1)接收井施工完成后,必须对洞门的位置进行测量确认,根据实际标高安装顶管机接收导轨,并配置拆除钢封门的材料和机械设备。
2)洞门加固土体取芯和探孔。同出洞措施。 3)地下水位控制。同出洞水位控制措施。 4)顶管机位置、姿态及接收洞门位置复核测量
在管道顶进至距离接收井150m~50m范围时,对顶管机的位置进行准确的复核测量,明确已完成管道中心轴线与设计中心轴线的关系,同时对接收洞门位置进行复核测量,确定顶管机的姿态及顶进纠偏计划,指导顶管机的后续顶进,确保顺利进入接收井。
在考虑顶管机的姿态时须注意两点:
1顶管机贯通时的中心轴线与设计轴线的偏差; ○
2接收洞门位置的偏差。综合这些因素在设计中心轴线的基础上进行适当调整。 ○5)洞门破除
在洞门处打设探孔,观察洞门后土体情况,如有水砂流出,则对洞门背后土体进行压浆处理。
搭设脚手架;等顶管机头顶进至砖砌体后,顶管机停止顶进;进行人工 割除H型钢格栅;顶管机头缓缓磨切砖砌体。 6)接收井洞口装置安装
同样在接收井的洞口按设计要求安装钢压板+橡胶板, 与工作井不同,接收井采用一套密封止水装置,该装置采用高耐压耐磨橡胶密封圈,和一套具有调节径向密封间隙功能的压板组合装置。
7)接收井内布置
1井内导轨按要求安放,应让其前端尽量靠近洞口。导轨须用预埋构件把它固定好,○
或用斜撑在其左右两侧把导轨撑牢靠。
2在沉井的预留洞口里安装上一副延长导轨,其导轨面与基坑导轨相一致。 ○
3延伸导轨的主要功能是引导机头进洞、及进洞安全。 ○8)顶管机进洞
当封门拆除后应迅速、连续地顶进管节,尽量缩短顶管机进洞时间。接收井封门打开,直接将机头推进接收井。
- 31 -
吊起顶管机以后,穿墙套管与砼管间隙用麻丝填充、胶泥封边。填充时需注意麻丝分层填充,挤压密实,胶泥多道密封。 (四)注浆减阻措施
1、按泥浆套厚度为10mm的量计算,每米需注浆润滑材料用量: 3×(D2-d2)×Л/4 =3×(4.662-4.642)×0.7854=0.438m3/m 2、注浆孔布置
每节混凝土管布置6只注浆孔。 注浆孔设置在管材端部,每个压浆孔上安装一只1英寸的单向阀,由橡胶管和压浆总管连接,压浆总管是一根2寸的镀锌钢管,连接压浆泵。压浆泵选用液压泵,通过井内主管路和每个注浆断面的6个支管,浆液进入注浆孔。并且每隔20m安装一个隔膜式耐震压力表(测压范围:0~0.4mpa),可观察管外触变泥浆的压力,以便随时调整。
远东6#井~远东7#井顶管覆土约为10m,注浆压力设定比管顶土压力略大0.02Mpa左右,即控制在0.12Mpa。顶进时还需根据地面变形,地下水位等因素适当调整压力和注浆量,每天的注浆量应做记录,作为分析地层损失的依据之一。
注浆工作时注意事项。最主要的是有专人开关闸门,把闸门手轮全去掉防止误操作。顶进开始时,操作手观察润滑泥浆流量,无流量时马上停顶,检查管路,管路正常才能顶进。
注浆孔混凝土管注浆管 图3-3 注浆孔布置图
3、注浆原则
- 32 -
注浆原则是注浆时必须保持“先压后顶、随顶随压、及时补浆”,即机尾同步压浆:以形成原始浆套,填充固有间隙;沿线(及洞口)补浆:以补充管道不直形成的沿线浆套缺损。当实际减磨的效果大于f=2.5KN/m2时,必须改变触变泥浆的成分,在润滑剂材料中掺入聚丙烯胺高分子材料,改善润滑效果,使管道外侧磨阻系数低于f=2.5KN/m2。
注浆压力控制在0.1MPa~0.3MPa,压力不宜过大,防止压穿、冒浆造成物资的流失。 4、注浆质量的控制措施
1)保证润滑泥浆的稳定,在施工期间不失水、不沉淀、不固结。 2)制定合理的压浆工艺,严格按压浆操作规程进行。
3)保持管节在土中的动态平衡。一旦顶进中断时间较长,管节和周围土体固结,在重新启动时就会出现“楔紧”现象,顶力要比正常情况高出1.4~1.6倍,因此尽可能缩短中断顶进时间保持施工的连续性。如中断时间过长必须补压浆。
4)压浆管与压浆孔连接处设有单向阀,防止在压浆停止时管外的泥砂会顺着注浆管流到浆管内,沉淀后会把注浆管堵住。
5、泥浆置换与注浆孔的封堵
当顶进段施工结束后,对已形成的泥浆套的浆液进行置换和固化,置换浆液为水泥浆。压浆体凝结后(一般为24小时)对空口进行封堵和采取与管道内壁相同的防腐措施。封堵采用螺栓封堵方式,预留注浆孔内螺纹已在管道制作时预留并与管道外壁相同的防腐措施。 (五)顶管出土措施
土压平衡机头的出土方式为:大刀盘切削下的土,通过通过螺旋机输送入泥土搅拌箱,通过搅拌后采用泥水方式输送至地面沉淀水槽,泥水经过沉淀后排出,清水通过回流管道输送至倾土水槽重复利用。
1、螺旋搅拌机
DN4000土压顶管机采用腹部出土形式, VVVF调速,主要功率参数如下: 螺旋杆最大转速(变频调速):n=5.7r/min 螺旋杆转矩:T=50KN.m 排土量:0.92m3/min 电机功率:30KW 2、泥土搅拌箱
根据螺旋搅拌机出土量,采用容积为1.5m×1.5m×3m的搅拌箱作为出土系统的一部
- 33 -
分。螺旋机出来的土通过搅拌后由泥水管输送至地面沉淀箱。
图3-4 泥水搅拌箱
1-传动系统 2-泥水箱 3-M10×25 4-盖板 5-搅拌杆 6-泥浆泵
图3-5 泥水搅拌箱
3、排泥泵
电动机驱动的排泥泵位于整个系统的中心点。排泥泵提供的输送量,可由输送管道截面与输送流速的乘积算出。
管道中的流速必须大到足以带动泥砂前进而不致发生沉积,同时也要限定在一定范围。管道中的阻力将随速度的平方而增大。管道阻力的增大,就要提高输送泵的功率,从而增高能源费用。管道磨损的加剧也将导致折旧费的提高,而且有时造成管道在顶管施工中损坏,以致不得不停止推顶,以便更换管道。
- 34 -
采用22KW渣浆泵作为出土用的排泥泵,地面安放泥浆循环箱,本工程顶进排弃的泥水由泥水管路输送到地面的泥浆沉淀箱,再通过专业泥罐车在渣土管理部门的许可下运到指导地点。整套泥水排放系统为全封闭运行,不会泄漏泥水,对环境的影响降到最低。
经计算:一节DN4000管子出土量为3.14×2.322×2.5=42.25m3,泥水方式出土量按五倍计算为211m3。采用该泵输出流量为2.5m3/min,施工时放慢顶速,选用该流量的混凝土泵在2小时之内便能完成一节管子的顶进工作。
考虑到本标段顶管皆为长距离顶管施工,由于输送距离过长,易产生压力不够大等原因。针对这种现象,远东6#井~远东7#井顶距为635m,将增设排泥泵。3台排泥接力泵分别设置在机头、250m、500m处。
4、输送管道
输送管道的截面大小,决定于土壤的粒度。输送管道的内径可规定为: 5·d最大颗粒<D内管道<8·d最大颗粒
本工程采用的排泥输送管道为5寸无缝钢管。 5)进水管道
施工时设置筛网,以筛出较大的石块。输送管道中运送的是废土与水混成的泥浆,因而流速必须相当高,以免发生沉积,而在回流管道中流动的则是清水。向倾土槽送回的水量,必须刚好等于输送泵抽出的水量,本工程的进水管同样采取5寸无缝钢管。 (六)顶力计算及中继间布置
1、顶力计算
远东6#~远东7#顶管工程,管径DN4000,长度2×635m. F=F1+F2
式中F—总推力 Fl—迎面阻力 F2—管道摩阻力 迎面阻力的计算 Fl=π×D×P设/4 式中:
P设—正面土压力 D—管外径4.64m L1—机头长度6.1m
P主=γ0×H×tg2(45°-ψ/2)=6.81t/m2 P被=γ0×H×tg2(45°+ψ/2)=15.85t/m2
- 35 -
2