顶管设计、制造、安装方案

DN1200玻璃钢夹砂管道进展了构造计算。计算依据是：中华人民共和国建材行业标准《玻璃纤维缠绕增加热固性树脂夹砂(JC/T838-1998)；非线性有限元设计条件和设计参数。1.1的顶力实际状况〔DN2100DN1550，该地质同样为；并依据理论计算公式，以及参照以往工程实践和工程实测摩擦系数，加之砂土地带顶进必需带土顶进，因此和具有内聚力的土质的玻璃钢顶管相比，摩擦阻力将要大的多。通过理论计算与工程实践阅历分析相结合等方法进展顶力计算。获得玻璃钢顶管与沙砾土〔内聚力C=0;内摩μ=0.324-5〔-20〕压力组合作用下并考虑不同土壤内摩擦角情形下，通过已计算的玻璃钢顶管所受到的最不利外压力，其获得以下单位长度上所受到的最大顶力结果:f=q*πD*μ=51.86kN/m50mP=L*f=2160kN1.2玻璃钢夹砂顶管顶力强度计算轴向抗压强度σ =V0*σ +Vc*σ +Vs*σ +Vh*σ =65.0Mpa(管身)xc 0c cc sc hcσ =V0*σ +Vc*σ +Vs*σ +Vh*σ =100.0Mpa(管端)xc 0c cc sc hc式中：V0、σ 分别为内衬层的体积比率和抗压强度；0Vc、σVs、σ强度校核

分别为缠绕层的体积比率和抗压强度；cc分别为增加层的体积比率和抗压强度；sc分别为环向层的体积比率和抗压强度；hc承受的轴向压力为：P=Л*D0*t*σxc=Л*1.247*0.0235*100.0*103=9206kN安全系数为：P/F=9206/2160=4.26按管身进展校核，玻璃钢管可承受的轴向压力为：P=Л*D0*t*σxc=Л*1.257*0.0285*65.0*103=7315kN安全系数为：P/F=7315/2074=3.38计算说明：玻璃钢管在受到顶管过程中所产生的最大顶力时，其安全4.263.38。顶进时增加了玻璃钢顶管后端的局部应力，这时玻璃钢顶管〔在后部较薄处〕仍有〔4.26/2=2.13〕2倍以上的安全系数。本设计的玻璃钢5050米，则需进一步增加管壁厚度以及改进构造铺层设计。原材料选择及性能玻璃纤维外表毡：无碱，面积质量30g/m2300～450g/m2450g/m2缠绕纱：无碱玻璃纤维直接无捻粗纱，4800TEX，2400TEX石英砂：化学成分SiO2》95%；CaCO3<0.5%；Fe2O3<0.06%；含水量<0.2%；粒径20目—80目；承受邻苯型不饱和聚酯树脂。粘度树脂浇筑体力学性能拉伸强度≥60MPa拉伸弹性模量≥3.0GPa巴士硬度≥40内衬邻苯树脂承受邻苯型不饱和聚酯树脂。粘度树脂浇筑体力学性能拉伸强度≥60MPa2.5GPa3.6%巴士硬度≥40材料选购单位以上原材料从具有很强的技术力气和加工设备、有良好的工程业绩和良好的社会信誉的大型厂家订购。铺层构造设计管身铺层设计管身总壁厚为t

=27.1mmSN=11500min铺层设计：内衬层：2层玻璃外表毡+1层无碱针织毡+1构造层：1层内穿插缠绕+5层夹砂+2层外穿插缠绕+1注：管的两端的300mm内不夹砂，为纯玻璃钢。管身铺层构造示意图

外缠绕层夹砂层内缠绕层管前后端铺层示意图缠绕层

玻璃纤维布层内衬层玻璃钢顶管的接头设计见如下设计图〔下页〕t1=29.0mm;t1=29.0mm;t2=4mmD1=1200mm;D2=1248mm;D3=1252mm;D4=1242mmL0=3000mm;L1=150mm;L2=290mm;L3=260;L4=260mm制图校核标准图号比例带工具第一节玻璃钢顶管的工具管构造图如下：8mm钢管套300300300450第四章制造设备和工艺1、制造设备本公司玻璃钢顶管的制造设备为：微机自动掌握玻璃纤维夹砂缠绕制造系统。包括制衬机、微机自动掌握玻璃纤维夹砂缠绕机、固化站、修正机、脱模机。其中微机自动掌握玻璃纤维夹砂缠绕机针对玻璃钢顶管进展了改装。主要改装成果如下：夹砂缠绕和短切纤维层的一体化缠绕；玻璃钢顶管管头整体切削修整，以确保管端与管轴线垂直；更换高性能微机掌握设备；2、玻璃钢顶管加工工艺1〕依据本公司玻璃钢顶管加工工艺规章进展：的连接形式进展。其制作特点是：玻璃钢夹砂顶管由管头、管身、5头由玻璃钢夹砂管头、管尾、密封橡胶圈、钢套环等组成。2〕璃钢夹砂顶管制作工艺流程制作内衬 玻璃纤维缠绕层 管身夹砂层 管头管尾铺设层 玻璃纤维缠绕层 固化 切削 脱模1管头管尾修整 管头套钢套环 管头套密封橡胶圈1顶管时钢套环套入管尾顶管设备安装导轨安装及允许偏差：导轨应选用钢质材料制作，其安装应符合以下规定：两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度全都；导轨安装的允许偏差为：轴线位置：3mm ；顶面高程：0～＋3mm；两轨内距：±2mm安装后的导轨应结实,不得在使用中产生位移,并应常常检查校核。千斤顶、油泵安装及操作要点：千斤顶的安装应符合以下规定：线对称外，其提高的置，一般位于管子总高1/3处。假设h值过大则促使管节愈顶愈低。见以下图：千斤顶合力作用点布置图 当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且其规格宜一样；当规格不同千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的掌握系统。油泵安装和运转应符合以下规定：油泵宜设置在千斤顶四周，油管应顺直、转角少；油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵。油泵安装完毕，应进展试运转；顶进开头时，应缓慢进展，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；理前方可连续顶进；千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。顶铁分为：横铁；2〕顺铁；3〕U形或环形顶铁。为防止顶铁受力不均匀发生事故〔习惯称为“崩铁，应在顶铁上设锁定装置。顶铁安装与使用规定如下：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；更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁；顶铁拼装后应锁定；顶铁的允许联接长度，应依据顶铁的截面尺寸确定。当承受截面为20cmx30cm1.5m;双行使2.5m,且应在中间加横向顶铁相联；顶铁与管口之间应承受缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加U形或环形顶铁；顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观看顶铁有无特别迹象。起重设备下管的规定：正式作业前应试吊。吊离地面10cm左右时，检查重物捆扎状况和制动性能，确认安全前方可起吊；下管时工作坑内严禁站人。当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可近前工作；严禁超负荷吊装。顶进开头顶进应具备的条件和工具管初期顶进的允许偏差：开头顶进前应检查以下内容，确认条件具备时方可开头顶进。全部设备经过检查并经过试运转。工龄管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合设计要求。防止流淌性土或地下水由洞口进入工作坑的措施；开启密封门的措施。承受钢板桩支撑时，可拔起或切割钢板桩露出洞口，并实行措施防止洞口上方的钢板桩下落；承受沉井时，应先撤除内侧的临时封门，再撤除井壁外侧的封板或其它封填措施；在不稳定土层中顶管时，封门撤除后应将工龄管马上顶入土层。3)工龄管开头顶进口5－10m的范围内，允许偏差为：轴线位置3mm,0－＋3mm。当超过时实行措施订正。手工掘进顶管法定。A：挖土挨次的规定：自上而下分层开挖。B：本工程的土质的内聚力设计参数为0，因此一般不允许超挖。打算是否可以超挖，其原则是以不消灭塌方为前提。C100mm以顶进，排解顶管前端异物前方可连续进展顶进。停顿顶管的条件：管道顶进应连续作业。管道顶进过程中，遇以下状况时，应暂停顶进，并应准时处理。工具管前方遇到障碍〔如大石块后背墙变形严峻；顶铁发生扭曲现象；顶力特别增大；管位偏差过大且校正无效；顶力超过管端的允许顶力；油泵、油路发生特别现象；当管道停顿顶进时，应实行防止管前塌方的措施穿越铁路、大路的规定顶管穿过铁路大路时要求符合铁路部门、大路部门对顶管的有关规定。测量

测量上。一般在工具管刚进入土层时，每顶进30cm，测量不少于１次，进入正常作业后，每顶进100cm测量不少于１次，每次测量都以测线位置和高程；有错口时，应测出相对高差；动测量：用垂球测量。质量良好，没有偏差。对顶管测量规定如下：设在不易扰动、视线清楚、便利校核、易于保护处。量结果分析偏差产生的缘由和进展趋势，确定纠偏的措施。测量记录应完整、清楚。3：顶进记录道所处环境，管道材料、管径、土层土类性质，掩盖土层厚度等外，主要应包括顶力及顶进长度的关系，消灭的偏差和纠偏的方法效果，一班顺当顶进。纠偏摩擦力不均和千斤顶顶力的微小偏心等都可能导致工具管前进的方工偏差超过允许值。顶进中纠偏；应承受小角度渐渐纠偏；纠偏方法：1、 土校正法〔校正误差范围一般不要大于10－20mm。多用于粘土或地下水位以上的砂土中〕2、 制校正法〔偏差大于20mm时，可用圆木或方木顶在管子偏离中心的一侧管壁上，另一端装在垫有钢板或木板的管前土壤上，支架稳固后