機(jī)械頂管-技術(shù)交底

稱稱位技術(shù)交底記錄編號(hào)(C2-3)程名稱部位名施工部位名施工單交底日期年月日機(jī)械頂管施工一、頂管豎井施工頂管豎井按照施工圖紙進(jìn)行施工(詳見專項(xiàng)施工方案)二、機(jī)械頂管設(shè)備安裝用75噸吊車吊裝頂管機(jī)，將頂管機(jī)放入頂進(jìn)坑內(nèi)的導(dǎo)軌上，頂管機(jī)前端距井壁約300mm。就位后先檢查頂管機(jī)的軸線是否與機(jī)坑軸線、導(dǎo)軌軸線以及主頂油缸的軸線保持一致，發(fā)現(xiàn)偏差立即調(diào)整。無(wú)誤后再進(jìn)行頂管機(jī)電路、油路、注漿系統(tǒng)的安裝調(diào)試。管道頂進(jìn)過(guò)程中，起吊頂鐵、護(hù)口圈及下管用汽車吊，其它設(shè)備及管材進(jìn)場(chǎng)時(shí)，采用25噸汽車吊。井內(nèi)布置：工作坑內(nèi)布置主要有鋼制后靠背、砼后背、導(dǎo)軌、主頂鎬、油泵動(dòng)力站、鋼制扶梯、依據(jù)線位將架子底腳及端部與后靠背、底板砼上的預(yù)埋鐵焊接成整體。管內(nèi)布置：進(jìn)出泥管4寸兩套，動(dòng)力、照明、電訊電纜，燈具，軌道等，為保障井內(nèi)施工人員的人身安全，改善勞動(dòng)條件，根據(jù)實(shí)際需要增加通風(fēng)管道和強(qiáng)力鼓風(fēng)機(jī)。管內(nèi)照明及工作面照明采用24v低壓照明電源線路，照明燈距離為5m。觸變泥漿及置換注漿漿液輸送采用2寸高壓膠管。場(chǎng)實(shí)際情況，在工作井一側(cè)設(shè)觸變泥漿池2座，用于頂進(jìn)中觸變泥漿的配制。每處頂坑周邊設(shè)長(zhǎng)5m×寬3m×高2m泥漿沉淀池一座(現(xiàn)場(chǎng)如有條件可開挖泥漿池，如無(wú)條件采用鋼板制作泥漿池箱)，用于頂進(jìn)中泥水循環(huán)及泥漿沉淀，泥漿采用泥漿車運(yùn)棄并消納。注漿出泥管主管4寸,分支管1.5寸。三、頂管坑及接收坑穿墻洞口止水、加固為防止頂管機(jī)出洞、進(jìn)洞時(shí)土體滑塌，在工作坑和接收坑洞門處均須進(jìn)行加固處理，加固方式：順管道方向加固長(zhǎng)度5m、寬度為頂管管外徑2m；②接收坑向頂管坑洞口順管道漿時(shí)間與深孔注漿同時(shí)進(jìn)行；注漿工藝同深孔注漿相同，采用水泥、水玻璃雙液漿。工作坑洞口注漿加固平面示意圖四、管道出、入口施工(1)施工時(shí)要破除豎井洞口位置井壁砼，割除該處榀架支護(hù)，由于破壞了整個(gè)豎井中的受力結(jié)構(gòu)使洞口處出現(xiàn)應(yīng)力重新分布，最容易使該處土體失穩(wěn)，施工前應(yīng)在洞門位置處進(jìn)行換撐措施處理。在割除前先在豎井內(nèi)架設(shè)臨時(shí)支撐，確保洞門處土體穩(wěn)定，臨時(shí)支撐用I20a的型鋼施作，臨時(shí)支撐在進(jìn)環(huán)，鑿除噴射混凝土，鋼格柵切除推入鋼套環(huán)，與切斷鋼筋與套環(huán)焊牢，使之形成一個(gè)整體閉合框架，2)對(duì)開洞口周邊進(jìn)行注漿加固，注漿加固方式在頂管洞口開洞之前沿洞口拱、墻外圍打入一排小MPa坑開挖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)土質(zhì)太差，可增設(shè)一排注漿導(dǎo)管進(jìn)行注漿。根據(jù)不同的地質(zhì)注入不同配比的漿液，對(duì)洞口土體進(jìn)行注漿加固。具體注漿方法及措施詳見注漿止水章節(jié)所述。預(yù)留洞口及注漿加固圖(2)止水環(huán)安裝為防止掘進(jìn)機(jī)入洞時(shí)地下水涌入工作坑，在頂進(jìn)方向的墻壁上安裝止水環(huán)。首先，進(jìn)行測(cè)量，確定止水環(huán)安裝的位置；其次，將止水環(huán)底圈固定到墻壁上，用混凝土封閉底圈與墻壁之間的縫隙；然后，在底圈上固定防水橡膠板；最后，安裝止水圈壓板。在掘進(jìn)機(jī)入洞之前才允許將止水環(huán)內(nèi)的墻壁具體做法參見下圖，圖中尺寸根據(jù)管徑大小調(diào)整。膨脹螺栓M16共24支現(xiàn)澆砼止水墻C20五、機(jī)頭入洞先將洞口處的墻壁鑿除，洞口處，人工向前挖土500~800mm，再將機(jī)頭徐徐推進(jìn)洞口里，待刀盤全部進(jìn)洞，調(diào)整止水圈位置，使其完全封閉地下水，然后開動(dòng)頂管機(jī)刀盤。掘進(jìn)機(jī)開始入土?xí)r，機(jī)頭外露，只存在軌道對(duì)機(jī)頭的摩擦力，機(jī)頭易發(fā)生旋轉(zhuǎn)，故在入土前兩米頂進(jìn)時(shí)，頂進(jìn)速度控制在5mm/分鐘以下，以防機(jī)頭整體旋轉(zhuǎn)，并觀測(cè)機(jī)頭傾角和旋轉(zhuǎn)變化，及時(shí)修正和調(diào)整。傾角的變化用糾偏千斤頂調(diào)正，旋轉(zhuǎn)角大于±30度時(shí)，可使用刀盤反轉(zhuǎn)調(diào)正，頂進(jìn)2米以后在機(jī)頭不旋轉(zhuǎn)的情況下可逐漸加大頂進(jìn)速度。機(jī)頭完全入土后，下第一節(jié)混凝土管做反封閉。六、管道頂進(jìn)與糾偏 (1)測(cè)定實(shí)地土層中的壓力值1)根據(jù)計(jì)算公式P=yHtan2(45°-?/2)求得：P=18×8×tan2(45°-20°/2)=71kPa根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在地面下施工中泥水控制值為60—85kPa以內(nèi)。2)為保證注漿施工安全，在頂管影響范圍內(nèi)堆土增加荷載，堆土高度為2.5m；根據(jù)計(jì)算公式P=yHtan2(45°-?/2)求得：P=18×5.5×tan2(45°-20°/2)=49.5kPa根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在溝渠下施工中泥水控制值為40—60kPa以內(nèi)。土層后停止推移，要等上2小時(shí)后，觀察頂管掘進(jìn)機(jī)土層壓力此時(shí)值與計(jì)算值不符時(shí)，要以實(shí)際測(cè)定值為準(zhǔn)，并要對(duì)原來(lái)計(jì)算的推進(jìn)壓力控制值和總推力值進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。(2)頂管機(jī)初始頂進(jìn)保持方向措施在洞內(nèi)下部填上硬粘土或低標(biāo)號(hào)砼在洞內(nèi)下部澆筑一塊托板，把掘進(jìn)機(jī)托起。砼管頂管施工，前3節(jié)砼管為預(yù)制管，與掘進(jìn)機(jī)頭做剛性連接，組成一個(gè)整體，以保證頂管機(jī)出洞后的走向。利用糾偏鎬性能，下方糾偏鎬適當(dāng)伸出來(lái)控制叩頭。(3)嚴(yán)格執(zhí)行控制值A(chǔ)控制值根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整。泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī)用頂進(jìn)油缸的伸出長(zhǎng)度來(lái)計(jì)量出土率。B、管道頂進(jìn)過(guò)程中，頂管中心和高度由激光導(dǎo)向儀進(jìn)行測(cè)量，其糾偏精度由激光導(dǎo)向儀發(fā)射到掘進(jìn)機(jī)測(cè)量用的靶盤隨時(shí)進(jìn)行控制，確保偏差度不超過(guò)±3cm。管道每推進(jìn)250~300mm時(shí)測(cè)一次中心軸線，C及時(shí)調(diào)整土壓力控制值、出土量與頂進(jìn)速度。D值超標(biāo)，立即停止頂進(jìn)，查明原因，采取相應(yīng)措施后才能重新頂進(jìn)。E、剛開始向井下管、裝管時(shí)，用鋼支架固定已頂入的管節(jié)，防止頂鎬縮回過(guò)程中管節(jié)后退。(4)控制頂進(jìn)間距為防止路面下沉，縮短機(jī)頭與混凝土套管之間的間距。七、土方及泥漿外運(yùn)，含泥砂量較大，需經(jīng)過(guò)泥水分離設(shè)備分離沉淀后形成泥碴，連同豎井土方部分棄土進(jìn)行外運(yùn)，運(yùn)土車輛采用符合市政要求的密封式運(yùn)本工程出泥方式為泥水循環(huán)分離，泥漿經(jīng)沉淀池沉淀后機(jī)械挖出晾干后外運(yùn)或隨挖隨運(yùn)，水可以重復(fù)循環(huán)使用，可以保證不污染環(huán)境，高效節(jié)能。八、頂管試驗(yàn)段及正常掘進(jìn)4.8.7.1頂管試驗(yàn)段(1)頂管試驗(yàn)段沿管道頂進(jìn)方向至溝渠邊或道路邊范圍內(nèi)(試驗(yàn)段起點(diǎn)為工作坑洞口加固段5m處，長(zhǎng)度約20m)，每5m布設(shè)一個(gè)實(shí)驗(yàn)段監(jiān)測(cè)點(diǎn)，試驗(yàn)段共布設(shè)4個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。進(jìn)頂進(jìn)準(zhǔn)備工作完成后，開始初始頂進(jìn)。初始頂進(jìn)在頂管工作中起著很重要的作用，一要穿過(guò)工作井洞口，在這過(guò)程中保證洞口結(jié)構(gòu)不被破壞，同時(shí)水和流砂不進(jìn)入頂坑。二要保證高程、中心偏差最小，為正常頂進(jìn)打下良好的基礎(chǔ)。①初始頂進(jìn)速度控制頂進(jìn)用工作井頂進(jìn)設(shè)備進(jìn)行速度控制，分為兩個(gè)部分，機(jī)頭入洞階段速度控制在30~50mm/min，影響速度因素，機(jī)頭沒入土?xí)r，機(jī)頭克服刀盤旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭矩，靠的是機(jī)頭重量產(chǎn)生的與軌道摩擦力，吃刀太深扭矩大，機(jī)頭會(huì)旋轉(zhuǎn)。第一節(jié)管進(jìn)洞階段，刀盤速度控制在10~20mm/min，此階段重點(diǎn)是找正管子中心、高程，偏差控制在±5mm之內(nèi)，所以速度不要太快。②初始頂進(jìn)泥水控制初始頂進(jìn)時(shí)，進(jìn)泥流量控制在0.6~0.8m3/min，泥水容重：y=1.15，泥漿由頂管機(jī)出泥管排入砂③測(cè)量報(bào)，以便采取措施。④糾偏頂管機(jī)頭沒有全部進(jìn)入洞時(shí)，在機(jī)頭中心、高程偏差不大于±20mm，不考慮糾偏，因此時(shí)軌道在控制前進(jìn)方向，另外因機(jī)頭沒有全進(jìn)管，此時(shí)糾偏如不采取措施，糾偏沒效果反而使第一節(jié)管偏離軌道。如中心、高程偏差大于±20mm，要停止頂進(jìn)，由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人主持研究是否糾偏及糾偏方案，此時(shí)糾偏高程時(shí)，軌道上管要加配重，糾偏中心時(shí)，軌道管要加兩側(cè)支撐。機(jī)頭全部入土后，高程、中心偏差大于±10mm要糾偏，此時(shí)糾偏用機(jī)頭糾偏設(shè)備，但應(yīng)用人工操作、全站儀測(cè)量。初始頂進(jìn)，中心控制在5mm以內(nèi)，高程控制在±10mm以內(nèi)，為以后掘進(jìn)打下好基礎(chǔ)。4.8.7.2正常掘進(jìn)①頂進(jìn)主要參數(shù)泥漿在整個(gè)頂管過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，泥漿的壓力、濃度影響挖掘面的穩(wěn)定性。泥漿濃度流量影響到切削下土體能否正常送到地面。泥漿配比要在優(yōu)選貨源的前提下優(yōu)化配比，并能根據(jù)土質(zhì)變化及時(shí)變化。泥水倉(cāng)泥漿壓力須始終大于水壓力。泥水初定參數(shù)：泥水比重1.15t/m3泥水倉(cāng)壓力渠石塊砌筑寬度2米范圍內(nèi)49.5kPa，兩側(cè)覆土較深的區(qū)域泥水倉(cāng)壓力60~85kPa，送泥水流量排泥流量Q1≤0.66m3/minQ2≤0.79m3/min機(jī)頭頂進(jìn)速度設(shè)定20mm/min，如要加大頂進(jìn)速度，在保證泥水倉(cāng)泥壓的條件下，要先加大泥漿流②泥水管理a密度為了保持開挖面穩(wěn)定，必須可靠而迅速地形成泥膜，以使壓力有效地作用于開挖面。為此，泥水應(yīng)具有以下特性：b泥水密度為保持開挖面穩(wěn)定，即把開挖面的變形控制到最小限度，泥水密度應(yīng)比較高。從理論上講，泥水密度最好能達(dá)到開挖土體的密度。但是，大密度的泥水會(huì)引起泥漿泵超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)以及泥水處理困難而小密度的泥水雖可減輕泥漿泵的負(fù)荷。但因泥粒滲走量增加，泥膜形成慢，對(duì)開挖面穩(wěn)定不利、因此，在選定泥水密度時(shí)，必須充分考慮土體的地層結(jié)構(gòu)，在保證開挖面穩(wěn)定的同時(shí)也要考慮設(shè)備能力。一般泥水密度為1.05~1.30，適用于本工程的泥水密度范圍應(yīng)在1.15g/mm3。c適當(dāng)含砂量如果泥水向土體過(guò)量滲透不僅泥水壓力不能有效作用于開挖面而且會(huì)引起土體孔隙水壓力上升，有效應(yīng)力下降這對(duì)開挖面穩(wěn)定是不利的、因此，對(duì)滲透系數(shù)大的砂質(zhì)土、砂礫石層必須采取措施以加速泥膜的形成。在強(qiáng)透水性土質(zhì)中，泥膜形成的快慢與摻入泥水中砂粒的最大粒徑以及含砂量(砂粒重／粘土顆粒重〕有密切關(guān)系，這是因?yàn)樯傲＞哂刑疃峦馏w孔隙的作用、為了充分發(fā)揮這一作用，砂粒的粒徑應(yīng)比土體孔隙大且其含量應(yīng)適中。d泥水的粘度是另一個(gè)主要控制指標(biāo)。從土顆粒的懸浮性要求而言，要求泥水的粘度越高越好，根據(jù)泥水處理系統(tǒng)的自造漿能力，隨著頂進(jìn)節(jié)數(shù)的增加，泥漿越來(lái)越濃，粘度也呈直線上升，而粘度的增加并非說(shuō)明泥漿的質(zhì)量越來(lái)越高，因此，泥水粘度的范圍應(yīng)在20~25S，考慮到粘度的調(diào)整有一個(gè)過(guò)程，應(yīng)在泥漿粘度為22S時(shí)，即可逐漸添加CMC，添加量的多少視粘度下降的趨勢(shì)而定。e析水量析水量是泥水管理中的一項(xiàng)綜合指標(biāo)。泥水的析水量應(yīng)小于5%，降低土顆粒和提高泥漿的粘度，是保證析水量合格的主要手段。本工程采用的指導(dǎo)配比見表1。指導(dǎo)配比膨潤(rùn)土C聚丙烯酰胺水該配比為經(jīng)驗(yàn)配比，實(shí)際施工時(shí)須依據(jù)具體的材料確定最終參數(shù)。泥水監(jiān)控是一個(gè)使用→小調(diào)整→使用→大調(diào)整→使用的無(wú)限循環(huán)過(guò)程，是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。檢面沉降量，沉降量得到控制后就要注意泥水指標(biāo)的變化趨勢(shì)，使之穩(wěn)定在某一區(qū)域內(nèi)。③逆洗時(shí)的壓力控制逆洗是頂進(jìn)過(guò)程中較為常用的防止和消除排泥管吸口堵塞的方法。塞狀態(tài)，因此逆洗時(shí)應(yīng)提高排泥流量，但不能降低切口水壓，整個(gè)逆洗過(guò)程必須密切注意開挖面穩(wěn)定情況。推進(jìn)、逆洗和旁路三狀態(tài)切換時(shí)的切口水壓控制偏差值為：±0.02MPa。④開挖面穩(wěn)定的判斷方法開挖面穩(wěn)定是泥水平衡頂管頂進(jìn)施工中最重要的管理項(xiàng)目之一，它直接影響著頂管施工質(zhì)量?？刂泼抗?jié)掘削量是開挖面穩(wěn)定的必要保證。⑤頂進(jìn)操作程序并躲避人員及電纜。注意護(hù)口鐵與水泥管口的形狀配合，檢查安裝是否牢靠，吊裝時(shí)注意安全。拆卸電纜：頂進(jìn)結(jié)束后開始拆卸電纜，水泥管吊到位后進(jìn)行護(hù)口鐵安裝，然后電纜穿過(guò)水泥管，再與頂管機(jī)電纜相接。拆卸時(shí)注意安全，電纜接頭處需作相應(yīng)記號(hào)，防止接錯(cuò)。注意，電纜接頭嚴(yán)禁隨意擺放，需放到墻體上的絕緣掛鉤上的位置。主頂操作：操作人員需按照操作規(guī)程對(duì)頂管機(jī)進(jìn)行操作。頂進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)頂管機(jī)的反饋數(shù)據(jù)及時(shí)的對(duì)其姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整。頂進(jìn)結(jié)束后也應(yīng)注意各項(xiàng)測(cè)量數(shù)據(jù)是否異常，必要時(shí)通知有關(guān)人員進(jìn)行測(cè)量和維修，同時(shí)對(duì)頂管機(jī)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。排泥、送泥：需注意管路是否堵塞，泥漿泵是否工作正常，以及頂進(jìn)結(jié)束后管路的續(xù)接工作。沉淀池：及時(shí)的清除淤泥，注意沉淀池的水位變化，并避免雜物掉入池中堵塞管道。二級(jí)沉淀池：注意泥漿濃度及水位的變化，避免雜物掉入池中堵塞管道。泥漿濃度調(diào)整：根據(jù)地勘報(bào)告和排出的泥漿，來(lái)判斷挖掘面面土層的變化，以便對(duì)泥漿濃度及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整，確保挖掘面的土體穩(wěn)定。根據(jù)泥水頂管的技術(shù)要求，泥漿密度需達(dá)到1.12~1.25g/mm3。九、減阻措施(1)管身涂蠟為減小頂進(jìn)過(guò)程中土層對(duì)管材的阻力，采取的第一種措施為管節(jié)打蠟，以增加管材的滑動(dòng)性，同時(shí)降低了管身與土層的摩擦力。管材運(yùn)達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，將工業(yè)石蠟加熱后均勻涂在管外壁，然后將管材吊裝至工作井內(nèi)，安裝好即可向前頂進(jìn)，在管口入土前將管口及鋼套環(huán)部位涂抹上石蠟。掘進(jìn)機(jī)在入土前，也可將其外壁進(jìn)行(2)觸變泥漿減阻觸變泥漿的使用是管道能否成功的非常重要的關(guān)鍵一環(huán)。管道頂入土后，在管外壁和土壁間必須注入觸變泥漿，使其形成一個(gè)封閉的泥漿套。由于觸變泥漿與管壁的摩擦阻力小，因此頂力也就大大的降低。為保證觸變泥漿的拌和效果，我公司將組織專門人員集中配置漿液。使用優(yōu)質(zhì)膨潤(rùn)土，嚴(yán)格控制膨潤(rùn)土的進(jìn)貨質(zhì)量，統(tǒng)一進(jìn)行適配，尋找出最佳的配比。同時(shí)嚴(yán)格控制泥漿的靜置時(shí)間及拌和均1)觸變泥漿的配置膨潤(rùn)土運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后分批測(cè)出膨潤(rùn)土的膠質(zhì)價(jià),試配時(shí)可參考下表觸變泥漿配比表(重量比)膨潤(rùn)土的膠質(zhì)價(jià)膨潤(rùn)土水碳酸鈉60-701005242-370-801005341.5-280-901006142-390-1001006141.5-22)加漿設(shè)備及加漿壓力注漿采用螺桿泵。注漿前線通過(guò)注水檢驗(yàn)注漿設(shè)備，確認(rèn)設(shè)備正常后方可灌入。注漿壓力(前述)應(yīng)為控制土壓力值±20Kpa，在注漿過(guò)程中按實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。泥漿池注漿泵泵管地面工作坑注漿花管3)注漿孔的設(shè)置加漿系統(tǒng)示意圖注漿的效果好壞，與注漿孔的布置有很大關(guān)系，在管材加工時(shí)，要求特別加工的管材，注漿孔設(shè)在插口前端或設(shè)置在鋼套環(huán)以內(nèi)，這樣漿液注出時(shí)，在鋼套環(huán)和混凝土外壁間形成一個(gè)漿套，然后從其空隙處擠出，基本上不受周圍坍落土體的影響，注漿也能順利進(jìn)行下去，不會(huì)堵塞漿孔，實(shí)現(xiàn)注漿觸變泥漿從前向后依次注入，頂進(jìn)一段距離后及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漿。4)安裝可以輸送混有粒徑大于74um介質(zhì)的排泥水泵。十、機(jī)頭出洞頂管機(jī)狀態(tài)的復(fù)核測(cè)量：掘進(jìn)機(jī)進(jìn)入接收井前的復(fù)核應(yīng)測(cè)量頂管機(jī)所處的方位，是確認(rèn)頂管狀態(tài)、評(píng)估掘進(jìn)機(jī)出洞時(shí)狀態(tài)和擬定施工軸線及施工方案等的重要依據(jù)，使掘進(jìn)機(jī)在此階段的施工中始終按預(yù)定的方案實(shí)施，以良好的狀態(tài)、準(zhǔn)確無(wú)誤地進(jìn)入接收井內(nèi)。在接收井墻壁破壞后掘進(jìn)機(jī)頭應(yīng)迅速、連續(xù)頂進(jìn)管節(jié)，盡快縮短出洞時(shí)間。掘進(jìn)機(jī)整體出洞后應(yīng)盡快把機(jī)頭和混凝土管節(jié)分離，并把管節(jié)和接收井的接頭按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行處理，減少水土流失。使用75t汽車吊將機(jī)頭吊運(yùn)出坑。完成頂管后期處理一、泥漿置換頂管完成后及時(shí)對(duì)管道外壁進(jìn)行充填加固，把原注入的膨潤(rùn)土漿置換掉。使用的泥漿置換材料為