pccp内模法在南水北调中线崇青隧洞pccp管道安装工程中的应用.doc
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1、北京市高级专业技术资格评审申报论文 第-20-页申报论文(高 级)题目: PCCP内模法在南水北调中线崇青隧洞 PCCP管道安装工程中的应用 单 位:北京翔鲲水务建设有限公司姓 名:陈晓祥课题方向:水务建筑工程施工2015年 05月 23日摘 要论文主要介绍了隧洞内洞穿管PCCP内模法的由来、特点、施工方法,通过对隧洞内PCCP内模法施工工艺的总结与完善,为今后同类工程施工提供有益的借鉴,并希望此方法能得到推广应用。设计有钢筋混凝土二衬结构的隧洞,其洞内PCCP安装通常是先分段完成二衬施工,再进行洞内PCCP安装,每安装一段管道还要对管道与二衬之间的空隙填充混凝土。而PCCP内模法是先进行PC
2、CP安装,安装过程中就解决二衬钢筋安装问题,每安装一段管道,用PCCP当内模进行二衬混凝土填筑,从而减少了施工环节、降低了投资、缩短了工期。论文详细介绍了工程背景、工程难点、主要施工方法及经验总结。在施工方法中主要介绍了大口径PCCP管的吊卸及吊装、隧洞内PCCP安装及质量保证措施、如何同步完成二衬钢筋绑扎、每一仓段PCCP堵头模板安装、洞内自密实混凝土浇筑及二衬回填灌浆。在结论中提出,PCCP内模法施工工艺的应用是成功的,可以在控制投资的基础上,明显缩短工期,对于工期较紧的工程,值得推广应用。关键词: PCCP洞穿管 内模法 自密实混凝土 推广应用目 录摘 要.绪 论 .1一、工程背景及施工
3、难点.21、工程背景. .22、施工难点 . .3二、隧洞内PCCP管道安装.4 1、隧洞内PCCP安装顺序.4 2、PCCP管吊装设备的选择.4 3、安装前的准备工作 .44、洞内管道安装 .7三、隧洞二衬填充混凝土施工. 121、混凝土拌和物性能选择.122、确定混凝土浇筑最长单仓长度及整条隧洞混凝土浇筑仓位布置图133、混凝土泵送设备及泵管安装.134、堵头模板安装.135、混凝土浇筑.146、回填灌浆.14四、工程效果.15结 论.16参考文献.17-20-绪 论南水北调DN4000mm大口径PCCP管在隧洞内安装属国内首次,不但要解决洞内管道运输及安装问题,还要解决施工工序衔接及配合
4、问题。设计有钢筋混凝土二衬结构的隧洞,其洞内PCCP安装通常是先分段完成二衬施工,再进行洞内PCCP安装,每安装一段管道还要对管道与二衬之间的空隙填充混凝土。但此方法施工工序多,施工周期长,不利于控制投资和缩短工期。实践证明,PCCP内模法能较好地解决这些问题。一、工程背景及施工难点1、工程背景崇青隧洞位于南水北调中线(北京段)惠南庄大宁调压池输水干线范围内,位于北京市房山区大苑上村东南,长480m,为级建筑物,隧洞上、下游接明挖埋设的PCCP管道。隧洞原设计为两条平行的内径4m的圆形输水隧洞,双洞中心距为20m,开挖洞径为6.166.42m,为方便施工,正式施工前变更为城门洞形,高度及宽度均
5、为圆形断面直径,顶拱角度1800。初期支护为喷锚支护,厚度100180mm。初期支护后进行二次衬砌作为永久支护,衬砌厚度400450mm。成洞后洞内安装DN4000PCCP管,二衬与管道间回填混凝土,以避免管道发生位移,同时作为管节处的防腐措施。由于地质条件复杂,洞室开挖进度缓慢,隧洞贯通后工期已经拖延,如果继续执行原施工方案,即先进行二次衬砌施工,再进行洞内PCCP管安装,然后进行PCCP管与二衬间混凝土填充,可能影响到全线通水目标的实现。为保证工程如期通水,经研究,决定采用PCCP内模法施工,即先进行PCCP管安装,安装一定长度后将此段PCCP管作为二衬混凝土的内模,将隧洞二衬和管道填充混
6、凝土同时浇筑完成,这样就节省了一次二衬模板安拆及混凝土输送泵安拆的时间,可以提高施工效率,缩短工期。2、施工难点大直径PCCP管洞内安装在国内尚属首次,无任何经验可循,隧洞内PCCP内膜法更是对施工提出了严峻挑战,难点主要体现在以下几个方面:、本工程安装的PCCP管道直径大,为现今国内PCCP管道最大管径,单节管道吨位达6365吨,吊装难度大,对吊装设备要求高。且隧洞进出口场地狭窄,如何布置吊装设备,既能顺利完成PCCP管的卸车,又能照顾到左右线的管道吊装,成为施工前的首要任务。、大直径PCCP管洞内安装在国内尚属首次,选择合适的安装设备及工艺将成为施工成败的关键。、由于PCCP管安装后,管外
7、壁与一衬间净距只有60cm左右,在如此狭窄的空间内进行二衬钢筋绑扎将非常困难,应认真研究解决。、二衬填充混凝土浇筑过程中,如浇筑速度控制不好,管道加固不牢,将会发生漂管及跑模事故,因此如何防止漂管及跑模将成为保证施工质量及进度的关键。、隧洞腰线以上部位混凝土浇筑空间狭小,厚度为60cm。PCCP管道上不允许开浇筑仓口,隧洞腰线以上部位无法振捣,须采用高流动性特种混凝土。、工期紧,安装强度大,必须保证不间断施工。二、隧洞内PCCP管道安装1、洞内PCCP安装顺序由于崇青隧洞较短,最终选定管子从进口运入,由隧洞出口向进口倒退安装的安装顺序,双线由两套设备同时安装。2、PCCP管吊装设备的选择由于大
8、跨度龙门吊一次购进费用太高,且现场也不具备大跨度龙门吊的安装条件,施工中选择了150t履带式吊车作为洞外PCCP管卸车、吊运的设备。由于隧洞双线同时安装,吊车就位于隧洞进口外两洞之间,吊车与洞口间预留钢筋安装平台,使左右线PCCP管吊运就位点及钢筋安装平台均位于吊车的起吊半径内。PCCP管隧洞内吊装采用中国水电三局与太原重型机械股份有限公司合作开发研制并获国家专利的电动隧洞驮管车4000型,其主要部件的结构可以分为四个主要部分:行走机构、承载主梁、驮管小车及液压操作系统,行走机构轮距1.7m。此设备设计载重能力为80t,而PCCP管加上外圆钢筋重量为65吨左右,载重能力满足要求,此设备可以完成
9、PCCP管道的起重、运输及管道对接安装。3、安装前的准备工作(1)测量放线测量必须提前根据施工控制点放出每条隧洞的轴线,同时将高程点引至洞口附近,以满足施工过程中的测量控制。(2)清基(包括降、排水)施工前应对洞内积存的石渣、淤泥进行清理,同时做好洞内排水工作,确保洞内清洁、无积水,为混凝土施工提供条件。(3)垫层混凝土施工洞内垫层基础清理完毕后,立即进行垫层混凝土施工。(4) 城门洞型下半幅矩形钢筋绑扎垫层混凝土浇筑完成并具备一定强度后,进行城门洞型下半幅矩形钢筋(二衬外层筋)绑扎。(5)轨道基础(二衬底板)混凝土浇筑城门洞型下半幅矩形钢筋绑扎完成后进行二衬底板混凝土浇筑,此底板将用作轨道基
10、础。(6) 城门洞型上半幅钢筋绑扎由于城门洞型上半幅外围钢筋不能预制后随管子进洞安装,必须在洞内按设计要求绑扎完毕方能进行管道安装。为加快施工进度,此部分钢筋可在底板混凝土养护期内与驮管车轨道安装安排流水施工。(7)4000型洞内驮管车轨道安装及试运行 根据隧洞驮管车的特征数据和各个起始点的高程、管道设计坡降,放线定出驮管车轨道中心高程和坡降,为节省时间,在浇筑底板混凝土时埋入埋件,调整轨道安装垫板的高程和水平,确定无误后,进行混凝土浇筑,同时确保轨道垫板与混凝土浇筑面保持水平。待混凝土达到50强度后,将43Kg/m的轨道放置在垫板上,再复测轨道的中心和坡度,然后将轨道直接与垫板焊接。轨道安装
11、与洞内上半幅外围钢筋绑扎可以安排分段流水施工,以加快施工进度。轨道安装完毕,将专用驮管车安装在轨道上,先空车试走整条隧洞,检查轨道安装情况,之后将事先按照PCCP管外型尺寸作好的模型试管放在托管车上,调整至设计高程,再沿轨道行走整个隧洞,检查隧洞净空是否满足PCCP管的安装要求,如不满足,要及时进行调整,直至满足设计和管道安装要求。(8)混凝土输送泵管、回填灌浆管及其它管路、观测仪器安装施工前一定要做好各种观测仪器及预埋管道的安装,并做好隐蔽工程验收,确保安装质量。混凝土泵送管应根据混凝土浇筑仓位布置图提前安装在隧洞顶部。回填灌浆管应严格按设计方案进行安装。(9)150t履带式吊车进场安装。在
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