泥水平衡法顶管施工工艺工法
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泥水平衡法顶管施工工法一、前言作为一种被广泛应用的施工工法,泥水平衡法顶管施工工法在城市地下管线建设中发挥着重要的作用。
其独特的工艺优势和施工效率被越来越多的应用于各类地下管线的施工过程中。
本文将对泥水平衡法顶管施工工法进行详细介绍,以期为读者提供一定的知识和参考。
二、工法特点泥水平衡法顶管施工工法是利用液压力和刀盘切削力推进管道的一种施工工法,具有以下特点:1.无需开挖大面积基坑:使用泥水平衡法顶管施工工法不需要像传统地下管线施工一样需要开挖大面积的基坑。
2.施工环境干净卫生:使用泥水平衡法施工管线的过程中,由于其不需要大面积的挖掘和开挖,同时施工车辆等设备可以通过其他道路进出施工现场,因此施工环境可以保持干净卫生。
3.施工效率高:使用泥水平衡法顶管施工工法可以大大提高施工的效率,从而缩短施工周期,减少市政建设对交通的影响。
4.适应范围广:使用泥水平衡法顶管施工工法可以适用于各类管道的施工,如排水管道、污水管道、天然气管道等。
三、适应范围泥水平衡法顶管施工工法适用于以下范围:1.施工管道:地下排水管道、污水管道、天然气管道等。
2.管径范围:200mm至3000mm。
3.管道长度:200m至500m。
四、工艺原理泥水平衡法顶管施工工法的实现,主要依靠液压、给土、掘进三个环节相互配合。
施工过程中,使用推进筒将刀盘和液压弹簧装置连接,将切削力传递到施工管道上,随着刀盘的滚动,切削出的土方通过机器吸取,沿着管道作用力的方向输送出来。
五、施工工艺泥水平衡法顶管施工工法的施工工艺主要包括以下几个阶段:1.安装刀盘和推进筒。
2.掘进切削土方:施工机器将刀盘插入土中,利用液压压力推进切割,同时运用泥浆力来输送割出的土方。
3.加固管道:经过地下管道施工后,需要采用多种形式对管道进行加固。
六、劳动组织泥水平衡法顶管施工工法的劳动组织需要注意以下问题:1.需要对施工人员进行相关的培训和指导,同时需要对施工现场进行保护。
泥水平衡顶管施工工法泥水平衡顶管施工工法一、前言泥水平衡顶管施工工法是一种常用于地下建造施工中的技术,特殊适合于地下管道、隧道等工程的施工。
本文将详细介绍泥水平衡顶管施工工法的各个环节和步骤。
二、工法介绍2.1 工法概述泥水平衡顶管施工工法是一种通过控制水压平衡土壤压力的施工方法。
它主要包括顶管机械的选择、开挖及管片安装等环节。
2.2 工法原理泥水平衡顶管施工利用泥水平衡系统维持土层稳定,通过推进顶管机械将管片逐个安装在开挖的土层中。
三、工法步骤3.1 工地准备在施工前,需要对工地进行勘测、布置场地,并确定工地安全措施。
3.2 设备准备准备所需的泥水平衡顶管机械及配套设备,并对其进行检查、测试及维护。
3.3 开挖阶段按照设计要求,利用顶管机械在地下开挖沟槽,同时进行支护工作,确保施工过程中土壤的稳定。
3.4 进管片阶段在开挖的同时,将管片逐个安装至顶管机械,通过推进机械将管片推进到设计位置。
3.5 管片连接在管片推进的过程中,需要进行管片的连接工作,确保管片的密封性和强度。
3.6 拆除顶管机械当管片推进到目标位置后,需要拆除顶管机械,并进行后续工作。
四、工法注意事项4.1 安全措施在施工过程中,必须加强安全意识,严格执行相关安全规定,做好施工现场的安全防护工作。
4.2 施工质量控制对于管片的安装和连接,需要进行严格的质量检查,确保施工质量达到设计要求。
4.3 环境保护在施工过程中,要注意保护周围环境,合理利用资源,避免对生态环境造成不良影响。
五、附件列表1. 泥水平衡顶管机械设备清单2. 工地布置图纸3. 施工安全措施文件六、法律名词及注释1. 泥水平衡施工许可证:指在进行泥水平衡施工前,需要从相关部门获得的施工许可文件。
2. 《建造施工安全法》:指中华人民共和国国家法律,规范建筑施工中的安全管理及责任追究。
砂卵石地层泥水平衡顶管施工工法砂卵石地层泥水平衡顶管施工工法一、前言砂卵石地层泥水平衡顶管施工工法是一种常用于河道、湖泊、海洋等水域中建设管线的方法。
它通过在地下开挖的同时以泥浆平衡水压的方式来保持地层稳定,避免地层塌陷,从而顺利施工。
该工法在水利、交通、能源等领域具有广泛的应用。
二、工法特点1. 泥水平衡:该工法采用泥浆作为平衡水压介质,在开挖进度中,通过对泥浆流体性质的控制,可实现地层及井眼的稳定,保证施工进展。
2. 高效快速:采用机械化作业,开挖速度快,能够满足较短工期的要求。
3. 环境友好:施工期间,泥浆平衡水压可以减少对周围环境的影响,减少水土流失。
4. 适应性强:适用于各种土质地层,尤其是砂卵石地层。
三、适应范围砂卵石地层泥水平衡顶管施工工法适用于河道、湖泊、海洋等水域中建设各种管线工程,包括给水、排水、燃气、电力、通信等。
四、工艺原理1.施工工法与实际工程之间的联系:该工法基于泥浆平衡原理,通过调控泥浆质量、密度、循环等参数,控制泥浆的平衡水压,使得地层在施工过程中保持稳定。
2.采取的技术措施:- 设计合理的泥浆循环系统,保证泥浆的平衡水压稳定。
- 利用注浆技术加固周围土体,提高地层的稳定性。
- 使用合适的挤土管件,井下装配方便快捷。
五、施工工艺1. 顶管段的安装:预制好的顶管段经过检查后,通过推土机将其运输至施工现场,利用重型吊车吊装安装并逐段推入地下。
2. 开挖施工:使用顶管机进行开挖,同时注入泥浆通过顶管将开挖出的土层挤出。
3. 顶管的推进与拼接:在泥水平衡压推下,进行顶管的推进,每推进一定距离后,进行顶管段的拼接,确保施工顺利进行。
4. 顶管到达目标点:当顶管推进到目标点后,进行土层的回填,注入混凝土固化。
六、劳动组织在施工过程中,需要合理组织施工人员,对不同的工序进行分工,保障施工的顺利进行。
七、机具设备1.顶管机:用于开挖、推进顶管和泥浆循环。
2.吊车:用于安装顶管段和材料运输。
泥水平衡法顶管施工工艺工法(一)【引言概述】泥水平衡法顶管施工工艺工法是一种常用的地下管道施工方法,以其具有环保、高效、经济等特点受到广泛应用。
本文将从五个方面介绍泥水平衡法顶管施工工艺工法。
【正文】一、顶管施工前的准备工作1. 确定施工方案:根据工程要求和地质条件,制定合理的施工方案。
2. 勘察工程现场:开展地质勘察,确定顶管的起止点和穿越路径。
3. 地下管线的检测:检测地下管线的位置和走向,避免施工期间损坏管线。
4. 施工条件的准备:准备施工所需设备、材料,保证施工条件满足要求。
5. 安全措施的落实:制定安全计划,设立警示标志,确保施工过程中的安全。
二、顶管施工的主要步骤1. 地面开挖:根据设计要求和地质情况,在地面开挖出适宜的工作坑。
2. 安装顶板支撑系统:设置钢托架或悬挂链、液压支架等,稳定顶部土体。
3. 沉管下沉:将顶管逐段下沉入地下,使用沉管机器控制下沉速度和方向。
4. 泥浆充填:在顶管的上部封闭区域,通过注入泥浆,实现均衡施工。
5. 约束架的安装:设置约束架或固定架,保持顶管在正确的位置和姿态。
三、顶管施工过程中的控制措施1. 土层稳定:通过合理的顶板支撑系统,控制土体坍塌,保持施工现场的稳定性。
2. 泥浆控制:控制泥浆的密度和粘度,确保顶管施工过程中的泥浆平衡。
3. 沉管过程控制:通过沉管机器的操作,控制下沉速度和方向,保证施工的准确性。
4. 顶管位置监测:采用传感器等监测设备,实时监测顶管的位置和姿态。
5. 安全控制:做好安全警示标志,加强现场监督,确保施工过程中的安全性。
四、质量和安全控制1. 管身质量控制:严格按照设计要求进行施工,保证管身的质量。
2. 泥浆质量控制:对泥浆进行实时监测,确保泥浆的质量符合施工要求。
3. 安全控制:加强现场安全管理,落实好安全措施,确保施工过程中的人员安全。
4. 施工过程记录:做好施工记录,包括施工时间、施工参数等,为后续工作提供依据。
5. 施工质量检验:对顶管施工的质量进行检验,确保工程质量符合要求。
泥水平衡顶管施工工法1. 泥水平衡顶管施工工法的基本原理1.1 泥水平衡顶管施工工法是用泥水平衡顶管机施工的一种顶管施工工艺。
它在施工时通过进水管向顶管机刀盘后的泥水舱内供给一定比重、一定黏度、一定压力的粘土及其他添加剂和水混合而成的泥水,让其在顶管机挖掘面上形成一层泥膜,并以泥水舱内泥水的压力来平衡挖掘面上的土压力和地下水压力,同时又是通过排泥管把顶管机刀盘切削下来的土砂变成泥水输送到基坑地面上的一种顶管施工方法。
1.1.1 泥水平衡顶管机刀盘都设有面板,其开口率多在20%以下。
1.1.2 通常供给的泥水会因土质的不同而要求有不同黏度、比重等,比重须控制在1.03~1.30 之间。
1.1.3 泥水平衡顶管机在保持泥水压力的稳定方面有两种结构形式:一种是通过进水泵和排泥泵的排量直接来控制,另一种是通过设在泥水舱后气压室内的压缩空气来控制。
由于压缩空气是一只气体弹簧,这就使泥水压力的控制更精确、更稳定。
1.1.4 泥膜是防止地下水和土舱内泥水之间串通的屏障,必须始终保持它的有效性。
1.1.5 泥水压力通常设定得比地下水压力高20kPa。
2. 泥水平衡顶管施工工法适应的范围和土质:2.1 泥水平衡顶管施工工法适应的范围2.1.1 适用于靠近江、河、湖、海这些有水源的地方;2.1.2 尤其适用于作业人员无法进入的小口径顶管;2.1.3 适用于覆土深度大于1.5 倍管外径的条件下施工;2.1.4 适用于地下水位高和地下水压波动比较大的的条件下施工;2.1.5 适用于长距离顶管施工;2.1.6 适用于除粘性土以外的地下水水位以下的场合施工。
2.2 泥水平衡顶管施工工法适应的土质2.2.1 适用于各种粘土和N 值小于50 的砂土;2.2.2 适用于砾径小于20mm,砾石含量不大于30%的砂砾土;2.2.3 有破碎功能的顶管机适用于它所描述的土质范围。
2.3 泥水平衡顶管施工工法不适用于渗透系数大和卵石含量多的砂卵石地层。
泥水平衡法顶管施工工法一、前言泥水平衡法顶管施工工法是隧道工程中的一种经典施工方式,该工法可以高效、快捷地完成较长、较深的隧道施工。
本文将介绍泥水平衡法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、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点该工法可以保证地面地表、建筑物和管线不受损害,途中不需要明挖,不需要进行深耕或深挖工程。
该工法需要的工作空间小、噪声小,排放物少,对环境影响较小。
施工速度快,可有效节省施工时间和费用。
三、适应范围该工法适合于软土地层、砂土地层和卵石层的隧道施工,特别适合于在地下厂房、桥梁、道路等高密度建筑区域内进行隧道施工。
该工法引入现代技术元素,为隧道工程提供了全新的施工方式。
四、工艺原理泥水平衡法顶管施工工法主要采用了碎土施工原理、现场拼装和悬浮液平衡控制的工程技术。
具体施工过程如下:首先,通过钻探、采样和测量方法等,对施工区域的地质条件、土质结构等进行详细的分析和评估。
接着,选择适当的泥浆液体、管道、推力桶和其他设备,并进行现场组装、焊接和安装工作。
在施工现场,首先钻探出一条傍道,将顶管和其他设备通过傍道、隧道连接,形成一个完整的顶管系统。
在顶管系统前方的土层中钻探出斜孔,将推力桶和管道安装在这些孔的最末端,然后开始施工。
在实际施工过程中,设备操作人员通过操作推力桶和水泥浆泵控制管道的推进和回收,控制液压推进机构将液压马达或电机等能量推送到管道中的推进头上。
同时,对孔洞中的土壤进行打浆,将泥土与水混合在一起,形成一种稀泥状的液体。
通过推力桶进行推进、液压马达驱动管道前进、推进机构通过钢绳将管道推进,同时使土体向管内输送,由于在泥土和泥浆的作用下,管道的摩阻才有所减小,才能利用推进机构进行顶推,使管道前进。
当管道前进时,通过沉降仪、管道管底、工作人员对隧道顶部的变形进行监测,并进行实时调整和控制,以确保管道整体稳定性。
当顶管机推进至目标位置后,可进行涂抹、混凝土注浆等工艺。
泥水平衡法顶管施工工法泥水平衡法顶管施工工法是一种常用的地下管道施工技术,具有诸多优点。
本文将就该工法的特点、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、经济技术分析和工程实例进行详细介绍。
一、前言泥水平衡法顶管施工工法是一种应用较广的地下管道施工技术,它采用了泥浆作为施工中的平衡介质,克服了传统顶管的一些不足之处,被广泛应用于城市地下管线建设和修复工程。
二、工法特点泥水平衡法顶管施工工法具有以下特点:1. 施工过程中无需开挖大面积的地面,能够最大限度地减少对周围环境的影响。
2. 适用于各种地质条件,如坚硬地层、软土地层和水下工程等。
3. 可以施工较长距离的管道,提高了施工效率。
4. 施工过程中无需大量的人工,减少了劳动力成本。
5. 施工过程中可控性较强,能够实时调整施工参数,确保施工质量。
三、适应范围泥水平衡法顶管施工工法适用于各类地下管道的建设和修复,特别是以下情况:1. 城市地下管道建设,如给水管道、排水管道、燃气管道等。
2. 河道、湖泊、海域等水下管道建设。
3. 土地利用有限的地区,如市区环境下的地下管道建设。
4. 复杂地质条件下,如软土层、淤泥层等。
四、工艺原理泥水平衡法顶管施工工法的工艺原理是通过对施工工法与实际工程之间的联系进行分析,采取一系列的技术措施,使施工过程达到理想的效果。
其中,主要包括以下几个方面:1. 施工前的地质勘测和设计,确保施工过程的安全和稳定。
2. 选择合适的泥浆配方,根据地质条件和施工要求调整泥浆的比例和成分。
3. 采用合适的顶进推力和管道阻力,在施工过程中维持泥浆的平衡状态。
4. 控制施工速度和施工准确度,确保施工过程的质量和精度。
5. 施工过程中的监测和调整,对施工参数进行及时调整,保证施工过程的稳定。
五、施工工艺泥水平衡法顶管施工工艺主要包括以下几个阶段:1. 施工准备:进行地质勘测和设计,确定施工参数和泥浆配方,准备好所需的机具设备。
泥水平衡法顶管施工工艺工法(二)引言概述:本文将介绍泥水平衡法顶管施工工艺工法(二)。
泥水平衡法顶管是一种常用于隧道施工的工艺方法,通过控制泥浆的压力来实现隧道的掘进和支护。
本文将从以下五个大点展开阐述,包括泥浆准备、泥浆注入、顶管机械运转、预制衬砌安装和顶管施工的质量控制。
正文:一、泥浆准备:1. 根据地质条件和施工要求确定适宜的泥浆类型和性能指标。
2. 合理调配泥浆配方,确保泥浆的稳定性和良好的流动性。
3. 使用合适的设备进行泥浆的搅拌和过滤,确保泥浆的均匀性和纯净度。
4. 定期对泥浆进行质量检测,保证泥浆的性能指标符合要求。
5. 按照施工进度和需要,合理调整泥浆的浓度和性能参数。
二、泥浆注入:1. 合理布置泥浆注入点,保证泥浆能够均匀注入到土层中。
2. 控制泥浆的注入速度和压力,避免对土层产生过大的影响。
3. 定期监测注入管道的泥浆流量和压力,及时调整注入参数。
4. 注入过程中注意观察土层的反应和隧道的稳定情况,及时采取措施进行调整。
5. 注入完成后,对注入点进行密封处理,避免泥浆的泄漏和浪费。
三、顶管机械运转:1. 确保顶管机械的各项功能正常运转,对机械进行检查和维护。
2. 严格按照规定的施工工序和速度操作顶管机械。
3. 根据实际情况调整顶管机械的推进速度和转向角度,确保施工的平稳进行。
4. 采取适当的防护措施,避免顶管机械和施工人员受到伤害。
5. 定期对顶管机械进行维护保养和检修,保证机械的长期稳定运行。
四、预制衬砌安装:1. 根据设计要求和施工进度,提前准备好预制衬砌。
2. 使用合适的设备和工艺对预制衬砌进行安装,确保衬砌的准确性和稳定性。
3. 严格按照设计要求进行衬砌的安装顺序和连接方式。
4. 在安装过程中,及时检查和调整衬砌的位置和间距,保证施工的精确度。
5. 安装完成后,对衬砌进行检查和质量验收,确保衬砌的质量符合要求。
五、顶管施工的质量控制:1. 设置合适的监测点和监测仪器,及时监测施工过程中的变形和位移。
泥水平衡式顶管穿越复杂地层施工工法泥水平衡式顶管穿越复杂地层施工工法一、前言泥水平衡式顶管是一种常用的非开挖施工方法,用于在复杂地层中穿越地下障碍物,例如河流、铁路、高速公路等。
该工法具有施工方便、成本低廉、工期短等优点,因此被广泛采用。
二、工法特点泥水平衡式顶管穿越复杂地层的工法具有以下几个特点:1. 适应性强:该工法可以适应各种地质条件,包括软土、硬土、弱岩层等。
同时,该工法可以应用于不同直径和不同长度的顶管施工。
2. 环保节能:相比传统的开挖方式,泥水平衡式顶管不需要进行大规模的挖土和填土工作,有效减少了对环境的破坏,同时减少了能源的消耗。
3. 施工速度快:通过泥水平衡式顶管施工,可以有效缩短工期,提高施工效率。
这一点在需要尽快改善交通状况的地区尤为重要。
三、适应范围泥水平衡式顶管穿越复杂地层的工法适用于以下场景:1. 河流、湖泊穿越:可以用于在河流、湖泊等水域底部穿越安装管道,无需进行河床的开挖和填土。
2. 道路、铁路穿越:在道路、铁路等交通要道下方施工,避免对交通的影响,节省施工时间。
3. 城市密集地区施工:在城市内部或建筑群周围施工,减少对民居和周边设施的干扰。
四、工艺原理泥水平衡式顶管穿越复杂地层的工艺原理是通过泥浆的压力控制,实现顶管在地层中推进的过程。
具体工艺包括:1. 输送泥浆:通过专用的泵站将泥浆输送到工作面,泥浆同时具有切削、润滑和支撑地层的作用。
2. 管道安装:安装顶管并固定,保证顶管与地层之间的连续性和稳定性。
3. 推进顶管:通过调节泥浆的压力,控制顶管的推进速度和方向,使顶管穿越复杂地层。
五、施工工艺泥水平衡式顶管穿越复杂地层的施工工艺分为以下几个阶段:1. 前期准备:确定施工方案,涉及地层勘察、管道设计、机具准备等。
2. 施工准备:搭建泵站、安装控制系统、调试机具设备等,确保施工前的准备工作完成。
3. 推进施工:根据设计要求,调节泥浆压力,控制顶管的推进速度和方向,穿越复杂地层。
泥水平衡顶管施工工法一、引言泥水平衡顶管施工工法是一种常用的地下工程施工方法,主要用于城市地下管道、隧道和地下通道等工程的建设。
该工法通过控制土层的沉降和进度,保证地面及地下结构的稳定性,同时减少对周围环境的影响。
本文将从施工工法的原理、步骤和应用范围等方面进行详细介绍。
二、泥水平衡顶管施工工法的原理泥水平衡顶管施工工法是指在施工过程中通过控制土层的沉降与推进速度之间的平衡,使地面和地下结构保持稳定。
其主要原理如下:1. 泥水平衡:在施工过程中,通过在管道顶部注入特制的泥浆,形成一个稳定的泥浆溶胶层。
这个泥浆溶胶层与周围土层之间形成水平力的平衡,从而有效控制土层的沉降。
2. 钢管推进:通过机械设备将顶管推进到设计位置,并在管道后方进行扩孔和排水操作。
这样可以保持土体的湿度和稳定性,避免管道施工过程中的净土坍塌。
三、泥水平衡顶管施工工法的步骤泥水平衡顶管施工工法包括以下几个主要步骤:1. 现场准备:施工前需要对施工区域进行调查和勘测,确保顶管轨道的设计和施工区域的稳定性。
同时还需要准备好所需的设备和材料。
2. 泥浆处理:在施工现场建立泥浆处理系统,用于处理需要注入顶管的泥浆。
泥浆需要具备一定的黏性和稳定性,以保证泥浆溶胶层的形成和土层的平衡。
3. 顶管推进:使用推进机械将顶管逐渐推进到设计位置。
在推进过程中需要进行土层的探测和监测,以确保土层的稳定性和管道的安全推进。
4. 泥水平衡控制:在管道顶部注入泥浆,形成泥浆溶胶层。
同时需要控制泥浆注入的压力和速度,以维持泥水平衡,确保土层的平稳沉降。
5. 排水和扩孔:施工完成后,需要进行排水和扩孔操作,以保持管道周围土壤的稳定和湿度。
排水和扩孔操作可以有效减少土层沉降的时间,并避免管道的冲击负荷。
四、泥水平衡顶管施工工法的应用范围泥水平衡顶管施工工法广泛应用于城市地下管道、隧道和地下通道等建设项目中。
具体应用范围包括但不限于:1. 城市排水管道:在城市排水工程中,通过泥水平衡顶管施工工法可以实现快速、高效而不破坏地面交通的施工。
泥水平衡法顶管施工工艺工法1.1 工艺工法概况在人口密集、交通繁忙、地面建筑物众多的城市采用开槽埋管法施工地下管道时,影响交通,临时占地面积大,对环境造成污染。
给施工区域的居民生活和工作造成不便。
采用地下顶管施工将避免上述弊端。
管道顶进施工工艺原理是:利用人工或机械将管道前端土层破碎,再将弃土通过已顶进管道运出地面。
用设置在管道后端的千斤顶将管道逐节向前推进,直到管道达到设计位置和长度。
当管道直径等于或小于1m时,施工人员无法进入管内直接作业,管道前端开挖土层及管道纠偏、弃土运输等工序将无法进行,顶管施工亦不能实现。
我公司早前从日本引进TCC400和TCC800偏压破碎环流系统顶管设备,经改进,采用泥水平衡法稳定管道前端土体,由送水管和排泥管构成流体输送排泥系统,实现了远距离遥控小口径管道的顶进施工。
同时,对原设备进行了技术改造,增加了扩管器,扩大了设备的使用范围,取得了显著的社会效益和经济效益。
1.2 工艺原理1.2.1 随着顶管设备前端工具管的推进,前端切土刀盘不断转动,送水管不断供应泥水,排泥管不断将混有弃土的泥水混合物排出泥水仓;为平衡上部土层压力,泥水舱保持着一定压力;泥水在压力作用下向土体内部渗透,在开挖面形成一层泥皮,泥皮可阻止泥水继续向土体内部渗透,同时,泥水压力通过泥皮作用在开挖面上,防止土体坍塌。
当刀盘前端土压力低于设定值时,刀盘就往前伸,与此同时,减小或关闭排泥口,刀盘推进速度保持不变,刀盘前的压力就会上升。
反之,刀盘前端土压力高于设定值时,刀盘就往后退,同时增加排泥量,若保持推进速度不变,刀盘前压力就会下降。
这样,通过刀盘伸缩和控制排泥量达到平衡前端土压力,从而保证管道上部地面不产生超过允许的变形。
1.2.2 为减少顶管摩擦阻力,防止管道沿线地面沉陷,在管道顶进过程中,通过管道内预留的注浆孔把“触变泥浆”用泥浆泵注入管外壁和土层之间。
顶进时起润滑作用,停顿时起支撑作用。
顶管施工完毕后,用水泥浆置换。
1.2.3 管道前端掘土、推进、纠偏、找中、泥水进排等工序都通过设在地面上的控制台进行操作。
所有参数都反映在电视显示屏上,从而实现了顶管自动化。
2 工法特点2.1 该工法施工对周围地屋扰动小,能维持不同土质挖掘面上的稳定平稳;地层损失小,产生的地表变形也小。
2.2 施工时总顶力较小,尤其在黏性土层中的长距离顶进,可以优于其他类型的顶管施工。
2.3 在工作井内的作业环境较好,能够较安全地实现顶进作业。
因为它是采用管道对泥水进行输送排出进行弃土,不存在吊运土方等易发生危险的作业方式;又因它是在大气常压下作业,则也不存在施工加气压建立平衡危及操作人员健康及生命安全等问题。
2.4 顶进施工时的连续作业性能好,施工进度较快。
3 适用范围3.1 本工法适用于直径为400~1000mm管道的直线顶管施工;3.2 本工法适用地质为渗透系数小于10—3m/s的砂粘性土或粉砂土层中的顶管施工;3.3 本工法可以在穿越河流、公路、房屋等覆土较深的条件下施工;也可在管顶覆土厚度大于管径的浅覆土条件下施工。
4 主要技术标准《给排水管道施工及验收规范》(GB50268)、《顶管施工技术及验收规范(试行)》(中国非开挖技术协会行业标准)。
5 施工方法在敷设管道前,先建造一个工作井。
在井内顶进轴线的后方,布置一组行程较长的千斤顶,一般每组为4 只到6 只,将敷设的管道放在千斤顶前面的导向轨架上,管道的最前端是一台泥水平衡顶管机,工具管与管段之间需刚性连接。
千斤顶顶推时,顶管机刀盘旋转,切削土体,形成带有一定压力的泥水,工具头以此来平衡土体压力及地下水压力,随着工具头的前进,千斤顶把管道压入土中。
与此同时,通过连接在顶管机泥水仓的泥浆泵将泥水输送至工作井上部的泥水分离池,将泥水分离,分离后的水再通过水泵输送至顶管工具头,底泥外运。
当千斤顶达到最大行程后,全部缩回,断开进水管、出水管管路及动力及信号线,放入顶铁,连接好管路后千斤顶继续前进。
如此不断加入顶铁,管段不断向土中延伸, 当顶管机和第一节管段几乎全部顶入土中后,吊去全部顶铁,断开顶管机的动力电源及所有管路,将第二节管段吊入,接好管接头,连接动力电源线和所有管路继续顶进,如此循环施工,直至全部顶完。
管道外壁注活性膨润土润滑浆,以减少四周的摩阻力。
当管道顶进阻力超过主千斤顶的顶进能力时,则采用中继接力技术,将管段分成数段,段间加入中继间,以接力方式分段克服摩阻力。
管道的顶进方向与高程采用激光经纬仪进行测量监控。
6 工艺流程及操作要点6.1 工艺流程施工工艺流程见图1: 顶 进接通电源安装泥浆搅拌筒及泥浆泵(短距离可不用)安装进排泥管及旁通阀安装进泥泵及排泥泵砌筑泥浆沉淀池安装激光仪、测量仪、摄象仪设备进场测量放样安装洞口止水装置安装顶进油缸及油泵安装后座墙接通电路及油路操纵台就位机头吊装就位安装导轨图1 施工工艺流程图6.2 操作要点6.2.1 施工准备工程施工前,应根据业主提供的地勘报告确定施工工艺,必要时应进行补充勘察;工程施工前,应组织施工人员认真学习施工图纸、相关规范、标准,明确工程施工内容和技术要求,对图纸中与现场不符内容联系设计人员进行补充设计或变更设计。
对顶管轴线两侧各5m范围内进行地质勘察,核对地质是否与设计相符,并核对附近是否有既有建筑物。
如地质与设计不符或有不良地质(如流砂层),则要扩大勘察范围,并与设计单位联系,采取相应的措施。
6.2.2 工具管控制工具管运转后,根据后方控制台电视显示屏上的土压力显示,调整顶进速度。
根据泥水舱的压力显示,调整进排水流量,使机头工作舱压力保持在设定范围内。
根据电视屏管道中心激光点位置,调整机头状态和纠偏千斤顶,使顶进管道始终保持在设计轴线允许偏差范围内。
泥水平衡式顶管掘进工具管结构示意见图2:图2 泥水平衡式顶管掘进工具管结构示意图6.2.3 顶进施工1 拆除洞口封门;2 顶进机头;当机头进入土体时,开动刀盘和进排泥泵;3 机头顶进至能卸管节时停止顶进,拆开动力电缆、进排泥管、进排泥泵、控制电缆和摄象仪连线,缩回顶进油缸;4 将事先安放好密封环的管节吊下,对准插入就位;5 接上动力电缆,控制电缆、进排泥管路、摄象仪连线并接通压浆管路;6 启动顶管机、进排泥泵、压浆泵、主顶油缸,并顶进管节;7 随着管节的顶进,不断观察机头轴线公位置和各种指示仪表,纠正管道轴线方向并根据土压力大小调整顶进速度;8 当一节管节顶进结束后,重复以上2到7项操作程序,实施继续顶进;9 长距离顶管时,在规定位置设置中继环,顶进程序为:主顶油缸推进中继环推进中继环推进6.2.4 顶进到位1 顶进即将到位时,放慢顶进速度,准确测量出机头位置,当机头到达接收井洞口封门时,停止顶进;2 接收井内安装好接引导轨;3 破除接收井洞口封门;4 将机头送入接收井,此时刀盘的进排泥泵均不运转;5 拆除动力电缆、进排泥管、摄象仪及连线和压浆管路等;6 分离机头与管节,吊出机头;7 将管节顶到预定位置;8 次序拆除中继环油缸并将管节靠拢;9 拆除主顶油缸、油泵、后座及导轨;10 清场。
6.2.5 泥水控制根据土层性质可注入清水或泥水,注入泥水的比重和地层类型的关系可参照表1规定。
6.2.6 泥水处理排出的泥水应经过处理,根据场地大小可采用泥水沉淀池或泥水分离机进行处理。
泥水沉淀池可参考图3布置。
出水池高=2进水堰 板与第一组互为备用第二组第一组图3 泥浆沉淀池结构示意图6.2.7 注浆随着管道顶进,将“触变泥浆”用泥浆泵通过预设在管道壁的注浆孔注入管壁和土层之间的空隙中。
触变泥浆是由膨润土、水和掺合剂按一定比例混合而成。
一般情况其配合比(重量比)为:水:土=(4~5):1土:掺合剂=(20~30):1触变泥浆制作要配合比正确、搅拌均匀,拌合后需静置24h 后方可使用。
注浆原则是“先进时应加强对这些管道、建筑物的量测监控。
注浆原则是“先注后顶,随顶随注”,确保浆液填满管壁外空隙。
顶进结束后,应对泥浆套的泥浆进行置换。
置换浆液采用水泥砂浆并掺加适量的粉煤灰制成。
浆液凝固后,拆除注浆管道,将注浆口封堵。
6.2.8 施工测量在工作井内安装激光发射器,按照管道设计坡度和方向调整好位置,在机头内设置激光接收靶,通过电视摄像头将激光点位置传输到地面控制台上的电视显示屏上。
顶进中发现管道偏移中心(轴线),应随时进行调整。
6.2.9 纠偏管道顶进中,由于各种不平衡外力的影响,如:地层变化、局部涌水、操作失误等,管道中心可能发生偏移。
如不及时纠正,不仅偏移误差超标,严重时,随着偏移扩大,管道顶进阻力将急剧增大,可能造成管道接头拉开、外部泥浆泄漏、地层下陷等事故。
管道顶进中发现中心偏移时,要立即采取措施纠正。
要依照“随偏随纠,在顶进过程中纠偏,一次纠偏量不能过大”的原则进行纠偏。
为防止偏移发生,要注意以下两点:1 工作井设备安装精度要严格控制。
尤其要注意导轨的高程、坡度及千斤顶的位置。
液压系统的设计要合理。
2 地面操作台司机要密切注意地层土质的变化、土压变化及工具管偏移等情况,发现异常,应立即采取相应措施。
6.2.10 中继接力顶进长距离顶进时,当顶进阻力超过顶进设备能力时,可采用中继接力顶进技术。
它是将长距离管道分为若干区段,区段之间加入中继站,每个中继站只承担顶推前面区段的管道,最后区段由主站承担顶进。
由于中继站工作时往复滑动频繁,并在受力状态下滑动,要注意中继环密封的可靠性。
6.2.11 顶管操作注意事项1 防止地面变形,本工法通过调整顶进速度进行控制,使土压力在规定范围内浮动。
因此在顶进过程中,必须时刻注意土压计的变化。
2 顶进软质地层时,有时即使以比较高的速度顶进,也还是达不到适当的土压,这时可通过间断停止刀盘旋转的方法顶进,以保持适当的土压。
3 顶进较硬地层地段时,可能使工具管产生过载而发生故障。
可以在设备中安装过载保护装置,当超过转矩设定值时,后方千斤顶将自动停止工作,顶进暂停,暂停时间超过设定时间(降至转矩设定值以下)后,后方千斤顶将自动重新开始顶进。
6.2.12 顶管引起的地面变形控制顶管施工中引起地面变形的主要原因有:1 工具管处土体失稳;2 管道壁外土体坍塌;3 管道接头渗漏引起土层坍塌。
施工中应采取以下防止措施:1 顶进过程中随时调整泥浆流量及顶进速度,使机头工作面土压力和上部土层土压力始终保持平衡。
2 顶进中加强监测,发现管道偏移轴线,立即纠正,严防大角度纠偏。
3 顶进中注浆要及时、适量,并选择适当的注浆压力。
4 加强管口和工作井内洞口的密封措施,防止泥浆泄露和漏水。
5 对管道沿线的房屋及水、煤气管、电缆等地下建筑物,顶管前要了解其具体位置,并根据具体情况采取保护措施。
管道顶进时应加强对这些管道、建筑物的量测监控。