頂管施工工藝流程

1、頂管施工工藝流程頂管施工就是非開挖施工方法,是一種不開挖或者少開挖的管道埋設施工技 術.頂管法施工就是在工作坑內借助于頂進設備產(chǎn)生的頂力,克服管道與周圍土壤的摩擦力,將管道按設計的坡度頂入土中,并將土方運走.一節(jié)管子完成頂入 土層之后,再下第二節(jié)管子繼續(xù)頂進.其原理是借助于主頂油缸及管道問、中繼 間等推力,把工具管或掘進機從工作坑內穿過土層一直推進到接收坑內吊起.管道緊隨工具管或掘進機后,埋設在兩坑之間.本工程頂管均采用泥水平衡頂管機進行施工,頂管施工的具體流程如下列圖下頂管施工工藝流程圖1頂進設備的選用頂進設備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、頂管機及排漿設備等.千斤頂是掘進頂管的主要設備,考

2、慮到為預防千斤頂故障而影響工程進度,故采用兩套設備.千斤頂在工作坑內的布置采用兩臺并列式, 頂力合力作用點與 管壁反作用力作用點應在同一軸線預防產(chǎn)生頂時力偶,造成頂進偏差.根據(jù)施工 經(jīng)驗,頂管上半部管壁與土壁有間隙時,千斤頂?shù)闹c作用在管子垂直直徑的 1/41/5處為宜.高壓油泵由電動機帶動油泵工作,選用額定壓力為 62Mpa的ZB-500塞泵, 經(jīng)分配器,限制閥進入千斤頂,各千斤頂?shù)倪M油管并聯(lián)在一起, 保證各千斤頂活 塞的出力和行程.頂鐵是傳遞和分散頂力的設備.要求它能承受頂壓力而不變形,并且便于搬 動.根據(jù)頂鐵位置的不同,可分為橫頂鐵、順頂鐵和 U形頂鐵三種.本工程采用 U形頂鐵形式.頂

3、進設備布置圖如下：后座油缸連接板油缸 導軌剛性頂鐵 頂鐵環(huán)形頂鐵穿墻止水頂進設備布置圖2設備安裝頂管設備選定后即開始安裝設備,在安裝前必須測量好頂管軸線,設備機身 托架采用鋼結構,在安裝時嚴格限制軸線與高差,軸線限制在3mmz內,高差控 制在0+3mmZ內,兩軌內距± 2mm在安裝調平時確定碎后靠背的位置,后靠 背采用40mnS鋼板,碎采用商品碎,后靠背的碎厚度宜限制大于 40cm之后將 工具頭下到導軌上,就位以后,裝好頂鐵,連接好各系統(tǒng)并檢查正常后,校測工 具頭水平及垂直標高是否符合設計要求, 合格后即可頂進工具頭,然后安放混凝 土管節(jié),再次測量標高,核定無誤后,開開工具頭進行試頂

4、,待調整好各項參數(shù) 后即可正常頂進施工.3頂管機始發(fā)頂管機出洞前必須對所有設備進行全面檢查,并經(jīng)過試運轉無故障.將 頂管機推進洞口距井壁0.1m處停止,仔細檢查頂管機姿態(tài),保證頂管機水平及 高程偏差都在設計要求的范圍內,中央偏差不得大于 3mm上下偏差0+3mm 假設達不到上述要求,也應拉出頂管機,作第二次出洞.頂進初始階段的頂進質量 對后續(xù)頂進的管道軸線等有重要的影響. 繼續(xù)推進頂管機進入土體,根據(jù)頂管液壓系統(tǒng)的參數(shù),結合理論數(shù)據(jù), 頂出推進土壓力限制系數(shù).、繼續(xù)推進頂管機,在安裝第一節(jié)管前,應將頂管機與導軌之間進行限位 焊接,以免在主頂縮回后,由于正面土壓力的作用將頂管機彈回.、縮回主千斤

5、頂,吊放管節(jié).、割除限位塊,前三節(jié)與頂管機連接用剛性連接后,繼續(xù)頂進.4頂進頂管機出洞后頂進的起始階段,機頭的方向主要受導軌安裝方向限制,一方 面要減慢主頂推進速度；另一方面要不斷地調整油缸糾偏.嚴格限制前5m-10m勺管道頂進偏差,其中央偏差不得大于3mm上下偏差0 +3mm在頂進過程中堅持“勤測、緩糾的原那么.糾偏角度保持在10'20',不大于1.如果產(chǎn)生偏差,及時糾正.糾偏應逐步進行,堅持“緩糾、慢糾 的原那么.注漿應和頂進同步進行,其原那么是先注漿,后頂進；隨頂進,隨注漿；以保 證管外圍泥漿套的形成,充分發(fā)揮減阻和支撐作用.在頂進過程中預防長時間的 泥漿停注,保證頂進過

6、程中的全部管段充滿良好的泥漿套.頂進過程中根據(jù)頂力變化和偏差情況隨時調整頂進速度,速度一般限制在 50mm/min&右,最大不超過 70mm/min管道頂進至離工作井前方內壁50cm時,應卸載,收回油缸和墊鐵安裝管節(jié), 然后繼續(xù)頂進.頂進中嚴密注意頂進時的方向及頂力的大小變化,對于頂管處于不良地層 時,出現(xiàn)機具兩側的受力不均勻現(xiàn)象, 應及時調整機具的工作狀態(tài),以保證頂管 方向準確.5安裝管節(jié)當一個頂程結束,收回千斤頂和環(huán)型墊鐵后,即可在工作井內再下一根管節(jié).在管節(jié)吊入工作并以前,應首先在地面上進行質量檢查,確認合格后,在管 前端口安放楔型橡膠圈,并在橡膠圈外表涂抹硅油,減小管節(jié)相接時的

7、摩擦力.以上工作完成后再將管節(jié)吊放在工作井內軌道上穩(wěn)好, 使管節(jié)插口端對正前 管的承口中央,緩緩頂入,直至兩個管節(jié)端面密貼擠緊襯墊, 并檢查接口密封膠 圈及襯墊是否良好,如發(fā)現(xiàn)膠圈損壞,扭轉、翻出等問題,應拔出管節(jié)重新插入, 確認完好后再布置頂鐵進行下一頂程.6出土因泥水平衡頂管機在掘進過程中將泥漿水打入泥倉中與機具切削土混合,然后由排泥管輸出.在理論上切削下的土體混合轉化為 4倍體積的泥漿.我們在工作井周圍放置一個存泥箱,用于存放泥漿,并同時進行泥漿的二級 沉淀處理,沉淀后的處理水又作為泥水打入機具的泥倉中重復使用, 沉淀后的泥 漿通過泥漿罐車運至指定的棄土場.7膨潤土泥漿的壓注與置換頂力限

8、制的關鍵是最大限度的降低頂進阻力, 而降低頂進阻力最有效的方法 是注入膨潤土泥漿.使之在管外壁與土層之間形成一個完整的環(huán)狀泥漿潤滑套, 變原來的干摩擦狀態(tài)為液體摩擦狀態(tài). 這樣就可以大大地減少頂進阻力. 為到達 這一目的,采取如下舉措：、選擇優(yōu)質的觸變泥漿材料,對膨潤土取樣測試.主要指標為造漿率、失 水量、靜切力、動切力、和動塑比.這些指標必須滿足設計要求.、在管節(jié)制作時根據(jù)設計要求預埋壓漿孔, 安裝注漿管時,每個預埋壓漿 孔里要設置單向閥.目的是預防注漿壓力不夠時管外壁的泥漿液倒流.、觸變泥漿的配制、攪拌、靜置時間,都必須根據(jù)膨潤土的特性要求執(zhí) 行.一般膨潤土潤滑漿的配制按如下比例進行,根據(jù)

9、實際試拌情況再行調整：膨潤土水純堿CMC稠度40085062.512-14泥漿的拌制要均勻.首先將定量的水放入拌和桶內,開動拌和機徐徐投入膨 潤土,拌和2-3min,靜置片刻,再攪拌7-8min ,即成泥漿,制成的泥漿排放入 貯漿池內貯存24h,使膨潤土、水、堿發(fā)生置換作用,形成穩(wěn)定性良好,且有一 定粘度的泥漿,使用時用注漿泵通過連接注漿孔的管道注入管道外圍.為了預防貯漿池內泥漿離析,間歇地對貯漿池內泥漿進行攪拌.、泥漿的壓注方法切削土壤的刀盤壓力可按塔薩基公式計算.在頂進第一節(jié)管節(jié)時,即可把正 面土壓力調整到最正確值.具體調定值根據(jù)沉降測量反應數(shù)據(jù)確定,并上報監(jiān)理工 程師.為了使觸變泥漿套的

10、壓力在停注后不能過快降低,在工作井內注漿總管上設置單向閥,不使其回漿.泥漿的壓注采用在頂管機壓漿、管節(jié)、中繼站等處連續(xù) 補漿的方法.對頂管機壓漿要與頂進同步,以迅速在管道外圍空隙形成粘度高、 穩(wěn)定性好的膨潤土泥漿套.從機頭后第一節(jié)管至管道最后一節(jié)管,每隔 2m安置一圈壓漿管道,每個壓 漿孔上安裝一只1寸球閥,由橡膠軟管與壓漿總管相連.壓漿總管是一根2寸白 鐵管,連接壓漿泵.在攪拌筒內按一定比例兌水充分拌制,儲放24小時前方可使用.壓漿按三類,分別限制：、機尾同步壓漿：以形成原始漿套,填充固有間隙.單邊間隙為 12.5MM、沿線壓漿：以補充管道不直形成的沿線漿套缺損.、定點壓漿：根據(jù)沉降測量反應

11、數(shù)據(jù),對沉降過大處補償性壓漿,以支承 地表荷載.、注漿設備的選用在頂進中,選用螺桿式注漿泵.、泥漿的置換全段管道頂進完成后,立即用水泥漿將潤滑泥漿置換出來,以保證管道外圍 土體有足夠的支撐和減少滲漏水.8頂進監(jiān)控限制好頂進方向,保證按設計管道軸線頂進是頂管施工中的核心問題,因此本工程的測量根據(jù)公司施工測量放樣復核治理方法執(zhí)行.具體如下：頂管前,先根據(jù)領樁點,放出本工程的平面限制點及臨時水準點, 經(jīng)三級放 線和復核前方可使用.在工作井設置管道軸線限制樁和臨時水準點、 工作井護樁,以便復核頂管軸 線和工作井位置是否移動.開頂前,準確測量頂管機中央的軸線和標高偏差, 并 作好原始記錄.在機具內,要安

12、裝傾斜儀傳感器,操作者可以隨時得到機頭的水平狀態(tài), 控 制刀盤的旋轉方向和糾偏.本工程頂管采用激光全站儀來監(jiān)控頂進方向.基坑的導軌盡可能延長至井壁洞口附近. 導軌要有足夠的剛度,且安裝焊接 牢固.安裝后的導軌軸線和標高誤差小于 2mm主頂油缸和后座的安裝也要滿足 牢固的要求,其水平和垂直誤差小于 10mm9測量與糾偏、頂管測量：采用全站儀和水準儀等儀器.、開始頂?shù)谝还?jié)管子時,每次頂進 2050cm正常頂進時,每次頂進1m 校正時,每出土一次測量一次.、中央線測量：首先在地面用經(jīng)緯儀確定頂管方向樁, 然后在工作坑邊的 兩方向樁上掛小線,具上吊2個垂球到工作坑底部,在工作坑中用激光水準儀照 準兩垂

13、球,讀前端的中央尺刻度,假設與中央緩緩進行,使管子逐漸復位,不得猛 糾尺的中央刻度相重合,說明其方向準確,否那么其差值即為偏差值.、高程測量：在工作坑內引設水準點,停止頂進,將激光水準儀支設在頂 鐵上,測量前端管底高程.、頂管偏差的校正頂進中發(fā)現(xiàn)與管位偏差10mmfc右,即應進行校正.、穿墻各糾偏階段要求每頂進 10cm- 30cm左右測量一次.、頂管機糾偏應頂進過程中進行,繪制頂管機測點行進軌跡曲線圖來指導 糾偏,管軸線偏差不允許大起大落.、糾偏限制由糾偏千斤頂進行,頂管機共有糾偏千斤頂四個,糾偏角度為 2.5度,能上下左右四個方位糾偏.一般情況下每次糾偏角度不大于 0.5度,以 適當?shù)那?/p>

14、半徑逐步回到軸線上來,做到精心施工.、糾偏由激光經(jīng)緯儀發(fā)出的激光束照射在位于鉆掘系統(tǒng)的光靶上. 根據(jù)測 得的偏斜數(shù)據(jù),操縱液體糾偏系統(tǒng),使掘進系統(tǒng)前部較接的機頭產(chǎn)生偏擺, 從面 實現(xiàn)鋪管方向的調節(jié).糾偏分四步進行,如下列圖,10頂管施工中應注意的問題針對本工程的特點和難點,除了注意頂管機具的選擇以外,我們還將注意在 頂管施工過程中對一些容易出問題的環(huán)節(jié)上作好的預防和監(jiān)控, 具體作法主要有 以下幾點：、密切注意主頂油泵壓力的變化, 隨時作好記錄,當發(fā)現(xiàn)壓力忽然上升和 下降時,立即停止頂進,查明原因后再行頂進.、頂進要連續(xù)進行,不得長時間停歇.、剛開始頂進出洞時就應連續(xù)注漿,不能由于初期頂力較小而不注漿,導 致注漿孔被泥土塞滿無法形成均勻的泥漿套.、停止頂進時,一定要使挖掘面保持一定的壓力, 預防長時間停歇造成漏 水或土層中泥水流失,尤其是出洞時,更應注意這個問題.、在掘進過程中,還要注意挖掘面穩(wěn)定與否,泥水的濃度和比重是否正常, 進出泥漿是否正常,預防排泥流量過小或由于粉砂含量過大而造成泥砂在管道中 沉積影響正常頂進.當遇到砂含量增高時,可以適當調整泥漿比例.