洛阳引洛济秦一标段顶管施工方案修改版(5)

2019-08-31 12:57

当受到主顶工作站的反作用力时,后座墙材料受压缩而产生变形,卸荷后要恢复原状。如压缩回弹量大,会导致大量行程消耗在后座墙压缩变形土,从而大在降低千斤顶的有效冲程,使顶进效率降低。故后座墙必须具有足够的刚度。

(3)、后座墙表面要平直

后座墙表面应平直,并垂直于顶进管道的轴线,以免产生偏心受压,使顶力损失和发生质量、安全事故。

(4)、材质要均匀

后座墙材料的材质要均匀一致,以免承受较大的后从力时造成后座墙材料压缩不匀,出现倾斜现象。

2、 后座墙的强度及其影响因素:

后座墙的强度取决于千斤顶在顶进过程中施加给后座墙的最大后从力,后从力的大小与最大顶力相等。影响顶力的因素甚多,可分为客观因素及主观因素两类。客观因素包括管材种类、管径大小、顶距长短、覆土厚度、土的种类、地下水位、管节重量等;主观因素包括操作误差、顶进方法、中途停工与否、是否采用润滑剂等。现在主要讨论影响后座墙强度的主观因素。

(1)、顶进误差

在顶进过程中,由于土质、设备的操作等原因,导致管子的方向或高程出与偏差,这种偏差称为顶进误差,简称误差。这种误差将导致顶力增加。技术熟练的工人应既能采取措施防止误差的出现,又能及时发现误差的趋势而加以校正,使误差发展不致过大,并保

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持在容许范围以内,顶力即使增加也不显著。否则,当误差出现时,校正易操之过急而造成管线上出现折线段、错口等现象,从而导致顶力不断增加,使后座墙遭到破坏。

(2)、中途停工

顶进作业一开始,中途就不能停顿。如果停止一段时间后再顶进,其起始顶力要大大超过停工前的顶力。这主要是由于停工时间过长,使管顶土层坍落的缘故。在地下水位以下顶进时,因停顶而使液化的粉细砂将管周围包裹起来,顶力也会大大增加,如果顶力增加至后座墙的设计强度,此时就不能再顶进,必须对后座墙进行加固后方可再顶进。

另外,在顶进过程是否采用注浆润滑措施,对顶力的影响甚大。如采用注浆润滑,施工中的顶进阻力将减小很多。

由于主观因素对顶力的影响是人在操作过程中造成的,或者是事先未预计到的情况,所以对主观因素的影响不能事先计算,只能在施工过程中加强管理,防患于未然,以其不使顶力增加。因此,在计算所得顶力的基础上,适当增加安全系数,作为防止主观因素影响的储备力量,并严格遵守操作规程,就能保证后座墙在设计强度以内,不致受超负荷顶力的影响而导致破坏。

3、 后座墙的刚度要求

顶管时要求后后座墙具有充分的刚度,以避免往复回弹,消耗能量。要保证受最大顶力时不变形,或只有少量残余变形,后座墙应尽量采用弹性小的材料。如果后座墙弹性过大,顶进的后从力先

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压缩后座墙,直到后座墙被压紧而不能再压缩时顶力才向前发挥作用使管段前进,千斤顶卸荷,后从力解除后,后座墙虽然有残余变形但不大,甚至可以恢复到未受荷载的状态,可是下一次顶进时,仍要先压缩后座墙,因而每次顶进都要浪费一段千斤顶行程于压缩后座墙。用短行程千斤顶,行程一般为200mm,而后座墙压缩量为20~30mm,这样就可使千斤顶行程在顶管前进时的利用率只有70%~80%,每顶进2m长的管节,需12~14个行程。若再考虑到传力工具的压缩,需要的行程数还要增加。所以,要提高顶进效率,除采用长行程的千斤顶外,还应设法增加后座墙的刚度。

4.、本项目所采用的后座墙

依据设计要求及顶管施工机械最大顶力,结合现场实际情况,本项目采用钢筋混凝土竖井内建筑的现浇钢筋混凝土后座墙,规格为4.8m宽*4m高*1m厚。

依据顶管施工技术及验收规范,进行后座墙的反力验算如下:

为确保后座在顶进过程中的安全,后座的反力或土抗力R应为的总顶进力P的1.2~1.6倍,反力R可采用公式7.1.8计算:

??2KpR???B????H??2c?H?K???h?H?Kpp???2??

公式7.1.8

式中:R——总推力之反力,kN;

?——系数,取?=1.5~2.5;

B——后座墙的宽度,m;

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?——土的容重,kN/m3;

H——后座墙的高度,m;

——被动土压系数(见表7.1.8);

Kpc——土的内聚力,本项目为低液限粘性土,取40kPa;

h——地面到后座墙顶部土体的高度,4.18m。

土的主动和被动土压系数值 表7.1.8

土的内摩土的名擦角 称 软土 粘土 砂粘土 粉土 砂土 砂砾土

??2KpR???B????H??2c?H?K???h?H?Kpp???2??

?(o被动土压系数 主动土压系数 Kp) KA KpKA 10 20 25 27 30 35 1.42 2.04 2.46 2.66 3.00 3.69 0.70 0.49 0.41 0.38 0.33 0.27 2.03 4.16 6.00 7.00 9.09 13.67 =2.5×4.8×(1.9×16×2.04/2+2×40×4×1.43+1.9×4.18×4×2.04) =6641.04KN

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换算为吨得,6641.04KN /9.8=677.7T

由于本项目对超过200m的单元长度要加设一个中继间,规格为4.8m宽*4m高*1m厚的钢筋混凝土后座墙所能提供的后座反力足以满足要求。

3.6顶管设备安装

①、顶管工作坑一般应安装以下设备:导轨;后背;下管设备;顶进设备;出土设备;照明设备;通风设备;工作平台;工作棚。

②、顶管均应安装导轨,以便确保管子的顶进方向。导轨应安装在枕木或枕铁上,并固定牢固。

③、导轨选择与安装

导轨是在基础上安装的轨道,一般采用装配式。管节在顶进前先安放在导轨上。在顶进管道入土前,导轨承担导向功能,以保证管节按设计高程和方向前进。

导轨应选用钢质材料制作,其安装应符合下列规定: 两导轨应顺直、平行、等高,其坡度应与管道设计坡度一致。当管道坡度>1%时,导轨可按平坡铺设。

导轨安装的允许偏差应为:轴线位臵:3mm;顶面高程:0~+3mm;两轨内距:±2mm;

安装后的导轨必须稳固,在顶进中承受各种负载时不产生位移、不沉降、不变形。

导轨安放前,应先复核管道中心的位臵,并应在施工中经常检查校核。

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