大直径顶管工程施工工艺及方法研究
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大直径顶管施工技术摘要:宿迁市七堡七堡引水枢纽工程是宿迁市中心城市水系沟通工程的主要工程项目之一。
通过引骆马湖水进城,改善城区水环境,调活水体,改善水质,营造水景,为宿迁的经济社会发展创造条件。
本文结合工程实例详细介绍了大直径顶管的施工技术,对施工中各重要环节的技术措施和施工方法进行了细致的阐述。
关键词:引水枢纽;顶管;注浆;中继间;触变泥浆1 工程简介七堡引水枢纽工程位于宿迁市宿豫区皂河镇、蔡集镇,中心城区西北角的七堡村附近,由骆马湖引水至西民便河,设计流量为10m3/s,其中古黄河引水泵闸引水流量4m3/s。
七堡引水枢纽工程过河顶管段(2号~1号),倒虹穿过古黄河和中运河,全长615mm。
顶管隧道采用DN3500×2500标准F型钢筋混凝土管节顶进。
隧道顶部覆土厚度为6.6~23.0m m。
顶管涉及土层主要为5层粉质粘土、7层粉质粘土或8层细砂。
含水量高,渗透系数大,土层中含有礓结石,其中8层细砂为含承压水层。
2 顶管机头选型针对本工程顶管的工程特点和地质条件,由于是大口径超长距离,且在含水量丰富的砂壤土地层中顶进,决定采用经改进的大刀盘、大扭矩、可变刀盘转速的泥水平衡顶管掘进机施工。
本工程所采用得机械式泥水平衡顶管机,为两段一绞承插式结构,在绞接处设置二道密封装置,并设有4只注浆孔,便于施工时同步注浆。
有8只双作用油缸编组进行纠偏,纠偏角度α=±2°。
浮动的大刀盘由6只液压马达驱动,二段壳体之间设有止转装置。
设有2只泥水压力传感器,显示正面泥水压力值。
根据工程特点和地质条件,为适应大口径长距离顶管在砂壤土(可能含有礓结石)中顶进,对Ф3500顶管掘进机进行部分改进,主要作如下几点适应性改进:顶管机设备改进性能表序号项目改进后性能要求1 泥水平衡顶管机刀盘结构主切削刀之间布置贝型撕裂刀,高出主切削刀1~2cm,适宜于含砂礓盘的复杂地层2 主驱动系统扭矩系数α=2.05,扭矩增加,切削性能提高3 主轴密封结构增设一道可注入油脂密封装置,提高主轴密封的耐久性和可靠性4 排泥泵37KW无堵塞沙砾泵5 刀盘耐磨能力添加不锈钢材料6 泥水控制平衡系统PLC可编程自动控制3 顶管掘进机泥水压力控制3.1 泥水仓压力计算泥水仓的压力一般计算公式为,P = r h + △pr--- 地下水容重;h--- 地下水位高度,综合考虑取20米;△p--- 预计泥水压力取0.02MP;经计算得出P =0.22MP,实际操作过程取值为0.2~0.22MP。
大直径长距离曲线顶管施工工法大直径长距离曲线顶管施工工法是一种在隧道工程中广泛应用的施工方法。
本文将从前言、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等方面对该工法进行详细介绍。
一、前言大直径长距离曲线顶管施工工法是一种用于隧道工程中的施工方法。
其特点在于能够在地下进行大跨度、大曲率的直径大的管道施工,广泛适用于城市排水、供水和输油等领域。
二、工法特点该工法的特点主要包括以下几点:1. 适应范围广:可用于各种地质条件下的顶管施工,适用于大直径管道的铺设。
2. 施工效率高:采用机械化施工,能够提高施工效率和工程进度。
3. 施工质量高:在保证施工速度的同时,能够保证工程质量达到设计要求。
4. 施工成本低:相对于传统的开挖法和明挖法,施工成本较低。
5. 对环境影响小:施工期间对周围环境的破坏和干扰较小。
三、适应范围大直径长距离曲线顶管施工工法适用于以下情况:1. 地质条件较为复杂,无法采用传统的明挖法和开挖法施工的情况。
2. 需要在城市中开展大直径管道的施工,如排水管道、供水管道、输油管道等。
3. 需要在地下进行曲线施工,如需经过弯道或交叉点的情况。
4. 施工现场有较高的环境要求,需要减小对周围环境的干扰。
四、工艺原理大直径长距离曲线顶管施工工法基于以下原理:1. 施工工法与实际工程之间的联系:根据实际工程的要求,采用相应的工法进行施工,保证工程质量。
2. 采取的技术措施:根据施工现场的具体情况,采取合理的技术措施,确保施工的安全和顺利进行。
五、施工工艺大直径长距离曲线顶管施工工艺主要包括以下几个阶段:1. 施工准备:确定施工现场的位置和方位,进行土方开挖和基坑开挖等准备工作。
2. 管道铺设:使用顶管机将管道段逐段铺设于隧道内,通过推进力和导向装置完成。
3. 弯道施工:根据实际需要进行弯道施工,保证管道的曲率半径符合设计要求。
4. 管道连接:将各个管道段进行连接,确保管道的连续性和密封性。
复杂条件下大直径顶管施工工法一、前言随着城市化进程的加快,地下管道的建设需求不断增加。
大直径顶管施工工法作为一种先进的无开挖技术,广泛应用于各种复杂条件下的地下管道施工。
本文将详细介绍大直径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、经济技术分析以及具体工程实例。
二、工法特点大直径顶管施工工法是一种无开挖的管道铺设方法,其最大特点是可以在不破坏地面及地下设施的情况下完成管道的铺设和替换。
该工法具有施工速度快、施工风险小、对环境影响小等优点。
此外,大直径顶管施工工法适用于各种土层条件,可以在软弱土层、强风化岩层以及诸如高速公路、铁路、桥梁等特殊条件下进行施工。
三、适应范围大直径顶管施工工法适用于各种地下管道的铺设和替换,包括给水、排水、沥青、天然气等各类管道。
此外,该工法还适用于河道、道路、铁路、机场等地下通道的建设。
无论是直线段还是弯曲段,都可以通过大直径顶管施工工法来完成。
四、工艺原理大直径顶管施工工法的工艺原理是在地面上预制一段管道,并通过顶推、转向等操作将管道顶替到地下。
具体操作中,需要采取一系列技术措施,如控制推进力、稳定地面、防止管道滑动、保护地下设施等,以确保施工的顺利进行。
五、施工工艺大直径顶管施工工法的施工过程可以分为准备工作、井口及起段结构施工、管道顶推施工、井内管道连接及封固、局部扩大段制作和安装等阶段。
每个阶段都有具体的操作步骤和注意事项,需要精确控制施工时间和力度。
六、劳动组织大直径顶管施工工法需要严格的劳动组织,包括施工人员的技术培训和操作规范、施工队伍的组织和协调、施工现场的管理和安全保障等。
只有合理的劳动组织才能确保施工的高效和安全。
七、机具设备大直径顶管施工工法需要使用特定的机具和设备,如顶推机、转向机、起段结构、管道段制作设备等。
这些机具设备具有特殊的结构和性能,可以满足施工工艺的要求,提高施工效率和质量。
八、质量控制为了确保施工过程中的质量达到设计要求,大直径顶管施工工法需要采取一系列质量控制措施。
大直径顶管穿越既有铁路施工技术探讨摘要:随着城市基础建设的不断发展,地下管网建设迅速发展,地下管道经常穿越铁路等构筑物,顶管施工工艺应用越来越广,顶管法在下穿构筑物管道施工过程中扮演这极其重要的角色,本文结合工程实际情况对大直径顶管穿越既有铁路的施工技术作一下探讨。
关键词:大直径顶管、施工技术、注浆减阻1 工程概况某公司循环水管过轨工程主要穿越京沪正线2股道、专用线1股道,穿越铁路长度13.5m,管道轴线与铁路正交,管道覆土厚度5m,为直线顶进。
管道采用外径D3600钢筋砼套管,壁厚300mm,同井双排管道,总长124m。
2 工艺及机械设备选择2.1工艺选择本工程为穿越既有铁路管道施工,且穿越土层为黏土加粉土层,作业场地狭小,为最大程度减少顶管施工过程中对列车影响以及减少地面沉降,采用泥水平衡顶管法施工,主要从以下因素考虑:(1)泥水平衡式顶管施工可有效地保持挖掘面的稳定,对所顶管周围的土体扰动比较小。
(2)与其他类型顶管比较,泥水式顶管施工时的总推力比较小,尤其是在粘土层表现得更为突出。
(3)工作坑的作业环境比较好,作业比较安全。
由于它采用泥水管道输送弃土,不存在吊土、搬运土方等容易发生危险的作业。
(4)由于泥水输送弃土的作业是连续不断的进行的,所以作业时的施工进度比较快。
(5)场地作业面狭小,若采用土压平衡顶管施工则存在大量的土方外运工作。
2.2 机械设备选择顶管机采用大刀盘泥水平衡式顶管机,此顶管机总功率180KW,安装6只纠偏油缸,该机技术先进、可靠性较高,其自带的6台纠偏油缸可满足大口径管道纠偏。
3 主要施工技术3.1 工作坑顶管施工是一项综合性工作,要求对作业场地进行合理化布置,工作坑周围泥浆池位置、管道存放地、起重设备、行车路线等都需要精心考虑、合理布置。
工作坑一般可采用沉井结构或明挖基坑施工,此两种施工方法各有优缺点,沉井施工相对来说较为安全、可靠,其沉井内壁可以担当顶进后靠墙,但其施工周期较长、需要较大的作业场地面。
泥水平衡大直径圆形顶管施工方法及要点
泥水平衡大直径圆形顶管施工是一种常用的地下管道隧道施工方法,其施工要点如下:
1. 设计方案:根据实际情况确定隧道的轮廓参数、长度、曲率等内容,并制定详细施工方案,包括施工工序、机械设备使用、安全措施等。
2. 地面施工:在地面上进行准备工作,包括钻孔、预制道路局部拓宽、临时口井的钻掘等。
同时,还要做好施工现场的安全措施,如设置警示标志牌、安装施工围挡等。
3. 钻孔施工:通过钻孔机进行钻孔,使隧道内径达到设计要求。
在钻孔时,要注意控制孔径,避免超过设计要求的误差。
4. 掘进施工:在完成钻孔后,开始进行掘进施工。
采用泥水平衡法,通过泵送混合泥浆实现支撑隧道壁,同时利用盾构机开掘,将土壤从掘进面上运出,同时在壁面喷涂混凝土,实现支护。
5. 填埋封闭:当掘进施工完成后,对隧道进行填埋封闭。
先将管道整体下放至目标位置,然后利用泥浆注入管道,开始进行填埋。
在管道填埋后,进行封闭,同时进行搅拌,使其更加紧密。
大直径长距离曲线顶管施工工法大直径长距离曲线顶管施工工法一、前言随着城市建设的发展,越来越多的地下管道需要铺设。
而在大直径长距离曲线顶管施工中,因施工要求的复杂性以及工地环境的限制,常规的施工工法可能无法满足需求。
因此,研发出了大直径长距离曲线顶管施工工法,该工法可以有效地解决这一问题,并得到了广泛应用和验证。
二、工法特点大直径长距离曲线顶管施工工法的特点如下:1. 施工范围广泛:适用于大直径长距离曲线顶管施工,在各类土质中都可以施工。
2. 提高施工效率:采用先进的机具设备和工艺,工作效率高,施工时间大大缩短。
3. 灵活性好:适应曲线和复杂地质条件,可以在不同曲率半径和曲线段长度的情况下进行施工。
4. 施工精度高:采用先进的控制技术和测量方法,保证施工的准确性和精度。
5. 对环境的干扰小:噪音、振动和扬尘等环境污染问题较少,对周围环境的影响较小。
三、适应范围大直径长距离曲线顶管施工工法适用于以下情况:1. 地下管道布置复杂、曲线较多的地区。
2. 地下管道穿越各类土质、岩石以及其他障碍物的情况。
3. 对施工时间和环境干扰要求较高的项目。
四、工艺原理大直径长距离曲线顶管施工工法是基于以下原理进行的:1. 施工工法与实际工程之间的联系:通过对目标管道穿过处地下土质和岩石的测试和分析,选择施工工法的关键参数。
2. 采取的技术措施:通过对土体力学性质和岩石力学性质的学习和分析,确定合理的施工工法。
五、施工工艺大直径长距离曲线顶管施工工艺包含以下具体步骤:1. 建立临时工地:包括搭建办公室、仓库、车间和设备安装区等设施,并确保施工现场安全。
2. 土质和岩石测试:针对目标工程地区进行土质和岩石的取样和测试,获取施工参数。
3. 预制管段:根据施工参数,预制合适的管段,并进行质量检查。
4. 管道布置:根据设计要求,布置管道线路,确定曲线半径和曲线段长度。
5. 机具设备安装:安装施工所需的机具设备,包括导向机、顶管机和推进机等。
大口径顶管施工方案一、工程概况大口径顶管是一种应用于地下管道施工的先进技术,适用于直径较大的管道铺设。
本工程的施工范围为XXX地区的其中一条道路,铺设直径为X米的大口径管道。
施工期间需要注意保护周围环境、交通秩序和现有管线的安全。
二、工程准备1.设备准备将需要的施工设备组织调配到施工现场,包括顶管机、润滑剂、挤压缓冲器等。
2.现场勘测对工程的施工现场进行详细勘测,确定管道的起点、终点、路径和深度。
确保施工路径不会与已有管线和地下设施发生冲突。
3.管道制造根据设计要求,制造相应直径的大口径顶管。
确保管道的材质符合国家标准,并进行质量检测。
4.施工方案设计根据现场勘测结果和管道设计要求,设计相应的施工方案,包括顶管的起点、终点、铺设路径、施工顺序等。
三、施工流程1.准备工作在施工现场周围划定施工区域,并设置警示标志,确保施工安全。
对施工设备进行检查和维护,保证设备的正常运行。
2.施工准备根据施工方案,确定起点和终点,并进行相应挖掘工作。
确保挖掘的深度、宽度和平整度符合要求。
3.管道铺设将制造好的大口径顶管运送到施工现场,并使用顶管机进行铺设。
根据施工方案的要求,逐段进行铺设,确保管道的水平和垂直度。
4.润滑和推进在管道铺设过程中,需要不断地进行润滑和推进。
润滑剂的选择应符合环保要求,并确保润滑剂的使用量和方式正确。
5.挤压缓冲顶管机在推进过程中,需要使用挤压缓冲器,保证管道的平稳推进。
挤压缓冲器的使用要符合安全要求,并及时检查和更换。
6.管道连接将管道铺设完成后,进行管道连接。
连接的方式根据材质和设计要求确定,确保连接的安全可靠。
7.管道回填在进行管道连接后,将管道周围进行回填,填土时应注意土质的选择和加密度的控制。
8.施工验收完成铺设和回填后,进行施工验收。
验收中要检查管道的质量、连接的可靠性和回填的稳定性。
四、施工安全与环保措施1.施工区域保护在施工现场周围设置围挡和警示标志,确保施工区域的安全,防止人员和车辆进入。
城市综合管廊大直径土压平衡圆形顶管施工工法城市综合管廊大直径土压平衡圆形顶管施工工法一、前言城市综合管廊是为了满足城市发展需求而建设的一种管线建设方法,由于其在地下空间的应用,使得城市地上的排水、供水、电力、通讯等管线得以整合,有效地解决了城市管线交叉、冲突等问题。
城市综合管廊大直径土压平衡圆形顶管施工工法是在城市综合管廊建设中的一种重要的施工工法。
本文将对该工法进行详细介绍。
二、工法特点城市综合管廊大直径土压平衡圆形顶管施工工法具有以下特点:(1)采用钻头推进技术,可有效避免地下空间破坏,减少对周边建筑和地下管线的影响。
(2)顶管采用平衡土压技术,能够保持地下水位、土体稳定,确保施工的安全和稳定。
(3)施工速度快、周期短,可大大缩短工期,减少对周边交通等的影响。
(4)施工过程中的噪声、振动等环境污染小,对周边环境干扰低。
三、适应范围城市综合管廊大直径土压平衡圆形顶管施工工法适用于城市管线建设中的大直径管道敷设,如排水、供水、通讯等管线的建设。
特别适用于建设区域繁忙、道路繁多的城市。
四、工艺原理城市综合管廊大直径土压平衡圆形顶管施工工法采用的工艺原理是通过推进机和土压平衡系统的配合,实现顶管的推进和土体的支护。
在实际工程中,需对施工工法与实际工程之间的联系、采取的技术措施进行具体的分析和解释,以便让读者了解该工法的理论依据和实际应用。
五、施工工艺城市综合管廊大直径土压平衡圆形顶管施工工艺包括以下施工阶段:(1)准备工作:包括场地准备、机具设备准备、安全防护等措施。
(2)施工设计:确定顶管线路、施工方案、施工时间等。
(3)开挖:采用切削机具进行土体开挖,同时进行土体的支护和灌浆。
(4)顶管推进:采用顶推机进行顶管的推进,同时通过土压平衡系统控制顶管的位置和稳定。
(5)手工安装:对部分特殊区域,需采用手工安装的方式。
(6)补充灌浆:在施工过程中,根据需要进行补充灌浆,以保证土体稳定。
(7)检查验收:在顶管推进完成后,进行检查和验收,确保施工质量符合要求。
第1卷大直径顶施工技术2第I篇工程概况 (2)第II篇工程特点 (2)第III篇施工方案 (3)第IV篇主要技术措施 (5)第V篇技术效益 (9)第1卷大直径顶管施工技术第I篇工程概况由中国建筑工程(某地区)有限公司承建的某地区大直径钢筋混凝土管顶管工程是某木湖至大埔头(水务合约编号:28/WSD/91,全长14.5km)和罗湖至凹头(水务合约编号:29/WSD/91,全长5。
4km)两条大型输水管线中难度最大、最为关键的施工项目,也是该地区迄今最大管径的顶管工程。
两项合约共有11段顶管,最长的132m,最短的37m,总长约886m。
顶管采用钢筋混凝土制作,内径2600mm,外径3120mm,壁厚260mm,每节长2000mm,混凝土强度为50MPa。
每节管道之间的接口采用钢套承插型式,附有橡胶密封圈水,管端接触面有韧性很高的垫木作缓冲,如图8—6-1。
11段顶管需要穿通车辆频密的高速公路四处,高速公路回旋区一处,广九铁路高速电列车线路2处.不但穿越的地面结构十分敏感,不得影响和中断地面上的一切运作,而所穿越的地质条件也十分复杂。
通过淤泥及流砂层的有2段,总长约100m。
通过岩层的四段,总长约119m,还有弧石巨砾、建筑垃圾、基础桩等障碍物。
每段顶管两端设置6m×11m的工作井和5m×7m的接受井各l座,均采用钢板桩及H型钢的组合作围护结构,顶管完成后拆除。
每段顶管完成后,在其中安装钢管,9段内径为2400mm,2段内径为2200mm,每节管长8m,全部电焊连接。
钢管与顶管之间的空隙用高压水泥砂浆灌注填满,使内管与外连成一体。
第II篇工程特点1.大(3120mm),管节短(200mm),整体性和稳定性差;2.顶管施工的精度要求高,地面变形不能超过±10mm,顶管轴线的最终偏差不能超过80mm;3.深浅、复土薄,平均为顶管直径的1.17倍,最小仅0.36倍;对地面变形的控制十分不利;4.地质条件复杂多变,给顶管施工带来了众多技术难题;5.顶管施工直接穿越地面设施,无必要的缓冲区用以调整顶管工艺;6.施工场地窄小拥挤,邻近干扰多;7.施工时间受限制,不能连续施工;8. 施工周期长,要跨越台风、暴雨季节等.第III篇施工方案1.工作井和接受井工作井即顶推井,由此将管道放在导轨上,由千斤顶将管道逐段顶出.工作井内设置导轨、油压千斤顶、反力墙、穿墙止水装置以及上下梯子、安全围栏等等。
大直径大跨度顶管中继间运用施工工法隧道顶管是一种在地下开挖隧道的同时,在地面设置钢架结构支撑的施工工法。
首先,施工方在地面上设置起点和终点的导向井,并通过控制穿越头的导向,使其准确进入目标埋深位置。
然后,施工方使用盾构机或手工方式在地下开挖隧道,同时使用顶管钢架结构进行支撑。
随着隧道的逐渐开挖,顶管钢架结构也随之向前推进,直到到达终点。
最后,施工方将地下隧道与地面的导向井连接起来,完成顶管工程。
沉管是一种将预制的管材沉入地下或水中的施工工法。
首先,施工方在地面上按照设计要求进行预制管材的加工和组装。
然后,使用吊车将预制好的管材运至施工现场,放置在水中或地下。
施工方根据设计要求,通过控制浮力和沉重力,将管材沉入地下或水中,并保持稳定位置。
最后,施工方通过对管材进行固定,使其坚固地安装在地下或水中,完成沉管施工。
拆解施工是一种在现有道路或河流上进行施工的工法。
它主要用于需要对现有道路或河流进行改造或增加地下管道的情况。
首先,施工方在地面上进行现场勘察和测量,确定施工位置和范围。
然后,施工方使用机械设备对现有道路或河流进行开挖,剥离出足够的空间以容纳地下管道。
同时,施工方对现有道路或河流进行保护,避免对交通或水流产生不利影响。
最后,施工方将地下管道安装在开挖出的空间内,并进行固定和连接,完成拆解施工。
大直径大跨度顶管中继间运用施工工法有以下几个方面的优势。
首先,使用隧道顶管工法可以充分利用盾构机的机械设备,提高施工效率和质量。
其次,使用沉管工法可以避免地面开挖,减少对道路和水流的影响。
再次,使用拆解施工工法可以在不破坏现有道路或水流的情况下进行地下管道的安装。
最后,这些工法都能够有效解决大跨度和大直径的管道施工问题,保证工程质量和安全。
综上所述,大直径大跨度顶管中继间运用的施工工法包括隧道顶管、沉管和拆解施工。
这些工法都具有其独特的优势,可以根据具体需求选择合适的工法进行施工。
在实际施工中,施工方应根据地质条件、环境要求和工期限制等因素,合理选择施工工法,确保顶管工程的顺利进行。
大直径长距离泥水平衡顶管施工工法1. 引言泥水平衡顶管施工工法是一种在地下施工中常用的方法,特别适用于大直径长距离地下管道的铺设。
本文将介绍大直径长距离泥水平衡顶管施工工法的基本原理和施工步骤。
2. 基本原理泥水平衡顶管施工工法的基本原理是通过注入流体(通常是泥浆)到顶管和地层之间的空间中,使管道顶部形成一定的浮力,以抵消管道自身的重力和外界土层的压力。
通过控制流体的压力和流动速度,可以保证施工过程中的稳定性和安全性。
3. 施工步骤3.1 设计和准备工作在施工前,需要进行详细的设计和准备工作。
包括确定管道的直径、长度和施工路线,选择合适的泥浆类型和注入设备,以及制定施工计划和安全措施等。
3.2 安装顶管机首先需要安装顶管机,通常包括顶管推进机和泥浆处理设备。
顶管机应根据工程条件和实际需要进行选择和调整,以确保施工的顺利进行。
3.3 预备工作和管道定位在施工前,需要对施工现场进行预备工作和管道定位。
预备工作包括清理施工现场、铺设施工道路和搭建施工设施等。
管道定位则需要根据设计要求和地质条件确定具体位置和角度。
3.4 注入泥浆在管道顶部开设注入泥浆的口,然后通过泥浆处理设备将泥浆注入到管道和地层之间的空间中。
泥浆的注入压力和流动速度应根据实际情况进行调整,以保证施工过程的稳定性和安全性。
3.5 推进顶管在泥浆注入的同时,使用顶管机推进管道。
顶管机通过推进力和泥浆浮力的共同作用,将管道逐步推进到目标位置。
3.6 断头和固结当达到设计长度或目标位置后,停止推进顶管机。
然后进行断头和固结工作。
断头是指将顶管机与已经施工好的管道分离,固结则是指用适当的方法将管道固定在地层中,以确保施工品质和安全性。
3.7 后续工作完成顶管施工后,需要进行后续工作,包括清理施工现场、进行管道连接和测试、填充回填材料等。
这些工作是施工过程的重要环节,也是保证施工质量和工程安全的关键。
4. 施工注意事项在进行大直径长距离泥水平衡顶管施工时,需要注意以下事项: - 确保设计和施工计划的准确性和合理性; - 严格按照施工规范和安全措施进行施工; - 确保泥浆的质量和正确使用; - 定期检查和维护施工设备,确保其正常运行; - 注意施工现场的环境保护和生态平衡等。
大管径、长顶距、大埋深顶管施工工法大管径、长顶距、大埋深顶管施工工法一、前言大管径、长顶距、大埋深顶管施工工法是指在城市建设中,为解决地下交通管网密集的问题,采用大管径、长顶距、大埋深的方式进行管线施工。
这种工法具有超强的承载能力和适应性,可以在繁忙的城市道路下施工,且对城市交通不会造成太大的干扰。
二、工法特点1. 大管径:采用大直径的顶管管线,具备更大的流量和承载能力,可以满足日益增长的城市需求。
2.长顶距:顶管施工中,采用较大的顶管长度,减少接口数量,提高施工效率并减少施工成本。
3. 大埋深:顶管施工中,将顶管埋深增大,可以保护顶管免受外部压力和影响,延长使用寿命。
三、适应范围大管径、长顶距、大埋深顶管施工工法适用于城市道路、桥梁、地下铁路和地铁等地下建筑物的交通、给排水、通信等管线施工,特别适用于高压气体管道和输水管道的建设。
四、工艺原理施工工法与实际工程之间的联系主要是通过大管径、长顶距、大埋深的工艺特点来实现的。
在施工过程中,采取了以下技术措施:1. 设计优化:根据实际需求和工程条件,合理设计大管径、长顶距、大埋深的顶管工程。
2. 施工机制:采用先进的施工机制,如隧道掘进机、盾构机等,减少施工时间和施工难度。
3. 材料选择:选用高强度、耐腐蚀性能好的材料,确保工程的长期可靠性和稳定性。
4. 施工调度:合理安排施工进度,避免与其他工程冲突,确保施工的连续性和顺利进行。
五、施工工艺1. 管道布置:根据设计要求,在地下确定管线的走向和布置,标出顶管的起始点和终点。
2. 地面准备工作:清理施工区域,确保施工现场的安全和整洁。
3. 材料准备:准备好所需的顶管材料、接口材料和其他辅助材料。
4. 顶管安装:使用推进器将顶管推入土层中,保持顶管的稳定和正确的走向。
5. 接口处理:在顶管的接口上施加密封剂,确保管道的密封性和可靠性。
6. 被覆处理:在顶管施工完成后,对顶管进行被覆处理,以保护顶管不受外部压力和影响。
大直径顶管工程施工工艺及方法研究【摘要】本文以武汉市杨春湖地区高压线路迁建友谊大道隧道顶管工程为例,对大直径顶管工程施工工艺及方法进行了分析,本文通过对该类工程的设计施工过程的中遇到的各类问题进行了总
结分析,希望本文的分析为大直径顶管工程施工的施工规划做出的有益的帮助。
【关键词】工程施工;大直径;顶管工程
1、引言
随着我国城市化进程的不断推进,地下空间的利用和开发受到越来越多人们的重视。
顶管法作为一种暗挖施工技术,是一种在不挖开表层土地的基础上,完成管道敷设的技术,其技术优势独特,具有无可比拟的优点,得到越来越广泛地应用。
但是顶管法施工不可避免地会引起地下和地面土体的移动,在土中产生附加应力。
当土体位移过大时,将对周围建(构)筑物和邻近地下管线构成危害,因此,顶管工程是隧道类工程中难度较大的工程,其工程难度较大,本文以武汉市杨春湖地区高压线路迁建友谊大道隧道顶管工程为例,对大直径顶管工程施工工艺及方法进行了分析。
2、大直径顶管工程的原理及施工控制难点
2.1 顶管工程的原理
顶管施工就是借助于主顶油缸及管道中继站的推力,把工具管或掘进机从工作井内穿过土层一直顶至接收井内。
与此同时,也把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两井之间。
在顶进过程中,通
过工具管或掘进机平衡正面土体的压力,同时通过管道将机头内掘进的土体运出井外。
2.2顶管工程的特点
(1)设备的专用性较高,对设备的依靠程度大
每一项顶管工程均需根据其管径、壁厚和地质情况等设计制造该工程的专用设备。
即使同一直径的顶管,也会因地质条件不同而选用不同切土形式、不同循环方式和不同止水结构的顶管机。
(2)具有一定的风险性,必须技术超前
顶管工程是地下工程,一旦遇到地质与设计不符、顶管机头故障或渗漏进水等意外情况,处理起来比地面复杂,甚至不可收拾而使整个工程失败。
要求善于总结、技术超前、对可能出现的问题更有预见性,从而避免意外和风险出现。
2.3顶管工程的施工控制难点
顶管为非开挖施工,因此在施工过程中对以下几点进行控制。
(1)根据不同地质选择顶管机和刀盘。
在顶管施工中,对地质情况的了解至关重要,不同的地质对顶管机和刀盘都有较高的要求,也是整个工程施工的成败关键点。
在实施顶管工程之中,要在探明地质情况后正确的选择设备是顶管施工成败的基础。
(2)克服长距离顶管施工过程中磨阻力不断增大的影响以及顶力的损失。
(3)顶管施工穿越软硬不均土层时可能出现轴线偏移,顶管起拱、机头下沉等现象的控制。
3、大直径顶管工程施工工艺及方法
3.1 工程简介
武汉市杨春湖地区高压线路迁建友谊大道隧道顶管工程位于青山区友谊大道建设十路和王青公路之间,原设计方案为开挖土体后,施工钢筋混凝土箱涵。
后由于地下障碍物的影响和保护周边建筑物等原因,将部分地段调整为顶管施工。
本工程顶管内径为
d3000mm,外径为d3600mm,顶管分为友谊大道段和三环线段,友谊大道共两段长度分别为530m和420m,由二座工作井和一座接收井相连接组成。
三环线段总长397m,由一座工作井和一座接收井相连组成。
其中,顶管管节中心线标高位于地面以下约-9.3m处,顶管管节直径为3.6m,壁厚30cm,混凝土强度等级为c50,抗渗等级为p10,顶管外接头处设置有两道环状楔形橡胶圈;工作井和接收井底标高(刃脚底部处)位于地面以下-15.5m处,底板顶标高为
-12.3m,混凝土强度等级为c30,抗渗等级为p8,壁厚为1m。
3.2 主要工程施工工艺及方法
3.2.1沉井施工
(1)工程概况
本工程工作井、接受井采用沉井施工法施工,沉井施工采用水泥搅拌桩止水,同时结合深井降水法进行挖土下沉干施工。
接收井、工作井井壁分二次浇筑,二次下沉,冷缝连接采用预埋钢板止水。
(2)主要工艺流程
地基处理基坑测量放样降水井布设刃脚垫层施工立井筒内模和
支架钢筋绑扎立外模和支架浇捣混凝土养护及拆模封砌预留孔凿
除垫层挖土下沉沉降观察沉井到位混凝土封底绑扎底板钢筋浇捣
底板混凝土混凝土养护沉井四周注浆。
3.2.3顶管施工
(1)概况
顶管管径为dn3600,管节为2.5m一根,混凝土强度等级为c50,抗渗等级为p10,顶管外接头处设置有两道环状楔形橡胶圈。
三环线顶管总计397m,管径为dn3600,顶管施工穿越粉质粘土和淤泥质粘土,水平直线顶进。
(2)顶管工艺的选择
dn3600 管道主要穿越地质为粉质粘土层和淤泥质粘土层,根据我单位长期施工的经验和各种顶管机头的优劣来分析,三环线顶管采用泥水平衡顶管工艺,该工艺适用土质范围较广,沉降较小,进度较快。
正常顶管时,顶管机及管道内的操作均由地面操作者完成,所有的操作元件均由电缆、油管集中至地面操作室进行控制,所有运行数据由电缆传输信号至地面操作室以便操作者监控并发出操作
指令。
顶管机能持续自动地记录其各种状态及管道线路的位置等数据。
自动记录系统包括泥土和地下水压力,机头倾斜、旋转,纠偏状态,前进速度,顶进长度,泥水压力、刀盘扭矩,顶进负荷,及中继间运作等。
此系统在自动系统出现故障时能手动监测,以保证管道在自动系统的修复过程中能继续前进。
(3)顶管主要的施工方法
(1)顶管出洞、进洞技术
a、顶管出洞
顶管出洞是指顶管机和第一节管从工作井中破出洞口封门进入土中,开始正常顶管前的过程,是顶管的关键工序,也是容易发生事故的工序。
顶管出洞前在洞口安装止水出口器,出口器由内径略小于管节外径的橡胶密封圈和内径略大于管节外径的钢法兰组成。
顶管机头在井内管床就位,调试完毕,作好出洞的一切准备后,便将机头穿进橡胶密封圈顶入预留的洞中,首先将洞口的砖墙切磨机头随之顶入土体中间。
同时在机头与洞口的缝隙中注满膨润土泥浆,以润滑管道,支护土体。
顶管出洞对操作者要求也很高,这是因为出洞时顶管机未被土体包裹,处自由状态,而使顶头出洞的主千斤顶顶力是巨大的,因此,控制操作哪怕出现少量不均匀或土质不均匀,使各千斤顶的行程不等,也足以使顶头和第一节管子偏离设计轴线。
此时的土体难以对机头
产生较大反力,难以对机头起到导向约束作用,故此时产生的偏差很难纠正,甚至是纠不过来的。
因此,出洞顶进时一定要注意,用激光经纬仪随时测量监控,保证顶头和第一节管子位置正确。
采用上述洞口结构和周密的操作技巧,可避免出洞这一关键工序中可能出现的诸多问题,确保顶管出洞万无一失。
顶管机下方两
侧设有止退插销,在顶管机出洞时,当千斤顶松开时应插入止退插销,防止顶管机被土压力向后推回。
b、顶管进洞
顶管进洞,是指一段管道顶完,顶管机破进洞口封门进入接收井,并作好顶管机后一节管与进洞口的密封联接的过程。
顶管机进洞前也应对洞口外土体进行防渗注浆,并留有足够的固化时间。
顶管机进入加固土体并到达洞口外侧时,割除钢封门,将顶管机顶入接收井。
(3)膨润土泥浆减阻及置换
优质膨润土泥浆具有良好的触变性与润滑性,将其压到管外壁,包裹住管子,可大大减小管外壁与土壤间的摩阻力。
若压浆技术得当,压浆管分布合理,膨润土质量好,摩阻力可大为降低。
注浆孔应合理分布,机头及其后面10节管每节都设有注浆孔,使泥浆及时填充管壁与土间的全部空隙(机头外径比管节外径大
20mm,故有空隙),其后逐步过渡到每3节管加设一节带有注浆孔的管节,及时补浆,使全线管壁都包裹在泥浆套中。
注浆管节分为四孔出浆的a型管和三孔出浆的b型管两种,间隔布置。
顶力在控制值之内十分重要。
若顶力过大,会带来一系列问题,各方面的控制都会困难,故膨润土泥浆压浆绝不可轻视。
(4)中继间的应用
1)中继间工作原理
本工程顶管距离较长,且该地区土质有一定遇水膨胀性,因此
顶管施工必须使用中继间。
中继间把一次顶进的管道分成若干个推进区间。
在顶进过程中,先由若干个中继间按先后程序把管子推进一小段距离后,再由主顶油缸推进最后一个区间的管子。
中继间的结构主要由壳体、油缸、密封件等组成。
中继间油缸的供油方式有两种:一是利用主顶油泵通过高压供油管把压力油供到中继间油缸,另一种是在中继间附近安装一台中继间油泵。
本工程管径较大,距离较长,采用在中继间附近安装一台中继间油泵较好,压力损失很少。
2)中继站使用数量的设计
本工程顶管距离较长,且该地区土质有一定遇水膨胀性,因此顶管施工必须使用中继间。
中继间把一次顶进的管道分成若干个推进区间。
在顶进过程中,先由若干个中继间按先后程序把管子推进一小段距离后,再由主顶油缸推进最后一个区间的管子。
目前,顶力计算公式较多,且计算值相差很大,设计中继站所使用的公式很多时候不能反映实际顶力变化情况。
因顶管的不可预见性,影响顶力的随机因素较多,如沿途地质条件发生变化,常会使顶力发生突然变化,为安全起见,设计中继站时通常比较保守,一般采取取高保险系数和设计计算时参数按较大情况考虑,综合考虑技术因素和经济因素。
设计中继站数量时,总顶力可做如下分配:工具管的迎面阻力由1#中继站承担,其余中继站各承担其前面管道的阻力。
主顶泵站承担最后一段管道的顶进。
具体如下:。