城市下穿通道矩顶管施工工法
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城市地下过街通道大截面矩形顶管施工工法前言:城市地下过街通道的建设是为了方便行人和交通工具的通行,解决城市交通拥堵问题。
在施工过程中,矩形顶管施工工法成为一种常用的技术手段。
本文将介绍这种施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及相应的工程实例,以提供参考和指导。
一、工法特点:矩形顶管施工工法是一种适用于大截面地下通道的施工方法,其特点包括:施工速度快、质量可控、适应性强、成本较低、适合各种地质条件等。
二、适应范围:矩形顶管施工工法适用于大截面地下过街通道的建设。
无论是较长的路段还是窄小的街道,都能够灵活应用这种工法。
同时,它也适应于不同类型的土层,包括软土、淤泥、砂质土等。
三、工艺原理:矩形顶管施工工法通过推进机械将顶管一环一环地推入地下,然后将砌体放入空心的顶管内,并固定在顶管上。
在推进的过程中,采用的是管内注浆支护的方法,以确保施工工艺的安全可靠。
四、施工工艺:矩形顶管施工的工艺分为预制及推进两个阶段。
首先,在地面上预制好顶管,并进行检验和试验,确保其质量合格。
然后,利用推进机械将顶管一环一环地推进到地下,同时进行管内注浆支护。
最后,将砌体放入顶管内,并进行固定。
五、劳动组织:矩形顶管施工工法需要有专业的工程人员进行组织和指导。
在劳动组织上,需要合理划分施工区域,明确各个工作岗位的职责和任务。
同时,还需要保证施工人员的安全和安全生产的管理。
六、机具设备:矩形顶管施工需要使用推进机械、注浆设备、砌体安装设备等。
这些机具设备的选择要在考虑施工效率和施工质量的基础上进行,同时也要根据具体工程的情况来确定。
七、质量控制:在矩形顶管施工过程中,质量控制是非常重要的。
首先,需要对预制的顶管进行质量检验,并进行试验验证其性能。
其次,在施工过程中,要进行工艺流程控制,确保施工质量和安全。
最后,对施工成果进行质量检查和验收,保证项目的质量达到预期要求。
城市道路过路顶管专项施工方案
一、前言
随着城市人口的增加和交通需求的不断扩大,城市道路的改建和维护工程显得
尤为重要。
在城市道路中,由于地下管道的存在,常常需要进行过路顶管专项施工,以确保道路的正常使用和地下管道的完好。
二、施工前的准备工作
1. 定位确认
在进行过路顶管专项施工前,需要准确确认地下管道的位置和走向,避免对地
下管道的破坏。
通过地下管道的图纸和现场勘测,确定施工位置。
2. 交通疏导
在施工过程中,需要采取相应的交通疏导措施,确保施工区域周边交通的畅通
和安全。
设立施工警示标志和引导标识,指示车辆和行人绕行。
三、施工过程
1. 划分施工区域
根据确认的施工位置,划分施工区域,并进行围挡封闭,确保施工现场的安全。
2. 挖掘施工孔口
在施工区域内进行挖掘工作,开挖出相应的施工孔口,以便进行过路顶管的安
装和维护。
3. 过路顶管安装
在施工孔口完成后,进行过路顶管的安装工作,确保顶管的牢固和稳定。
4. 填埋和恢复
完成顶管安装后,对施工区域进行填埋和恢复工作,确保道路的平整和美观。
四、施工后的检验和验收
1. 安全检查
在施工完成后,进行安全检查,确保施工区域的安全和周边环境的整洁。
2. 验收工作
对施工的质量进行验收,确认过路顶管的安装符合相关标准和要求,保证施工质量。
五、总结
城市道路过路顶管专项施工是保障城市道路畅通和地下管道正常使用的重要工作。
通过严格的施工流程和规范的操作,可以保证施工质量和安全,为城市的发展提供有力支持。
顶管施工工法(一)引言概述:顶管施工工法是一种常用于地下管道施工的技术手段,它通过无需开挖土方的方式,利用顶推技术将管道推入地下。
本文将从五个大点出发,详细介绍顶管施工工法的相关内容,包括准备工作、推进过程、防止地面沉降的措施、质量控制和施工注意事项。
正文:一、准备工作1.确定设计要求与施工计划2.编制顶管作业图纸3.设备与材料准备4.勘察地下管线情况5.施工现场安全措施的制定二、推进过程1.顶推井的开挖2.顶管的制造与预装3.顶推机的调试4.顶推过程中的推力控制5.顶管推进的速度控制及停顿处理三、防止地面沉降的措施1.地面支护的选择和设计2.地面沉降监测与预警机制3.监测数据的及时反馈与处理4.地面沉降控制措施的实施5.地面沉降修复与复原四、质量控制1.顶管制造和预装工艺的质量控制2.顶推机调试和操作的质量控制3.顶推过程中对管道的检查与记录4.地面沉降控制的质量控制5.验收和评估五、施工注意事项1.施工现场安全注意事项2.顶管施工过程中的环境保护3.对地下管线和地质条件的评估4.安全应急措施与预案5.施工期间的沟通和协调总结:通过以上五个大点的阐述,我们了解了顶管施工工法的相关内容。
在进行顶管施工前,充分的准备工作是必不可少的,包括设计要求、图纸编制与设备准备等。
在具体的施工过程中,需要控制好推进速度和推力,并采取措施防止地面沉降。
质量控制是保证施工质量的关键,需要对各个环节进行严格的监测和验收。
此外,施工过程中需要注意安全问题,并与相关部门进行沟通和协调。
通过这些措施的实施,顶管施工工法能够有效地推动地下管道的建设,为城市的发展提供了良好的支持和保障。
复杂环境下城市主干道浅覆土下穿大截面矩形顶管施工工法一、前言在城市主干道的建设和维修中,如果遇到复杂的地下环境,比如存在多层地下管线和设施的情况下,传统的开挖法施工往往会造成严重的交通阻塞和地下管线破坏的问题。
为了解决这些问题,浅覆土下穿大截面矩形顶管施工工法应运而生。
该工法通过在城市主干道地表上铺设临时建筑物,然后从一侧挖掘出一条矩形顶管通道,再将顶管逐段推进,最终完成地下管线的铺设。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、施工原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点浅覆土下穿大截面矩形顶管施工工法具有以下几个特点:1. 适应性强:该工法适用于各种复杂地下管线和设施的场景,包括通信光缆、电缆、给排水管道等。
2. 施工周期短:相比传统的开挖法施工,该工法的施工周期更短,可以大幅度减少对交通的影响。
3. 施工质量好:采用矩形顶管的方式进行施工,可以保证管道的平整度和直线度,提高施工质量。
4. 环境友好:由于该工法不需要大规模的开挖,可以减少对周围环境的破坏和污染。
三、适应范围浅覆土下穿大截面矩形顶管施工工法适用于以下场景:1. 地上有公共设施密集的区域,如市中心、商业区等。
2. 地下存在多层复杂管线,对地下的管线有要求的区域。
3. 施工时间紧迫,需要尽快完成施工的区域。
四、工艺原理浅覆土下穿大截面矩形顶管施工工法的原理是:通过在地表上建设临时建筑物,保护地面上的管线和设施。
然后从一侧挖掘出矩形顶管通道,将矩形顶管段逐段推进,同时进行地下管线的铺设。
在推进过程中,通过控制推进速度和排土方式,保证施工质量和安全。
五、施工工艺施工工法主要分为以下几个阶段:1. 建设临时建筑物:在地表上建设临时建筑物,保护管线和设施。
2. 挖掘矩形顶管通道:从一侧开始挖掘出矩形顶管通道,保证通道的平整度和直线度。
3. 矩形顶管推进:将矩形顶管逐段推进,同时进行地下管线的铺设。
穿公路顶管施工方案1. 引言在城市建设和基础设施建设中,道路的交通疏通和管线的铺设是十分重要的任务。
然而,传统的施工方法常常需要对道路进行开挖,给交通和市民的日常生活带来不便。
因此,穿越公路进行管线顶管施工成为一种更加高效和便捷的方式,本文将介绍穿公路顶管施工的方案和方法。
2. 简介穿越公路进行顶管施工是指在不破坏道路结构的情况下,通过钻孔和顶管技术,将管线安全快速地穿过公路。
这种施工方法适用于各种管线,如电力、给水、排水、通信等。
穿越公路顶管施工既能降低给交通带来的影响,又能提高施工的效率和安全性。
在进行穿公路顶管施工之前,需要进行详细的施工准备工作。
以下是几个关键步骤:3.1 方案设计根据管线的类型和公路的特点,制定合理的施工方案。
包括确定穿越点位、钻孔点位、钻孔直径等。
3.2 勘察测量对公路和周围环境进行勘察测量,确定地下管线的布置情况、道路结构和地质情况。
根据测量结果调整施工方案。
3.3 材料准备准备所需的工具和材料,包括钻孔设备、顶管材料、施工人员的个人防护装备等。
穿越公路顶管的施工一般可分为以下几个步骤:4.1 钻孔准备根据施工方案确定的钻孔点位,进行现场钻孔准备工作。
包括清理钻孔点位、设置围护结构、安装钻孔设备等。
4.2 钻孔施工使用专业的钻孔设备进行钻孔作业。
根据施工方案要求进行钻孔深度的控制,确保钻孔的质量和准确度。
4.3 管道安装在完成钻孔之后,将顶管材料引入钻孔中,并逐段进行顶管安装。
需要注意对管道的保护和防护,避免损坏。
4.4 施工质量检验顶管安装完成后,进行施工质量检验。
主要包括顶管的安装质量、管道的密封性、连接处的牢固性等。
4.5 回填整平当施工质量检验合格后,进行回填整平工作。
确保道路恢复到原有的状态,减少对交通的影响。
5. 施工注意事项在进行穿公路顶管施工时,需要注意以下几个事项:•安全第一,确保施工人员的安全;•严密的管道保护和防护措施,避免管线损坏;•严格控制施工质量,保证顶管的牢固、密封等;•确保施工过程中与相关部门的沟通和协调。
城市地下过街通道大截面矩形顶管施工工法城市地下过街通道大截面矩形顶管施工工法一、前言城市地下过街通道是连接两侧街道并提供安全通行的重要工程,其施工工法对于通道的建设质量和效率至关重要。
本文将介绍城市地下过街通道大截面矩形顶管施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例,希望能为读者提供指导和参考。
二、工法特点城市地下过街通道大截面矩形顶管施工工法具有以下特点:1. 大截面:该工法采用大截面矩形顶管,能够满足通道的需求,提供足够的空间供人行通行。
2. 高效节约:该工法利用顶管施工,避免了挖土开挖和回填的过程,能够节约人力和时间,提高施工效率。
3. 稳定可靠:矩形顶管结构稳定可靠,能够承受地面和交通荷载,确保通道的安全性。
4. 环保节能:施工过程中不会产生大量废弃物,减少了对环境的影响,符合可持续发展的理念。
三、适应范围城市地下过街通道大截面矩形顶管施工工法适用于以下场景:1. 城市交通密集区域:适用于城市道路交通密集的区域,能够提供安全的人行通道,减少行人与车辆的冲突。
2. 过街需求较大的区域:适用于过街需求较大的区域,如商业区、医院、学校等人流密集的地方。
3. 公共设施建设:适用于公共设施建设,如地铁站、公交站等需要建设地下通道的场所。
四、工艺原理城市地下过街通道大截面矩形顶管施工工法的工艺原理主要是通过挖掘顶管隧道,并在顶管内施工,最后将顶管和地表连接,形成完整的地下通道。
具体工艺包括以下几个环节:1. 顶管隧道的挖掘:先进行顶管隧道的挖掘工作,将隧道挖掘至一定深度,保证顶管的安装和施工空间。
2. 顶管安装:将预制的矩形顶管按照设计要求逐节安装,保证顶管的水平度和垂直度。
3. 顶管内施工:在顶管内进行混凝土浇筑或其他相关工程,确保顶管的结构和功能完整。
4. 顶管与地表连接:施工完毕后,将顶管与地表相连接,形成完整的地下通道。
五、施工工艺城市地下过街通道大截面矩形顶管施工工艺包括以下几个阶段:1. 原地勘测:对施工地点进行勘测,了解地质条件和施工环境。
复杂地况下矩形顶管施工技术摘要:随着城市的不断发展,地铁的建设数量也随之增加。
而地铁施工占道带来的交通拥堵严重增加了交通压力,影响了市民的正常交通需求。
地铁出入口施工需要跨越城市主干道,对交通的影响会更严重。
出入口通道采用矩形顶管施工的出现,可以很好的解决这一问题。
本文以南宁地铁5号线江南公园站C号出入口过街通道施工为例,对矩形顶管施工所面临的风险进行分析,并针对风险制定了相应的施工方案,从而解决城市地铁建设带来的交通压力,并为后续类似工程提供参考依据。
关键词:地下水、粉细砂层、顶管施工1.前言地铁出入口施工通常采用的方法有明挖支护施工、矿山暗挖法施工及矩形顶管三种方式。
采用明挖法施工需要迁改的管线多、占用主干道,不仅费用高,还影响交通;采用矿山法施工,施工范围内主要是粉细砂层,不仅结构埋深浅,且地表重载车辆多,施工风险极大;根据工程情况采用矩形顶管施工工艺,不用围封堵市道路,只需要占用道路以外的场地,对交通影响小,且无需迁改管线,施工周期短,费用低。
不同区域有着不同的地质、水文条件,因此采用矩形顶管施工面临的问题也不尽相同。
一般在设计阶段会对施工风险采取措施,但是由于现场条件变化导致原设计措施无法实施,需根据实际情况制定新的的解决方案。
本文案例就出现了这类问题,原设计的始发端旋喷桩加固措施无法施工,给顶管始发带来了很大的难度,项目根据现场地质、水文条件,制定了真空降水措施,有效的解决了粉细砂层顶管掌子面塌方难题。
2.工程概况2.1 C号出入口概况江南公园站是南宁轨道交通5号线一期工程从南到北的第4个站,站位位于壮锦大道与高棠路交叉口西侧。
C号出入口位于壮锦大道与高棠路交叉口东南侧,出入口过街段采用矩形顶管施工。
过街顶管段主体结构长43.5m,顶管段顶板覆土厚度约6m,长度为43.5m,顶管尺寸为6.9mx4.9m(外径尺寸),壁厚500mm,1.5m一环。
始发端、接收端5m范围内采用高压旋喷桩注浆加固。
预制矩形顶管管节施工工法预制矩形顶管管节施工工法一、前言预制矩形顶管管节施工工法是一种常用的地下管道施工工法,能够有效解决城市供水、排水、燃气和通信等管道的敷设问题。
本文将对该工法进行详细的介绍和解析,包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点预制矩形顶管管节施工工法具有以下特点:1.施工周期短:由于采用了模块化的管节,可以快速地进行拼装和安装,从而提高施工效率,缩短施工周期。
2.质量稳定:预制管节在工厂中进行生产,可以保证管节的质量稳定,避免了现场施工中可能出现的质量差异。
3.适应性强:预制矩形顶管可以根据实际工程的需求进行定制,适应不同的管道敷设需求,能够满足复杂地下管网的施工要求。
4.施工环境友好:预制矩形顶管在工厂中进行生产,减少了现场施工对周围环境的影响,提高了施工的环境友好性。
5.维护便捷:预制矩形顶管采用模块化设计,可以方便地进行检修和维护工作。
三、适应范围预制矩形顶管管节施工工法适用于以下情况:1.供水管网敷设:能够满足城市供水管网的敷设需求,包括城市主干道和小区道路上的供水管道。
2.排水管网敷设:适用于城市雨水和污水的排放管网敷设,能够有效解决城市排水问题。
3.燃气管网敷设:能够满足城市燃气管网的敷设需求,确保燃气的安全供应。
4.通信管道敷设:适用于城市通信设备的接入和传输管道敷设,包括光纤和电信线路等。
四、工艺原理预制矩形顶管管节施工工法采用预制矩形顶管来进行地下管道的敷设。
具体工艺原理如下:1.工法与实际工程之间的联系:通过模块化的设计和制造,将预制矩形顶管和管节与实际工程需求相匹配,确保施工过程中的准确性和稳定性。
2.采取的技术措施:在预制矩形顶管的生产和安装过程中,采取严格的质量控制措施,确保预制管节的质量合格;同时在施工过程中,采用合适的材料和设备,保证施工的顺利进行。
五、施工工艺预制矩形顶管管节施工工艺包括以下阶段:1.准备工作:包括施工图纸的制定、材料的准备、设备的调配等。
顶管施工工法一、引言顶管施工工法是施工行业中一种常用的管道铺设方法,尤其适用于城市地下管线布置密集、交通繁忙的场所。
它通过钻孔、行进和推进一体化的方式,实现地下管道的无开挖铺设,减少了对地表的破坏和交通的干扰,同时提高了施工效率和质量。
本文旨在探讨顶管施工工法的实施过程、适用条件和优势。
二、顶管施工工法的实施过程1. 前期准备工作顶管施工工法在实施前需要进行充分的前期准备工作。
首先是勘察设计,包括地下管线的布局、管径、材料等参数的确定,并绘制出详细的施工方案。
然后是施工现场的准备,包括站场的搭建、施工设备的调试和材料的储备等。
2. 钻孔顶管施工的第一步是进行钻孔工作。
钻孔操作可以采用传统的人工钻孔或机械钻孔。
首先确定钻孔点位,并进行现场标定和标志,然后根据设计要求进行钻孔。
钻孔过程中需要注意钻孔机的操作和钻孔液的使用,确保钻孔的质量和安全。
3. 推进钻孔完成后,开始进行管道的推进工作。
推进系统包括推进机和管道锚固系统。
推进机通过液压或电动推进装置,将管道逐段推进到钻孔中。
同时,管道锚固系统用于稳定管道和保证推进的顺利进行。
推进过程中需要注意管道的垂直度和水平度,以及与地下其他管线的相互影响。
4. 成品管道的处理和验收管道推进完成后,需要对成品管道进行处理和验收。
处理包括管道连接、密封和固定等操作,确保管道的完整性和功能性。
验收工作包括检查管道的质量和尺寸,以及进行各项试验和检测,确保管道的安全可靠。
三、顶管施工工法的适用条件顶管施工工法适用于以下场所和条件:1. 城市地下管线布局密集的地区:顶管施工可以在地下复杂的管线网中进行,避开地下设施和已有管线,减少对地下管线的影响和破坏。
2. 交通繁忙的地区:顶管施工可以在不影响交通的情况下进行,降低对交通的干扰和阻塞。
3. 土质适宜的地区:顶管施工对土质的要求较高,一般需要土体具有一定的强度和稳定性,避免在施工过程中产生沉降或塌陷等问题。
4. 管道长度适中的工程:顶管施工适用于较短距离的管道铺设,特别是在路口、河道、山区等地形复杂的地区。
城市下穿通道矩形顶管施工工法1. 前言长期以来,城市过街通道一直采用传统的明挖法、矿山法施工。
明挖法施工对城市地面交通和居民的正常生活有影响,其管线改迁、交通疏解工作量巨大,协调工作困难,且矿山法施工容易引起地下水流失,从而引起地面沉降或隆起;在施工中处理不当,容易引起地面坍塌,从而造成对周边环境的影响和引发事故。
矩形顶管法是上世纪70年代末由日本最先研发并使用,它作为过街通道施工的新方法在实际运用中有着施工进度快、无噪音、无振动,对地面交通及沿线建筑物、地下管线和居民生活等影响很小等优点,上世纪90年代中期在江浙等沿海地区开始推广应用,其断面尺寸由2.5m×2.5m的小断面发展到现在的6m×4m大断面,施工技术也日趋成熟。
2. 工法特点2.0.1顶管法施工占地面积少,与同管径的明挖施工相比可节约用地。
2.0.2施工移入地下使地面活动不受施工的影响,可保持交通运输畅通无阻。
2.0.3穿越铁路、公路、河流、建筑物等障碍物时可减少沿线的拆迁工作量,节约资金和时间,降低工程造价。
2.0.4利用土压平衡矩形顶管机可对矩形断面进行全断面切削,保持土压平衡,对周围土体扰动小。
施工过程中能做到不破坏现有的管线及构筑物,不影响其正常使用。
2.0.5施工无噪音,减少对沿线环境的污染。
2.0.6施工不受季节、风雨等气候条件影响。
2.0.7通过可编逻辑程序控制器及各类传感器等随时监测施工状况,确定施工参数,使整个施工过程处于受控状态,从而有效控制矩形隧道顶进轴线、转角偏差及地面沉降。
3. 适用范围3.1本工法适用于粘土、淤泥质粘土、粉质砂土及砂质粉土等地层或不宜大开挖的错综复杂的各类地下管线下的地铁车站出入口通道及各种过街人行、车行通道施工。
3.2根据国内外已经施工的各种工程实例,通常还可将矩形顶管法应用于以下工程:3.2.1穿越城市繁华街道的地下通道工程;3.2.2穿越江河、湖泊、港湾水体下的供水、输气、输油管道工程;3.2.3穿越城市建筑群、繁华街道地下的上下水、煤气管道工程;3.2.4穿越重要公路、铁路路基下的通讯、电力电缆管道工程;3.2.5水库坝体涵管重建工程等。
4. 工艺原理矩形顶管法施工是借助主顶油缸及管道间中继间等的推力,将工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内吊起。
与此同时,也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间。
对于长距离顶管,由于主油缸的顶力不足以克服管壁四周的土体摩阻力和迎面阻力,常将管道分段,在每段之间设置由一些中继油缸组成的移动式顶推站即中继间,且在管壁四周加注减摩剂以利于长距离管道的顶推。
整个控制系统以土压平衡为工作原理,通过大刀盘及仿形刀对正面土体的全断面切削,改变螺旋机的旋转速度及顶进速度来控制排土量,使土压仓内的土压力值稳定并控制在所设定的压力值范围内,从而达到开挖切削面的土体稳定。
5. 施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程见图5.1。
图5.1 顶管施工工艺流程图5.2 操作要点5.2.1测量放样:利用全站仪及水平仪将顶进轴线及标高控制点引入始发井内,并在始发井安设固定的经纬仪控制顶管机的安装及顶进姿态。
5.2.2设备安装及调试:设备到场后利用大型汽车吊将设备吊入工作井内进行安装,并将后台压浆设备及施工场地清理平整到位,然后对全套顶进设备作一次系统的调试,应特别注意仿形刀在穿越加固层时的切削性能。
5.2.3顶管出洞顶管机出洞是施工过程中应控制的关键环节,顶管机顶出洞圈至顶管机切口距工作井6m范围为出洞段,通常工作井的围护型式多为SMW工法桩,同时为防止背后土体在拨除型钢时产生突然坍塌,后背出洞段范围采取加固处理,顶管的出洞过程即为搅拌桩内拔除H 型钢和顶管机头经过出洞段加固区并进入原状土体的过程。
其施工步骤如下:顶管机头靠上搅拌桩封门→ H型钢拔除→顶管机切削加固土体→机头切口进入原状土、提高正面土压力值至理论计算值。
1.型钢拨除:H型钢拔除前工程技术人员、施工人员应详细了解现场情况和封门图纸,分析可能发生的漏水情况,并准备相应措施,制订拔桩顺序和方法,分工明确,并由专人统一指挥。
2.在洞圈内的H型钢全部拔除后,应立即开始顶进机头,由于正面为全断面的水泥土,为保护刀盘,顶进速度应放慢。
另外,可能会出现螺旋机出土困难,必要时可加入适量清水来软化或润滑水泥土。
顶管机进入原状土后,为防止机头“磕头”,拉紧机头和前三节管节之间的拉杆螺丝,同时适当提高顶进速度,使正面土压力稍大于理论计算值,以减少对正面土体的扰动及出现地面沉降。
3. 为了防止泥浆从管节外壁和工作井之间的间隙中流出,而使水土流失造成地面沉降,同时影响触变泥浆套的形成而降低减摩效果,在洞圈上预设阻浆密封装置。
5.2.4顶管顶进1.土压平衡式顶管机是利用土压力平衡开挖面土体,达到支护开挖面土体和控制地表沉降的目的,平衡土压力的设定是顶进施工的关键。
土压力随着顶进施工,土压力值应根据实际顶进参数、地面沉降监测数据作相应的调整。
其最初的各种参数按以下计算方法确定:1).正面土压力的设定土压平衡式掘进机土仓内的压力设定值是根据掘进机正面土压力计算值而确定的。
开挖面土压力采用Rankine压力理论进行计算:P=K0 γZ;式中P——管道顶部或底部的侧向土压力(MPa);K0——软粘土的侧向系数(参考《基坑开挖手册》);γ——土的容重(kN/m3);Z——覆土深度(m);以上数据为理论计算值,作为土压力的最初设定值。
在掘进机出洞进入原状土后,通过出土量、顶进速度、路面和管线隆沉等监测数据,适时调整土压力的设定值。
2).主顶力的计算封闭式顶管的顶力R估算由掘进机前端的迎面阻力N和注入触变泥浆的管壁外周摩阻力F组成,其公式表示为:R = N + F = S×Pt + f×L×l式中S——机头截面积,m2;Pt——机头底部以上1/3高度处的被动土压力,kN/m2;Pt=γ(H+2D/3)tg2(45°+∮/2);γ——土的容重, kN/m3;H——管顶土层厚度,m;D——顶管掘进机高度,m;∮——土的内摩擦角,度;F——采用注浆工艺的摩阻系数,可通过实际试验确定,其值一般取f=4~6kN/m2;L——机头或管节周长,m;l——顶进长度,m。
2.主顶力随顶进距离的增加而增大。
顶管掘进机头出洞,在进入原状土且正面土压力没有建立之前,要控制主顶力不能过大。
在正常推进中,要注意主顶力的增大应该是缓慢的,而不允许有突变。
3.在顶进过程中,应尽量精确地统计出每节的出土量,力争使之与理论出土量保持一致,确保正面土体的相对稳定,减少地面沉降量。
4.顶管在正常顶进施工中,必须密切注意顶进轴线的控制。
在每节管节顶进结束后,必须进行机头的姿态测量,并做到随偏随纠,且纠偏量不宜过大,以免土体出现较大扰动及管节间出现张角。
由于是矩形顶管,因此对管道的横向水平要求较高,所以在顶进过程中对机头的转角要密切注意,机头一旦出现微小转角,应立即采取刀盘反转、加压铁等措施回纠。
顶进轴线偏差控制要求:高程±100mm;水平:±100mm。
5.为减少土体与管道间摩阻力,在管道外壁压注触变泥浆,在管道四周形成一圈泥浆套以达到减摩效果。
在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。
压浆通过压浆泵浆泥浆压至管道内的总管,然后经压浆孔压至管壁外。
注浆压力控制在0.05MPa左右。
为了保证压浆效果,在隧道掘进机四周布置数个压浆孔,其中在机头顶部安装了两排共8根压浆管,并开设压浆槽,使土体与壳体上平面形成泥浆膜,以减少土体同壳体的摩擦力,防止背土现象的发生。
在管节的端部环向均匀布置了8只压浆孔。
隧道掘进机后面的3节混凝土管节上都有压浆孔,以后每隔一节设置一节有压浆孔的管节。
压浆总管用2寸白铁管,除隧道掘进机及随后的3节混凝土管节外,压浆总管上每隔3m装一只三通,再用压浆软管接至压浆孔处。
5.2.5吊放垫块或管节整个通道管节采取分节预制,在施工过程中随道顶管机的不断向前掘进,管节通过专门的运输车辆运至现场后再利用场地内的50t履带吊进行吊放安装,同时掘进过程中的土方也利用履带吊进行垂直运输,集中堆放后再集中运至指定的弃土场。
5.2.6顶进测量监测及偏差调整1.顶进测量监测施工过程中的监测主要有两个方面的内容,即顶管机姿态监测以及地面及管线沉降监测,顶管机姿态监测主要通过设置于始发井内的观测台进行观测,监测过程中发现偏位应及时采取纠编措施,对地面及管线沉降监测则通过埋设的沉降观测点进行监测,见图 5.2.6沉降观测点布置示意图,具体如下:1).每个垂直于顶进轴线的断面布置3个点,分别位于轴线上及左右各3m位置。
2).断面间距为3~4m,社会道路上尽量布置在车道分隔线上。
3).在距离始发井约5m处三个断面设置深层沉降点。
图5.2.6 沉降观测点布置示意图2.顶管偏差控制调整措施1).高程控制:在顶进过程中一旦顶管出现上抛现象,不宜采取降低地面土压力、增大出土量、过量向下纠偏等动作。
应在顶进时将机头高程始终控制在负值,这样即使在机头下沉较大时,所采取的纠偏措施也和地面沉降控制相统一。
2).平面控制:由于受第一条顶管顶进时挤压、压浆等影响,在已成管道周边土体强度较原状土大,在第二条顶管顶进时,机头平面可能有偏离已成管道的现象,顶进时应把机头平面始终控制在靠已成管道方向。
3).转角控制:矩形管道的横向水平要求较高,在顶进过程中对机头的转角需密切注意,机头一旦出现微小转角,应及时纠转。
(1).纠转装置纠转:安装于壳体两侧的纠转装置根据需要旋转角度,将翼板伸出壳体插入土体内,在机头向前推进时,土体在翼板上产生一侧向分力,形成一力偶使机头按所需的方向旋转,以达到纠转目的。
(2).压浆纠转:压浆纠转是利用壳体上压浆管注浆,翅板将浆液分隔成四个区域,根据纠转方向的要求,选择适当的压浆点,使压出的浆液在机头形成一力偶,使机头按所需的方向旋转,以达到纠转目的。
(3).利用变角切口纠转:安装于机头切口环二恻的左右各二个变角切口,其千斤顶的伸缩可控制翻板的角度,顶进时产生一定的超挖,使壳体二侧土体产生一条槽形空间,并同时在机头一侧配合注浆,使机头产生一力偶,以控制机头的姿态,达到纠转的目的。
4).机头纠偏控制:顶管在正常顶进施工过程中,必须密切注意顶进轴线的控制。
在每节管节顶进结束后,必须进行机头的姿态测量,并做到随偏随纠,且纠偏量不宜过大,以避免土体出现较大的扰动及管节间出现张角。
5).地面沉降控制(1).利用土压平衡矩形顶管机对矩形断面进行全断面切削。
严格控制施工参数,防止超、欠挖。
(2).解决矩形顶管机机头顶部背土问题:在矩形顶管机的机头壳体顶部安装压浆管,并开有压浆槽,使浆液均匀分布于整个上顶面,在土体和壳体平面之间形成一泥浆膜,以减少土体同壳体的摩擦力,防止背土现象的发生。