顶管工程施工技术

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【摘 要】顶管施工是一种不开挖的管道埋设施工技术,能解决管道埋设施工中对城市建筑物的破坏和道路交通的堵塞的难题.本文以工程实例的形式阐述了顶管的施工技术,以起借鉴.

【关 键 词】顶管,工作井,接收井

1.工程概况

1.1工程概述

本顶管工程位于南宁市青秀区金苹果大道,工程穿越青环路,为d2600Ⅲ钢筋砼管,管深约10米,顶管长度40米.设置工作井和接收井各1个,采用人工掘进顶管施工.

1.2地质情况

地质勘察报告揭示：顶管穿越的土层为粉质粘土⑤.地下水位位于顶管土层以下.

2.总体施工顺序

放线→机械挖土至95.30m标高→工作井、接收井施工→顶管施工.

3.机械挖土

采用挖土机对工作井及接收井位置的土方开挖至95.30m标高,放坡坡度为1：1,表面采用100厚C20素砼浇筑,坑底整平后采用水泥砂浆找平.

4.工作井、接收井施工

工作井和接收井均采用沉井施工工艺施工,分二节制作,二次下沉,其施工顺序为：测量放线→搭设操作架→立井筒内模和支架→钢筋绑扎→立井筒外模和支架→浇捣井筒砼→砼养护及拆模→封砌排水管预留洞→拆除操作架、加固预留洞砌体→凿除垫层,挖土下沉→重复以上工作进行第二节沉井下沉至设计标高→工作井土体加强区灌浆→砌排水沟、集水井→浇筑钢筋砼底板→工作井安装导轨→导轨基础的浇筑.

4.1测量放线

采用全站仪和经纬仪将沉井的墙边线、预留洞位置线投放在水泥砂浆找平层上.

4.2搭设操作架

操作架采用钢管在筒内、外均进行搭设,筒外采用双排脚手架.

4.3立井筒内模和支架

⑴根据墙板线安装沉井内筒模板.

⑵根据排水管和爬梯的位置留置预留洞.

4.4钢筋绑扎

按图纸要求绑扎墙体钢筋,并预埋好爬梯.

4.5立井筒外模和支架

根据墙板线安装沉井外模,进行垂直度校正合格后,用止水对拉螺杆和钢管进行固定牢固.

4.6浇捣井筒砼

井筒砼采用商品砼,用汽车泵进行施工.

4.7井筒砼养护

砼浇筑完毕,12小时内进行淋水养护,养护时间不少于7天.

4.8封砌排水管预留洞

模板拆除后,在排水管预留洞处植墙体拉结筋,然后砌筑空心粘土砖对预留洞进行封堵,并对砖墙内外侧墙面进行抹灰.

4.9拆除操作架、加固预留洞砌体

⑴预留洞处的砌体采用钢管进行加固.

⑵拆除内外支模时的操作架,并在井口处采用钢管搭设操作平台,用于沉井时吊土用.

4.10凿除垫层,挖土下沉

⑴沉井砼达到设计强度的70%时,即可挖土下沉.

⑵井内采用人工挖土,开挖时应对称开挖,严禁深锅底挖土,防止沉井突沉造成倾斜的危险.

⑶井内土方垂直运输采用辘轳进行人工吊运,吊运出来的土方应远离基坑.

⑷沉井在下沉过程中需要在井壁外侧进行灌土,灌土必须均匀充实,使沉井下沉时四周摩阻力相近,均匀下沉.

⑸当沉井接近标高时,应预先做好止沉措施.可采用刃脚四周间隔挖出设计标高的槽,插入木枋,并注意抛高系数.

4.11第二节沉井施工

第一节沉井下沉完毕,重复以上第2点～第10点的工作,进行第二节沉井的制作和下沉.

4.12工作井土体加强区灌浆

工作井土体加强区采用固结注浆法,采用锚杆钻机钻孔,孔深等于沉井高度,孔距为1.5×1.5米,梅花点布置,共3排.

4.13砌排水沟、集水井

排水沟及集水井采用MU7.5空心砖和M5水泥砂浆砌筑,墙厚为120.

4.14浇筑钢筋砼底板

⑴底板配筋为单层双向Φ8@200×200.

⑵砼采用C25砼,厚度为200.

⑶工作井底板砼浇筑前做好导轨槽钢的预埋工作,采用18#槽钢,开口向下,并固定牢固,防止砼浇筑过程中移位.

4.15工作井安装导轨

⑴导轨安装前在底板砼面准确弹出导轨位置.

⑵导轨采用2根50#钢轨制作,间距为1200,要求钢轨必须平直,不能有弯曲变形.

⑶导轨与预埋槽钢用10#槽钢进行焊接,坡度与顶管坡度相同.

4.16导轨基础的浇筑

导轨基础配置Φ8@200双层双向钢筋,用C25砼浇筑,强度达到设计标号的70%以上后方可进行顶管施工.

5.顶管工程施工

顶管工程施工顺序为：搭设操作平台→安装千斤顶后座垫板→破除顶管预留洞封砖→顶管就位、挖土顶进→顶管接头连接→重复人工挖土顶进和顶管接头连接,直到顶管顶至接收井→顶管周边灌浆→沉井盖顶施工.

5.1搭设操作平台

⑴千斤顶操作平台采用Φ48×3.5钢管搭设,宽度为1500,立杆纵向间距为800,横向间距为1100,高度位置为顶点标高减去千斤顶的半径.

⑵操作平台的楞木采用50×80木枋,间距@200,面铺18厚胶合板,共设二层,其中第一层操作平台兼作为顶管施工的测量平台.

5.2安装千斤顶后座垫板

千斤顶后座垫板采用500×500×15钢板,用Φ12膨胀螺丝固定在背面的沉井壁上,垫板的中心与顶点的位置重叠.

5.3破除顶管预留洞封砖

⑴拆除顶管预留洞封砖的加固架后,破除工作井顶管预留洞封堵砖墙,并将砖渣吊运出沉井外.

⑵接收井处顶管预留洞封砖宜等到顶管顶进将要接近时再拆除.

5.4顶管就位、挖土顶进

⑴顶管采用d2600Ⅲ钢筋砼顶管,F型钢制承口柔性接口,管厚235,每节长3米,重约15.7吨,采用25吨汽车吊吊装就位于导轨上.

⑵顶管容许顶力为7000KN,采用4台2000KN的油压千斤顶,按左右对称布置,主油缸的油压由电动油泵供给,千斤顶行程1500.

⑶顶管顶进时先由千斤顶顶进,当千斤顶的行程不足于顶进时,增设可调顶铁进行顶进,每根顶管顶进完后应留300长搁在导轨上,便于与下一根顶管对接.

⑷顶管土方采用人工开挖,土方每挖进300顶进一次,挖出的土方采用斗车从管内运至工作井后由人工用辘轳吊出井外.（下转第274页）

（上接第65页）⑸土方开挖过程中,采用经纬仪测量配合,防止挖偏.

5.5顶管接头连接

⑴下管时插口应朝前,承口应朝后.

⑵后一节顶管吊装就位稳定好后,上好胶圈,在胶圈上抹匀凡士林,将刚稳定好的管与前一节管顶严.

⑶重复上述步骤依次进行,直至顶管工作完成.

⑷顶管完成,用双组分聚硫密封膏对管节接缝进行嵌填,抹平接口.

5.6顶管的纠偏

⑴在顶进过程中应经常对顶进轴线的测量,每顶进300测量一次,顶进轴线与设计轴线一旦发生偏差,应及时纠偏.

⑵顶进纠偏采用调整纠偏千斤顶的编组操作,若管道偏左,则千斤顶采用左伸右缩方法,反之亦然.如同时有高程和方向偏差时,应先纠正偏差大的一面.

5.7顶管周边灌浆

⑴顶管施工完毕,先在顶管的顶部每隔10米设一个φ50的灌浆孔,并将沉井井壁的预留洞口与顶管之间的缝封堵好.

⑵灌浆孔可用水钻钻孔,埋设1根φ50的PVC-U排水管,并安装上筏门,灌完浆后关掉筏门,等浆液结硬后,割除预埋管.

⑶灌孔采用注浆机进行,注浆水灰比为1：1,注浆压力为2～5Mpa.

5.8沉井盖顶施工

沉井盖板在沉井处的排水管全部安装完后再进行施工,检查井留置在爬梯处.[科]

【参考文献】

［1］颜纯文.非开挖地下管线施工技术及其应用,北京:地震出版社,1999.