机械顶管-技术交底

称称位技术交底记录编号(C2-3)程名称部位名施工部位名施工单交底日期年月日机械顶管施工一、顶管竖井施工顶管竖井按照施工图纸进行施工(详见专项施工方案)二、机械顶管设备安装用75吨吊车吊装顶管机，将顶管机放入顶进坑内的导轨上，顶管机前端距井壁约300mm。就位后先检查顶管机的轴线是否与机坑轴线、导轨轴线以及主顶油缸的轴线保持一致，发现偏差立即调整。无误后再进行顶管机电路、油路、注浆系统的安装调试。管道顶进过程中，起吊顶铁、护口圈及下管用汽车吊，其它设备及管材进场时，采用25吨汽车吊。井内布置：工作坑内布置主要有钢制后靠背、砼后背、导轨、主顶镐、油泵动力站、钢制扶梯、依据线位将架子底脚及端部与后靠背、底板砼上的预埋铁焊接成整体。管内布置：进出泥管4寸两套，动力、照明、电讯电缆，灯具，轨道等，为保障井内施工人员的人身安全，改善劳动条件，根据实际需要增加通风管道和强力鼓风机。管内照明及工作面照明采用24v低压照明电源线路，照明灯距离为5m。触变泥浆及置换注浆浆液输送采用2寸高压胶管。场实际情况，在工作井一侧设触变泥浆池2座，用于顶进中触变泥浆的配制。每处顶坑周边设长5m×宽3m×高2m泥浆沉淀池一座(现场如有条件可开挖泥浆池，如无条件采用钢板制作泥浆池箱)，用于顶进中泥水循环及泥浆沉淀，泥浆采用泥浆车运弃并消纳。注浆出泥管主管4寸,分支管1.5寸。三、顶管坑及接收坑穿墙洞口止水、加固为防止顶管机出洞、进洞时土体滑塌，在工作坑和接收坑洞门处均须进行加固处理，加固方式：顺管道方向加固长度5m、宽度为顶管管外径2m；②接收坑向顶管坑洞口顺管道浆时间与深孔注浆同时进行；注浆工艺同深孔注浆相同，采用水泥、水玻璃双液浆。工作坑洞口注浆加固平面示意图四、管道出、入口施工(1)施工时要破除竖井洞口位置井壁砼，割除该处榀架支护，由于破坏了整个竖井中的受力结构使洞口处出现应力重新分布，最容易使该处土体失稳，施工前应在洞门位置处进行换撑措施处理。在割除前先在竖井内架设临时支撑，确保洞门处土体稳定，临时支撑用I20a的型钢施作，临时支撑在进环，凿除喷射混凝土，钢格栅切除推入钢套环，与切断钢筋与套环焊牢，使之形成一个整体闭合框架，2)对开洞口周边进行注浆加固，注浆加固方式在顶管洞口开洞之前沿洞口拱、墙外围打入一排小MPa坑开挖过程中发现土质太差，可增设一排注浆导管进行注浆。根据不同的地质注入不同配比的浆液，对洞口土体进行注浆加固。具体注浆方法及措施详见注浆止水章节所述。预留洞口及注浆加固图(2)止水环安装为防止掘进机入洞时地下水涌入工作坑，在顶进方向的墙壁上安装止水环。首先，进行测量，确定止水环安装的位置；其次，将止水环底圈固定到墙壁上，用混凝土封闭底圈与墙壁之间的缝隙；然后，在底圈上固定防水橡胶板；最后，安装止水圈压板。在掘进机入洞之前才允许将止水环内的墙壁具体做法参见下图，图中尺寸根据管径大小调整。膨胀螺栓M16共24支现浇砼止水墙C20五、机头入洞先将洞口处的墙壁凿除，洞口处，人工向前挖土500~800mm，再将机头徐徐推进洞口里，待刀盘全部进洞，调整止水圈位置，使其完全封闭地下水，然后开动顶管机刀盘。掘进机开始入土时，机头外露，只存在轨道对机头的摩擦力，机头易发生旋转，故在入土前两米顶进时，顶进速度控制在5mm/分钟以下，以防机头整体旋转，并观测机头倾角和旋转变化，及时修正和调整。倾角的变化用纠偏千斤顶调正，旋转角大于±30度时，可使用刀盘反转调正，顶进2米以后在机头不旋转的情况下可逐渐加大顶进速度。机头完全入土后，下第一节混凝土管做反封闭。六、管道顶进与纠偏 (1)测定实地土层中的压力值1)根据计算公式P=yHtan2(45°-ø/2)求得：P=18×8×tan2(45°-20°/2)=71kPa根据计算结果，在地面下施工中泥水控制值为60—85kPa以内。2)为保证注浆施工安全，在顶管影响范围内堆土增加荷载，堆土高度为2.5m；根据计算公式P=yHtan2(45°-ø/2)求得：P=18×5.5×tan2(45°-20°/2)=49.5kPa根据计算结果，在沟渠下施工中泥水控制值为40—60kPa以内。土层后停止推移，要等上2小时后，观察顶管掘进机土层压力此时值与计算值不符时，要以实际测定值为准，并要对原来计算的推进压力控制值和总推力值进行相应的调整。(2)顶管机初始顶进保持方向措施在洞内下部填上硬粘土或低标号砼在洞内下部浇筑一块托板，把掘进机托起。砼管顶管施工，前3节砼管为预制管，与掘进机头做刚性连接，组成一个整体，以保证顶管机出洞后的走向。利用纠偏镐性能，下方纠偏镐适当伸出来控制叩头。(3)严格执行控制值A控制值根据实际情况及时调整。泥水平衡顶管掘进机用顶进油缸的伸出长度来计量出土率。B、管道顶进过程中，顶管中心和高度由激光导向仪进行测量，其纠偏精度由激光导向仪发射到掘进机测量用的靶盘随时进行控制，确保偏差度不超过±3cm。管道每推进250~300mm时测一次中心轴线，C及时调整土压力控制值、出土量与顶进速度。D值超标，立即停止顶进，查明原因，采取相应措施后才能重新顶进。E、刚开始向井下管、装管时，用钢支架固定已顶入的管节，防止顶镐缩回过程中管节后退。(4)控制顶进间距为防止路面下沉，缩短机头与混凝土套管之间的间距。七、土方及泥浆外运，含泥砂量较大，需经过泥水分离设备分离沉淀后形成泥碴，连同竖井土方部分弃土进行外运，运土车辆采用符合市政要求的密封式运本工程出泥方式为泥水循环分离，泥浆经沉淀池沉淀后机械挖出晾干后外运或随挖随运，水可以重复循环使用，可以保证不污染环境，高效节能。八、顶管试验段及正常掘进4.8.7.1顶管试验段(1)顶管试验段沿管道顶进方向至沟渠边或道路边范围内(试验段起点为工作坑洞口加固段5m处，长度约20m)，每5m布设一个实验段监测点，试验段共布设4个监测点。进顶进准备工作完成后，开始初始顶进。初始顶进在顶管工作中起着很重要的作用，一要穿过工作井洞口，在这过程中保证洞口结构不被破坏，同时水和流砂不进入顶坑。二要保证高程、中心偏差最小，为正常顶进打下良好的基础。①初始顶进速度控制顶进用工作井顶进设备进行速度控制，分为两个部分，机头入洞阶段速度控制在30~50mm/min，影响速度因素，机头没入土时，机头克服刀盘旋转产生的扭矩，靠的是机头重量产生的与轨道摩擦力，吃刀太深扭矩大，机头会旋转。第一节管进洞阶段，刀盘速度控制在10~20mm/min，此阶段重点是找正管子中心、高程，偏差控制在±5mm之内，所以速度不要太快。②初始顶进泥水控制初始顶进时，进泥流量控制在0.6~0.8m3/min，泥水容重：y=1.15，泥浆由顶管机出泥管排入砂③测量报，以便采取措施。④纠偏顶管机头没有全部进入洞时，在机头中心、高程偏差不大于±20mm，不考虑纠偏，因此时轨道在控制前进方向，另外因机头没有全进管，此时纠偏如不采取措施，纠偏没效果反而使第一节管偏离轨道。如中心、高程偏差大于±20mm，要停止顶进，由项目技术负责人主持研究是否纠偏及纠偏方案，此时纠偏高程时，轨道上管要加配重，纠偏中心时，轨道管要加两侧支撑。机头全部入土后，高程、中心偏差大于±10mm要纠偏，此时纠偏用机头纠偏设备，但应用人工操作、全站仪测量。初始顶进，中心控制在5mm以内，高程控制在±10mm以内，为以后掘进打下好基础。4.8.7.2正常掘进①顶进主要参数泥浆在整个顶管过程中起着关键作用，泥浆的压力、浓度影响挖掘面的稳定性。泥浆浓度流量影响到切削下土体能否正常送到地面。泥浆配比要在优选货源的前提下优化配比，并能根据土质变化及时变化。泥水仓泥浆压力须始终大于水压力。泥水初定参数：泥水比重1.15t/m3泥水仓压力渠石块砌筑宽度2米范围内49.5kPa，两侧覆土较深的区域泥水仓压力60~85kPa，送泥水流量排泥流量Q1≤0.66m3/minQ2≤0.79m3/min机头顶进速度设定20mm/min，如要加大顶进速度，在保证泥水仓泥压的条件下，要先加大泥浆流②泥水管理a密度为了保持开挖面稳定，必须可靠而迅速地形成泥膜，以使压力有效地作用于开挖面。为此，泥水应具有以下特性：b泥水密度为保持开挖面稳定，即把开挖面的变形控制到最小限度，泥水密度应比较高。从理论上讲，泥水密度最好能达到开挖土体的密度。但是，大密度的泥水会引起泥浆泵超负荷运转以及泥水处理困难而小密度的泥水虽可减轻泥浆泵的负荷。但因泥粒渗走量增加，泥膜形成慢，对开挖面稳定不利、因此，在选定泥水密度时，必须充分考虑土体的地层结构，在保证开挖面稳定的同时也要考虑设备能力。一般泥水密度为1.05~1.30，适用于本工程的泥水密度范围应在1.15g/mm3。c适当含砂量如果泥水向土体过量渗透不仅泥水压力不能有效作用于开挖面而且会引起土体孔隙水压力上升，有效应力下降这对开挖面稳定是不利的、因此，对渗透系数大的砂质土、砂砾石层必须采取措施以加速泥膜的形成。在强透水性土质中，泥膜形成的快慢与掺入泥水中砂粒的最大粒径以及含砂量(砂粒重／粘土颗粒重〕有密切关系，这是因为砂粒具有填堵土体孔隙的作用、为了充分发挥这一作用，砂粒的粒径应比土体孔隙大且其含量应适中。d泥水的粘度是另一个主要控制指标。从土颗粒的悬浮性要求而言，要求泥水的粘度越高越好，根据泥水处理系统的自造浆能力，随着顶进节数的增加，泥浆越来越浓，粘度也呈直线上升，而粘度的增加并非说明泥浆的质量越来越高，因此，泥水粘度的范围应在20~25S，考虑到粘度的调整有一个过程，应在泥浆粘度为22S时，即可逐渐添加CMC，添加量的多少视粘度下降的趋势而定。e析水量析水量是泥水管理中的一项综合指标。泥水的析水量应小于5%，降低土颗粒和提高泥浆的粘度，是保证析水量合格的主要手段。本工程采用的指导配比见表1。指导配比膨润土C聚丙烯酰胺水该配比为经验配比，实际施工时须依据具体的材料确定最终参数。泥水监控是一个使用→小调整→使用→大调整→使用的无限循环过程，是一个动态变化过程。检面沉降量，沉降量得到控制后就要注意泥水指标的变化趋势，使之稳定在某一区域内。③逆洗时的压力控制逆洗是顶进过程中较为常用的防止和消除排泥管吸口堵塞的方法。塞状态，因此逆洗时应提高排泥流量，但不能降低切口水压，整个逆洗过程必须密切注意开挖面稳定情况。推进、逆洗和旁路三状态切换时的切口水压控制偏差值为：±0.02MPa。④开挖面稳定的判断方法开挖面稳定是泥水平衡顶管顶进施工中最重要的管理项目之一，它直接影响着顶管施工质量。控制每节掘削量是开挖面稳定的必要保证。⑤顶进操作程序并躲避人员及电缆。注意护口铁与水泥管口的形状配合，检查安装是否牢靠，吊装时注意安全。拆卸电缆：顶进结束后开始拆卸电缆，水泥管吊到位后进行护口铁安装，然后电缆穿过水泥管，再与顶管机电缆相接。拆卸时注意安全，电缆接头处需作相应记号，防止接错。注意，电缆接头严禁随意摆放，需放到墙体上的绝缘挂钩上的位置。主顶操作：操作人员需按照操作规程对顶管机进行操作。顶进过程中，应根据顶管机的反馈数据及时的对其姿态进行调整。顶进结束后也应注意各项测量数据是否异常，必要时通知有关人员进行测量和维修，同时对顶管机进行相应调整。排泥、送泥：需注意管路是否堵塞，泥浆泵是否工作正常，以及顶进结束后管路的续接工作。沉淀池：及时的清除淤泥，注意沉淀池的水位变化，并避免杂物掉入池中堵塞管道。二级沉淀池：注意泥浆浓度及水位的变化，避免杂物掉入池中堵塞管道。泥浆浓度调整：根据地勘报告和排出的泥浆，来判断挖掘面面土层的变化，以便对泥浆浓度及时的进行调整，确保挖掘面的土体稳定。根据泥水顶管的技术要求，泥浆密度需达到1.12~1.25g/mm3。九、减阻措施(1)管身涂蜡为减小顶进过程中土层对管材的阻力，采取的第一种措施为管节打蜡，以增加管材的滑动性，同时降低了管身与土层的摩擦力。管材运达施工现场后，将工业石蜡加热后均匀涂在管外壁，然后将管材吊装至工作井内，安装好即可向前顶进，在管口入土前将管口及钢套环部位涂抹上石蜡。掘进机在入土前，也可将其外壁进行(2)触变泥浆减阻触变泥浆的使用是管道能否成功的非常重要的关键一环。管道顶入土后，在管外壁和土壁间必须注入触变泥浆，使其形成一个封闭的泥浆套。由于触变泥浆与管壁的摩擦阻力小，因此顶力也就大大的降低。为保证触变泥浆的拌和效果，我公司将组织专门人员集中配置浆液。使用优质膨润土，严格控制膨润土的进货质量，统一进行适配，寻找出最佳的配比。同时严格控制泥浆的静置时间及拌和均1)触变泥浆的配置膨润土运到现场后分批测出膨润土的胶质价,试配时可参考下表触变泥浆配比表(重量比)膨润土的胶质价膨润土水碳酸钠60-701005242-370-801005341.5-280-901006142-390-1001006141.5-22)加浆设备及加浆压力注浆采用螺杆泵。注浆前线通过注水检验注浆设备，确认设备正常后方可灌入。注浆压力(前述)应为控制土压力值±20Kpa，在注浆过程中按实际情况进行调整。泥浆池注浆泵泵管地面工作坑注浆花管3)注浆孔的设置加浆系统示意图注浆的效果好坏，与注浆孔的布置有很大关系，在管材加工时，要求特别加工的管材，注浆孔设在插口前端或设置在钢套环以内，这样浆液注出时，在钢套环和混凝土外壁间形成一个浆套，然后从其空隙处挤出，基本上不受周围坍落土体的影响，注浆也能顺利进行下去，不会堵塞浆孔，实现注浆触变泥浆从前向后依次注入，顶进一段距离后及时进行补浆。4)安装可以输送混有粒径大于74um介质的排泥水泵。十、机头出洞顶管机状态的复核测量：掘进机进入接收井前的复核应测量顶管机所处的方位，是确认顶管状态、评估掘进机出洞时状态和拟定施工轴线及施工方案等的重要依据，使掘进机在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的状态、准确无误地进入接收井内。在接收井墙壁破坏后掘进机头应迅速、连续顶进管节，尽快缩短出洞时间。掘进机整体出洞后应尽快把机头和混凝土管节分离，并把管节和接收井的接头按设计要求进行处理，减少水土流失。使用75t汽车吊将机头吊运出坑。完成顶管后期处理一、泥浆置换顶管完成后及时对管道外壁进行充填加固，把原注入的膨润土浆置换掉。使用的泥浆置换材料为