顶管施工专业资料.doc
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1、第四节 顶管施工本工程DN2023F钢筋砼污水管采用顶管施工,顶管长度为155m。根据工程土质情况和工程特点我们采用土压平衡顶管设备进行顶管施工。顶管工作井采用钢筋砼沉井,接受井采用钢板桩围护开挖。沉井施工方法参照粗格栅及进水泵房沉井施工,在这里不再细述,这一节重要序述钢筋砼顶管的施工方法。一、土压平衡式工具管的基本构造和工作原理1、构造土压平衡式工具管分前后两段:前后段之间安装纠偏油缸。工具管最前端是刀盘,刀盘后面是隔板。隔板把前段提成两部分,隔板前面是搅拌舱,承受水压力和土压力。后面是动力舱,处在常压。隔板通过刀盘的轴,还固定刀盘的驱动装置,此外尚有螺旋输送机的出口,工具的后段与跟进管段连
2、接。2、工作原理随着工具管的顶进,刀盘在不断转动,开挖面钻削下来的泥土进入搅拌舱,被搅拌成软塑状态的均质土。不能软化的天然土,要加入水、粘土或其它物质使其塑化,搅拌成具有一定塑性和流动性的弃土,由螺旋输送机排出搅拌舱,再由用绞车牵引的无轨矿车排到管外。所谓土压平衡是指搅拌舱内的土压力可以人为地控制在某一压力范围内,与掘进机所处地层的土压力抗衡,以减少施工对土体的扰动和损失。施工时搅拌舱内的土压力应大于开挖面的积极土压力,但不能大于开挖面的被动土压力。控制搅拌舱的土压力有两种方法:、调节油缸的推动速度来控制。让螺旋输送机的转速保持不变,排土量固定。这时假如推动速度大于螺旋输送机的排土速度,搅拌舱
3、的压力便会升高;反之搅拌舱的压力就会减少。、调节螺旋输送机的转速来控制。让主油缸的推动速度保持不变。这时假如螺旋输送机的转速提高,排土量增长,搅拌舱内的压力下降;反之搅拌舱的压力就会上升。具体施工工艺见图:施工准备顶进设备安装顶管机井内就位顶管机穿墙管道顶进管道拼接顶进结束设备转移循环测量放样导轨安装后座顶板安装后座千斤顶安装洞口止水装置安装掘进机掘进凿开挡土墙后座千斤顶顶进出泥准备偏差测量管内出泥顶进纠偏轴线标高控制接口检查管材进场验收竣工测量二、顶力拟定及相关参数计算主站顶力的拟定F=F1+F2顶管顶力重要是为了克服两方面的阻力:F1-土压平衡式工具管的正面阻力,F2-管壁与土层的摩阻力1
4、、F1 土压平衡式工具管的正面阻力F1= 1/4D2P式中D工具管外径(m),取2.4m; P-土仓的压力; P=K0H K0-静止土压力系数,取0.55;土的重度(KN/M3),取18 KN/m3;H地面到工具管中心的覆土高度(m),设计未说明管道埋深这里取6m 所以:P=0.55186=59.4KPaF1=1/42.42.459.4=268.58KN2、F2 摩阻力F2=f2LL 管道长度f2 采用触变泥浆的摩阻力:f2 =Dff管壁与土的平均摩阻力(KN/m2),取4.0f2=3.142.44=28.88由上可得:F=F1+F2=268.58+28.88155=4745KN小于工作井的设
5、计允许顶力必须大于4745KN。三、井内设备安装1、顶铁、后靠座的安装和使用顶铁采用型钢焊接成型,安装后,顶铁轴线与管道轴线平行、对称。更换顶铁时,应先使用长度大的顶铁,顶铁拼装后有锁定装置,顶端采用U型或环型顶铁。后座安装时必须与反力墙贴紧,后靠座采用3cm厚4m4m的铁板、导木安装在工作井砼壁上,安装后,后靠座轴线与管道轴线垂直。2、主顶进系统主顶进系统共有4只顶力为2500KN的双冲程紧推力油缸,行程1000mm,总推力10000KN。4只双冲程油缸组装在油缸架内,中心位置必然与设计图一致,以使顶进受力点和后重受力都保持良好状态。安装油缸时严格按照操作规程施工,不平行度在水平方向不允许超
6、过3mm,在垂直方向不允许超过2mm。4台千斤顶规格必须一致,同步行程统一,且每台千斤顶得失用压力不应大于额定工作压力的70%。为减少后座倾覆、偏斜,千斤顶受力的合力位置应位于后座中间,4台千斤顶双层布置时其合力位置在管道中心以下020厘米处,每层千斤顶高度与环形顶铁受力位置相适应。油缸的油路必须并联,使每台千斤顶有相同的条件,每台千斤顶应有单独的进油退镐控制系统。油泵必须有限压阀,滤油器,溢流阀和压力表等保护措施,安装完毕后必须进行试车,检查设备的完好情况。3、导轨导轨安装在前方,接近穿墙管,采用钢构件装拼式,用型钢和钢板焊接而成。在工作井底板基础上应事先预埋钢板,预埋钢板的位置与导轨相吻合
7、,以便导轨与之拼装和焊接,预埋钢板上的锚固钢筋要焊牢并有足够的锚固强度。导轨安装时应复核管道的中心位置,2根导轨必须互相平行、等高,导轨面的中心位置按设计管底标高适当抛高(一般为0.51厘米)。安装导轨时要在墙下留出一定空隙,为焊接拼管之用。安放后,还应在两侧用型钢支撑好,保证导轨在受撞击力的作用下,不走动,不变形。导轨净距:B=2R外2- R内20.5B-导轨跪距R外-管道外径R内-管道内径四、工作井平面布置工作井施工范围实行全封闭施工,并设立必要的临时设施,保持施工现场的文明、安全和卫生整洁。1、工作井内的平面布置。搭建井内工作平台、安装配电箱、主顶动力箱,控制台等,敷设各种电缆、管线、油
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