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顶管工程中的施工方案是什么样的

(一)施工测量计划


1、施工放线工作准备


根据管线敷设走向,用全站仪在场地地面上准确放出管线敷设的中间线控制桩,并确定顶坑位置。桩点必须是顶部管线的中间点。顶管施工如遇障碍物,应根据现场情况适当调整作业井的位置。控制桩放置后,必须用混凝土保护。顶管施工工作坑开挖后,将中间线和中间点引入工作坑,以便随时检查和复核,并加以保护,有利于安装导轨和管道,以便顶升时检查和复核。


(2)工作坑的开挖


1.工作坑的开挖和支护


(1)降水必须在竖井施工前完成。顶管施工管井深度为20米。泵站段计划打四口降水井。


(2)工作坑开挖采用人工开挖,吊车配合吊架开挖,每次开挖深度不超过1.2m。顶管施工护壁方法同隧道主体,采用挖孔灌注桩,挂网喷护壁。


(3)按设计工作井断面尺寸开挖、清理井壁、喷射混凝土、土钉、内层钢筋网安装及焊接、喷射混凝土、外层钢筋网安装及焊接、喷射混凝土封闭,完成一个循环。采用单班制制造业,组织两班制,单井每班12人;地表水防治:在井身周围设置排水明沟,控制地表水流入井内。井内土壤得到一定程度的排水和固结。


2、顶管坑允许偏差


3、顶管工作井设备安装


导轨设置是顶管工程的关键,要求牢固可靠,轨距、标高、水流方向必须准确。顶管施工导轨方向应与管轴方向平行,导轨的中间距轴与待顶进管轴的垂直投影线全部重合。导轨的标高偏差应符合规范要求,不应大于3mm。

(1)导轨安装:


A.严格控制导轨的中间位置和标高,确保顶管接头的中间和标高符合设计要求。


b、由于工作井底板设有单层双向钢筋网,并浇筑了20厘米混凝土,基础稳固,导轨安装在枕木上,枕木放置在工作井底板上。


C.严格控制导轨顶面标高,其纵坡与管道一致。


d、导轨必须是直的。严格控制导轨的高度和中间。


(2)千斤顶的安装

顶管施工

采用两台双作用活塞式液压千斤顶,主顶进站千斤顶采用油缸,固定在型钢制作的千斤顶支架上,与管道中间垂直线对称。安装高度应使千斤顶的焦点位于管道端面垂直直径的1/4处,支架焊接在底梁上。千斤顶的应在与水平直径成45°的顶管圆周上,即与管道中间垂直线对称,其合力点在管道中间。顶管施工每个千斤顶的纵坡与管道的设计坡度一致。


(3)安装顶铁


顶铁安装必须平直,无扭曲。添加顺铁时,尽量使用长度较大的顶铁,以减少顺铁连接的数量。顶进施工时,顶进铁件的上方和侧面不得站人,并随时观察有无异常迹象,以防铁件倒塌伤人。


(4)后排座椅壁和靠背


后座壁和靠背是千斤顶的支撑结构,在顶升过程中始终承受千斤顶顶升力的反作用力,称为后坐力。顶管施工顶起时,千斤顶的反冲力通过背部传递到后排座椅壁上。因此,后墙和后壁应具有足够的强度和刚度来承受这种载荷。背面由横方木、竖铁、横铁组成。


(3)顶管施工方法


1、引入测量轴线和水准点。


(1)将地面上的管中间桩引入工作井侧壁(两点)作为顶管中间的测量基线。


(2)将地面临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方,作为顶管高程测量的临时水准点。


2.放下管子


(1)管道敷设前,严格检查管道,不合格的管道不能使用。


(2)当首先节管道下到导轨时,应测量管道的中间线和管道前后端的底标高,以检查导轨安装的精度。


(3)安装铁或弧形顶铁保护管口。


3.安装千斤顶和顶铁,千斤顶是顶管的主要设备,本工程计划使用100t液压千斤顶。


(1)千斤顶的标高和平面位置:千斤顶在工作坑内的布置是平行的,合力的作用点和管壁反作用力的作用点应在同一轴线上,以防止产生顶力力偶而造成顶升偏差。根据施工经验,当机械开挖土方,且上部管壁与土壁有间隙时,千斤顶作用于管道垂直直径的1/4~1/5为宜。


(2)安装顶铁不能歪斜和扭曲,必须安装平直。


(3)每次退出千斤顶和添加顶铁时,应放置长的顶铁,并保持顶铁的数量。


(4)顶升时,人不能站在顶升铁的顶部和侧面。随时观察有无变形,防止顶铁倒塌。


4.顶进施工


顶进施工应遵循“先挖后顶进”的原则,连续作业,避免中途停顿。顶升开始时,应缓慢进行。所有接触部件紧密闭合后,应以正常的顶升速度进行顶升。工作坑内的设备已安装完毕,经检查,各部件状态良好。你可以试试屋顶。首先,将工具头减少到导轨上。工具头就位后,安装顶铁,连接各系统,检查是否正常。检查工具的水平和垂直标高是否符合设计要求。如果合格,就可以顶入工具头。然后放入混凝土管接头,再次测量标高,核实后试顶。调整各种参数后,即可正常顶入施工。


接口顶进前,用粘合胶将遇水膨胀止水环粘在钢筋混凝土管口上。止水环放在管厚中间外侧,使管顶紧后管深为2-3cm,有利于顶管机顶力将其压紧。管内接缝用水泥砂浆勾缝填实,素水泥浆抹面压光,防止渗水。


为防止顶管过程中管与管错接,两管之间的连接处用钢膨胀环或钢夹固定,控制管道在同一中间,防止周围土壤因顶管而松动。在管壁外侧安装钻有蜂窝孔的注浆管(d50mm钢管),以便在顶管后对土体与管道之间的缝隙进行注浆,使顶管与周围土体密实无缝隙,防止管顶土层沉降。


顶进施工时,风镐主要用于前方取土,千斤顶向前挑管,后面固定。使用过程如下:


(1)安装顶铁并用力挤压。工具管前端断到一定长度后,启动油泵,顶起油,活塞伸出一个工作行程,将工具管向前推一段距离。


(2)停止油泵,打开控制阀,从千斤顶回油,缩回活塞。


(3)加入顶铁,重复上述使用,直到需要安装下一段管道。


(4)拆除顶铁,下放管子,用环形橡胶圈连接混凝土管,保证接口间隙和受力均匀,保证管对管连接的平安性。


(5)测量:首先节管顶进过程中,在及时纠正顶进偏差的过程中,每顶进20 ~ 30cm,即测量一次中间和标高;正常顶进时,每顶进50 ~ 100厘米测量一次。中间测量:根据工作井中设置的中间桩和吊中线,用中间尺测量首先节管前端的轴线中间偏差。标高测量:用水准仪和标高尺测量首先根管前端内底标高,以控制顶进标高;同时测量首先根管后端内底标高,以控制坡度。工作井中应设置两个水准点进行闭合,并经常检查水准点,以提高精度。管段顶部完成后,应重新测量中间和标高,一个接口一个点,错口两个点。


(6)导轨安装时应调整设计坡度。导轨的坡度应与管道的设计坡度一致。两侧的测点应随时固定和校正。正负高差不得大于10mm。


(7)管道的纠偏:顶管施工比开槽施工复杂,容易造成偏差。因此,应准确确定管道中间线、顶管起点和终点的标高,并对顶进过程中的偏差进行修正。当偏差在10mm左右时,应进行校正。校正是逐步进行的。偏差形成后,应缓慢进行校正,使管道逐渐复位。禁止大刀阔斧的修正和硬调整。


可采用超挖修正法,即在偏斜的相对侧适当超挖,偏斜侧不超挖,甚到保留一个障碍物形成阻力,施加顶力后偏斜会返回。当偏差大于20mm时,将采用千斤顶纠偏法。当超挖纠偏不起作用时,用小千斤顶顶在管端偏移的对面的内管壁上,另一端用垫板撑在管前的土壁上。顶起牢固后,即可施加顶起力。同时配合超挖整改法,边支护边顶,直到偏差返回。


(8)管前开挖要求:管前开挖是保证顶进质量和地上结构平安的关键。开挖的方向和形状直接影响顶管位置的准确性,因此应严格控制管前沿周围的超挖现象。在一般顶管地段,如果土质较好,管端可超挖300 ~ 500mm;对于密实土,管端以上15mm范围内允许超挖,以减少顶进阻力,管端以下135度范围内不允许超挖,以保持管壁与土基面一致。(9)接口的处理:由于顶管的管道为F形接口,顶管完成后,管道之间的缝隙将被压实,并用膨胀水泥砂浆填充。选用硅酸盐膨胀水泥和洁净中砂,配合比(重量比)为:膨胀水泥:砂:水=1:1:0.3,即拌即用。首先次搅拌量应在半小时内用完。填筑前,湿润界面,然后分层填筑,压实抹平后,保持湿润状态。


5.加固用灌浆水泥。


外壁灌浆:由于钢筋混凝土管被顶压,管壁周围土层疏松,管壁与地层之间有小间隙。为了使顶管与地层的间隙密实,保证顶管管段不下沉,一般不进行注浆,因为纯土层顶进时,管与土层之间没有间隙。


(1)制作注浆管


用φ50mm的钢管,每根长1.95m,按梅花形排列将钢管吹成小孔,间距30cm,用丝口连接。


(2)注浆管的布置


根据待顶压混凝土管的内径,管径为φ600mm和φ800mm。应铺设一根灌浆管,每次顶进应安装两根。混凝土管与混凝土管之间的接头应用钢板焊接成卡,卡随管顶打入,直到单侧顶进完成。


(3)灌浆


顶管完成后,用泥浆搅拌机和高压灌浆泵将水泥浆压入管内。注浆材料采用水泥和粉煤灰,配合比为1∶4。分2-3遍压入,压力从0.5MPa慢慢调整到2.0MPa,使压入的水泥浆包裹住混凝土管外壁,不留空隙,起到防止下沉和开裂的作用。


6.回填土


顶管完成后,按设计要求进行井室施工。


(1)为了保证井室周围不下沉,甚到用砂石分层回填。


(2)回填土采用木夯夯实一层30cm,机械夯实一层20~25cm。回填的密实度应符合质量标准。


7.闭水试验


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