本工程是將壁板加厚作為千斤頂?shù)暮蟊硥Α?/div>
l、后背結(jié)構(gòu)及抗力計算
后背作為千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu),要有足夠的強度和風度,且壓縮變形要均勻。
所以,應進行強度和穩(wěn)定性計算。本工程采用組合鋼結(jié)構(gòu)后背,這種后背安裝方便,安裝時應滿足下列要求:使用千斤頂?shù)闹χ行母叨炔恍∮诤蟊掣叨鹊?/3。
頂力計算
推力的理論計算:(以Φ2000mm計算)
F=F1十f2
其中F—總推力
Fl一迎面阻力 F2—頂進阻力
F1=π/4×D2×P (D—管外徑2.5m P—控制土壓力)
P=Ko×γ×Ho
式中 Ko—靜止土壓力系數(shù),一般取0.55
Ho—地面至掘進機中心的厚度,取最大值6m
γ—土的濕重量,取1.9t/m3
P=0.55×1.9×7=7.31t/m2
F1=3.14/4×2.5×2×8=31.4t
F2=πD×f×L
式中f一管外表面平均(根據(jù)頂進距離平均淤泥土)綜合摩阻力,取0.8t/m2
D—管外徑2.5m
L—頂距,取最大值100m
F2=3.14×2.5×0.8×100=428t。
因此,總推力F=31.4+428=459.4t。根據(jù)總推力、工作井所能承受的最大頂力及管材軸向允許推力比較后,取最小值作為油缸的總推力。工作井(Φ2000mm頂管)設計允許承受的最大頂力為800t,管材軸向允許推力700t,主頂油缸選用2臺(或4臺,根據(jù)現(xiàn)場實際情況定)300t(3000KN)級油缸。每只油缸頂力控制在250t以下,這可以通過油泵壓力來控制,千斤頂總推力500t。因此我們無需增加額外的頂進系統(tǒng)即可滿足要求。
l、后背的計算
后背在頂力作用下,產(chǎn)生壓縮,壓縮方向與頂力作用方向一致。當停止頂進,頂力消失,壓縮變形隨之消失。這種彈性變形即象是正常的,頂管中,后背不應當破壞,產(chǎn)生不允許的壓縮變形。
后背不允許出現(xiàn)上下或左右的不均勻壓縮。否則,千斤頂在余面后背上,造成頂進偏差。為了保證頂進質(zhì)量和施工案例,施工時應后背的強度和剛度計算
后靠背受力計算公式
式中:
R-總推力之反力(一般大于推力的1.2-1.6)
a-系數(shù)(取1.5-2.5之間) ,此處取2
B-后座墻的寬度(M) 此處取4米
γ-土的容重(KN/M3)
H-后座墻的高度(m) ,此處取4.5米
Kp-被動土壓系數(shù)
c-土的內(nèi)聚力(kPa) 一般情況下取10
h-地面到后座墻頂部土體的高度(M),此處取5米
按上式計算,圓形工作井加護套后能承受1591.5T頂力>實際頂力500T。完全能滿足要求。
3.2.主要設備的選擇
頂進設備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、工具管及運出土設備等。
(1)千斤頂
千斤頂是掘進頂管的主要設備,本工程每個工作井擬配置4臺300t液壓千斤頂。
千斤頂?shù)墓ぷ骺觾?nèi)的布置采用四臺組合式,頂力全力作用點與管壁反作用力作用點應在同一軸線,防止產(chǎn)生頂時力偶,造成頂進偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗,采用機械挖運土方,管上半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)高壓油泵
由電動機帶動油泵工作,選用額定核動力為31.5Mpa液壓油泵,經(jīng)分配器,控制閥進入千斤頂,各千斤頂?shù)倪M油管并聯(lián)在一起,保證各千斤頂活塞的出力和行程一致。
(3)頂鐵
頂鐵是傳遞和分散頂力的設備。要求它能承受頂進壓力而不變形,并且便于搬動。
根據(jù)頂鐵位置的不同,可分為橫頂鐵、順頂鐵和U形頂鐵三種。
(4)其它設備
工作坑上設活動式工作平臺,平臺用30號工字鋼梁,上鋪15×15cm方木。工作坑井口處安裝一滑動平臺,作為下管及出土使用。在工作平臺上設起重架,上裝電動卷揚機,其起重量應大于管子重量。
3.3垂直運輸工具的選擇
工作坑的垂直運輸?shù)孛媾c工作坑的土方,管道與頂管設備的垂直運輸采用簡易龍門和卷揚機(電動葫蘆),并搭設工字鋼梁作為地面工作平臺。下管采用汽車式起重機吊裝。
3.4、頂進設備的選擇
本工程根據(jù)頂力計算,并結(jié)合實際情況,采用工作頂力為300t活塞式雙作用液壓千斤頂。千斤頂布置采用單列式。頂進時著力點位置在管子全高的1/2~1/3之間比較合適。千斤頂與管子之間采用頂鐵傳送頂力。頂鐵用型鋼焊拼成各種結(jié)構(gòu)的傳力形式,根據(jù)安放位置和傳力作用不同,用橫鐵和立鐵組合。
3.5、管前挖土與頂進
3.5.1、管前挖土
管前挖土是控制管節(jié)頂方向和高程、減少偏差和重要作業(yè),是保證頂質(zhì)量及管上構(gòu)筑物安裝的關(guān)鍵。
3.5.2、下管
挖土之前應先下管,并做好以下幾項工作:
a、檢查管子
下管前應先對管子進行外觀檢查,主要檢查管子有無破損及縱向裂縫;端面要平直;管壁無坑陷或鼓泡,管壁應光潔。檢查合格后的管子方可用起重設備吊到工作坑的導軌上就位。
b、檢查起重設備
起重設備以檢查、試吊,確認安全可靠方可下管。下管時工作坑內(nèi)嚴禁站人。當距導軌小于50㎝時,操作人員方可進前工作。
c、管子就位
第一節(jié)管放到導軌上,測量管子中心及前端和后端的管底高程,確認安裝合格后方可頂進。第一節(jié)管作為工具管,頂進方向與高程的準確,是保證整段頂管質(zhì)量的關(guān)鍵。因此,必須認真對待此項工作。
3.6、管前挖土的長度控制
一般是安排一個人挖土。為加快工程進度,每班兩個人,輪流開挖。
土方在管內(nèi)可采用電瓶車進行,也可采用人力斗車進行運輸。
土方在工作坑采用電動葫蘆進行垂直運輸。
在一般地段,土質(zhì)良好,挖土時可超挖30~50㎝。在鐵路道軌下不得超越管端經(jīng)外10㎝,在道軌以外最大不得超過30㎝,同時應遵守管理單位的規(guī)定。
3.6.1、管子周圍超挖的控制
在不允許土下沉的頂?shù)囟危ㄈ缟厦嬗兄匾ㄖ锘蚱渌艿溃?,管子周圍一律不得超挖?/div>
在一般頂管地段,上面允許超挖1.5㎝,但在下面135°范圍內(nèi)不得超挖,一定要要保持管壁與土基表面吻合。
3.7、頂進
采用2臺300t/臺的液壓千斤頂作為主頂。頂進開始時,就緩慢進行,待各接觸部位密合后,再按正常速度頂進。
頂進若發(fā)現(xiàn)有油路壓力突然增高,應停止頂進,檢查原因經(jīng)過處理后方可繼續(xù)頂進,回鎬時,油路壓力不得過大,速度不得過快。
挖出的土方要及時外運,及時頂進,使頂力限制在較小范圍內(nèi)。
3.8安裝工具脹圈
為了有利于導向,頂進的前數(shù)節(jié)管中,在接口處應安裝內(nèi)脹圈,通過背楔或調(diào)整螺栓,使用脹圈與管壁緊成為一個剛體。脹圈一定要對正接口縫隙。安裝牢固,并在頂進中隨時檢查調(diào)整。
3.9測量與校正
a、測量
在頂?shù)谝还?jié)管(工具管)時,以及在校正偏差過程中,測量間隔不應超過300㎜,保證管道入土的位置正確;管道進入土書面通知后的正常頂進,測量間隔不宜超過1000㎜。
中心測量:頂進長度在600㎜范圍內(nèi),可采用垂球拉線的方法進行測量。要求兩垂球的間距盡可能的拉大,用水平尺測量頭一節(jié)管前端的中心偏差。一次頂進超過600㎜采用經(jīng)緯儀測量。
高程測量:用水準儀及特制高程尺,根據(jù)工作坑內(nèi)設置的水準點,標高(設兩個),測頭一節(jié)管前端管內(nèi)底高程,以掌握頭一節(jié)管子的走向趁勢。測量后應與工作坑內(nèi)另一水準點閉合。
激光測量:用激光經(jīng)緯儀安裝在工作坑內(nèi),并按照管線設計的坡度和方向調(diào)整好,同時在管內(nèi)裝上標示牌,當頂進的管道與設計位置一致時,激光點即射到標示牌中心,說明頂進質(zhì)量無偏差,否則應根據(jù)偏差量進行校正。
全段頂進完后,應在每個管節(jié)接口處測量其中心位置和高程,有錯口時,應測出錯口的高差。
b、校正(糾偏)
頂管誤差校正是逐步進行的,形成誤差后不可立即將已頂好的管子校正到位,應緩緩進行,使管子逐漸得位,不能猛糾硬調(diào),以防產(chǎn)生相反的結(jié)果。常用的方法有以下2種:
超挖糾偏方法:偏差為10~20㎜時,可采用此方法,即在管子偏向的反側(cè)適當超挖,而在偏向側(cè)不超挖甚至留坎,形成阻力,使管子在頂進中向阻力小的超挖側(cè)偏向,逐漸回到設計位置。
千斤頂糾偏法:方法基本與頂木糾偏法相同,只是在頂木上用小千斤頂強行將管慢慢移位校正。
3.10管道內(nèi)輔助管道的輔設
管內(nèi)的輔助管道設置于管道內(nèi)壁,用鋼架將其有序地固定在管壁上。
a、通風設施:
由于管道頂進距離長,埋置深度深,管道內(nèi)的空氣不新鮮,加上土體中會產(chǎn)生有害氣體,因此,必須設置供氣系統(tǒng)。通風設施用一臺柴油空壓機將壓縮空氣輸入空氣濾清器,再進入儲氣桶,經(jīng)過氣壓調(diào)節(jié)閥,將壓縮空氣傳輸至管道最前端,并將管道最前端的空氣排出,以此進行空氣循環(huán)。
b、電源布置:
在頂管過程中,主要的電源為動力用電和照明用電。
● 動力用電
由于頂管機械設備采用380V 動力電,因此,動力電必須做到二級保護和接地保護措施,動力電源線設置在操作人員不易接觸處,并在電源線外增設護套,保證用電安全。
●照明用電
非開挖定向鉆機
頂管施工針對通信、通訊,電力、給排水、石油、自來水,天然氣等各型水泥管,PE管,鋼管的鋪設。公司擁有一批經(jīng)驗豐富的工程管理人員,及專業(yè)技術(shù)人員,并配備性能優(yōu)良的施工機械設備,嚴格按照國家相關(guān)建設標準規(guī)定,安全文明施工,工程質(zhì)量均達到合格及優(yōu)良。非開挖技術(shù)是近幾年迅速發(fā)展起來的地下管線施工技術(shù),使用該技術(shù)能在不破壞地面道路的情況下,就可以鋪設和更換地下管線,具有不破壞環(huán)境、無泥塵污染、不干擾交通、不破壞道路結(jié)構(gòu)、鋪管精度高、工期短、施工安全性好等優(yōu)點。該技術(shù)可廣泛用于穿越地下公路、鐵路、江河、湖泊、街道及建筑物等。
本文關(guān)鍵詞: 手掘式機械頂管施工
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