毕业论文——浅谈顶管施工技术(3)

2019-01-05 12:46

察点应在中心线及管中心线左右各5m处各设一点,该点需设在路面结构层和铁路路基以下的土层中,这样三个点组成一组。一般情况下在每隔10-15m纵向距离间可设一组沉降观察点,在铁路和道路两侧各加设两组沉降观测点。当顶管机接近观测点时就应观测,并做好记录,铁路监控里程为:宁芜线K38+484-K38+500,观测时间为桩基施工时,每1h测量一次,观察下沉,施工开挖时,每2h观测一次。发现垂直高差下沉2mm/h,累计达到10mm下沉量时,立即停止施工,并立即与线路车间联系,对病害进行处理,对线路进行养护。

顶管施工沉降示意图

8监测必须做好记录,报工程师汇总分析;发现异常及时反馈工程师,以便制定应急措施。 第十二节 进洞

进洞即顶管机进入到接收坑的过程。在进洞前,即在顶管机距洞口还有10m左右时,应进行一次精确的测量,确定顶管机与洞口及设计轴线之间的误差。若偏差过大应采取相应的措施。

进洞时不需要破洞,只需慢慢地把顶管机往前推,同时把控制泥水力稍稍降低一些。到顶管机接近砖墙时,洞口中部的砖墙会凸出,还有放射状裂缝出现。再推砖墙就倒塌。当砖墙一倒塌,顶进速度可提高些。这样一直把顶管机推到接收坑。当第一节管子露出100㎜时应停止推进。最后,准备把顶管机吊起,运走。至此,出进洞工作完成。 第十三节 顶进监控

控制好顶进方向确保按设计管道轴线顶进是顶管施工中的核心问题,因此

本工程的测量按照公司施工测量放样复核管理办法执行。具体如下:

1前期测量

顶管前先根据领桩点,放出本工程的平面控制点及临时水准点,经三级放线和复核后方可使用。在工作井位置是否移动。开顶前,准确测量掘进机中心的轴线和标高偏差,并作好原始记录。本项目顶管采用2"激光电子经纬仪来控制。

基坑的导轨尽可能延长至井壁洞口附近。导轨要有足够的刚度,且安装焊接牢固。安装后的导轨轴线和标高误差小于2mm;主顶油缸和后座的安装也要满足牢固的要求,其水平和垂直误差小于10mm。

2顶进测量

测量仪器固定安放在工作井的后部、千斤顶架子中心,并在工作井内建立临时测量系统。顶管过程中必须按要求测量和控制管道标高及中心偏差,并作好记录。每顶进一节管必须测量一到二次,要勤测量,多微调,纠偏角度应保持在10′~20′,不得大于1°。每节管道顶进结束时,及时测量管道中心的轴线和标高偏差,记录交工程师审核确认;测量仪器随时校正,每一次交班时必须校正仪器一次。

3竣工测量

管道顶完后,根据测量结果,绘制竣工曲线,以便进行管道质量评定。测量地面的沉降,并作好记录以确定施工对周围环境的影响情况。

顶进时,工具管尾部的压浆要及时,确保形成完整、有效的泥浆套。混凝土管节上的压浆孔供补压浆用,补压浆的次数及压浆量需根据施工时的具体情况而确定。

第三章主要技术措施 第一节 减阻泥浆

顶进施工中,减阻泥浆的应用是减小顶进阻力的重要措施。顶进时,通过工具管及混凝土管节上预留的注浆孔,向管道外壁压入一定量的减阻泥浆,在管道外围形成一个泥浆套,减小管节外壁和土层间的摩阻力,从而减小顶进时的顶力。泥浆套形成的好坏,直接关系到减阻的效果。

为了保证压浆的效果,在工具管尾部环向均匀地布置了4只压浆孔,顶进时及时进行压浆。工具管后面的3节混凝土管节上都有压浆孔,以后每隔2节设置1节有压浆孔的管节。混凝土管节上的压浆孔有4只,呈90°环向交叉布置。压浆总管用φ50mm白铁管,除工具管及随后的3节混凝土管节外,压浆总管上每隔6m装1只三通,再用压浆软管接至压浆孔处。

顶进时,工具管尾部的压浆要及时,确保形成完整、有效的泥浆套。混凝土管节上的压浆孔供补压浆用,补压浆的次数及压浆量需根据施工时的具体情况而确定。 由于顶进距离长,一次压浆无法到位,需要接力输送,因此在管道内共设置5只压浆接力站,平均每隔300m左右设1站。压浆接力站的作用有两个,一是运输作用;二是承担至前面压浆接力站管道部分的补压浆。

减阻泥浆的性能要稳定,施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结,既要有良好的流动性,又要有一定的稠度。顶进施工前要做泥浆配合比试验,找出适合于施工的最佳泥浆配合比。表1是本工程所采用的减阻泥浆控制参数,表2是减阻泥浆的配合比。

表1 减阻泥浆的控制参数

顶进时 16 8 2 8.5 10.9 11.7 19 100 略稠

穿越大堤时 54 8.5 2 8.5 11.1 30.6 53.1 100 厚稠 视粘度MPa.s 失水量mL 泥并mm pH值 重度N/cm3 动切力Pa 静切力Pa 胶体率% 状态

表2 减阻泥浆配合比(kg/m3)

顶进时 130 870 4.5 4 穿越大堤时 150 850 6 5.4 膨润土 水 纯碱 CMC 拌制减阻泥浆要严格按操作规程进行,催化剂、化学添加剂等要搅拌均匀,使之均匀地化开,膨润土加入后要充分搅拌,使其充分水化。泥浆拌好后,应放置一定的时间才能使用。通过储浆池处的压浆泵将泥浆压至管道内的总管,然后经压浆孔压至管壁外。施工中,在压浆泵、工具管尾部等处均装有压力表,便于观察,从而控制和调整压浆的压力。 顶进施工中,减阻泥浆的用量主要取决于管道周围空隙的大小及周围土层的特性,由于泥浆的流失及地下水等的作用,泥浆的实际用量要比理论用量大得多,一般可达到理论值的4~5倍,但施工中还需根据土质情况、顶进状况及地面沉降的要求等做适当的调整。 本工程的减阻泥浆运用十分成功,全长2060m的顶进最大顶力不超过8500kN。把顶进过程中的顶力曲线和泥浆用量(实际用量与理论用量之比,用百分比表示)曲线通过处理后可以得到顶力、泥浆用量与距离之间的关系图(图2)

图2 顶力和泥浆用量与距离的关系图

由图2可以看到,除出洞阶段外,顶力曲线很平滑,顶力增加十分缓慢,最大值为8500kN。由于在出洞阶段无法建立完整的泥浆套,因而泥浆用量较少,但当泥浆套建立好以后,泥浆的用量就随着顶进距离的延长而增加,顶进结束时,泥浆的用量达到理论值的8倍。泥浆的用量之所以随着顶进距离的延长而有较大

增加,主要是补压浆造成的,因为随着线路的增加,补压浆的量要大大超过工具管尾部的压浆量。

管道外壁和土体间的摩阻力的大小是衡量泥浆减阻效果的标准,图3是本工程顶进过程中管道外壁和土体间的摩阻力曲线图。

图3 摩阻力曲线图

图3真实反映了顶进过程中侧向摩阻力的变化情况。在出洞阶段,由于泥浆套无法建立,因而侧向摩阻力比较大,随着泥浆套的建立,摩阻力急剧减小。顶至200m时,侧向摩阻力为2.1kN/m2;顶至600m时,侧向摩阻力为1.1kN/m2;顶至1500m时,侧向摩阻力为0.5kN/m2;顶至2000m时,侧向摩阻力为0.3kN/m2。上述值均远小于规范中的取值及利用经验公式计算的值,也远小于以往同类工程中的实际值。显然,侧向摩阻力随着顶进距离的增加而逐渐减小,是和泥浆的用量随着顶进距离的延长而增加有直接关系的。 第二节.测量及轴线控制

在顶进过程中,经常对顶进轴线进行测量,检查顶进轴线是否和设计轴线相吻合。在正常情况下,每顶进1节混凝土管节测量1次,在出洞、纠偏、到达终点前,适当增加测量次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测,以保证测量的精度。

随着顶进距离的不断增长,轴线偏差测量需接站观测,从而产生接站误差。因此顶进前按不同的顶进里程,制定了相应的轴线平面偏差测量方法;高程偏差测量采用水准接站测量,先测得工具管中心标高,再与设计高程相比较就可得高程偏差。


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