推荐阅读:摘 要:本文以具体工程为例,详细介绍了穿越高速公路顶管工程的施工工艺,从施工方法、施工程序等方面进行了阐述,指出了施工中应注意的事项,并对纠偏、路面沉降等常见问题做出了经验总结,为今后同类工程提供了借鉴。 关键词:顶管工程;施工方法;纠偏 1 工
摘 要:本文以具体工程为例,详细介绍了穿越高速公路顶管工程的施工工艺,从施工方法、施工程序等方面进行了阐述,指出了施工中应注意的事项,并对纠偏、路面沉降等常见问题做出了经验总结,为今后同类工程提供了借鉴。
关键词:顶管工程;施工方法;纠偏
1 工程概述
2 顶管施工方案及施工工艺
2.1 施工方案
根据本工程地质报告及管道所处沙土层性质、管径、地下水位、上部设施等因素,并结合相关的施工经验,采用人工配合机械挖掘,两端同时顶管施工,机头采用人工掘进,减少外部沙体对周围地面的影响。
2.2 工艺选择
3 接口处理
接口包括钢套环、橡胶止水带和软木衬垫。钢套环要求不发生变形,且使用前进行防腐处理。同时,接口需保持完好,在过程中,要严格保持橡胶带不发生移位和翻转,管节的密封性要好。
关于橡胶止水带,用强力胶水将止水带紧密地固定于混凝土管口的凹口处,并且,需在与管节对接前采取相关措施减少摩擦:涂无腐蚀性润滑油。整个过程中,一定要严格防止止水带断裂、偏移和翻转。
软木衬垫宜采用厚度为1cm左右多层胶合板,将其牢固于前后管节的钢套环间,用于均摊管节的受力,同时避免损伤管口。
4 顶管施工操作
4.1 工作坑施工
4.2 顶管推力计算
由于距离过长,采取触变泥浆注浆工艺减小顶进摩擦,可节约用力20%~30%。所以推力约为F=535×(1-30%)=374 t。综合考虑,选用两套QYS370型推镐,每台的顶力为370 t。
4.3 设备安装
①导轨:采用重轨,外侧用钢管进行撑起,预防发生偏轨情况。安装导管时应严格按照“平直等高等坡度同轴线”原则进行设计,允许安装偏差控制在:轴线、顶面高程:±3mm,轨内距:±2mm。导轨间距可用A=2■=2■=753mm,取76cm。
②后背处理:为了顶力安全实施,预在工作井背后壁上紧放一ζ为30mm钢制后背,再进行C15混凝土灌封,确保最大承受顶力为450t。
③顶铁、护铁:根据实际工程情况,选择顶铁及护铁有助于顶进长度较大的顶管工程的保护。这里护铁选择U型或圆形,有利于均匀端面受力问题。顶铁选用矩形,结构选用型钢,顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫。
④桁车架、吊车、油泵:选择了不同规格的主顶设备,随时待命,作业前应做好试吊工作和试运行,发现问题及时维修。
5 进出洞加固措施
考虑到土壤条件差异,以及工具管自重问题,这里采用化学加固法对土体进行加固。该方法是将水泥等类似的硅胶类浆液,利用相关压力(液压或气压)使其和土壤颗粒胶结在一起,这样能增强土体的稳定性、自立性和防水性。
6 顶进
6.1 顶进描述
开启油泵,启动千斤顶,刚开始缓慢操作,严格控制好第一节套管的坡度和走向。一个顶进行程结束后,关闭油泵停止操作,人工清理管内土渣。再次更换顶铁,继续前一步操作,直至程度同第一节套管相当,吊装下节套管,将第二节与首节相连,依次顶进至接收坑为止。
6.2 方向控制
严格要求按照设计轴线进行顶进,需及时收集顶管过程中的动态数据,边测量边顶进,不断地在顶进过程中进行纠偏,保证在正确路线上推进。在工作井后靠背前设置一牢固的测量平台,经纬仪安置在平台上,通过观察经纬仪,即可读出尾部的实际偏差。
6.3 纠偏
顶管允许偏差值:
中心线位50mm;高程+30mm,-40mm。
设置报警中心线:
7 经验总结
施工过程中,由于管径过大,纠偏过程中幅度过大,未严格按要求纠偏,是造成路面沉降的主要原因。现通过变小管径,优化施工方案,管径由DN1800减小至DN1500,加密网格机头,注入浆液减少摩擦力,增加中继牛减轻靠背阻力,在长距离顶进过程中,避免顶力太大造成顶管破坏,须分段安装中继牛接力顶进,这里每隔40m加设一个中继间。
每只中继牛需安装8个、千斤顶为30t/个,液压千斤顶均匀布置在管周围,用紧固件将其固定在前壳体上。中继牛壳体外径与管节外径相同,可减少土体扰动、地面沉降和顶进阻力。
为防止高速路面塌陷,每前进4米一节,进行交替灌注水泥粉煤灰浆液,其中水泥粉煤灰浆液的配合比为3:7。后为减少顶进过程中管壁与土体之间的磨擦力,注入触变泥浆起到减阻作用,施工现场按重量计的触变泥浆配比为:水:膨润土=8:1;膨润土:CMC=30:1。
参考文献:
[2]罗来辉,戴晓琳.顶管施工方案在穿越高速公路中的应用[J].水利科技与经济,2009(07).
[3]池耀舟.浅谈同大路顶管施工技术[J].科技资讯,2012(10).