对江苏省丹阳市污水厂排出口污水管道顶管工程施工的探讨分析 12页

'　　对江苏省丹阳市污水厂排出口污水管道顶管工程施工的探讨分析三、交通及施工此工程地点交通不方便，但施工地点为厂区及田地边，现场材料堆放要合理安排，以免出现安全事故，保证施工的正常进行。四、本工程施工方案编制依据1、结合《工程地质勘察报告》现场察看情况；2、国家地方、行业的技术规范及相应的法律、法规；五、施工方案选择根据施工现场及穿越的特殊性，本工程采用土压平衡法施工。顶管工作坑采用钢筋砼沉井的工作井。六、工作井施工1、工作井施工前准备平整场地，安装水电，保证施工场地的三通一平。2、工作井制作为了降低成本，缩短工期，工作井采用钢筋砼沉井相结合，长6米宽4米高5米，井壁厚为35mm。3、底板及后背浇筑 工作井开挖到位后清除井内泥土，浇筑30cm厚的c15素砼底板，浇注时放置相应的预埋件。后背采用50cm厚的C30钢筋混凝土。4、吊装设备安装，本工程采用拼装式门吊，安装方面，并能满足管道吊装就位，及出泥的运出。七、钢筋砼管制作与防腐本工程的管节采用专业厂家生产的钢筋砼管管材，先在加工厂制作并防腐后运至现场。D1200砼管每节长为2.0米。管节采用F型接口、O型密封圈止水。八、顶管施工准备1、设备的选用及注意事项顶管施工，设备的先用是顶管成功与否的关键。根据此工程的实际情况，具体选用：（1）主顶站选用每台顶力200T，最大行程1200mm两台组成，设计总站顶力可达400T；（2）纠偏千斤顶选用每台顶力50T，最大行程100mm的4台，安装在顶头后面，呈上、下、左、右对称设置；（3）液压装置由液压总站、液压控制箱、管路及其它液压元件等组成；（4）减少顶进阻力所需泥浆在现场拌制，膨润土系统由泥浆泵、拌浆池、储浆池、备用池、泥浆管、阀门等组成。2、顶进工艺 土压平衡法主要是通过控制顶进及出土速度来调节顶头压力，此种方法满足本工程的施工要求，并可保证砼管管线在设计要求的范围内顶进。3、后座安装后座采用加厚钢板及混凝土的复合后座。安装时与顶管轴线要绝对垂直，后背是用来承受主顶油缸后座力的构件，并将主顶油缸传来的集中力均匀地传给井壁。后背采用钢板、工字钢和钢筋砼加工而成，安装在主顶油缸的后面。4、顶管后背稳定计算（因无地质资料，为估算）（1）顶力计算：a、机头正面阻力F1PF＝πD外2γH/4＝3.141.21.219.24.5/4=114.6(KN)γ土的比重;取19.2KN/M3H地面至管中心距离(最大值);b、顶管的顶力（D1000）P=fγD1[2H+(2H+D1)tg2(45°-ф/2)+ω/γD1]L+PF＝0.2519.21.2[25＋（25＋1.2）tg2(45°8.5°/2)+3.14（1.21.2－11）24/19.2/1.2/4]20＋114.6 P计算的总顶力(kN)；　　　γ管道所处土层的重力密度(kN/m3)；　　　D1管道的外径(mm)；　　　H管道顶部以上覆盖土层的厚度(m)；　　　ф管道所处土层的内摩擦角(o)；　　　ω管道单位长度的自重(kH/m)；　　　L管道的计算顶进长度(m)；　f顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数采用触变泥浆P＝πD外fL+PF＝3.141.2630+114.6=910.2(KN)（2）土抗力计算:Rc=KrBH(h+H/2)γKpKr后背土抗力系数,取1.5;B后背宽,取4.5;H后背墙高,取3.5;h后背墙顶至地面高度,取3;γ土容重;Kp被动压力系数取1.35Rc=1.54.53.5(3+3.5/2)19.21.35＝2908（KN）N=Rc/F=2908/910.2=3.2N----安全系数 综上所述，顶管后背稳定。5、设备安装（1）导轨选用钢质材料制作，其安装应符合下列规定：1）两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；2）导轨安装的允许偏差应为：　　轴线位置：3mm　　顶面高程：0～+3mm　　两轨内距：±2mm（2）千斤顶的安装1）千斤顶固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；2)千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统（3）油泵安装油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；　1)油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵；油泵安装完毕，应进行试运转；2)顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；　3)顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进； 　4)千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。（4）顶铁的安装1)安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；6、注浆减阻注浆减阻是减小推力的有效措施，同时注浆也能有效地控制地面沉降。为了使注浆效果理想，应注意：（1）配比严格按照我公司的专用配比；（2）压浆孔内安装止回阀；（3）每节压浆管的分路要装球阀，这样，如果认为有必要时，把不需要压浆的地方关闭，集中向需要压浆的地方压浆；（4）压浆管前安装压力表，观察注浆时的压力；（5）全部压浆管采用Φ25的橡胶管；（6）每顶进1米需压浆70升左右，严格控制压力及压浆量；（7）压浆孔应设置在每只管子中部。九、顶管施工1、顶管出洞 顶管出洞即打开钢封门，将工具管顶出井外，顶管出洞是整个顶管工程的关键环节，此时要防止工具管前方土坍塌和工具管偏离设计轴线。为防止管线出现偏离，应采取以下几点措施：⑴工具管要严格调零，将工具管调整成一条直线，此时仪表所反映的角度应该为零，调零后将纠偏油缸锁住。⑵防止工具管出洞后下跌，工具管出洞后，由于支撑面小，工具管易出现下跌，为此须在工具管下的井壁上加设支撑。⑶注意测量与纠偏。工具管出洞后，发现下跌时立即采取主顶油缸进行纠偏。⑷工具管出洞前，可预先设定一个出始角（不大于+5`），以弥补工具管下跌。2、正常顶进：顶管出洞后即开始正常顶进，按下列程序进行。砼管管节吊入安装砼管接口对接顶进下一行环顶管过程中有时会由于地下水位上涨、雨水浸泡、土体受外来因素扰动以及土质突变等原因，造成顶头前端土体大量塌方，从而造成顶头前端路面沉降量大大增加，也给顶管施工操作带来危险，严重影响施工安全及进度。此时，应及时将封门关闭，并继续进行少量顶进，从而增大顶头内土压力，弥补由于突发情况造成的压力失衡，保证施工人员安全。3、顶管控制测量 施工单位在开工前由甲方或设计单位到工地共同进行测量点交接工作。交接时应检查各主要桩位的稳定性，位置、个数、方向是否符合标准，交接完毕后，双方应做好交接记录。顶管平面控制测量一般建立相对的独立的坐标，以工作井出洞口中心为坐标原点，顶管轴线方向为X方向，高程方向为Z方向。顶进中的测量采用经纬仪与水准仪同时进行，初始测站设置在油缸支架的平台上，此时的测点应妥善保护。工具管进入土层过程中，每顶进30cm，测量不应少于一次；管道进入土层后正常顶进时，每顶进100cm，测量不应少于一次，纠偏时应增加测量次数；4、纠偏纠偏是指在工具管偏离设计轴线后，利用工具管内的纠偏机构（纠偏油缸）改变管端方向，减小管线偏差的过程。纠偏控制程序大致如下：管线测量（出现偏差）→调节纠偏千斤顶→取土缓慢顶进→顶进过程中测量（如仍有偏差）→再调节纠偏千斤顶→取土缓慢顶进→反复调节，直至工具管同设计轴线一致。（1）纠偏过程中注意以下几个问题：1）纠偏应在顶进过程中进行，静态的纠偏会对管线产生不利的影响。 2）管节的加工质量和精度符合要求，便于管节的拼装对接，减少管节拼装当中的累积误差。3）纠偏过程中，要在网格底上绘制工具管的测点轨迹，推算出其行进轨迹，根据行进轨迹及时调整纠偏角度，避免纠偏过大产生过度弯曲。4）及时了解工具管穿越的土层，特别是软土层，不均匀土层的土质情况，以便采取相应的措施。（2）纠偏预防措施1）纠偏时，注意纠编油缸不要对管节形成扭矩。2）稳定主顶油缸后座，主顶油缸后座不稳易使主顶油缸在工作时方向变化，产生扭转角。3）时常更换挖掘侧重面，若长时间单方向挖掘，则长时间在一个方向形成扭矩，使管节旋转。4）管道内安装的设备应对称布置，避免布置在同一侧。5、顶管进洞工具管穿过接收井洞口，进入接收井的过程叫顶管进洞，顶管进洞前应做好以下几方面的工作：（1）检查工具管的位置，在接收井钢封门内侧画出工具管的位置。（2）工具管接触到钢封门前应降低舱内的土体压力。（3）拆除钢封门内侧的槽钢，沿工具管的位置割除钢封门。 （4）及时将工具管顶入接收井内预制安放的平台上。（5）将首节管顶入接收井，在接收井内露出的长度必须符合设计要求。6.按设计要求封堵首管与接收井之间的空隙。十、主要设备计划（见表1）主要设备计划（一台套）表1设备名称单位数量备注土压平衡顶头套1主顶千斤顶台2200T/台纠偏千斤顶台450T/台污水泵台3H≥15M油泵台2配油管膨润土搅拌系统套1膨润土泵、阀门压浆管等汽车吊台116T汽车台116T4顶管工44顶管操作5膨润土工1126测量工227油漆工1128修理工119电工22 10吊车司机2211普工281012钢筋工4413模板工4414混凝土工66合计361450十二、施工进度计划：工作井、后背施工10天，顶管20天，总工期30天。十三、施工质量、安全措施施工应严格遵守现行的有关安全与质量的规定、规程、和规范，经常进行安全质量教育，提高安全质量意识，严格自检、互检、专检制度，技术交底制度，材料试验与检验制度，测量基线、基点复测制度等规章制度。此外，结合本工程还须做到以下几点：1质量措施（1）按TQC要求建立健全的质量保证体系与质量管理、检查系统；（2）健全计量管理，各种测量仪器、丈量工具、材料试验机等使用应经过检验部门校正和鉴定，并按期进行校核；（3）作好测量防线与监测工作，严格控制好工作井与顶管的轴线、高程，按规定的时间、项目内容及时进行监测并建立复核制度； （4）对各种专用设备定期进行维修、保养；（5）管节吊放、运输要轻起轻放，以免碰坏。2安全措施（1）现场电缆要按规定架设，绝缘橡皮线通过道路时，要加套保护，以免压裂触电；（2）一切机电设备要专人管理与操作，作好操作保护开关管理和防潮；（3）开始吊管节、顶管设备、土方等时，要先试吊，并检查刹车、吊具、绳索的安全性；（4)坚持安全三件规定：高空作业要系安全带，进入施工现场要戴安全帽，并要牢固设置安全网；（5）在工作井、顶管施工中，根据不同情况，要制定对建筑物、地下管线的保护措施；（6）夜间施工要有明显的安全标志和充足的照明；（7）管节属重件，运输时要有明显的安全标志；（8）管内通风应采用鼓风机置换新鲜空气，是管内空气流通，确保管内空气新鲜。'