第十三章 顶管、管幕及箱涵结构
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【技术分享】管涵和箱涵施工,干货建议收藏【1】:一.前言管涵和箱涵是道路、铁路、桥梁以及其他土木工程中常见的结构,在施工过程中需要严格遵守一定的规范和要求。
本文将详细介绍管涵和箱涵的施工流程和注意事项,希望对相关人员提供和指导。
二.概述1. 管涵的定义及分类(1)定义管涵是一种以管道形式穿越交通设施或水系的构筑物。
(2)分类按材料分为混凝土管涵、金属管涵等;按形式分为圆形管涵、椭圆形管涵等。
2. 箱涵的定义及分类(1)定义箱涵是一种较大的横断面沉井式掏孔结构,可以用于底部、边坡等场地条件较差的地方。
(2)分类按形状分为矩形箱涵、梯形箱涵等。
三.管涵施工流程1. 前期准备工作(1)确定施工方案和设计图纸(2)准备施工所需的材料和设备2. 基础处理(1)开挖基坑(2)进行基础处理(如加固和排水)3. 管道安装(1)测量和布线(2)安装管道并进行连接4. 封顶和支撑(1)安装顶板(2)设置支撑结构5. 管涵的验收和保养(1)进行验收工作(2)进行定期保养和维修四.箱涵施工流程1. 前期准备工作(1)确定施工方案和设计图纸(2)准备施工所需的材料和设备 2. 开挖基坑(1)确定开挖范围和施工过程(2)进行土方开挖和排水处理 3. 箱涵的组装和安装(1)组装箱体(2)进行箱涵的安装和固定4. 封顶和边坡处理(1)安装顶板(2)进行边坡处理5. 箱涵的验收和保养(1)进行验收工作(2)进行定期保养和维修五.法律名词及注释1. 法律名词1:XXX注释:XXX是指……2. 法律名词2:XXX注释:XXX是指……六.附件本文档涉及附件,请参见附件部分。
【2】:一.前言管涵和箱涵施工是土木工程中常见的施工过程,涉及的技术和规范要求十分繁杂。
为了相关人员更好地进行管涵和箱涵的施工,本文将详细分享干货建议和实用经验,以便大家能更加轻松地完成工作。
二.技术分享-管涵施工1. 管涵的定义和用途管涵是一种以管道形式穿越交通设施或水系的工程结构。
几种管幕箱涵顶进工法简介1、PRM工法——管幕工法 (Pipe Roofing Method)管幕法(pipe roofing method)施工时首先要在设计位置顶进带有横向锁口的钢管形成钢管幕,它与管棚法(forepoling method)相似,可以将管棚法视为管幕法的技术原型(基础)。
管棚法作为一种新兴的浅埋暗挖施工工法,自上个世纪70年代首先在欧洲兴起并逐渐有较大发展,上世纪80年代末传入我国,并得到了迅速发展,成功的工程实例不断涌现,如北京地铁大断面浅埋暗挖大管棚超前支护施工技术达到了国际先进水平。
管棚法在岩石隧道的洞口施工、穿越软弱破碎带、处理塌方,以及市政工程穿越铁路、高速公路、道路立交等情况下得到广泛应用,具有工期短、造价低、对环境影响小等显著优点。
此外,还有些情况是利用管棚法代替了顶管、盾构等暗挖工法建造软土隧道,这类工程实例也日益增多。
如北京通惠河南岸污水干线工程穿越京包线铁路高填土路基段,采用长度达40m的长管棚建造了污水管道;杭州市西区水厂输水压力管道在穿越杭徽公路时也采用该工法,管棚长度达24m。
2、ESA工法——结构涵体无限自走推进工法( Endless Self Advance Method)俗称“毛毛虫工法”,这是一种引自日本的施工方式,每天的进度仅有0.5m至1m。
该工法系将箱涵预先灌注完成,再利用千斤顶在监控设备之精密控制下,依靠箱涵自身的反力将其一个个缓缓地向前推动。
该工法需先开挖土体再顶进箱涵,因此需要加固管幕内土体,同时箱涵顶进时需要开挖导坑,铺设轨道,还需要较大的工作井来预制箱涵,相对造价较高,但不需要反力后背及反力架,箱涵分节推进,推进力较小,可靠性高。
3、FJ工法——Front Jacking(前顶)FJ工法通过钢绞线把两侧箱涵连接在一起,通过后面的串芯油缸或者中继间千斤顶交替牵引两侧的箱涵,或者设置反力壁安装钢绞线,箱涵一侧牵引推进。
该工法的主要特点是先挖土后推进,因此,前方土体必须加固以保持工作面的稳定,同时,箱涵推进时需要开挖导坑,布设轨道;还需要很大的场地来制作箱涵;但无需反力后背及反力架;箱涵分节推进,总的推进力较小,减少千斤顶和钢绞线的数量,可靠性较高。
管涵和箱涵施工,干货建议收藏涵洞是城镇道路路基工程重要组成部分,涵洞有管涵、拱形涵、盖板涵、箱涵。
小型断面涵洞通常用作排水,一般采用管涵形式,统称为管涵。
大断面涵洞分为拱形涵、盖板涵、箱涵,用作人行通道或车行道。
一、管涵施工技术要点(1)管涵是采用工厂预制钢筋混凝土管成品管节做成的涵洞的统称。
管节断面形式分为圆形、椭圆形、卵形、矩形等。
(2)当管涵设计为混凝土或砌体基础时,基础上面应设混凝土管座,其顶部弧形面应与管身紧密贴合,使管节均匀受力。
(3)当管涵为无混凝土(或砌体)基础、管体直接设置在天然地基上时,应按照设计要求将管底土层夯压密实,并做成与管身弧度密贴的弧形管座,安装管节时应注意保持完整。
管底土层承载力不符合设计要求时,应按规范要求进行处理、加固。
(4)管涵的沉降缝应设在管节接缝处。
(5)管涵进出水口的沟床应整理直顺,与上下游导流排水系统连接顺畅、稳固。
二、拱形涵、盖板涵施工技术要点(1)与路基(土方)同步施工的拱形涵、盖板涵可分为预制拼装钢筋混凝土结构、现场浇筑钢筋混凝土结构和砌筑墙体、预制或现浇钢筋混凝土混合结构等结构形式。
(2)依据道路施工流程可采取整幅施工或分幅施工。
分幅施工时,临时道路宽度应满足现况交通的要求,且边坡稳定。
需支护时,应在施工前对支护结构进行施工设计。
(3)挖方区的涵洞基槽开挖应符合设计要求,且边坡稳定;填方区的涵洞应在填土至涵洞基底标高后,及时进行结构施工。
(4)遇有地下水时,应先将地下水降至基底以下500mm方可施工,且降水应连续进行直至工程完成到地下水位500mm以上且具有抗浮及防渗漏能力方可停止降水。
(5)涵洞地基承载力必须符合设计要求,并应经检验确认合格。
(6)拱圈和拱上端墙应由两侧向中间同时、对称施工。
(7)涵洞两侧的回填土,应在主结构防水层的保护层完成,且保护层砌筑砂浆强度达到3MPa后方可进行。
回填时,两侧应对称进行,高差不宜超过300mm。
(8)伸缩缝、沉降缝止水带安装应位置准确、牢固,缝宽及填缝材料应符合要求。
箱涵顶管施工组织设计箱涵顶管施工组织设计作为工程项目的一部分,是为了确保施工工序的合理安排和顺利进行。
箱涵顶管施工组织设计包括施工过程、人员配置、材料准备、设备配置以及安全管理等方面。
下面是一份箱涵顶管施工组织设计的例子,供参考。
一、项目概况本项目市街道地下排水管线改造工程,主要包括箱涵顶管的施工工序。
施工标段为XXX段,施工起止里程为XXX公里至XXX公里。
施工周期为60天。
二、施工组织原则1.安全第一、施工过程中,必须严格按照安全操作规程进行施工,确保施工人员和工地周边群众的安全。
2.质量为重。
施工过程中,必须按照设计要求进行施工,保证施工质量达到项目规范的要求。
3.进度保证。
施工过程中,必须按照施工计划进行施工,确保工程按时完成。
三、施工工序与工期1.现场准备工作(3天)准备施工材料及设备,搭建施工临时设施。
2.基坑开挖与支护(5天)根据设计要求,进行基坑开挖与支护工作。
确保基坑的稳定性,防止土方塌方事故的发生。
3.桩基施工(10天)按照设计要求进行桩基施工工作。
包括桩基布置、桩基钢筋安装和混凝土浇筑等工序。
4.箱涵安装(20天)按照设计要求,对箱涵进行安装工作。
包括箱涵的运输、吊装、安装及连接等工序。
5.顶管工作(15天)进行顶管工作,包括顶管设备的安装与调试,以及管道的铺设和连接等工序。
6.收尾工作(7天)进行工程验收,清理施工现场,恢复工地周边环境。
四、人员配置1.项目经理:1名负责整个施工项目的管理和指导。
2.现场总监:1名负责现场施工的具体安排和指导。
3.施工人员:30名包括钢筋工、混凝土工、模板工等。
4.安全员:2名负责现场安全管理,确保施工过程中的安全。
5.设备操作人员:5名负责各种施工设备的操作和维护。
五、材料准备1.混凝土:XX立方米包括标号为XXX的水泥和相应的砂、石等辅料。
2.钢筋:XX吨按照设计要求,采购相应规格的钢筋。
3.模板:XXX平方米根据实际需要,采购适应箱涵尺寸的模板。
顶进施工工艺减小字体增大字体管幕法是利用顶管机建造大断面地下空间的施工技术,是一种新型的地下暗挖技术。
其原理是以单根钢管顶进为基础,各钢管间依靠锁口相连,并在锁口处注入止水剂,形成密封的止水帏幕。
使用管幕法时,由于开挖土体或者者推进箱涵是在管幕的保护下进行的,因此,能够显著减少地面沉降与增加施工时开挖面的稳固性,同时,由于管幕具有隔离地下水的作用,故施工时无需降低地下水位。
本文全面讨论了有关软土地区管幕法箱涵顶进施工技术与箱涵推进施工技术。
一、管幕顶进施工技术(一)顶管进出洞技术措施1、土体加固当在软弱土地区进行施工时,由于管幕段所处的土层基本为流塑状的土,含水量大,强度低,为保证管幕钢管进出洞时洞口的稳固性及防水要求,避免软弱土体及地下水涌入工作井内,造成地表沉降,同时为增加始发井后靠土体的稳固性,需要采取土体加固的措施。
土体加固要求为:(1)土体加固、改良后的土体的无侧限抗压强度需大于1.2MPa。
但也不能太高,以免造成顶管顶进时顶力太大,影响顶进精度。
(2)加固范围按3米考虑。
加固过程中,应对地表进行跟踪监测,地表隆起应操纵在20毫米以内。
2、顶管出洞技术措施(1)出洞施工在出洞施工之前,需要通过开观察孔等手段,确认加固后的土体的止水性达到设计要求,防止由于加固效果不良,导致洞口泥水涌入。
若土层加固未达到设计要求,则需要进行二次加固处理,直到确认安全后,才可进行顶管的出洞施工。
为防止掘进机出洞时发生磕头现象,可采取如下措施:调整后座主千斤顶的合力中心,出洞时加密对掘进机偏差的测量,一旦发现有下磕的趋势,立即用后座千斤顶进行纠偏。
(2)洞口止水装置在软粘土及淤泥质粘土地区,地下水也是管幕施工的一大影响因素。
关于高地下水位地区,为避免推进过程中的涌水及涌砂现象,应尽可能选用具有水密性的推进机头,或者在推进进行的过程中进行止水灌浆。
为有效地防止地下水、润滑泥浆流入工作井内,需要设置有效的洞口止水构造。
地下立体交通工程箱涵顶进置换管幕施工工法地下立体交通工程箱涵顶进置换管幕施工工法一、前言地下立体交通工程是现代城市交通规划的重要组成部分,而箱涵顶进置换管幕施工工法是在地下交通隧道工程中常用的一种施工方法。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围,以及工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施和经济技术分析等方面的内容,以全面了解该工法。
二、工法特点箱涵顶进置换管幕施工工法具有以下特点:1. 适用范围广:适用于地下交通隧道工程的顶进施工,包括地铁、隧道、地下通道等。
2. 施工效率高:采用机械化施工,可以提高施工效率,减少人力消耗。
3. 工艺灵活性强:可以根据地下环境的要求选择合适的管幕材料和施工方式。
4. 经济性好:相对于传统的顶进施工工法,该工法具有更好的经济性,减少了材料和人力成本。
三、适应范围箱涵顶进置换管幕施工工法适用于地下交通隧道工程,可以应用于以下场景:1. 地铁隧道的顶进施工。
2. 地下通道的顶进施工。
3. 城市管网的顶进施工。
4. 其他需要进行顶进施工的地下交通工程。
四、工艺原理箱涵顶进置换管幕施工工法的工艺原理是利用管幕进行顶进施工,具体步骤包括:1. 选材:根据地下环境的要求选择合适的管幕材料,如混凝土管、钢管等。
2. 制作管幕:根据设计要求制作好规格合适的管幕。
3. 定位:将管幕准确地定位在顶进位置上。
4. 拼装:将多个管幕进行拼装,并进行固定。
5. 推进:通过推进机械将管幕向前推进,实现顶进施工。
6. 验收:对施工过程进行验收,确保质量达到要求。
五、施工工艺箱涵顶进置换管幕施工工法的施工工艺主要包括以下阶段:1. 准备工作:包括对场地的调查和勘探,确定施工方案。
2. 管幕制作:根据设计要求和场地实际情况制作好规格合适的管幕。
3. 定位和拼装:准确地将管幕定位在顶进位置上,并进行拼装和固定。
4. 推进施工:通过推进机械将管幕向前推进,实现顶进施工。
5. 管幕置换:在顶进施工过程中,通过置换管幕来实现推进和支撑。
地下建筑结构第13章顶管、管幕及箱涵结构崔振东副教授IAEG, FICDM, FICCE cuizhendong@中国矿业大学岩土工程研究所穿越江河、湖泊、港湾水体下的供水、输气、输油管道工程穿越城市建筑群、繁华街道地下的上下水、煤气管道工程年美国北太平洋铁顶管施工的优点在城区内施工如果地下水不是十分丰富以及管道埋深较浅的情况下采用开挖式敷设管道比较经济。
但是也存在一些问题如下:施工噪音较大,容易阻碍交通,容易引起地盘沉降等。
非开挖顶管施工采用油压驱动,施工时噪音远远小于开槽式敷设管道,几乎没有地盘沉降的现象,对周遭的影响降低到最小程度。
而且在较深的埋深情况下施工成本要小于开槽式敷设管道。
z13.1.3 顶管掘进机选型及特点根据地质勘探和环境调查资料,结合本地区的顶管施工经验,合理选择顶管掘进机是保证顶管顺利施工的关键。
多刀盘土压平衡掘进机及特点多刀盘土压平衡掘进机结构简单,维修方便,适用于软粘土层的顶管。
多刀盘土压平衡掘进机的刀盘数量不一,可根据地质条件确定。
它有前后壳体,两壳体中间安装有两道止水圈,前后壳体由四组纠偏油缸联接,纠偏油缸按"井"字形布置。
多刀盘土压平衡掘进机及特点在前壳体中,前端是一个泥土仓,它是一个完全被隔板封闭起来的土仓。
在隔板上按X、Y轴对称地布置有四台切削搅拌刀盘。
刀盘由三根放射状布置的刀排,每根刀排的前面焊有切削刀座,后边焊有搅拌棒.刀座上镶有硬质合金刀头。
刀盘中间有中心刀向前突出。
每一个刀盘分别由一台电动机通过行星减速器驱动。
多刀盘土压平衡掘进机及特点在隔板的下方,有一个螺旋输送机的搅拌仓,螺旋输送机就斜装在其搅拌仓的隔板上。
加设这个搅拌仓,目的是改善螺旋输送机的喂料效果。
螺旋输送机采用悬臂式,这也改善了螺旋输送机的喂料效果。
在螺旋输送机的出土口处,安装有油缸驱动的移门。
油缸全部伸出,门被全部关闭,这在停机较长的情况下是必须的。
多刀盘土压平衡掘进机及特点在前壳体的面板上还安装有三只土压表,可随时从中观察到泥土仓内土压力的变化情况。
史晨光:简述在何种情况下需要采用中继接力顶进技术以及中继接力的工作原理。
答案:在长距离的顶管工程中,当顶进阻力超过主千斤顶的容许总顶力、管节容许的极限压力或工作井承压壁后背土体极限反推力三者中之一,无法一次达到顶进距离要求时,应采用中继接力顶进技术,实施分段顶进。
采用中继环接力技术时,将管道分成数段,在段与段之间设置中继环。
中继环将管道分成前后两个部分,中继油缸工作时,后面的管段成为受压后座,前面管段被推向前方。
中继环按先后次序逐个启动,实现管道分段顶进,由此达到减小顶力的目的。
时晓敏:某工程设置的后背,高度H为5m,宽度B为4.5m,γ=18.2kN/m3,后背顶到地面的高度h为2.5m。
有板桩支承。
后背土为沙性土,γ=18.2kN/m3。
内摩擦角α=30°,问能否承受7000kN的顶力?如果不能,该后背可怎样改进?(α=30°时Kp=3.0)
答案:h/H=2.5/5=0.5
从土抗力系数曲线查得:Kr=1.25
则:Rc=Kr*B*H*(h+H/2)
γ*Kp=1.25*4.5*5(2.5+5/2)18.2*3=7668.13KN
因Rc>7000所以满足要求
李鲁鲁:1、箱涵结构是重要的水工建筑物,它被广泛应用于
_____、_____的建设中,多采用______的钢筋混凝土结构。
(水利、桥梁道路、现场浇筑)
2、简述涵管顶进的施工技术的优点与限制条件?
答:优点:(1)不受涵管之上行车及其他设置于此由于涵管顶进法是在道路或建筑物之下进行施工的,因此不影响车辆的通行,不需另修复线。
(2)工程造价低
(3)进度快,工期短
(4)施工简单:涵管顶进法一般所需设备比较简单
限制条件:(1)当涵管要穿过土坝或填方路(渠)堤时,要求通过土体的土质必须较密实,其沉陷也应基本稳定,涵管通过处的基础地质也要求坚实。
(2)当涵管在地下水位高的土体中通过时,需采用集中排水降低地下水位到工作坑底板高程一下,这是排水设施的费用较大,在这种条件下,采用开槽明挖还是采用涵管顶入法需通过方案比较确定
(3)采用涵管顶入施工法时,设置截水环和做好接缝止水的前提下,不宜用于水头较高的有压涵管。
(4)用顶入法施工的涵管纵坡不能过大,渠堤或路下的陡坡排涵不宜用顶管施工法
1,简述管幕法施工工艺流程?
施工准备→测量放线→设备安装→有线导向钻进→扩孔拉管→单孔下管完成→管内注浆→管外注浆→下一根钢管施工(下一循环)……全部完成后对钢管端头进行连接形成一整体。
2,可能多的列出管幕施工中的存在风险环节。
饱和软土地层中施工管幕法隧道时在管幕顶进精度、管幕顶进阻力、地表沉降(隆起)、管幕损坏、管幕水密性、管幕锁口连接以及箱涵开挖面稳定、箱涵损坏、箱涵方向控制、管幕下沉、箱涵安全出洞、地面变形控制等方面。
快捷回复给:风飞扬。