顶管范文10篇

时间:2023-04-03 00:59:34

顶管范文篇1

***,1949年出生,市政分公司顶管项目部项目副经理,这个有着30多年施工经验的老党员,把自己的青春和智慧都奉献在给排水事业上,先后在******污水处理厂污水收集管网顶管、菏泽顶管、南京江浦污水收集管道、***落步嘴污水管网等工程施工一线负责顶管施工生产工作,取得了骄人的成绩。

2007年元月,***主要负责***市***污水处理厂污水收集管网工程的顶管施工,该工程为d2000的钢筋砼顶管,共计400米。此项工程不仅管径大,且要穿越两个厂区,一处民房,一条公路,复土深度不足4米,施工难度很大,且面临着征地拆迁非常困难的现象。由于征地拆迁迟迟无法完成,造成工期的压力很大。为了在工期内完成施工任务,提高企业的信誉,他会同施工技术人员对顶进中的顶力进行精心计算,最后决定把400米顶管由两个顶段改为一个顶段,减少一个工作井,避免工作井用地征地拆迁延误工期,但同时也增加了施工的难度。长距离大管径顶管对于顶管施工来说是一个较大的挑战,不能出一点差错,一旦在顶进过程中出现问题,将会直接导致管道抱死的后果,而且顶力和顶进方向很难控制准确。***深知这一仗对我们项目部的重要性,丝毫不敢马虎,在施工过程中,启用了中继站。他每天都紧盯施工现场,严格控制土压和顶进方向,控制注浆压力,注浆量,工作时间每天都在十个小时以上。为了不担误工期,他春节没有回家休息。看到已经58岁的他如此拼命忙碌,项目人员深受感动,主动地加班加点。在他和大家的努力下,施工连续顶进400米顶力没有超过600吨,工程质量全部符合规范要求,受到业主监理的一致好评,增强了公司在***建筑市场上的信誉度。

***在公司顶管施工方面一直享有“顶管专家”之称,多次解决顶管施工难题。今年4月份,项目部安排他协助荷泽项目部进行dn2000钢管顶管施工,该顶段长90米,还将穿越河道、公路,施工难度很大。在施工中,他精益求精,严格要求轨道安装高精度,出洞时采用井外钢板桩防护。因河底复土浅,过河时,采用人工掘进。为了防止河水进入管道内,造成安全事故,他组织相关人员研究网讨论,根据地质情况(在粉土层施工含水量较小),决定采用半闷顶施工,管内保持4-5米的土不顶,改变复土厚度,增加河底土压力,达到控制路面沉降的效果。在荷泽项目部dn2000钢管开挖管道穿越高速公路铺设施工中,由于施工面的高度不足4.5米,长度26米,开挖深度直接影响高速公路的行车安全,起重设备不能有效发挥作用,他认真研究出切实可行的拖管施工方案,快速通过高速公路出洞,得到业主监理的好评。

南京江浦污水收集管道工程共分为三个标段,各家施工单位都摩拳擦掌,准备打上一个漂亮战,因为这关系到后期投标工程花落谁家。项目部深知其中的利害关系,工程伊始就安排***负责南京江浦顶管工程。在施工中,他严网格控制工程质量,严格工序检验制度,对钢筋绑扎、模板支护等工序、重点环节都进行认真检查,并加强工点旁站管理制度,保证了施工的安全和质量。工地沉井施工在芝麻河边,施工土层为粉土,含水量大,地下水位较高,他根据现场情况采取带水下沉和带水封底,成功进行了沉井下沉施工,经检测,每一座沉井都符合设计要求。顶进中,严格控制顶进方向、顶力,减少摩擦阻力。自2007年10月24日开顶,现已完成4段共计1160米,顶进偏差全部在允许范围之内。工程进度、质量都远远超过了其他标段,显示出了中铁四局大型企业的雄厚实力和企业员工的高素质高水平。

随着南京工程进入收尾阶段,***又辗转来到***落步嘴管网工程中展开他的新一轮工作,在工地施工一线抛洒着自己的每一滴汗水,贡献着自己的每一份力量。看着他忙碌的身影,项目部的员工都默默的把他当作自己心中的楷模。

顶管范文篇2

福建省莆田金钟水利枢纽引水配套工程是将莆田仙游西北部金钟水库及双溪口水库水源引向莆田市东南部及仙游县中南部水资源短缺地区的调水工程,设计现状年采用2007年,设计水平年为2015年,规划水平年为2025年,引水规模为36.37t/d,受益人口109.55万人。本工程线路起点位于金钟引水隧洞在宝峰的出口,横穿木兰溪溪底140m,输水干管沿仙港大道埋设12.94km管道;妈祖支线沿仙港大道、滨海大道及城港大道布置到妈祖对台贸易城,布置长度51.41km(管径1.4m,输水流量1.73~2.95m3/s)。本工程总输水长度89.10km。

2顶管工程情况

(1)本顶管工程位于福建省莆田市仙游县枫亭镇辉煌村,平面布置桩号为ZMG0+900~ZMG1+014.7管段,横穿福泉高速公路。主要设置:工作井、接收井。钢管外径1.82m、壁厚0.02m;顶管长度,按114.7m设计。工程包括1个工作井和1个接收井,均采用矩形形状,工作井基础及周围采用水泥搅拌桩加固处理。(2)顶管管道采用φ1820mm×20mm的钢管管道,套管采用φ1420mm×16mm的钢管管道,设计坡度i=0.0097,顶进钢管每节长度3.0m,管节之间安装按设计要求采用K型坡口双面焊接,管尾端应为平口。

3顶管的工作井及接收井施工

顶管的工作井及接收井为沉井桩号ZMG0+900、ZMG1+014.7,采用C25钢筋混凝土井,钢筋为Ⅱ级,混凝土保护层厚度为井壁30mm,底板40mm,钢筋遇孔洞处自行切断。井壁内采用防水砂浆(1∶2水泥砂浆掺水泥重量的5%的防水剂),抹面厚20mm。本标段ZMG2+100-ZMG2+192管段,镇墩,顶管工作井ZMG1+014.7基础、顶背承载不满足要求,采用深层水泥搅拌桩进行加固处理,工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。顶进施工测量前应对井内的测量控制基准点进行复核。顶管主推设备选用150t×4液压千斤顶,为四油缸千斤顶,并设8个纠偏液压千斤顶,均匀布置。

4顶管施工

4.1铺设导轨

导轨是顶管的支撑结构,根据顶节长度和主推装置行程,选用导轨长度为7m,由I20钢制作,与预埋于混凝土底板的钢支墩焊接。

4.2安装靠背

沉井设计时,已考虑了顶管的工况,因此,靠背只须起防局部破坏作用即可。用10mm厚钢制作,板尺寸为5m×5m。在钢板和井壁之间设置30cm(C30素混凝土),防止混凝土局部压坏或开裂。

4.3安装千斤顶

4台千斤顶通过油缸支架固定在导轨上,对称分布在钢管截面处,油缸中心落在钢管管壁环向中线上,并连接顶铁和套环。

4.4安装顶管、工具管和出碴平台

在顶管底高程采用20厘工字钢和8厘钢板,架设1.5m×1.5m作为钢管就位和出碴平台,在井壁前设0.5m×1m有盖板活动仓作为钢管底部焊接基坑。利用吊机将4m长DN1800钢钢管吊放在工作平台上。与已顶进钢管焊接,再安装DN1800直径的钢制工具管即可进行管道顶进。

4.5顶进

顶管及工具管就位后,首先割开顶管预留孔的钢板,观察预留口的土层地质情况,如遇高塑性土层,立即采用注浆等措施进行土层超前加固。在顶进过程中,利用在后背墙上悬挂激光照准仪,作为日常轴线测量控制的主要措施。激光照准仪的激光束直接投射进顶管工作面,工作面上再利用垂球画出顶管中线。由于在施工过程中,沉井很可能产生位移,再加上一些人为因素的影响,造成激光照准仪偏向,所以在顶进过程中需经常对激光照准仪进行校正。再就是每顶进30cm左右,利用高进度水准仪进行1次顶管标高的复核。钢管顶进过程中的轴线控制测量,每顶进1m至少测量1次以上,或每台班至少1次,以便及时发现顶管的偏差,通知顶管作业人员进行纠偏。由工作井向接收井方向进行,将DN1800钢管挤压顶进,采用挤压式管道顶进作业施工。开始顶进时,开动千斤顶,活塞伸出一个行程,将管子推进一段距离,此时应细心观察钢管轴线是否正确。待千斤顶活塞完全伸出,操纵油缸进油控制阀,使活塞回缩,安装顶铁后继续顶进,直到管端与千斤顶之间可以放下一节顶管为止。顶进中注意观察油泵压力的变化,如出现异常变化(如突然升高或突然减少),立即停止顶进,待查明原因和采取相应措施后,方可继续顶进。顶管顶进时注意要力求连续作业,减少不必要的停歇。工程实践证明,在黏土层中顶进中断后,重新起顶时,顶力会比中断前增加50%~100%;但在饱和沙土中,重新起顶顶力比中断前顶力小,频繁中断会令顶力反复大幅波动。

4.6钢管焊接

当顶进一节钢管后,卸下顶铁,下管就位,安排3~4名焊工焊接钢管。焊工均要求有相应的专业资质。钢管在焊接完成后,根据设计要求进行焊缝质量检查,只有焊缝符合质量要求后,才转入焊缝铲平和内外壁防腐工序。

4.7出土方案

由于防止地面的沉降要求比较严格,故此不采用超前挖土法,采用人工法挖土,遇石方采用人工解石法将固石破碎取出,利用顶力将工具管尽量顶入土体。人工在管中出土,只挖除管内已被钢管切出的土体,且出土工作面离工具管端面保持一定的距离,防止管前塌方。出土采用人工挖装土体,并利用经改装的手推车运到顶管工作坑,再由吊车吊到地面,由汽车运走。

5施工过程中的控制措施

5.1顶进过程中的测量及控制管轴线复核

在顶进过程中,利用在后背墙上悬挂激光照准仪,作为日常轴线测量控制的主要措施。激光照准仪的激光束直接投射进顶管工作面,工作面上再利用垂球画出顶管中线。由于施工过程中,沉井很可能产生位移,再加上一些人为因素的影响,造成激光照准仪偏向,所以,在顶进过程中需经常对激光照准仪进行校正。另外,每顶进30cm左右,利用高进度水准仪进行一次顶管标高的复核。钢管顶进过程中的轴线控制测量,每顶进1m至少测量1次以上,或每台班至少1次,以便及时发现顶管的偏差,通知顶管作业人员进行纠偏。

5.2地面沉降观测

在顶管通过的线路设置观测点,一般是每隔2m设置1个,在主要建筑物,须在路肩、路中分别设置观测点。观测时,采用精密水准仪测量测点标高,跟上次测量的标高相比较,计算沉降量,并绘出沉降曲线,分析地面沉降的趋势。一旦发现出现异常沉降,立即停止顶管施工,查明原因并采取有效措施进行处理。

5.3纠偏措施

当测量发现顶管出现偏移时,暂时停止顶进,操纵工具管千斤顶,使偏斜一侧的千斤顶伸出,应及时纠偏。采用小角度纠偏方式,产生一个偏移量,然后继续顶进,并加大测量控制的频率,待钢管回复正常位置时,将伸出的纠偏千斤顶回缩,恢复常态,纠偏完成。由于顶管将穿越厚层淤泥层,其承载力较低,顶管在通过该地层段时容易造成钢管下沉。但由于钢管为薄壁结构,自重不大,为防止下沉提供了有利条件,如土层情况十分不利,则采取提前灌注水泥浆的办法加固,加大土层的承载力。同时,在顶进过程中,按照“勤测微纠少纠”的原则,控制顶管机前进的方向和姿态,通过淤泥土层。

5.4遇淤泥及流沙层的措施

当在顶进过程中遇淤泥及流沙土层时,采取网格挤压法顶进。即在工具管内加装一个由10mm厚、500mm宽钢板焊接而成、呈网状的栅格,网格尺寸60cm×60cm。钢管顶进时,将该网格顶进淤泥层中,对周围土体产生挤压,令其稳定,降低其流动性,再用人工掏出网格内土体,实现出泥,然后继续顶进。对采用网格挤压法顶进效果不奏效时,采用进行超前灌注水泥浆的办法,提前固结土层再顶进。

5.5管内通风

顶管范文篇3

2007年元月,××*主要负责××*市××*污水处理厂污水收集管网工程的顶管施工,该工程为d2000的钢筋砼顶管,共计400米。此项工程不仅管径大,且要穿越两个厂区,一处民房,一条公路,复土深度不足4米,施工难度很大,且面临着征地拆迁非常困难的现象。由于征地拆迁迟迟无法完成,造成工期的压力很大。为了在工期内完成施工任务,提高企业的信誉,他会同施工技术人员对顶进中的顶力进行精心计算,最后决定把400米顶管由两个顶段改为一个顶段,减少一个工作井,避免工作井用地征地拆迁延误工期,但同时也增加了施工的难度。长距离大管径顶管对于顶管施工来说是一个较大的挑战,不能出一点差错,一旦在顶进过程中出现问题,将会直接导致管道抱死的后果,而且顶力和顶进方向很难控制准确。××*深知这一仗对我们项目部的重要性,丝毫不敢马虎,在施工过程中,启用了中继站。他每天都紧盯施工现场,严格控制土压和顶进方向,控制注浆压力,注浆量,工作时间每天都在十个小时以上。为了不担误工期,他春节没有回家休息。看到已经58岁的他如此拼命忙碌,项目人员深受感动,主动地加班加点。在他和大家的努力下,施工连续顶进400米顶力没有超过600吨,工程质量全部符合规范要求,受到业主监理的一致好评,增强了公司在××*建筑市场上的信誉度。

××*在公司顶管施工方面一直享有“顶管专家”之称,多次解决顶管施工难题。今年4月份,项目部安排他协助荷泽项目部进行dn2000钢管顶管施工,该顶段长90米,还将穿越河道、公路,施工难度很大。在施工中,他精益求精,严格要求轨道安装高精度,出洞时采用井外钢板桩防护。因河底复土浅,过河时,采用人工掘进。为了防止河水进入管道内,造成安全事故,他组织相关人员研究网讨论,根据地质情况(在粉土层施工含水量较小),决定采用半闷顶施工,管内保持4-5米的土不顶,改变复土厚度,增加河底土压力,达到控制路面沉降的效果。在荷泽项目部dn2000钢管开挖管道穿越高速公路铺设施工中,由于施工面的高度不足4.5米,长度26米,开挖深度直接影响高速公路的行车安全,起重设备不能有效发挥作用,他认真研究出切实可行的拖管施工方案,快速通过高速公路出洞,得到业主监理的好评。

南京江浦污水收集管道工程共分为三个标段,各家施工单位都摩拳擦掌,准备打上一个漂亮战,因为这关系到后期投标工程花落谁家。项目部深知其中的利害关系,工程伊始就安排××*负责南京江浦顶管工程。在施工中,他严网格控制工程质量,严格工序检验制度,对钢筋绑扎、模板支护等工序、重点环节都进行认真检查,并加强工点旁站管理制度,保证了施工的安全和质量。工地沉井施工在芝麻河边,施工土层为粉土,含水量大,地下水位较高,他根据现场情况采取带水下沉和带水封底,成功进行了沉井下沉施工,经检测,每一座沉井都符合设计要求。顶进中,严格控制顶进方向、顶力,减少摩擦阻力。自2007年10月24日开顶,现已完成4段共计1160米,顶进偏差全部在允许范围之内。工程进度、质量都远远超过了其他标段,显示出了中铁四局大型企业的雄厚实力和企业员工的高素质高水平。

随着南京工程进入收尾阶段,××*又辗转来到××*落步嘴管网工程中展开他的新一轮工作,在工地施工一线抛洒着自己的每一滴汗水,贡献着自己的每一份力量。看着他忙碌的身影,项目部的员工都默默的把他当作自己心中的楷模。

顶管范文篇4

顶管工程设计的要点

一般使用厚1.5mm的冷扎钢板制作而成,在钢筒的两端由钢制承口环和插口环做成的采用双胶圈的接口,这种接口大大提高了管道的密封性,并且也便于安装,使用也较为简单。这种钢筒主要是隔断输送水外渗的通道,形成了一个抗渗带;对于钢筋骨架网来说,在钢筒的内侧,使用电焊仪器焊接单层钢筋网,实现钢筒内侧混凝土能够与钢筒内壁结合,完成工程所需要的封闭式结构。在钢筒的内侧和外面浇注大量的混凝土,使其形成管体,让钢筒和钢筋骨架笼深埋在混凝土中,实现混凝对钢材结构的保护作用,减少外界的腐蚀以维护工程质量。土压平衡顶管工法是在水利建设的过程中巧用土压平衡式顶管掘进机进行地下顶进施工时,使用既定的科学技术和科学手段,采取有效的措施实现在顶管过程中不出现过分挖掘土方或者欠挖土方的现象,对周围土质和环境不会造成过大的影响和破坏,而施工过程取走的只是顶入管子的土方部分。在具体的顶管机工作中,根据施工地域地层的特质和性能,通过向刀盘正面和土仓内加入适当的水源、粘土浆、泥浆等材料,这样做的目的就是克服难以施工的硬黏土、砂土,改变自身的性能,具有较大的流动性和可塑性,以便土压平衡顶管机的顺利使用,达到既定的工程施工建设目标。工作坑主要是用来在施工中确保工程结构的稳定性,提高作业的安全系数,能最大化地满足施工中各类设备的安装和拆卸,做到满足千斤顶最大作用力的需要。工作坑建设一般由工程建设的测量人员放出井位中心线及工作坑外型尺寸线,即可开挖工作坑,顶管工作坑采用的是双向顶进,井中心处在两管中心线交点位置,最大化地满足工程建设的需要。

顶管施工技术

顶管技术一般包括两大类,即多管节和单管节。对于顶进管中的多管节一般都是常用的钢筋混凝土管。产品按管子接口型式分为P、Q、S和G4种类型,管节长度在2~3m之间,必须采用可靠的管接口,并且在施工时和施工结束后都不会渗漏,包装一般采用草绳或软织物包扎管子两端,避免不必要的碰撞;其运输,要轻取轻松,避免不必要的碰瓷;管子要按照一定的规格顺序批堆放,堆放的地势要平坦,最好不要有沟壑,堆放层数要按照所处的环境而定。在工作井和接受井施工完成以后,按照工作井穿墙孔和接受井收孔的真实坐标测量放线,定出管道顶进轴线并将其投放到工作井的测量平台上和井壁上。施工中要在工作井的四周铺设测量控制网,铺设完成后要定时定点的进行检查和复核。同时,采用高精度水准仪将提供的水准点引进工作井的接受井内,并在沉降区外设置水准后视点,以便校核井内水准点。测量采用t2经纬仪将顶管轴线放入工作井内,井内安放仪器的测量点设置在预先设置的预埋铁件上;穿墙孔的后视标记与仪器测点之间所造成的顶管后视线与顶管实际轴线的偏差应在0.2mm之内;所引入井内的水准后视点的偏差小于0.5mm,在进入曲线段后,每节混凝土管曲线侧应有符合曲线半径的数值正确的开缝。这种情况下,要采用混凝土管进行及时的埋置并进行有效的固定,防止中继环顶进的曲线发生异常,造成形状的变化。(1)顶管施工技术有很多的优点,但操作不当也会造成地表的下沉,对经过回填土的地段,要采取措施进行加固处理。(2)对施工中出现的有毒气体,要加强监测力度,定时监测管内有毒气体含量,进行及时有效的通风,规避不必要的麻烦。(3)顶管施工技术在作业时具备一定探查前进路线近距离管线的能力,但为了安全作业,还必须采取有效措施提前查明地下的管线情况,做到不影响大众的正常生产和生活。

本文作者:唐福康工作单位:吉林省磐石市水利建筑工程处

顶管范文篇5

关键词:电力顶管,沉井,下穿高速公路

1概述

顶管施工技术是继盾构施工之后发展起来的一种非开挖技术,被广泛应用于穿越公路、铁路、河流、闹市区等不具备开挖条件的各种管道铺设,可有效降低综合成本、缩短施工工期、减少对环境及交通等的影响、提高工程施工的安全性,在市政地下管线中应用广泛。太原某110kV电缆线路工程,线路全长2.72km,与环城高速公路G2001交叉1次。经现场踏勘,G2001太原环城高速公路为双向六车道,穿越高速里程K6+000km处,东侧与本工程新建24孔电缆排管相接,西侧与已建市政隧道相接。整个线路位于城市规划区内,受路网规划及现有建筑的限制,施工场地紧张。经综合技术比较,该段下穿高速公路推荐采用内径2800mm顶管方案,长度110m。

2顶管工程

2.1顶管的特点

顶管施工属于非开挖施工技术,不需要进行大量的挖方作业,施工工作面较小,可在繁华市区内施工。顶管施工首先在两侧分别设顶进工作井、接收井。顶进工作井内安装后座墙、主千斤顶及铺设管道,作为顶管工作的主要工作空间。接收井主要用于工具机头设备的接收。工作原理是利用主顶油缸产生的推力,把工具管、管道和掘进机推向接收工作井,通过接收井的预留口穿出,形成电力管道(见图1)。

2.2顶管施工方法分类及其使用条件

2.2.1按管径大小分类1)大口径是指2000mm以上的顶管,人员能够自由通行。2)中口径是指1200mm~1800mm的顶管,人员能够半通行。3)小口径是指500mm~1000mm的顶管,这种管径的顶管人员无法通行。4)微型顶管口径很小,通常在400mm以下,最小的只有75mm。本工程顶管尺寸选型根据电力需求容量,选用内径2800mm,为大口径顶管。2.2.2开挖距离分类通常把顶进长度超过400m并设置中继间的顶管称为长距离顶管,小于400m的为普通顶管,超过1000m的为超长距离顶管。本工程顶管作业长度为110m,属于短距离顶管。

2.3顶管施工方法

顶管施工方法主要有:泥水平衡式、土压平衡式、挤压式和人工顶管。针对具体工程,不同地质条件及施工要求等,在确保质量及安全的条件下,选择合理的施工方法(见表1)。2.3.1泥水平衡式顶管以全断面切削土体,将适当压力的泥浆注入到装置隔板的密封舱内,在开挖土体表面形成一层致密的泥膜,利用泥水的压力来平衡周围土体压力及地下水压力,保证工作挖掘面的稳定性,泥水同时也作为输送弃土的介质的机械顶管施工方法。2.3.2土压平衡式顶管以切制轮开挖的流料作为支撑介质,刀盘通过旋转来开挖土层,挖下的土体流料经切制轮的开口,压入开挖腔内与塑性土浆混合,通过压力舱壁将推力传递到土浆上,以此来保护未开挖地层土体进入开挖腔内的机械顶管施工方法。2.3.3挤压式顶管在掘进机下部安装有螺旋输送装置,施工中将进入喇叭口形破碎室的泥土通过压力墙破碎,然后再通过砂石泵排出至地表。2.3.4人工顶管人工顶管是一种以人工作业为主的施工方法。在施工时,人通过借助辅助工具进行开挖作业及输送作业。常用的开挖类辅助工具有镐、锹以及冲击锤等,输送类辅助工具有传送带、手推车或轨道式的运输矿车等。2.4顶管机选型顶管机的结构形式的选择一般由土的稳定系数Nt的计算、对地面沉降的控制要求以及控制技术措施共同确定,其计算公式为:Nt=γ·h+qSu·n。其中,γ为土的重度;h为机头中心至地面的高度,m;q为地面荷载;n为折减系数,一般取1.0;Su为土的不排水抗剪强度。一般情况下:当Nt≥6,且地面沉降控制要求很高时,因正面土体流动性很大,需选用封闭式顶管机。当4<Nt<6,且地面沉降控制要求不是很高时,可考虑采用挤压式或网格式顶管机。当Nt≤4,且地面沉降控制要求不高时,可考虑采用手掘式顶管机。根据现场勘查以及以往施工经验,本工程对地面沉降量要求很高,故采用封闭式顶管机头,采用土压平衡式结合人工手掘式两种方法进行顶管作业。

3管材

3.1顶管管材的材料分类

按顶管管材的材料类型分为如下几类:1)钢筋混凝土管道;2)钢管,包括有缝钢管和无缝钢管;3)玻璃纤维加强管;4)球墨铸铁管道;5)陶土管;6)塑料管(PVC管);7)石棉水泥管道。

3.2管材选用

目前顶管法施工中使用最多的就是钢筋混凝土管。一般单根管节的长度不宜超过顶管机或微型隧道掘进机的机身长度,管道长度通常以2.0m~3.0m为宜。根据调查,目前太原地区生产的最大顶管内径3000mm,壁厚300mm,采用C40混凝土。单节长度2.5m,参考重量18.3t。根据国标,顶管分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级三种荷载级别。Ⅱ级管用于覆土小于6m时,Ⅲ级管用于6m~9m覆土。

3.3管道的许用顶力

结合本工程各项设计指标,顶管选用钢筋混凝土管。钢筋混凝土管道断面的允许顶力,对顶管顶进长度、成功与否起着决定性作用,管材本身强度、顶进作业时的加压方式、顶铁与管道端面的接触状态以及受力面积等因素均不同程度影响着管道的实际允许顶力。其中,[Fr]为管道许用顶力值,kN;σc为管体本身抗压强度,kN/m2;A为受压面积,m2;S为安全系数,一般取2.5~3.0。本工程采用2800mm钢筋混凝土管,管长度为2.0m,管壁厚为300mm,Ⅰ级荷载C50预制混凝土管道,管道端面垂直度的允许误差应不大于5mm,管道水平方向的偏差最大值应不大于10mm,管道外径的允许误差不大于12mm。

3.4接口形式

常用的顶管接口形式有平接口、企口、柔性接头钢承口、柔性接头双插口。本工程采用柔性接头钢承口。钢承口管接口形式又称为F型管接口,主要是在接口处设一个橡胶止水圈,材质采用遇水膨胀橡胶,在吸收水分以后体积会膨胀1倍~3倍,可有效防止钢套环与混凝土管结合面产生渗漏。

4顶进工作井设计

4.1管道顶部覆盖厚度

根据顶管的施工要求,以及参考《顶管施工技术及验收规范》(试行)、CECS246:2008给水排水工程顶管技术规程,管顶覆土层厚度宜大于管外径的1.5倍,并不小于3m。否则顶管时,顶管机头会向上漂移。本工程管道内径2800mm,壁厚300mm,覆土层厚度应不小于5100mm,根据地质资料及现场地形高差因素,最终高速公路路面到顶管顶部的距离确定为15m。

4.2地面沉降计算

本工程需穿越高速公路,在施工时应保证高速路面安全,应尽量减少施工对道路正常通行的影响,故需要对该处高速路面沉降量控制提出要求。目前,工程界常采用的理论主要为Peck提出的地面沉降槽理论。由于Peck假定施工引起的地面沉降是在不排水情况下发生的,所以地表沉降槽的体积应等于地层损失的体积,地面沉降可视土质情况、覆土深度、采用的掘进机类型、操作水平等因素而不同,并根据这个假定给出了地面沉降量的横向分布估算公式:其中,δx为x位置的地面沉降量,mm;δmax为管道轴线上方的最大地面沉降量,mm;x为离顶管轴线的水平距离,m;i为地面沉槽宽度系数;θ为土壤内摩擦角,本工程为22°;Vi为管道单位长度的土体损失量,m3/m;D为顶管外径,本工程为3.4m;η为土体损失百分率,本工程采用5%;H为顶管埋深,高速公路到顶管顶部的距离为15m。参考CECS246:2008给水排水工程顶管技术规程中规定,顶管造成的公路地面沉降应不大于20mm。经试算,路面沉降小于20mm则管覆土深度应不小于15m,故本工程顶管覆土按15m考虑,并采取相关技术措施控制路面沉降。

4.3工作井型式及尺寸确定

工作井坑形状一般有矩形、圆形、腰圆形、多边形等几种,其中矩形工作坑最为常见。本工程受地形限制,永临结合考虑后期做电缆井用,同时兼顾降低施工支模难度、减少工程量,选用矩形工作井坑(见图2)。1)矩形工作坑的底部尺寸参考下式确定:工作坑底部宽度:B=D1+S。其中,D1为顶管管道外径,本工程为3.4m;S为施工作业操作两侧预留宽度,一般取2.4m~3.2m,本工程取2.6m。综上,本工程顶进工作井宽度为6m。工作坑的底部长度:L=L1+L2+L3+L4+L5。其中,L1为顶管机机体长度,本工程为5m;L2为千斤顶长度,约为2.5m;L3为后座墙、顶铁、安装余度,约为1.5m。综上,本工程顶进工作井长度为9.0m。2)工作坑深度应符合下列公式要求:H1=h1+h2+h3。其中,H1为工作坑地面至坑底的深度,m;h1为地面至管道底部外缘的深度,覆土深度为1.5D=5m,顶管外径为3.4m,地面至管道底部外边缘的深度为8.37m,为满足公路地面沉降要求,最终确定顶管在高速公路下方的覆土厚度为15.0m,现施工地面顶管覆土厚度为10.5m,地面至管道底部外缘的深度为13.8m;h2为管道外缘底部至导轨底面的高度,取0.25m;h3为基础及其垫层的厚度(不应小于该处井室的基础及垫层厚度),取0.25m。综上,顶进工作井的深度为14.5m(如图3所示)。顶进工作井底部宽度为6.0m,长度为9m,深度为14.5m。接收井的尺寸根据实际地形,顶管在地下按水平顶进考虑,尺寸确定如下:a.底部宽度为5.5m(顶管机直径为3.4m,考虑施工余度2.1m);b.底部长度为6m(顶管机长度为5m,考虑1m的施工操作余度空间);c.深度为12.0m。

4.4顶进工作井及接收井开挖方式选择

本工程受场地限制,顶进工作井位于东环高速与道路之间,宽约30m;接收井位于东环高速与市政公路之间,宽约25m,均不满足放坡开挖条件。同时顶进工作井及接收井较深,为了确保房屋及公路的安全,开挖需采取支护措施,考虑本期顶管施工和后期用作电缆竖井,采用沉井法修筑工作井坑。

4.5地质条件

1)穿越高速公路地下廊道岩土工程地质条件。线路管道穿越既有东环高速公路工程,穿越段管道长度约为110.0m,管道材质为钢筋混凝土预制管,高速路面较两侧井位处地面高5m~8m,地质勘探场地位于两侧工作井,故提出工作井处地层深度20m以内的地基土地层参数,自上而下划分为三大层,分别为①层杂填土、②层(黄土)粉土、③层粉土层。2)穿越高速公路天然地基土抗剪强度标准值与建议值(见表2)。3)场地稳定性、适宜性评价。据本次勘察结果及区域地质资料,穿越地段场地属稳定场地,未发现不良地质作用。可在②层,③层黄土状粉土中进行此次穿越。本次勘探深度范围(20m)内未揭露地下水,结合区域地质地貌资料进行综合分析,可不考虑地下水对本工程的影响。

4.6沉井

沉井是由侧壁、刃脚、内壁(隔墙)、竖向框架、底板、井盖等构成的。

5后座墙

5.1后座墙的重要性

后座墙主要在顶进管道时提供反作用力。在顶管施工过程中,后座墙不仅要求达到一定的强度,同时还要稳定,施工中一旦发生破坏,顶管施工就要停工,可见后座墙设计的重要性。

5.2后座墙设计要求

后座墙设计首先在强度上要满足设计顶进力作用下不被破坏,不变形,卸荷后能恢复原态并保证完整,其次应安装方便,便于施工,安装在垂直管道顶进轴线上,避免偏心受压,引起倾斜变形发生事故。

5.3后座墙形式

常用的后座墙一般有现浇混凝土式、装配式。本工程使用现场浇筑的混凝土后座墙。5.4后座墙反作用力的计算假设顶进作业时,作用在工作坑后的土体上的力是均匀的。一般为确保在顶进过程中后座的安全,后座能承受的反作用力或土抗力R应为总顶进力P的1.2倍~1.6倍。其中,R为总推力之反作用力,kN;α为系数,取1.5~2.5;B为后座墙的宽度,m;γ为土的容重,kN/m3;H为后座墙的高度,m;KP为被动土压系数,粉土取2.66;c为土的内聚力,kPa;h为地面到后座墙顶部土体的高度,m。本工程工作井采用沉井结构,为钢筋混凝土浇筑结构,故后座墙采用现浇混凝土形式,是比较理想的受力模型。根据顶进力的大小,对混凝土后座墙的弯拉区应设置网格钢筋,混凝土墙的一般厚度应根据管道直径大小确定,一般为0.8m~1.0m。混凝土的强度为C20以上,在达到其强度的80%以上时才可以承受顶进力。

6结语

顶管范文篇6

关键词:理论公式摩阻力

一、规范公式存在的问题

管道摩阻力的理论公式在许多文章和手册中都曾经出现过,后来集中反映在GB50268-97《给水排水管道工程施工及验收规范》中。规范的6.4.8条规定,顶管的顶力可按下式计算:

式中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(m);

H—管道顶部以上覆盖土层的厚度(m);

φ—管道所处土层的内摩擦角(°);

ω—管道单位长度的自重(kN/m),(笔者:应改为由自重产生的力);

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;

PF—顶进时,工具管的迎面阻力(kN)。

仅就管道摩擦力而言,上述公式可以简化。设p为单位长度管道的摩阻力,则:

这一公式引用了摩擦力的基本理论:摩擦阻力等于正压力乘摩擦系数。摩擦系数f采用已有的成果,所以问题的讨论重点转移到正压力的计算上来,式中的tg2(45°-φ/2)是主动土压力系数,用K1来表示:K1=tg2(45°-φ/2),代入上式得:

稍作变化,将上式改写如下:

此式的物理意义是:管道摩助力等于管顶土压力强度与水平管轴线处主动土压力强度之和的2倍,乘以管道直径,再乘以摩擦系数,另外再加上管道自重所产生的摩阻力。

上式中第1项是管顶土压力和管底地基应力引起的摩阻力,第2项是管道两侧主动土压力引起的摩阻力,计算时采用了每个方向上的单位土压力乘以管道外径D1作为正压力,这种计算方法即违背了摩擦力的基本理论,因为除管顶、管底和水平管轴线两侧共4处土压力以外,所有的土压力与管道表面不垂直,并非是正压力。

二、理论公式的推导

假设土压力表示方法适用于圆形管道,下面按摩阻力的基本理论来推导摩阻力的理论公式。

1.管顶土压力造成的正压力

管顶土压力强度q1是常量,并且有:q1=γH。

在角度为α的圆周上取一微面ds,对应ds的圆心角为dα。设作用于ds上的垂直土压力为dNV。则:

dNV=q1sinαds

设作用于ds上的正压力为dN。则:

dN=dNVsinα=q1sin2αds

因为:ds=D1/(2dα),所以:dN=D1/(2q1sin2αdα),对上式积分,得:

代入q1得:

N=πγHD1/4

2.管道右侧土压力造成的正压力

管道右侧土压力强度为q2,是变量,并且有:

q2=γ(H+D1/2-y)K1

因为:y=D1sinα/2

所以:q2=γ(H+D1/2-D1sinα/2)K1

同样在角度为α的圆周上取一微面ds,对应ds的圆心角为dα。设作用于ds上的水平土压力为dMH。则:dMH=q2cosαds

设作用于ds上的正压力为dM。则:dM=dMHcosα=q2cos2αds,代入q2得:

dM=γ(H+D1/2-D1sinα/2)K1cos2αds

因为:ds=D1dα/2,所以:

dM=γK1D1(H+D1/2-D1sinα/2)cos2dα/2

对上式积分,得:

3.管道四周土压力造成的总正压力

可知,作用于管道四周的土压力上下、左右都是对称的,所以作用于管道四周土压力的正压力之和Q为:

由此可知外力引起的圆形管道单位长度摩阻力应为:

p=f(Q+ω)

代入上式的Q得圆形管道单位长度摩阻力计算式的修正式:

稍作变化,将上式改写成如下:

此式的物理意义是:管道摩阻力等于管顶土压力强度与水平管轴线处主动土压力强度之和的π/2倍,乘以管道直径,再乘以摩擦系数,另外再加上管道自重所产生的摩阻力。

上式与规范公式相比,仅在于2与π/2的区别,也就是说,规范公式中的由土压力产生的摩阻力部分的计算结果比修正后的摩阻力公式计算结果大27.3%。

三、圆形管道上的土压力

圆形管道上的土压力究竟如何分布?土压力是否适用于圆形管道?仔细分析后,土压力分布尚存在以下问题:

1.管道上部土压力强度不是常量。管道上部的土压力只有在管顶一点上强度是γH,其余各点均大于γH。A点上的覆盖层厚度与B点相同。也就是说,在不计管道自重的情况下,管道下部的地基反力与管道上部土压力相等。所以管底的地基应力的强度也不是常量。

2.管道侧向土压力并非呈梯形分布。因为某点的侧向土压力应等于该点的垂直土压力乘以主动土压力系数。既然B点的垂直方向土压力与A点相等,那么B点的主动土压力也应与A点相等。也就是说管道下部的侧向主动土压力应与管道上部对称。

下面进一步推导作用于圆形管道上的土压力公式,并假定:(1)土压力只有正值,没有负值;(2)地基反力纳入土压力范畴。

管道上部土压力q1的分布关系式如下:

当α=0~π时

q1=γ(H+D1/2-D1sinα/2)

当α=π~2π时

q1=γ(H+D1/2+D1sinα/2)

管道侧向土压力q2的分布关系式如下:

当α=0~π

q2=γK1(H+D1/2-D1sinα/2)

当α=π~2π

q2=γK1(H+D1/2+D1sinα/2)

上述公式可以合拼如下:

根据土压力分布图,下面推导圆形管道摩阻力计算的理论公式。

1.管顶土压力造成的正压力

因垂直土压力上下对称,左右也对称,现仅对α=0~π/2部份积分。

在角度为α的圆周上取一微面ds,对应ds的圆心角为dα。设作用于ds上的垂直土压力为dNV,则:

dNV=q1sinαds

设作用于ds上的正压力为dN,则:

dN=dNVsinα=q1sin2αds

因为ds=D1/2dα,所以dN=D1q1sin2αdα/2,代入q1=γ(H+D1/2-D1sinα/2),得:

对上式积分得:

2.管道侧向土压力造成的正压力

因水平土压力左右对称,上下也对称,现仅对α=0~π/2部分积分。

同样在角度为α的圆周上取一微面ds,对应ds的圆心角为dα。设作用于ds上的水平上压力为dMH,则:dMH=q2cosαds。

设作用于ds上的正压力为dM,则:dM=dMHcosα=q2cos2αds,代入q2得:dM=γK1(H+D1/2-D1sinα/2)cos2αds;因为:ds=D1dα/2,所以:

对上式积分,得:

3.管道四周土压力造成的总正压力

作用于管道四周的土压力上下、左右都是对称的,所以作用于管道四周土压力的正压力之和Q为:

由此可知外力引起的圆形管道单位长度摩阻力计算式应修正为:

p=f(Q+ω)

代入上式的Q得

此式的物理意义:管道摩阻力等于水平管轴线处土压力强度与主动土压力强度之和的π/2倍,减去一个与埋深无关的管道特性项,再乘以管道直径和摩擦系数,另外再加上管道自重所产生的摩阻力。

现在可以例出修正后的顶管的顶力计算公式:

建议规范的6.4.8条采用此公式(跳转至卷首)

四、圆形管道上的正压力分布

作用于管道上的土压力一般用垂直压力和侧向压力分别表示。但亦可用法向土压力q表示。有时用法向土压力表示使用起来更加方便。

dN=q1sin2αdsdM=q2cos2αds

因为:qds=dN+dM=(q1sin2α+cos2α)ds,所以:q=q1sin2α+q2cos2α,代入q1和q2的表达式为:

此式的物理意义是:圆形管道上任何一点的土压力等于该点的垂直土压力乘以一个不大于1的与角度有关的系数。这一论点将涉及现行地下管道的结构计算,并能减少管道结构强度的投入。

五、矩形断面管道的摩阻力计算

如果管道的断面是矩形,其摩阻如何计算呢?

现再看土压力形状,如果是矩形断面,则土压力全部与矩形断面管道的表面垂直。所以这一公式就是矩形断面管道的摩阻力计算公式。

单位长度矩形断面管道的摩阻力计算公式:

式中符号与前面相同。

上式的物理意义是:矩形管道摩阻力等于管顶土压力强度与侧向主动土压力强度平均值之和的2倍,乘以边长,再乘以摩擦系数,另外再加上管道自重所产生的摩阻力。

六、结论

1.《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97之6.4.8条规定的管道摩阻力计算公式不适用于圆形断面的管道。规范公式中的由土压力产生的摩阻力部分的计算结果比修正后的摩阻力公式计算结果大27.3%。但此公式适用于矩形断面管道的摩阻力计算。

2.作用于圆形管道上部的垂直土压力呈曲线分布,并非直线。两侧的主动土压力分布对称于水平管轴线,呈矩形加等腰三角形,并非梯形。

3.作用于圆形管道上的土压力可用单一的法向土压力来表示。法向土压力强度q按下式计算:

4.单位长度圆形管道的摩阻力理论公式应修正为:

此式的物理意义:管道摩阻力等于水平管轴线处垂直土压力强度与主动土压力强度之和的π/2倍,减去一个与埋深无关的管道特性项,再乘以管道直径和摩擦系数,另外再加上管道自重所产生的摩阻力。

5.顶管顶力的严格计算公式应为:

顶管范文篇7

1.1经调查分析研究及结合本公司在设备和施工及相关的技术能力,采用了密封泥水平衡式顶管工艺进行施工。

1.2泥水式平衡顶管机相比于土压式平衡顶管机,能有效平衡地下水、对付流沙和淤泥质地层。同时泥水式平衡顶管施工比土压式平衡顶管施工具有以下优点:①可连续顶进作业,施工速度快;②人员不用进入管道作业,安全性高;③在淤泥质和砂层中顶进,对地质环境影响小,能有效控制施工精度,而且成本低等。

1.3顶管施工主要设备该工程选取了GTNSΦ1500泥水平衡顶管机,50T吊机1台、25T吊机1台,后座泵站2套、整体式顶进构架2套、泥水处理系统2套、激光水准仪1台、全站仪1台、水准仪1台、经纬仪1台,另外还有通用设备电焊机、水泵等。

1.4顶管施工工艺流程施工前期准备→测量放样、复核→工作井施工→搅拌桩施工→工作井上下设备安装准备→工具头吊装下井、全套设备调试→工具头穿墙顶进→后续吊放管道→管道顶进、测量控制及纠偏→管道排泥和废泥浆外运→下一管节吊放就位→下段顶管顶进→管道贯通、回收工具头→闭水试验→竣工验收、清场。

1.5施工顺序顶管法施工采取先施工顶管工作井及接收井,后顶进管道,然后施工检查井的施工顺序。顶管工作井及接收井施工、管节制作、顶进施工、检查井施工尽可能平行交叉进行,以缩短工期。

2顶管工程力学参数确定

2.1顶力计算

本工程采用顶管总顶力计算的经验公式进行计算:

F=F0+F1

F0=αpeBC2π/4

F1=RSL

F0——初始顶力(kN)

F1——管壁摩擦力(kN)

α——综合系数,本工程取淤泥质土系数值1

pe——土仓的压力(kpa),pe=150kpa

BC=管外径(m),取2.238m

R——综合摩擦阻力(kpa),本工程取淤泥质土值2;

S——管外周长(m),=3.1415*2.238=7.03m;

L——推进长度(m),本工程考虑L=400m。

初始顶力:F0=1.5*150*2.2382*π/4=885kN

管壁摩擦力:F1=2*7.03*400=5624kN

总推力:F=885+5624=6509kN=651T

说明:以上的管壁摩擦力计算没有考虑触变泥浆减摩效果,施工是采用触变泥浆减摩,可以有效折减管壁摩阻力。

工具头正面泥水压力:F1=π×D2/4×P其中

F1——顶管泥水阻力(t)

D——顶管外径(m)

σ——顶管泥水最大压力(t/m2)

σ与土层密实度、土层含水量、地下水位状况有关。根据有关工程统计资料和本工程的分析,估算工具头正面泥水压力为50t/m2左右,F1=π×D2/4×P=π×2.2382/4×50=196T

管壁摩擦阻力:F2=S×L×f其中

S—顶管外周长(m)

L—最长一段顶管长度(m)

f—综合摩擦力系数(T/m2)

f与管道的埋设深度、土质、地下水位等因素有关。根据有关工程统计资料和本工程的分析,估算综合摩擦力系数f=1.3T/m2。F2=S×L×f=π×2.238×60×1.0=421T

在考虑一次顶进距离为60-70m时,顶管总阻力为以上阻力之和:F=F1+F2≈617t

根据该管径钢管的要求,其不能承受的以上顶力,顶力较大,需要增加中继环,顶进的后座采用4个200T的千斤顶,中继环采用10个30T千斤顶,共计300T。顶管中继环布置按照“工具头20m—中继环—后座60m”来布置。另外,顶管过程还要采用减阻措施,通常减少管壁摩擦阻力的措施有:管壁与泥土间压触变泥浆减阻(优质膨润土拌制而成),注浆需要管节间的密封良好,否则浆体会在管节间泄漏起不到应有的作用,减阻效果好时,f—综合摩擦力系数可以降低到0.3-0.8T/m2左右,将触变泥浆的减阻作为保险系数。

2.2管材受力计算钢管内径d=2220mm,厚度t=18mm,每节管长度6000mm,管的端头采用焊接接头。端面受力面积s=π×(2.238×2.238-2.22×2.22)/4=0.063m2

可承受的最大顶力为:F=s×5000T/m2/4=78.8T。

3各主要工序施工方法

3.1顶进前准备所有机械设备交班检查顶进前,机械工需要进行交接班手续,将记录的设备运转情况表交给下一个班组的机械工,并进行口头的设备运转状况交班,刚上班的机械工需要对控制台、各个泥浆泵、管道、测量系统、工具头等进行例行检查。

3.2工具头刀盘转动、开进出渣浆泵交班和例行检查完毕后,接通电源,将工具头的刀盘转动,当设备的参数稳定后,开进出渣浆泵,开始泥浆循环。

3.3调整进出渣浆泵流量达到平衡工具头的操作全部采用在管道外(工作井上)控制台控制,只需1个机手操作,可实现对工具头刀具的转动、纠偏控制、压力显示、时时监控(工具头安装了摄像头、控制台上安装了电视机)。顶进千斤顶,观察工作仓的土压力表,调节渣浆泵的流量达到工作仓的泥水平衡,其平衡的原理是,当进泥和吸泥泵稳定工作时,调节进泥和吸泥的泵量,使工作仓内应保持一定压力,仓内泥水压力应与地下水压力相平衡,泥水压力过大,地面隆起;泥水压力过小,地面沉陷,所以控制顶进与出泥的速度相当关键。

3.4泥水处理系统处理好砂土、装车、外运采用泥水平衡式工具头出土,需要在工具头中注入含有一定泥量的泥浆,通过大刀盘切削工具头前方的原状土,与注入的泥水搅拌,泥水通过吸泥泵排到地表泥水处理系统处理,泥浆可以反复循环使用,处理好的泥沙用泥浆车外运。

3.5测量工具头的偏位、作好记录、纠偏测量方法,在工作井后座位置设置测量机座,测量基座由地面引入地下,避免工作井的变形引起的误差,将全站仪放置在其上调平后,使全站仪发射的激光沿着顶进方向水平射出,打在工具头的测量靶位上,通过望远镜读出工具头的偏差。每隔0.5m记录一次。

3.61个行程顶完后,整体式顶进构架调节顶块当顶完1个行程后,停止顶进,调节整体式顶进构架顶块,可继续顶进下一个行程。

3.7触变泥浆系统顶进过程中,需要经常进行压触变泥浆工作,以减少顶进的阻力,触变泥浆系统由拌浆、注浆和管道三部分组成。拌浆是把注浆材料兑水以后再搅拌成所需的浆液(造浆后应静置24小时后方可使用)。注浆是通过注浆泵进行的,根据压力表和流量表,它可以控制注浆的压力(压力控制在水深的1.1~1.2倍)和注浆量(计量桶控制)。管道分总管和支管,总管安装在管道内一侧,支管则把总管内压送过来的浆液输送到每个注浆孔上去。注浆孔布置为:工具头后3节管各设一道、之后每间距5m设一道补浆孔(间隔2节砼管)。

注浆流程:造浆静置→注浆→顶管推进(注浆)→顶管停顶→停止注浆

3.8顶完一节管后,拆开各管路、钢管吊装、各管路安装顶完一节管后,拆开所有管线(电力电缆、信号线、油管、进出泥浆管、触变泥浆管),进行钢管吊装焊接后,安装好所有管线,继续顶进。

3.9其他附属施工方法①顶管工作面排水由工作面流向工作井集水坑,再用泵排出地面。②顶管内面无人,如果需要进去维修设备等,进管之前需要通风,采用压入强制性通风措施,用风机通过1.5英寸铁管向顶管工具头压风。③施工用电主干线采用380V三相五线制,接通地面、工作井、管道内、工具头、管道照明采用12-24V低压电源供电。

4总结

顶管范文篇8

本工程位于天津市北辰区北辰西道沿线,工程内容主要包括沿北辰西道自东向西新建一排d1000mm~d1200mm的污水重力流管道,总长约4.4km。北辰西道污水干管收水范围西起新京福路、京沪高铁、东至南曹铁路,北起七纬路、南至津霸线共计约14.7km2。收集污水主要包含生活污水和工业废水。根据现状调研情况可知,由于企业污水排放含有腐蚀性物质,导致现状钢筋混凝土管出现破损、渗漏现象严重。结合本工程实际情况,在管材选取上采用耐腐蚀性好的玻璃钢夹砂管。由于北辰西道为现状道路,两侧存在房屋、高压铁塔,同时管道沿线需要穿越京沪高铁、京福公路等重要节点,且管道埋深均在5m以上,因此本工程采用玻璃纤维增强塑料顶管全线顶管施工。管道施工段地层土质自上至下分别为素填土、粉土、黏土、粉质黏土,管道穿越的地层主要为黏土和粉质黏土。

2玻璃纤维增强塑料顶管管材结构参数计算

为保证全线玻璃纤维增强塑料顶管施工的安全性,施工前对管道的结构进行验算,通过验算得出安全可靠的管材数据,为后期实际施工做好有利的理论数据支撑。根据设计条件、GB/T21492—2008《玻璃纤维增强塑料顶管》及管材厂家提供管道试验参数,本工程设计确定的玻璃纤维增强塑料顶管管材在设计计算中所用的基本参数。

3管道接口构造设计

针对该工程的特点,对原玻璃钢夹砂顶管接口进行改造。管道采用承插口连接方式,管道承口是由钢套环经打磨除锈处理,涂刷一层树脂防腐,钢套环与管道接缝处用树脂腻子填补缝隙,外层用玻璃纤维和树脂糊制。在管道接口防水处理方面主要采用双胶圈连接、实木垫块、橡胶垫块3种物质对接口联合密封,起到防水保压的作用,保证管道接口处无渗漏。这种接口的主要特点有以下几点。

1)防渗性能好。通过楔形胶圈和球形胶圈的双胶圈使用,即使在有一定偏角的情况下仍能够很好地起到防渗的作用。

2)安装连接简单方便。多级台阶构造、承插口连接,使得现场施工易于操作。

4施工情况分析及注意事项

在本次施工中顶管最大一次性顶离达到120m(理论计算值100m),顶管单节长度为6m。施工中为保证安全性,采取注浆减阻措施,通过注浆处理后将管道外壁与土壤的平均摩擦阻力fk从4.5kN/m2降低至3.2kN/m2,进而更有效保证顶管的施工安全。通过良好的注浆处理增大管道的理论顶进距离,但是此方法有一定风险性,施工中实际顶进距离不宜超出理论计算一次顶进距离。通过本次玻璃纤维增强塑料顶管施工发现,由于顶管施工需要进行纠偏工作,而纠偏会导致管材管口承受力面减小,小管径玻璃钢夹砂管顶管的壁厚较小,所以在设计时应充分考虑纠偏影响,适当加大管道的壁厚,保证施工过程安全可靠;大管径玻璃钢夹砂顶管的壁厚较大,可以不考虑增加壁厚。本次施工中未发生由于纠偏导致管道破损情况,进一步证明管道设计参数满足施工要求。工程中顶管工作坑均采用沉井施工,并设置单排止水帷幕。避免明开挖基坑和降水对周边房屋、道路的不利影响。顶管施工完成后沉井基坑直接作为检查井使用,减少后期二次浇注检查井的工作,但是由于沉井施工的工作周期较长对本工程整体工期有一定影响。

5结语

顶管范文篇9

一、水利工程当中顶管技术的运用优势

(一)对施工成本的控制非常有利。伴随市场经济高速发展,国内水利工程相关建设之中资金整体投入逐渐增多,然而我国财政却并不宽裕。所以,水利施工必须注重成本节约,进而使水利工程整体效益有所提升。顶管技术在水利工程当中的运用实施之后,就不需要在城市地上进行挖掘,这样就省去了不少施工量,所以顶管技术能够对施工成本直接进行控制以及降低。(二)对降低附近居民生活的负面影响非常有利。在过去的水利工程之中,施工期间常常需要在地面上进行挖掘,这样一来,城市之中的水利工程存在很大施工量,施工技术过于落后,这给城市之中的基础建设造成很大影响。过去水利施工线路经过交通要道之时,如果直接进行挖掘会影响该地的交通秩序。但施工期间使用顶管技术之后,不仅不需要大规模的进行明面挖掘,施工期间还不用对交通进行封锁,也不用拆迁房屋。所以施工期间对城市之中的基础设施整体影响较小,能够降低施工压力[1]。(三)对生态环境保护非常有利。过去进行水利工程具体施工期间,普遍都需要进行大规模的挖掘,所以对城市整个生态环境造成严重影响。同时,明面挖掘和房屋拆迁都会产生很多建筑垃圾,进而给城市造成严重的固体污染。而顶管技术在施工期间进行应用之后,能够有效避免以上问题的出现,进而减少对城市现有生态环境的不良影响。

二、某一水利工程的顶管技术具体运用

2016年的设计运用案例:国内某县因为历史原因,有小溪流经县城,因为该地植被破坏严重,洪道淤塞,导致江水水位居高不下,而该县城地势较低,防洪设施尚不完善,导致该县洪涝灾害严重,对该地经济发展起到严重制约。2011年,该县防涝工程设计方案获得审批,在该地修建溢洪道以及土坝。该地溢洪道的初始设计方案是对溢洪箱涵进行深挖填埋,由于边坡具体稳定要求以及两侧已经建立了民房这两方面的矛盾,使得施工具有很大难度。经过多方面的协商,对原有的溢洪道的施工方案进行了调整,并且与工程布置、地质以及地形条件进行结合,给出两种变更方案,即顶管法对溢洪道进行施工;运用管棚法对溢洪隧道进行暗挖。(一)顶管法溢洪涵施工设计其实,顶管法是一种非开挖的施工方法,以设备形成的顶力为依靠,对管道与土壤间的摩擦力进行客服,把管道设计之中存在坡度顶入土中,而且运走取出的土。以主顶油缸以及管道间推力为依靠把管子顶到土层之中,把工具管与挖掘机推到坑内吊起,之后在二者之间埋设管道。顶管技术能够对管道埋设期间产生的道路堵塞以及城市破坏这些问题进行解决,所以在环保领域展现自身优势。针对城市施工来说,使用顶管技术非常必要,能够对城市环境加以保护以及优化。最近几年,人们都非常重视非开挖这项技术,其主要是经过少开挖或者不开挖的形式开展水利施工。而非开挖这项技术主要借助地下铺设管线这种方式完成工程施工。DN800至4500是一般顶管的直径,借助工作井把管子顶到土层之中,能够成功绕过地下管线以及障碍物。借助顶管技术,可以及时对地下管道进行延伸期间出现的一些偏差现象进行纠正,特别是大型管径和中型管径,通过这一技术不仅能够对当地环境加以保护,同时还能增长经济效益。所以,顶管技术可以减少对建筑物整体破坏性,减少环境污染,同时具有安全、省时以及造价低等优点[2]。根据顶管技术具有的以上特点,其通常能够用在地下设置的排水管道以及石油、天燃气的管道的施工之中。利用顶管技术,能够对施工费用进行降低,并且降低对交通与环境的影响,所以该技术有着一定经济以及社会效益。(二)管棚法+导管注浆加固暗挖形式施工溢隧洞利用管棚法进行施工,能够避免因为隧道开挖而造成的地表下沉和周围岩石松动等问题。所以,开挖之前,必须在断面的上半部分四周打入后壁钢管。如此能够在底层中对承载棚加以设置,进而对底层的承载力进行提供,对挖掘安全加以保证。管棚法普遍运用在软弱土层以及特殊困难之处,例如塌方体[3]。管棚有钢拱架与钢管组成。在管棚当中,钢管需要按照设计中具体规定进行加工以及开孔,同时在管内装一些水泥以及砂浆,进而对钢管刚度以及强度进行提升。在城市地下暗挖铁道的施工之中运用管棚法,在交通繁忙与高楼密集的区域,使用明挖法进行地下施工需要对大量房屋进行拆迁。但如今人们整体环保意识得到提升,并且国家逐渐提升对环保的关注程度,所以施工期间使用暗挖方案能起到环保效果。最近几年,管棚超前这种支护方法已经实现广泛运用,其能够在软弱岩石之中进行隧道挖掘,这一技术早期只是作为隧道施工期间的辅助技术,但由于该项技术具有的优势,以及环境保护以及城市建设的整体要求,其在隧道施工之中逐渐得到重用。而本工程经过方案对比的综合分析,尽管顶管法以及管棚法具有各自优势,然而在工程造价方面,管棚法比顶管法高出200多万,而且顶管法施工时间短,所以人们最后确定使用顶管施工这一技术方案。

综上可知,伴随城市水利这项工程之中顶管技术的大范围使用,使得水利工程整体社会效益以及经济效益有了很大提升。水利工程之中顶管技术有很多运用优势,如对施工成本的控制、对降低附近居民生活的负面影响以及对生态环境保护非常有利。但是,在对顶管技术进行运用之前,必须对该地地质进行仔细勘查,并且对设计方法进行对比,将施工期间安全管理和控制工作做好,保证水利施工之中顺利开展。

参考文献:

[1]王学军.顶管施工技术在水利建设工程的应用[J].建筑工程技术与设计,2014(18).

[2]黄孝涛.顶管技术在水利工程建设中的应用分析[J].引文版:工程技术,2015(15):208-208.

顶管范文篇10

××*,1949年出生,市政分公司顶管项目部项目副经理,这个有着30多年施工经验的老党员,把自己的青春和智慧都奉献在给排水事业上,先后在××××××污水处理厂污水收集管网顶管、菏泽顶管、南京江浦污水收集管道、××*落步嘴污水管网等工程施工一线负责顶管施工生产工作,取得了骄人的成绩。

**年元月,××*主要负责××*市××*污水处理厂污水收集管网工程的顶管施工,该工程为d2000的钢筋砼顶管,共计400米。此项工程不仅管径大,且要穿越两个厂区,一处民房,一条公路,复土深度不足4米,施工难度很大,且面临着征地拆迁非常困难的现象。由于征地拆迁迟迟无法完成,造成工期的压力很大。为了在工期内完成施工任务,提高企业的信誉,他会同施工技术人员对顶进中的顶力进行精心计算,最后决定把400米顶管由两个顶段改为一个顶段,减少一个工作井,避免工作井用地征地拆迁延误工期,但同时也增加了施工的难度。长距离大管径顶管对于顶管施工来说是一个较大的挑战,不能出一点差错,一旦在顶进过程中出现问题,将会直接导致管道抱死的后果,而且顶力和顶进方向很难控制准确。××*深知这一仗对我们项目部的重要性,丝毫不敢马虎,在施工过程中,启用了中继站。他每天都紧盯施工现场,严格控制土压和顶进方向,控制注浆压力,注浆量,工作时间每天都在十个小时以上。为了不担误工期,他春节没有回家休息。看到已经58岁的他如此拼命忙碌,项目人员深受感动,主动地加班加点。在他和大家的努力下,施工连续顶进400米顶力没有超过600吨,工程质量全部符合规范要求,受到业主监理的一致好评,增强了公司在××*建筑市场上的信誉度。

××*在公司顶管施工方面一直享有“顶管专家”之称,多次解决顶管施工难题。今年4月份,项目部安排他协助荷泽项目部进行dn2000钢管顶管施工,该顶段长90米,还将穿越河道、公路,施工难度很大。在施工中,他精益求精,严格要求轨道安装高精度,出洞时采用井外钢板桩防护。因河底复土浅,过河时,采用人工掘进。为了防止河水进入管道内,造成安全事故,他组织相关人员研究网讨论,根据地质情况(在粉土层施工含水量较小),决定采用半闷顶施工,管内保持4-5米的土不顶,改变复土厚度,增加河底土压力,达到控制路面沉降的效果。在荷泽项目部dn2000钢管开挖管道穿越高速公路铺设施工中,由于施工面的高度不足4.5米,长度26米,开挖深度直接影响高速公路的行车安全,起重设备不能有效发挥作用,他认真研究出切实可行的拖管施工方案,快速通过高速公路出洞,得到业主监理的好评。

南京江浦污水收集管道工程共分为三个标段,各家施工单位都摩拳擦掌,准备打上一个漂亮战,因为这关系到后期投标工程花落谁家。项目部深知其中的利害关系,工程伊始就安排××*负责南京江浦顶管工程。在施工中,他严网格控制工程质量,严格工序检验制度,对钢筋绑扎、模板支护等工序、重点环节都进行认真检查,并加强工点旁站管理制度,保证了施工的安全和质量。工地沉井施工在芝麻河边,施工土层为粉土,含水量大,地下水位较高,他根据现场情况采取带水下沉和带水封底,成功进行了沉井下沉施工,经检测,每一座沉井都符合设计要求。顶进中,严格控制顶进方向、顶力,减少摩擦阻力。自**年10月24日开顶,现已完成4段共计1160米,顶进偏差全部在允许范围之内。工程进度、质量都远远超过了其他标段,显示出了中铁四局大型企业的雄厚实力和企业员工的高素质高水平。

随着南京工程进入收尾阶段,××*又辗转来到××*落步嘴管网工程中展开他的新一轮工作,在工地施工一线抛洒着自己的每一滴汗水,贡献着自己的每一份力量。看着他忙碌的身影,项目部的员工都默默的把他当作自己心中的楷模。