顶管施工关键技术

工程概况百色市新兴路位于老城区，交通繁忙，地下管线复杂。新兴路改造工程}126fl0双排排水涵位于K}+5}i3---lC1+328路段，总长约88o最大埋深12最小埋深8该涵采用并排布置的两条DN}soo}5.72管外壁间距为}管内径2.}rriQ,2fim1.02按照设计图纸分422}me要为淤泥质粉质粘土、沙质粉土、细砂、卵石、砂岩和泥岩等。施工工艺流程合理、先进的施工工艺是保证施工质量的前提条件。泥水平衡式顶管施工工艺流程如图1所示。图生顶管施工工艺流程图顶力的确定与调控顶力是整个顶管施工的重要技术参数。影响顶力大小的因素有顶进工具管迎面的阻力和摩阻力。由于受项进管沿线土质不均匀且随机变化，管道埋深、管径大小，以及管道与土体之间的接触力等因素影响，精准的确定项力是无法做到验公式计算得到的顶力因公式是根据实际工程一些测试资料得到的调控顶力，使顶管施工得以顺利进行。修正后的项力计算公式:尸霖力D}粤(1+K2)Z众月个-下尸L十xo+JW门_._丁汁}L+PaY}z厂1。(1)~二，了_二』D,，.其中八一y(H}号厂、一’7t式中—计算的总顶力(kIV);厂—顶进时，管道表面与其周围土层间的摩擦系数;y—管道所处土层的天然容重(}Irrr});—管道的外径(rn);}F—静止土压力系数;}r—松弛层高度(m);W—管道单位长度自}(}加);L—管道的计算项进长度(m);P6顶进时，工具管的迎面阻力(kN);管道顶部以上覆土层厚度(m};管道所处土层的内摩擦角“。4中继间的设置与密封在理论上讲，只要顶力足够大，就可以顶出无限长的管道但是，增加成本，甚至后背会被顶弯。中继间的设置原则是技术上可行、经济上合理。一般而言，在下列情况下必须设置中继间:总顶力超过了主顶千斤项的最大项力;总顶力超过了管节的容许顶力;总顶力超过了后背的容许顶力。计顶力的80%计算;第一个中继间设置的位置按中继环设计顶力的fi0%%i14$3然而，顶管施工主顶千斤项采用6只2}OakN的双冲程等推力油缸，行程3OQQ，总项力}}}}flkN钊、于管节的容许项力及计算总顶力，因8OOdkN，因此，当顶力>8000kN时必须设置中继间。第一个中继间的安装位置按式2确定。，尸‘一Po).r一一言一r}r八，}rrtcl式中:t,—第一个中继间距顶管机头的距离;K,—工作系数，一般取D.};R—管节半径(rn);f—管节单位面积摩阻力;尸—中继间设计顶力;}a—工具管迎面阻力。中继间的设置间距按式3确定。=P'K2(3)2}Rf’a式中:K7^-}.氏其余同上。在实际施工中，中继间的安装时机很重要，应根据实际顶力随时调整中继间的设置距离。由于中继间启动伸缩次数比较多，因给工程带来严重后果。为此，新兴路顶管施工采用径向密封圈形式，4只可以压注润滑油脂的油嘴，以减轻顶进时密封圈的磨损，同时，还设置了4只注浆孔，项进时可以同步进行压浆，以减小顶进阻力。至顶管施工结束时，没有一个中继间发生漏水现象。5顶进速度浆减摩能力、进排泥能力相协调，同时，要密切观测地表变形情况。超过排泥泵的能力而引起阻塞等现象的产生;顶进速度过慢不仅会造iIL陷量等。一般而言，正常顶进条件下，顶进速度以2.5~3.5cmImin为宜如正(}均顶进速度为}.lcm加in。在顶进过程中，还应注意以下问题:均在开始顶进和结束顶进时，顶进速度都应慢些;t2)时应均匀加速，避免突然加速过快;f3)浆不足，徒增顶进阻力，避免因过快而造成排泥管堵塞;f顶进过程中应避免停顿。6方向纠偏在项进过程中，因土质不均匀，且带有随机性;因机械原因，比如顶力不均匀等;因操作失误等原因的影响，顶进方向都会偏离预定水平方向纠偏两种。不管是水平纠偏。还是垂直纠偏，都会引起地层原则，并注意以下几点:当顶进机头尚未全部进洞时，若偏差在士2cm以内，则不必进行纠偏，待全部进洞后再观察确定;反之，若>士2，则应立即停止顶进，采取措施进行偏移调整。>}1则必须及时进行纠偏。左右方向偏差控制在f5mm以内，垂直方向偏差控制在110rrm以内。顶进过程中，应尽量避免>。。的大动作纠偏，如不得已时，应争取在非重要路段进行。在纠偏动作后如无折角改变则应立即停顶，并会同电工、机修工检查电路和液压管路，尽早排除故障，严防轴线超差。(4旋转尤其是偏角过大时会对项进造成不良影响;为此，必须在机头前方筒的水平二侧焊翼板，长I为1,8m,宽b为3dmm,厚d为}5rrm，500转，立即将压铁移到另一侧。7触变泥浆减摩的摩阻力则随着顶进长度的增加而增大。在土正向压力不变的前提下，管道外壁摩擦力的大小由摩擦系数确定。因此，减小摩擦力的主管道摩擦系数主要由膨润土触变泥桨来实现，主要措施有以下几方面:7.1配置性能合适的触变泥浆触变泥桨应满足3个基本指标:(3)触变时流动性好;(2?造壁能力好;(3)固化性好。为此，泥浆的比重应控制在一定的范围内，并且最变泥桨配比及性能指标见表。施工过程中，膨润土泥浆搅拌时间必须X30fih，且沪24ho经过充分发酵的触变泥浆在压入管道前必须再次进行充分搅拌，以保证其流劫性好，减小压浆管道阻尼。膨润土纯碱CMC15%0.6%0.2%量(ml)6比重A浆42’32.51501.073A浆12%0.4%0.15%36’30.591301.0637.2布设合理的注桨孔合理布设注浆孔是保证顶进施工中管道外壁能形成减摩桨套的重要举措之一。孔位应对称或均匀布置，这样能有利于形成泥浆套。7.3环状注浆空’all尺寸环状注桨空间要足够大，这样才能形成泥浆套。一般来说，环径长20，新兴路顶管本工程环径为5qmmo7.4同步注浆，及时补浆新兴路采用机头同步注浆和管道补浆的注浆方案。做法是在机头后连续424个注浆孔2压后顶，随顶随压”的原则，补浆贝}l遵循“由后往前，全线，平均”的原则。另外，值得注意的是:在顶管结束后，必须立即用水泥浆置换掉膨润土泥浆，以确保管道外围土体水泥浆的技术参数为水灰比0.4},P=o,2-}.-0.}n}rnao8泥水系统新兴路泥水平衡式顶管施工中泥水系统采用Telemole管路系统。本系统设置24一AH率为15lcW,流量90耐小，扬程21.8。一台放置在地面上，为进泥泵;另一台放在基坑里，为排泥泵。泥水管路采用无缝钢管，管节接头为卡箍式活络接头，同时，还设有旁通装置。在泥水处理中，必须注意以下几点:渣浆泵应采用同一型号的泵，以便必要时对调使用。必须控制好进排泥泵的流速，以确保泥水仓应有的压力，挖掘面上的泥水压力应比地下水压力高怕~2。。并且，过慢的流速容式4计算:、解呸于aY口(4)式中:YL—临界流速;}L—由粒径与泥水浓度决定的系数，查表确定，g—重力加速度;—排泥管内径;G:—固体颗粒的容重;s—泥水相对密度。对管径为5Q--.250mm的排泥管来说，临界速度在1.s-}-3.arn}s之间。要根据不周的土质采用相对密度不同的泥水，以保证挖掘面稳定。基坑旁通装置在管路安装完毕或停止掘进时必须进行内循环。9洞口止水洞口止水圈安装要可靠，尤其在机头出并这一阶段要防止止水圈漏水，以免造成掘进工作面的压力不平衡而失稳。若洞口漏水，加阻力，严重时会造成项管失败。在新兴路顶管工程中，我们在洞口外侧设置了钢封门。钢封门采用}s}槽钢，密排布置;在洞内侧，先制作钢筋混凝土墙，再砌砖墙。顶进开门时，用风镐破除钢筋混凝土墙和砖墙，不留隐患。工作井洞口止水密封装置为橡胶止水法兰。该装置必须与导轨上管道保持同一高度，误差笋}orrrn。在橡胶止水法兰之前必须预埋注浆孔，以便压注触变泥浆。1Q