山東兄弟眾邦頂管工程施工方案
一、施工工藝
施工順序為:工作井施工→頂進(jìn)設(shè)備安裝調(diào)試→吊裝砼管到軌道上→連接好工具管→裝頂鐵→開啟油泵頂進(jìn)→出泥→管道貫通→拆工具管→砌檢查井。
二、施工方案
(一)、施工測量方案
1、施工放線工作準(zhǔn)備 根據(jù)管線鋪設(shè)走向,用全站儀在現(xiàn)場地面上準(zhǔn)確放出管道鋪設(shè)的中線控制樁,并確定頂坑位置,樁點必須是所頂管道的中心點。如遇障礙物,操作井位置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況予以適當(dāng)調(diào)整??刂茦斗藕煤蟊仨氂庙疟Wo好,待工作坑開挖后將中線和中心點引至工作坑內(nèi),便于隨時檢查和復(fù)查,并進(jìn)行保護,以利于安裝導(dǎo)軌和管道在頂進(jìn)過程中檢查復(fù)核之用。
山東兄弟眾邦公司在湖北進(jìn)行頂管頂管施工
(二)、開挖工作坑 1、工作坑開挖與支護
(1)、豎井工作坑施工前必須完成降水,管井深度20米,泵站段計劃布設(shè)4口降水井。
(2)、工作坑的開挖采用人工開挖配合吊車使用吊框出土,每次下挖深度不大于1.2米。護壁方式與隧道主體相同,采用挖孔灌注樁配合網(wǎng)噴護壁。
(3)、按設(shè)計工作豎井?dāng)嗝娉叽玳_挖,清理井壁、噴漿、土釘打入、內(nèi)層鋼筋網(wǎng)片安裝焊接、噴射砼、外層網(wǎng)片安裝焊接,噴射混凝土封閉,完成一個循環(huán)。施工采用單班制作業(yè),組織2個班,單井每班12人;地表水防治處理:沿豎井主體周圍設(shè)置排水明溝,控制地表水流入井內(nèi)。并使得井內(nèi)土體得到一定的疏干和固結(jié)。
2、頂管工作坑允許偏差
序號 | 項目 | 允許偏差 | |
1 | 工作坑每側(cè)寬度、長度 | 不小于設(shè)計規(guī)定 | |
2 | 后背 | 垂直度 | 0.1%H |
水平線與中心線的偏差 | 0.1%L | ||
3 | 導(dǎo)軌 | 高程 | +3mm,0 |
中線位移 | 左3mm,右3mm |
3、頂管工作井內(nèi)設(shè)備安裝 導(dǎo)軌設(shè)置是頂管工程的關(guān)鍵,要求牢固可靠,軌距、高程、流水方向必須準(zhǔn)確。導(dǎo)軌方向應(yīng)絕對和管軸線方向平行,且導(dǎo)軌中心間距軸線和所要頂進(jìn)管道軸線的垂直投影線完全重合一致,導(dǎo)軌標(biāo)高偏差應(yīng)符合規(guī)范要求,不得大于3mm。
頂管工程施工工作井
(1)、導(dǎo)軌安裝:
A、嚴(yán)格控制導(dǎo)軌的中心位置和高程,確保頂入管節(jié)中心及高程能符合設(shè)計要求。
B、由于工作井底板設(shè)置了單層雙向鋼筋網(wǎng),并澆注了20cm的砼,地基穩(wěn)定,導(dǎo)軌安裝枕木上,枕木放置在工作井的底板上。
C、嚴(yán)格控制導(dǎo)軌頂面的高程,其縱坡與管道縱坡一致。
D、導(dǎo)軌必須直順。嚴(yán)格控制導(dǎo)軌的高程和中心。
(2)、千斤頂安裝 采用2臺雙作用活塞式液壓千斤頂,主頂站千斤頂選用油缸,固定在型鋼制作的千斤頂支架上,并與管道中心的垂線對稱,安裝高度宜使千斤頂?shù)闹c位于管端面垂直徑的1/4處,支架焊在井底橫梁上,千斤頂著力點應(yīng)在與水平直徑成45°的頂管圓周上,即與管道中心的垂線對稱,其合力作用點在管道圓心上,每個千斤頂?shù)目v坡尖與管道設(shè)計坡度一致。
(3)、頂鐵安裝 頂鐵安裝必須順直,無歪曲斜扭曲現(xiàn)象。加放順鐵時,應(yīng)盡量使用長度大的頂鐵,減少順鐵連接的數(shù)量。頂進(jìn)施工時,頂鐵上方及側(cè)面不得站人,并應(yīng)隨時觀察有無異常跡象,以防崩鐵傷人。
(4)、后座墻與后背 后座墻與后背是千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu),在頂進(jìn)過程中始終承受千斤頂頂力的反作用力,該反作用力稱為后座力。頂進(jìn)時,千斤頂?shù)暮笞νㄟ^后背傳遞給后座墻。因此,后背和后座墻應(yīng)有足夠的強度和剛度,以承受此荷載。 后背由橫排方木、立鐵、和橫鐵構(gòu)成。
(三)、頂管施工方法
1、引入測量軸線及水準(zhǔn)點
(1)、將地面的管道中心樁引入工作井的側(cè)壁上(兩個點),作為頂管中心的測量基線。
(2)、將地面上的臨時水準(zhǔn)點引入工作井底不易碰撞的地方,作為頂管高程測量的臨時水準(zhǔn)點。
2、下管
(1)、下管前,要嚴(yán)格檢查管材,不合格的不能使用。
(2)、第一節(jié)管下到導(dǎo)軌上時,應(yīng)測量管的中線及前后端管底高程,以校核導(dǎo)軌安裝的準(zhǔn)確性。
(3)、要安裝戶口鐵或弧形頂鐵保護管口。
3、千斤頂和頂鐵的安裝 千斤頂是掘進(jìn)頂管的主要設(shè)備,本工程擬采用100t液壓千斤頂。
頂管施工千斤頂安裝
(1)、千斤頂?shù)母叱碳捌矫嫖恢茫呵Ы镯數(shù)墓ぷ骺觾?nèi)的布置采用并列式,頂力合力作用點與管壁反作用力作用點應(yīng)在同一軸線,防止產(chǎn)生頂時力偶,造成頂進(jìn)偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗,采用機械挖運土方,管上部管壁與土壁有間隙時,千斤頂?shù)闹c作用在管子垂直直徑的1/4~1/5處為宜。
(2)、安裝頂鐵應(yīng)無歪斜、扭曲現(xiàn)象,必須安裝直順。
(3)、每次退千斤頂加放頂鐵時,應(yīng)安放最長的頂鐵,保持頂鐵數(shù)目最少。
(4)、頂進(jìn)中,頂鐵上面和側(cè)面不能站人,隨時觀察有無扭曲現(xiàn)象,防止頂鐵崩離。
4、頂進(jìn)施工 頂進(jìn)施工應(yīng)遵循“先挖后頂,隨挖隨頂”的原則,連續(xù)作業(yè),避免中途停止,頂進(jìn)開始時,應(yīng)緩慢進(jìn)行,待各接觸部位密合后,再按正常頂進(jìn)速度頂進(jìn)。工作坑內(nèi)設(shè)備安裝完畢,經(jīng)檢查各部分處于良好狀態(tài)。即可進(jìn)行試頂。首先將工具頭下到導(dǎo)軌上,就位以后,裝好頂鐵,連接好各系統(tǒng)并檢查正常后,校測工具水平及垂直標(biāo)高是否符合設(shè)計要求,合格后即可頂進(jìn)工具頭,然后安放混凝土管節(jié),再次測量標(biāo)高,核定無誤后進(jìn)行試頂,待調(diào)整各項參數(shù)后即可正常頂進(jìn)施工。接口在頂進(jìn)前先用粘的牢膠水將遇水膨脹止水圈貼在鋼筋混凝土管口上,止水圈偏于管厚度中間偏外放置,使管與管頂緊后管里縫有2-3cm的深度,利于頂機頂力將其壓實,管里縫再用水泥砂漿勾縫填充密實,素水泥漿抹內(nèi)帶壓光,防止?jié)B水。為防止頂進(jìn)過程中管與管錯口,兩管之間接口處安裝鋼內(nèi)脹圈固定,或安裝鋼卡,將管與管控制在同一圓心上,同時防止頂管導(dǎo)致周圍土體松動,在管壁外側(cè)安裝設(shè)置鉆有蜂窩狀小孔的壓漿管(d50mm鋼管),以便管道頂進(jìn)完成后對土體與管道之間空隙壓漿,使頂進(jìn)管道與周圍土體密實無空隙,防止管頂土層沉降。 頂進(jìn)施工時,主要利用風(fēng)鎬在前取土,千斤頂出鎬在后背不動的情況下將管道向前頂進(jìn),其操作過程如下:
(1)、安裝好頂鐵并擠牢,工具管前端破取一定長度后,啟動油泵,千斤頂進(jìn)油,活塞伸出一個工作沖程,將管道推向前一定距離。
(2)、停止油泵,打開控制閥,千斤頂回油,活塞回縮。
(3)、添加頂鐵,重復(fù)上述操作,直至需要安裝下一節(jié)管子為止。
(4)、卸下頂鐵,下管,用環(huán)形橡膠環(huán)連接混凝土管,以保證接口縫隙和受力均勻,保證管與管之間的連接安全。
(5)、測量:在頂?shù)谝还?jié)管時,及時校正頂進(jìn)偏差過程中,應(yīng)每頂進(jìn)20~30cm,即對中心和高程測量一次;在正常頂進(jìn)中,應(yīng)每頂進(jìn)50~100cm時,測量一次。中心測量:根據(jù)工作井內(nèi)測設(shè)的中心樁、掛中心線,利用中心尺,測量頭一節(jié)管前端的軸線中心偏差。高程測量:使用水準(zhǔn)儀和高程尺,測首節(jié)管前端內(nèi)底高程,以控制頂進(jìn)高程;同時,測首節(jié)管后端內(nèi)底高程,以控制坡度。工作井內(nèi)應(yīng)設(shè)置兩個水準(zhǔn)點,以便閉合之用,經(jīng)常校核水準(zhǔn)點,提高精度。一個管段頂完后,應(yīng)對中心和高程再作一次竣工測量,一個接口測一點,有錯口的測兩點。
(6)、設(shè)計坡度在導(dǎo)軌安裝時做好調(diào)整,導(dǎo)軌坡度應(yīng)與管道設(shè)計坡度一致,固定兩側(cè)測點,隨時校正,正負(fù)高差不得大于10mm。
(7)、管道糾偏 頂管施工比開槽施工復(fù)雜,容易產(chǎn)生偏差,因此對管道中心線和頂管的起點、終點標(biāo)高等都應(yīng)精確地確定,做好頂進(jìn)過程中的偏差校正。 當(dāng)測量發(fā)現(xiàn)偏差在10mm左右,即應(yīng)進(jìn)行校正。校正是逐步進(jìn)行的,偏差形成后,應(yīng)緩慢進(jìn)行校正,使管道逐漸復(fù)位,禁止猛糾硬調(diào)。 可采用超挖糾偏法,即在偏向的反側(cè)適當(dāng)超挖,在偏向側(cè)不超挖,甚至留坎,形成阻力,施加頂力后,使偏差回歸。當(dāng)偏差大于20mm時,采用千斤頂糾偏法,當(dāng)超挖糾偏不起作用時,用小型千斤頂頂在管端偏向的反側(cè)內(nèi)管壁上,另一端斜撐在有墊板的管前土壁上,支頂牢固后,即可施加頂力。同時配合超挖糾偏法,邊頂邊支,直至使偏差回歸。
(8)、管前挖土要求 管前挖土是保證頂進(jìn)質(zhì)量和地上構(gòu)筑物安全的關(guān)鍵,挖土的方向和開挖的形狀直接影響到頂進(jìn)管位的準(zhǔn)確性,因此應(yīng)嚴(yán)格控制管前周圍的超挖現(xiàn)象,在一般頂管地段,如土制質(zhì)較好,可超挖管端300~500mm;對于密實土質(zhì),在管端上面允許超挖15mm以內(nèi),以減少頂進(jìn)阻力,管端下部135度范圍內(nèi)不得超挖,保持管壁與土基表面吻合。
(9)、接口的處理:由于頂管的管材為F型接口,頂管完畢后,對于管與管之間的縫隙,采用膨脹水泥砂漿壓實填抹。選用硅酸鹽膨脹水泥和潔凈的中砂,配合比(重量比)為:膨脹水泥:砂:水=1:1:0.3,隨拌隨用,一次拌和量應(yīng)在半小時內(nèi)用完。填抹前,將接口濕潤,再分層填入,壓實抹平后,在潮濕狀態(tài)下養(yǎng)護。
5、壓注水泥加固漿 管外壁壓漿:由于頂進(jìn)鋼筋混凝土管,管壁四周土層有松動,管壁與地層間有少量間隙,為使頂進(jìn)管與地層間空隙密實,確保頂進(jìn)管段不沉陷,純土層頂進(jìn)時,由于管道和土層之間沒有間隙,所以,一般不做壓漿處理。
(1)、壓漿管制作 使用φ50mm鋼管,每節(jié)長度1.95m,將鋼管按梅花型布置吹成眼孔,間距為30cm,管與管之間使用絲口連接。
(2)、壓漿管布置 根據(jù)所頂砼管道內(nèi)徑大小確定,管徑為φ600mm、φ800mm,布設(shè)一根注漿管,每頂進(jìn)一根管道安裝兩根,在砼管與砼管接縫處用鋼片焊接成卡,隨著管道頂進(jìn)而帶動前行,直到單側(cè)頂進(jìn)完畢為止。
(3)、壓漿 頂管完成后,利用拌漿機和高壓注漿泵,通過該管壓入水泥漿,壓漿材料選用水泥和粉煤灰,按1∶4配置而成。分2-3次壓入,壓力從0.5MPa慢速調(diào)到2.0MPa,使壓入的水泥漿包裹砼管外壁,達(dá)到無空隙,起到防沉防裂作用。
6、回填土 頂管完成后,應(yīng)按設(shè)計要求進(jìn)行井室施工。
(1)、為保證井室四周不發(fā)生下沉現(xiàn)象,采用連砂石進(jìn)行分層回填。
(2)、回填土木夯夯實要求30cm一層,機械夯實要求20~25cm一層。回填密實度應(yīng)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
7、閉水試驗 為確保工程質(zhì)量,砼管頂進(jìn)完畢后,應(yīng)對管道作閉水試驗,按照規(guī)范要求進(jìn)行,達(dá)到設(shè)計要求后,方為合格成功,若不能滿足要求,則重新檢查整修,直至合格為止。
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