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顶管施工
顶管施工范围
结合箱至天鹅湖调蓄池东侧水塘段管道埋深较大,拟采用D2020×20mm钢管顶管施工,顶管段长度84m;结合箱为工作井,调蓄池为接收井。
一体化泵站引水管套管采用顶管施工D820×14钢管顶管施工,顶管段长度57m。泵站为工作井,二环线辅道上市政污水井处需破开路面新建接收井,连通市政管网后恢复。
施工工艺流程
工作井、接收井施工设备安装管井吊装就位管井加工制作密封圈安装
工作井、接收井施工
设备安装
管井吊装就位
管井加工制作
密封圈安装
管道内管线安装
开机顶进
测量控制及纠偏
注浆减阻
管道排泥
泥浆循环
废浆外运
内管线接口管节
回收掘进机头
管道贯通
砌检查井
回填、壁后止水
施工工艺流程图
工作井内设备安装
工作井设备安装包括:后座垫铁、导轨、油缸支架及油缸、激光导航系统、穿墙止水设备的安装、泥浆循环系统。
(1)后座垫铁安装
后座垫铁是把主顶油缸推力的反力传递到工作井后座墙处,通过后座垫铁,可把油缸的反力较均匀地传递到后座墙上,这样后座墙就不太容易损坏。
将垫铁的安装位置放好线,在后座墙体表面把后座垫铁的四个角的位置用红油漆作好标志,凿平垫铁范围内的墙体,底部用砖块垫平,将后座垫铁吊到安装位置,调整横向纵向的方向(采用2mm的橡皮垫底部),该平面需要垂直于顶管的顶进方向,定位安装尺寸误差控制在2mm以内,调整好后,后座垫铁与后座墙的空位插入 HYPERLINK mailto:ф18@200 φ20@200钢筋支模采用混凝土填充密实。
(2)导轨安装
基坑导轨是由两道平行的路轨钢构成,主要作用有两点:一是使推进管在工作井中有一个稳定的导向,并使推进管沿该导向进入土体;二是让顶铁工作时有一个可靠的托架。
在基坑底板面放出顶管的顶进轴线,先调整导轨的中线对准顶进轴线,用工字钢垫高导轨调整导轨的高度,当纵向及高程调整好后,导轨的定位安装尺寸误差控制在2mm以内。
(3)油缸支架及油缸安装
油缸支架是由槽钢焊接合成的一个支架,起固定主顶油缸的作用,使油缸工作时有一个可靠的托架。
根据基坑底板面放出顶管的顶进轴线,先调整支架的中线对准顶进轴线,垫高支架调整支架的高度,当纵向及高程调整好后,将支架与底板钢筋焊牢,空隙采用混凝土浇捣填实,24小时后,将油缸吊装到支架上,采用钢板压实,油缸支架及油缸的定位安装尺寸误差控制在2mm以内。
(4)穿墙止水设备安装
穿墙止水设备安装在接收井出洞洞口,具有制止地下水和泥砂流到接收井的作用。穿墙管预制好后,运输到现场,先将预埋的穿墙管凿出,焊接位置清除干净,吊装预制件到安装位置对中后焊牢,再用膨胀螺丝锁紧止水橡胶圈。
(5)工作井、接收井排水
在工作井的一侧设0.5m×0.5m×1m的集水井,浇筑底板时四周向集水井位置倾斜,形成排水坡度,收集由管道内流出的水及基坑的积水,集水井内布置一个潜水泵抽水上井到三级沉淀池沉淀后排到市政下水管道。
地面设备安装
工作井地面设备安装包括:主控制室及主顶装置安装、泥浆棚搭设及泥浆系统设备安装、监测设备安装。工作井的起重采用汽车吊。
(1)主控室搭设及主顶装置安装
主控室内主要放置主顶装置,主顶装置包括主顶油缸(井下)、主顶油泵一台(含控制部分)及油管,主顶油缸的推进和回缩是通过主顶油泵的控制部分控制的,液压工作站,操作方式为全电脑控制,必要是可以进行手动操作。
主控室采用集装箱的形式。
(2)泥浆棚搭设及泥浆系统设备安装
泥浆棚采用φ25钢管焊成支架,上面铺波纹瓦。泥浆棚内主要放置一个电箱、两台泥浆泵及一个泥浆箱。
(3)监测设备安装
监测设备包括激光导向和工具管内的摄像机,监测电路必须与主控室接线良好,开顶前进行校对和调试。
顶管顶进施工
(1)制订施工方案
顶管施工前,进行详细调查研究,根据场地地质情况,编制可行的施工方案。
①通过提供的资料和现场勘察,掌握了本工程下列情况:
A、管道埋深、管内径、管材、接口要求;
B、管道沿线水文地质资料,管道穿越的土质;
C、顶管地段的建筑物情况,现场施工需争取得主管单位同意和配合;
D、现场交通运输是否方便,水源、电源由甲方协助解决;
E、公司现有顶管的设备;
②编制施工方案主要内容
A、选定工作井位置和尺寸,顶管后背的结构和验算;
B、确定掘进和出土的方法,下管方法和工作平台支搭形式;
C、进行顶力计算,选择顶进设备、是否采用中继间、润滑剂等措施,以增加顶管段长度;
D、遇有地下水时,采取的止排水方法;
E、顶进里衬PVC钢筋混凝土管时,确定每节管长,管间止水要求,防腐绝缘保护层的防护措施;
F、保证工程质量和安全的措施。
(2)顶管工程力学参数确定
顶管过程是一个复杂的力学过程,它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。但顶管计算的根本问题是要估计顶管的推力和后背承载能力。
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