆土深度和地面沉降的情况,配合测量报表的分析,及时调整泥水与土压平衡值,同时要求坡度保持相对的平衡,控制纠偏量,减少对土体的扰动。根据顶进速度,控制排泥量和地层变形的信息数据,及时调整注浆压力和注浆量,从而将轴线和地层变形控制在最佳的状态。

顶管机头没有全部进入洞时,在机头中心、高程偏差不大于±20mm,不考虑纠偏,因此时轨道在控制前进方向,另外因机头没有全进管,此时纠偏如不采取措施,纠偏没效果反而使第一节管偏离轨道。如中心、高程偏差大于±20mm,要停止顶进,由项目技术负责人主持研究是否纠偏及纠偏方案,此时纠偏高程时,轨道上管要加配重,纠偏中心时,轨道管要加两侧支撑。

机头全部入土后,高程、中心偏差大于±10mm要纠偏,此时纠偏用机头纠偏设备,但应用人工操作、激光经纬仪测量。初始顶进,中心控制在5mm以内,高程控制在±10mm以内,为以后掘进打下好基础。

工具管前后段连接处安装有四组按照45°角度布置的纠偏千斤顶,顶管纠偏通过调整纠偏千斤顶柱塞长度以使工具管前段与后段及顶管管段轴线出现夹角来实现。根据

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测量的轴线偏差数据,及时调整工具管两段之间的角度,形成纠偏角,并通过外部土压力的变化来形成纠偏反力,以达到纠偏的目的。顶管纠偏应遵循“勤测勤纠”的原则进行,坚持小角度纠偏,控制顶管管段在设计轴线附近小范围内波动。由后方的激光经纬仪将表示管子中心点的激光点打到光靶上,机头操作手可以根据激光点的位置及后方的测量结果决定是否需要纠偏,一般偏差在2 cm 左右就需要纠偏。遵循先纠上下后纠左右的原则,我们要做到以下几点:

A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1o。 B初始推进阶段,方向主要是由主顶油缸控制,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。

C在每一顶程开始前必须制定坡度计划,以方便施工和最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。

D顶管贯通前的测量是复核顶管所处方位、确认顶管状态、评估顶管进洞时的姿态和顶管进洞施工轴线及施工方案等的重要依据,使顶管机在此阶段的施工中始终按预定的方案实施,以良好的姿态进洞,正确无误地座落在接受井的基座上。 ④顶进速度控制

初始顶进:分为两个阶段进行控制。一是机头入洞阶段,速度控制在3~5mm/min;二是第一节管进洞阶段,机头顶进速度控制在10~20mm/min。初始顶进阶段重点是找正管子中心、高程,偏差控制在±5mm之内,所以速度不要太快。

正常顶进:机头顶进速度设定50mm/min。如要加大顶进速度,在保证泥水仓泥压的条件下,要先加大泥浆流量,再计算顶进速度。 ⑤顶管顶进施工

A砼管顶管施工,用1~2节管子与掘进机头刚性连接;

B顶进时定期测量排出泥浆比重,计算出泥量,根据实际情况及时调整土压力及推进速度。

C管道推进中随时测量轴线偏差,若发现偏移趋势就进行纠偏,若偏移量达到20mm时,立刻停止顶进,查明原因有措施保证后再顶进,确保顶管轴线的质量。

D土压力值控制在大于实测值-20Kpa,小于实测值+20Kpa范围内。 E根据地面沉降监察反馈信息及时调整土压力控制值、顶进速度。

F若发现沉降值超标,立即停止顶进,查明原因,采取相应措施后才能重新顶进,确保地下管线与地面建筑物安然无恙。

G刚开始向井下卸管、装管时,用钢支架固定已顶入的管节,防止油缩回过程中管节后退。

2.2.8工作井内布置

基坑导轨应具有足够的强度和刚度,基坑导轨由型钢和钢板焊接而成。在工作井底板基础上应事先预埋钢板,预埋钢板的位置与基坑导轨相吻合,以便导轨与之焊接。预

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埋钢板上的锚固钢筋要焊牢并有足够的锚固强度,导轨安放后,还应在二侧用型钢支撑好,必要时再浇筑混凝土,确保导轨在受撞击的条件下,不走动,不变形。后座与千斤顶的安装方式直接决定顶进推力的作用方向,对顶管出洞、管道受力型式和变形、顶管出洞初期的纠偏效果影响很大。为消除以上影响因素,本工程后座与千斤顶安装型式为:后座千斤顶作用面与顶管设计轴线垂直,千斤顶轴线与设计轴线平行。

千斤顶安装除保证推力作用方向外,还必须考虑推力合力中心位置,由于工具管重量较大,为防止顶管出洞后发生“磕头”现象,我们决定本工程千斤顶合力中心位于顶管直径中点

主顶油缸架是拼装式结构,主顶油缸架的安装也要定位准确。保证油缸受力点的正确位置。其高程和平面安装误差小于5mm。

承压壁是承受和传递全部顶力的后座墙,更具有足够的强度和刚度,并有足够安全度。承压壁设计在沉井混凝土上,先用钢筋混凝土浇平,后靠钢板用δ=70mm钢板,在钢板和混凝土平面之间衬满堂50mm松木板,承压壁的面积H×B=3.0×3.0m。

在顶进过程中,当主顶油缸的行程达到最大时,应将主顶油缸回缩,加顶铁,再起动主顶油缸。当管子在工作坑内只剩下30 cm 左右时,回缩主顶油缸,用龙门吊将顶铁移开,将下一节管下到基坑导轨上,与前面管子接好后,安好顶铁,开始顶进,以此类推直至该段工程顶进完毕。 2.2.9工作井外平面布置

本顶管工程采用25t汽车吊用于工作井起重作业。对工作井实行全封闭隔离,并设置必要的生产临时设施。要保持施工现场的文明、安全和卫生整洁(见下图工作井外平面布置图)。

2.2.10顶管过程中的技术措施及意外应急措施

顶进中应安排日夜连续施工,为减少顶管设备的转移,采用双向顶进。施工前应充分调查清楚地下相关管道、电缆线等位置、走向,确保一次顶进成功。 ①障碍物

遇到障碍物时,采取硬顶的办法,如硬顶解决不了问题或引起地面隆起,则开挖路面,将不明障碍物挖出后回填进行重新顶进,如多次出现不明障碍物,通知顶管机生产厂家对顶管机机头进行改进。

最大可能出现的意外事故是遇到不明障碍物,泥水工应随时观察出泥口有无渣、砖、混凝土硬块和石块等异物的出现。顶管司机应注意刀盘转矩的突然增大,并监听机头声响,一旦由意外应减慢顶速或停顶,同时严密观察、慢行,如果遇到顶进面有刚性障碍物时而必须停机时刀盘应处于零位,防止机头磕头。研究排除方案后再进行顶进,注意管内沿线的补压浆。 ②顶管过程中的保护措施

A推进前,在出洞口15m范围内每隔3m布设一个沉降观测点,以后每隔5m设置一

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