钢筋混凝土管D1500顶管施工在与交叉口处即Y1A~Y1段D1500雨水管道因为保持道路的完整而采用非开挖施工,故采用顶管施工,采用钢筋砼离心管(推立模管)。
根据地质资料,选用挤压法顶管,并用先进的触变泥浆法减小阻力。
1、工作坑开挖及平台安装基槽的开挖与防护,施工的排水可参照下一节中雨水管沟槽开挖的施工进行。
但工作坑的基槽大开挖,对基坑的边坡稳定性要求很高,对基坑的边坡进行理论验算,适当时我司拟加设钢板桩进行围护或采用贝雷架顶住两侧钢板桩以保证边坡的稳定。
工作坑开挖后,可着手进行顶进后座及坑内平台安装,特别是钢筋混凝土后座的浇捣,要确保其稳定性。
2、管材本工程采用钢筋砼管材,管节接口主要由外套环(钢套环)橡胶止水带和软土衬垫组成。
顶进前应对砼管成品,钢套环,橡胶止水带和软木衬材料从尺寸、规格、性能、数量等均作详细检查,必须符合标准设计图的要求。
顶进的要求:顶进前还必须在现场做预安装,对不合格的砼成品预以剔除。
砼管接砂的槽口尺寸必须正确,光洁平整,无汽泡。
钢环套必须按要求时行防腐处理,刀口无癖点,焊接处理时,肢部与钢板平面垂直,堆放时整齐、搁平。
钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形,接口不损坏,以确保管节在对接过程中,橡胶带不移位、不翻转,确保管节的密封性。
橡胶止水带应保持清洁、无油污,并存放在阴暗处,防止老化。
施工中,将橡胶止水带用强力胶水粘贴于混凝土管口凹槽处,并粘贴牢固,在管节对接前涂无腐蚀性润滑油以减少摩阻,防止止水带翻转、移位和断裂。
软木衬垫采用多层胶合板(厚度1cm左右),将其夹于前后管节钢套环间,以均匀管节间的相互作用力,减少接口损坏。
管道顶通后,管道须作内接口处理,将管节间的胶合板凿至同样深度(深度2~3cm 即可),并用沥青弹性嵌缝膏或水泥砂浆抹平。
衬垫板厚按设计顶力大小确定,粘粘时,凹凸口对外,环间间隙符合要求。
管节采用门吊吊入工作坑导轨上就位安装。
3、顶进设备3.1主顶千斤顶采用15台300KN油缸,行程1.5米,油缸安装要垂直于后背平行于导轨,使顶进受力点和后背受力保持良好状态。
弧型分力环,整体后背均按3000KN顶力配备。
通风设备,电力照明设备配齐,管内照明用36伏低压安全电压。
3.2中继间安装,根据主顶系统,工作井和管材的最大承受推力,工作井设计最大顶力3000KN,一次顶进不能完成,而设置数量、位置按顶力计算安排,中继间油缸安装,中继间安装油缸21台,每套最大推力4200KN。
中继间制做要严格按设汁要求,内径误差±1.5mm,与中继间连接管材采用特殊管材,入场时要加强检验,符合设计要求方可使用。
油缸要在安装前认真查验保养。
在安装中继间环密封时,要粘结牢固,在止水带外表面均匀涂满润滑油,以减少磨损。
4、工具管及出土设备的选用顶管施工的土质为含泥砾砂及砂质粘土,拟采用挤压式取土法,泥水管路系统是泥水顶管中的重要环节,它包括泥水钢管、泥水软管、各种阀门、流量计和压力表、排水泵等,出泥管将经截水沟汇至沉淀排水井后,用多台泥浆泵抽至地面,因总取土量较小,故可在现场旁边设立集水池沉淀二次处理,达标排放,再用车辆运走沉淀土方运至弃土场。
5、触变泥浆法钢筋砼管顶进过程中,为减少土体与管壁间的摩阻力,应在管道外壁压注润滑泥浆,因工具管外径比钢筋砼管外径大2~3cm,故在顶进过程中将形成一个2~3cm的环形空间。
采用触变泥浆法施工后,可在比此形空间形成泥浆套,达到减少摩阻力及控制地面沉降的效果。
压浆时必须坚持“先压后顶,随顶随压,及时补浆”的原则,合理布置压浆孔,工具管上部应设置3个压浆孔,管顶正上中一个,左右各60°处各设一个。
每班不小于2个循环,压浆压力应大于水压力并且三班连续作业。
压浆孔与阀门与总管与地面液压注浆泵用软管连接,泵送注浆压力控制在0.1~0.125Mpa。
根据我公司的长期施工经验,触变泥浆法泥浆配合比如下(重量比)膨润土:水:纯碱:CMC(掺加剂):锥度=104:800:.3.05:1.05:10~12。
泥水式顶管的特点:a、适用的地质范围较广,如遇地下水压力高以及地质变化范围大的土质条件。
b、可以保持挖掘面的稳定,对周围土层的影响比较小。
c、与其它类型顶管相比,泥水顶管的推力比较小。
d、工作坑内作业环境较好,如挖掘面稳定,不太会造成地面沉降而影响交通及各种公用管线的安全。
6、顶管工作坑布置(1) 导轨安装测量放样按设计顶管轴线、高程。
用经纬仪定位,中线位移左右不大于3mm,高程误差+3mm –0。
安装时导轨与底板预埋铁焊牢,并与井壁支撑加固,确保导轨在受撞击的条件下不移动,不变形。
(2) 主顶油缸安装:安装要水平且平行于顶进轴线,受力点要正确。
高程和平面误差小于20mm。
(3) 后背安装:整体式后背,按顶力900KN配备。
安装要求,垂直度为后背高度H=0.1%H,水平线与中心线的偏差,导轨长度L=0.1%L。
后背与后背井壁之间的空隙用细石砼浇筑密实,确保后背顶进时不移位及传递顶进全部顶力。
7、洞口止水:根据设计预留法兰,在法兰上安装工作井洞口止水装置止水法兰。
止水法兰密封为橡胶止水法兰。
安装时要与顶进管边同心。
安装误差小于20mm。
8、顶管进出洞口地基加固措施1) 顶管进出洞口措施是施工成败的关键。
在进出洞口先进行压密注浆地基加固,以保证施工时顺利进出洞口,此外在进出洞口过程中还应保留喷射井点降水措施作备用。
2)压密注浆施工注浆浆液采用42.5普通硅酸盐水泥浆,水灰比0.6,外掺2%水玻璃及2%膨润土,水泥掺量8%。
a.压密注浆施工工艺对于不宜用清水冲洗的场地,可考虑用纯水玻璃或陶土浆灌满阀管内。
b.施工方案(a)因压密注浆影响半径为600mm,有效半径为500mm。
故确定布孔的排距和孔距均为lm。
(b)注浆采用先从外围,后内部的施工方式,以防止浆液流失;(c)改进注浆喷头,将常规直喷式改为滤网式喷头旨在增加注浆压力,扩大有效半径,增加水泥浆的渗透力。
(d)每孔注浆时,自下而上远段注浆,每次拨管间距≯0.5m,注浆压力为0.25~0.35孔MPa。
(e)先将注浆管压入土层至设计深度,然后接上压浆机,边向上拔起注浆管边向土层内注浆。
通过控制注浆量和注浆压力来达到设计要求。
9、顶管工程测量:(1) 顶进导向是顶管工程的重要环节之一。
首先将设计顶进轴线用经纬仪放样于井下作好标记,要对轴线进行复核,确保正常顶进的轴线正确。
(2) 顶进控制测量采用激光经纬仪,在初顶阶段要随时监控工具管在正确轴线上稳步推进,每顶进20cm测量一次,严格控制工具管姿态,发现误差及时调整,初顶阶段控制不少于10M。
在正常顶进阶段每顶进20cm进行测量,并做好测量记录,在顶时发现误差较大时要加强测量。
在终顶阶段要对顶进中心轴线复核,确保顶管出洞顺利。
(3) 沉降观测点布置:在顶进前要布设沉降观测点10米布设一点,做好标记。
在顶进过程中发现地面沉降隆起及时调整顶进压力和速度。
(4) 置换泥浆措施:在顶进结束时根据设计要求对顶进管边外壁进行纯水泥浆置换,使顶管周围土体强度得以加强。
置换水泥浆时,将浆管接入管两侧注浆孔,并将注浆孔打开,自机头至工作井方向依次注入水泥浆。
注意控制注浆量。
10、保护地面的措施在顶进时,为更好的发挥挤压泥水平衡顶进的优势,具体格施是:(1)要加强地面上的建筑物及地表变化的观测,每次顶进时观测机头压力变化及土质变化、保证压力处于平衡状态下工作,确保安全通过道路。
如发现路面有隆起、下陷,随时调整推进速度和顶力,保持机头前进与土压力平衡,达到不扰动管外四周的原状土,使路面不隆起、不下陷,起到保护地面的目的。
(2)通过对土压力的理论计算来指导施工,其计算公式如下:被动土压力Pp=RHKp+2C(Kp)1/2主动土压力Pa=RHKa-2C(Ka) 1/2R —土壤容重KN/M3H —伏土高度MKp —被动土压力系数Ka —主动土压力系数C —土壤的粘聚力(3) 在顶进过程中根据理论计算和实际监测进行操作。
让每个操作人员都了解到当管道压力小于主动土压力时,地而就会下陷。
当推力大干被动土压力时,地面就会隆起。
要保持主动土压力Pa<推力K<被动土压力Kp,地面不沉陷也不隆起。
11、顶进管道的质量标准外观质量:目测直顺、无反坡、清洁、不积水、管节无裂缝。
顶管中如遇塌方或超挖空隙必须进行处理。
顶进管道的允许偏差须严格遵守建设部标准《市政排水管渠工程质量检验评定标准》(CJJ3-90)(1990版)中规定的顶管允许偏差。
12、顶管施工记录与管理在一个施工段的管子顶进过程中,管道一直处于动态,对于加强顶进施工中的动态管理,是提高顶进质量的首要保证。
顶进施工记录则是反映管道在顶进过程中动态情况的依据,因为,应认真填写顶进施工记录,做好交接班,掌握顶进的动态,做到情况明、问题清、有对策、处理及时。
12.1顶进记录与交接班填写顶进施工记录必须真实、清晰、完整。
交接班时,当班的负责人必须向接班负责人交清记录,并说明在顶进操作中所出现(发现)的问题及处理情况(包括工作坑的情况、设备情况、顶进的质量情况等)。
12.2问题及时处理对于影响顶进质量与安全的问题,必须及时处理,减少停滞,不得不停下来研究解决的问题,要尽快制定出对策,抓紧处理,恢复顶进。
12.3分阶段进行检验整个施工段的顶进应分阶段的进行检验,不可等到全段顶完再全面检验。
日常的顶进原始记录(交接班记录),只反映了当班的情况,但顶进的管道在动态过程中的变化情况则应掌握,所以每顶进20~30cm宜全面检验一次施工质量,存在的问题应在继续顶进中得到解决。
13.4提高施工素质提高施工及操作人员的素质,加强在顶管施工中的动态管理,是保证顶进施工质量的关键。
顶进施工必须认真制定并贯彻执行施工方案及有关规定,把握顶进动态中的情况,才能提高顶进后的施工质量。
12.5加强文明施工及安全生产提高作业人员的安全及文明施工意识,工作坑,接受坑因采取围栏围护。
要有专门安全员协调工作坑上下作业。
抽出的泥浆在地面沉淀要做好措施,防止扰民。
并定期检查用电(约40KW)机器。