泥水平衡頂管施工主要施工方法

泥水平衡頂管施工主要施工方法一、穿墻頂進(jìn)頂管進(jìn)出洞是整個(gè)施工過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，進(jìn)出洞成功等于整個(gè)頂管工程成功了一半。本工程是采用地下預(yù)埋鋼盒作為預(yù)留進(jìn)出洞口，在井出洞口安裝可拆式止水鋼圈，再在鋼圈上安裝止水膠圈，達(dá)到止水效果。1、工作井出洞處理：在出洞前，割掉預(yù)埋鋼盒外側(cè)鋼板，并將止水鋼環(huán)焊接到預(yù)埋鋼盒的外側(cè)，再將止水橡膠圈安裝在止水鋼環(huán)上。在準(zhǔn)備出洞時(shí)，在將鋼盒內(nèi)側(cè)擋土鋼板割掉，清理預(yù)留孔內(nèi)的雜物后立即將工具頭推進(jìn)預(yù)留孔，縮短停頓時(shí)間，這時(shí)止水橡膠圈緊抱工具頭外殼，發(fā)揮止水作用。頂進(jìn)工具頭到穿墻管內(nèi)，工具頭與第一節(jié)混凝土管采用剛性聯(lián)結(jié)，避免工具頭“磕頭”。頂管出洞的施工環(huán)節(jié)相當(dāng)關(guān)鍵，頂管穿墻時(shí)要防止工具頭下跌，在穿墻的初期，因入土較小，工具頭的自重僅由兩點(diǎn)支承，其中一點(diǎn)是導(dǎo)軌，另一點(diǎn)是入土較淺的土體。因此，工具頭穿墻時(shí)，一方面要帶一個(gè)向上的初始角（約5,），另一方面穿墻管下部要有支桶控制）。管道分總管和支管，總管安裝在管道內(nèi)一側(cè)，支管則把總管內(nèi)壓送過(guò)來(lái)的漿液輸送到每個(gè)注漿孔上去。觸變泥漿由膨潤(rùn)土、水和摻合劑按一定比例混合而成。施工現(xiàn)場(chǎng)按重量計(jì)的觸變泥漿配合比為：水：膨潤(rùn)土=8：1,膨潤(rùn)土：CMC=30：lo本工程擬購(gòu)置膨潤(rùn)土袋裝復(fù)合材料，在現(xiàn)場(chǎng)施工加水拌和。3）注漿流程：造漿靜置一一注漿一一頂管推進(jìn)（注漿）一一頂管停頂一一停止注漿。4）數(shù)量和壓力壓漿量為管道外圍環(huán)形空隙的1.5倍，壓注壓力根據(jù)管頂水壓力而定。五、頂管機(jī)頂入接收井頂管機(jī)頂入接收井是一項(xiàng)關(guān)鍵的施工環(huán)節(jié)。在頂進(jìn)接近接收井前，先將接收井施工好等待頂管機(jī)的接收。當(dāng)頂進(jìn)到接收井邊2米時(shí)，須放慢頂進(jìn)速度，防止因速度過(guò)快使大量土方推入河內(nèi)，等頂管機(jī)完全出洞后用水泥固定。托，并且加強(qiáng)管段與工具管、管段與管段之間的聯(lián)結(jié)。此外，工具管的推進(jìn)一定要迅速，不使穿墻管內(nèi)的土體暴露時(shí)間太長(zhǎng)。頂管穿墻位置必須作好止水，防止孔口因?yàn)榱魇p阻泥漿，造成孔口塌陷，發(fā)生安全事故。2、在出洞施工初期，由于頂管機(jī)正面主動(dòng)土壓力遠(yuǎn)大于頂管即周邊的摩擦力和與導(dǎo)軌間的摩擦力的總和，因此極易產(chǎn)生頂管機(jī)反彈，引起頂管即前方土體不規(guī)則坍塌，使頂管機(jī)再次推進(jìn)時(shí)方向失控和向上爬高。為此，在洞口的兩側(cè)平行地面各安裝好一條工字鋼，當(dāng)主頂千斤頂準(zhǔn)備回縮加頂鐵時(shí)，將兩條工字鋼分別與第一個(gè)頂鐵的焊牢，然后回收千斤頂，防止頂管機(jī)反彈。3、同時(shí)，在出洞施工初期頂管機(jī)容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。因?yàn)轫敼軝C(jī)大刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)前方土體會(huì)產(chǎn)生一個(gè)扭矩，根據(jù)相互作用原理，土體對(duì)頂管機(jī)同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)扭矩。而由于頂管機(jī)周邊的摩擦力和與導(dǎo)軌間的摩擦力很小，故摩擦力及頂管機(jī)自重所產(chǎn)生的反抗扭矩小于土體對(duì)頂管機(jī)產(chǎn)生的扭矩，所以此時(shí)頂管機(jī)會(huì)扭轉(zhuǎn)。為了克服此現(xiàn)象，防止頂管機(jī)發(fā)生扭轉(zhuǎn)，分別在頂管機(jī)的兩側(cè)焊上各一塊擋板，擋板底面與導(dǎo)軌面平齊。當(dāng)頂管機(jī)扭轉(zhuǎn)時(shí)，擋板壓在導(dǎo)軌上，防止頂管機(jī)扭轉(zhuǎn)。二、正常頂進(jìn)管道入洞成功后，管道開(kāi)始正常頂進(jìn)。通過(guò)后座主頂油泵和主頂千斤頂產(chǎn)生推力，推動(dòng)管道向前推進(jìn)。在管節(jié)推進(jìn)的同時(shí)，頂管機(jī)大刀盤(pán)切削前方土體，切削下來(lái)的土體進(jìn)入頂管機(jī)的泥土倉(cāng)內(nèi)，經(jīng)刀盤(pán)的攪拌與進(jìn)漿管送入的清泥漿攪拌成濃的泥漿,再通過(guò)排漿管道將濃泥漿排出機(jī)頭。通過(guò)管節(jié)一節(jié)一節(jié)向前推進(jìn)，頂管機(jī)不斷推進(jìn)最后到達(dá)接收井，形成整段管道。初始頂進(jìn)時(shí)頂進(jìn)速度一般控制在20?50nlm/min,正常頂進(jìn)時(shí)頂進(jìn)速度控制50?150mm/min,如遇正面障礙物，應(yīng)控制在10mm/min以?xún)?nèi)。初始頂進(jìn)時(shí)出土量一般控制在理論出土量的95%左右，正常情況下出土量控制在理論出土量的98%?100%。正常頂進(jìn)24小時(shí)不間斷施工，所配置的人員、機(jī)械、設(shè)備、吊裝吊機(jī)、粒、電、水都保證在24小時(shí)正常運(yùn)行，每一個(gè)環(huán)節(jié)的失誤都會(huì)影響堵管、路面壩塌下沉，直接影響安全行車(chē)。排泥過(guò)程是通過(guò)后座主頂千斤頂推進(jìn)，頂管掘進(jìn)機(jī)大刀盤(pán)切削前方土體，切削下來(lái)的土體進(jìn)入頂管掘進(jìn)機(jī)的泥土倉(cāng)。在刀盤(pán)和內(nèi)錐體的攪拌下成為可流動(dòng)的泥土并被擠入泥水倉(cāng)。同時(shí)，泥水循環(huán)泥漿經(jīng)進(jìn)漿管進(jìn)入泥水倉(cāng)，在泥水倉(cāng)與泥土充分混合成為濃度更大的泥漿，經(jīng)排漿管排出機(jī)頭，再經(jīng)泥漿池沉淀分離外運(yùn)，泥漿循環(huán)使用，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)掘進(jìn)作業(yè)。循環(huán)泥漿的濃度控制在1.09,壓力比地下水水頭增加20Kpal0Kpa。泥水除了對(duì)泥沙起懸浮和攜帶作用外，同時(shí)對(duì)開(kāi)挖面起平衡穩(wěn)定作用，泥水壓力由泥土倉(cāng)的流動(dòng)土體傳到開(kāi)挖面，防止開(kāi)挖面坍塌，而且通過(guò)泥土倉(cāng)的緩沖作用，即使泥水壓力不正常，也不至于產(chǎn)生較大的地面沉降，泥土倉(cāng)的土體與開(kāi)挖面處于主動(dòng)平衡或被動(dòng)平衡狀態(tài)。在工作前須制作一定濃度的清泥漿儲(chǔ)放在泥漿池內(nèi)，工作時(shí)清泥漿經(jīng)進(jìn)漿泵和進(jìn)漿進(jìn)入頂管機(jī)的泥水倉(cāng)，與頂管機(jī)刀盤(pán)切削的土體攪拌成均勻的濃泥漿，經(jīng)排泥漿管和排漿泵管排出井外，經(jīng)泥水處理裝置把濃泥漿的砂土一般在0.4mm以上的顆粒分離出來(lái)。泥漿再經(jīng)過(guò)沉淀池的過(guò)濾，把較細(xì)的顆粒再分離出來(lái)，這樣可以把濃泥漿過(guò)濾成清泥漿。泥水經(jīng)過(guò)不斷循環(huán)，把頂管機(jī)前方的泥土排出井外。三、測(cè)量、糾偏（一）、頂管頂進(jìn)中的測(cè)量工作激光經(jīng)緯儀安置在觀測(cè)臺(tái)上，它發(fā)出的激光束為管道中心線，又符合設(shè)計(jì)坡度要求，實(shí)為頂管導(dǎo)向的基準(zhǔn)線。施工開(kāi)始時(shí)將頂管機(jī)的測(cè)量靶的中心與激光斑點(diǎn)中心重合。當(dāng)頂管機(jī)頭出現(xiàn)偏差，相應(yīng)激光斑點(diǎn)將偏離靶中心，測(cè)量靶圖像通過(guò)視頻傳送到操作臺(tái)的監(jiān)示器上，從而觀察出激光斑點(diǎn)將偏離靶中心偏離圖像，通過(guò)控制糾偏千斤頂?shù)纳炜s量，進(jìn)行頂進(jìn)方向的糾正，使頂管機(jī)始終沿激光束方向前進(jìn)。頂管施工中測(cè)量工作的主要任務(wù)是掌握好管線的中線方向、高程和坡度。1、高程控制(1)根據(jù)設(shè)計(jì)坡度要求，沿線路布設(shè)四等水準(zhǔn)路線,并在各井口處埋設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)以供頂管高程放樣。(2)根據(jù)頂管線路所布設(shè)的導(dǎo)線點(diǎn)及水準(zhǔn)點(diǎn)，標(biāo)定出井的平面位置及測(cè)定其深度，以指導(dǎo)工作井的開(kāi)挖施工；定出始發(fā)井與接收井的管道中心點(diǎn)，并將其投設(shè)于地面(以下簡(jiǎn)稱(chēng)投點(diǎn))，作好標(biāo)記，由于投點(diǎn)處于井的邊緣，事先作好投點(diǎn)的支架搭設(shè)與焊接標(biāo)志工作。(3)以布設(shè)的線路導(dǎo)線點(diǎn)中的一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)及一條邊的方位角，重新精密測(cè)定二井間的導(dǎo)線，即貫通導(dǎo)線，并聯(lián)測(cè)二井投點(diǎn)，在有條件的地方，最好將投點(diǎn)作為導(dǎo)線點(diǎn)，以便獲得投點(diǎn)的精確坐標(biāo)，所有導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)牢固標(biāo)志，以備復(fù)測(cè)。根據(jù)貫通導(dǎo)線及井口投點(diǎn)，在始發(fā)井邊緣放樣出頂進(jìn)方向的坐標(biāo)點(diǎn)，而后與井口投點(diǎn)一起向井下投設(shè)方向線，并將高程從井上傳至井下，埋設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)標(biāo)點(diǎn)，如圖4-19所示。(4)在工作井下建立控制觀測(cè)臺(tái)，在其上配置有強(qiáng)制對(duì)中的儀器基座，并設(shè)有上下左右可調(diào)節(jié)的裝置，能使架設(shè)于其上的儀器調(diào)整到中線(或與中線偏離一定距離）的位置，并使儀器橫軸調(diào)整到中線（或與中線偏離一定距離）的高度上。（二）、糾偏頂管機(jī)的測(cè)量靶網(wǎng)格為10mm,根據(jù)頂管機(jī)測(cè)量靶激光點(diǎn)的偏移量計(jì)算頂管機(jī)的斜率，伸出相應(yīng)的糾偏千斤頂組，使頂管機(jī)推進(jìn)改變方向，從而實(shí)現(xiàn)頂進(jìn)方向的控制。糾正偏量應(yīng)緩慢進(jìn)行，使管節(jié)逐漸復(fù)位，不得猛糾硬調(diào)。由于頂管機(jī)頭附有測(cè)量靶見(jiàn)圖2-27,激光經(jīng)緯儀安置在觀測(cè)臺(tái)上，在工作中，已使它發(fā)出的激光束既為管道中心線，又符合設(shè)計(jì)坡度要求，實(shí)為頂管導(dǎo)向的基準(zhǔn)線。施工開(kāi)始時(shí)使測(cè)量靶中心與激光光斑中心重合，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)頭出現(xiàn)偏差，相應(yīng)測(cè)量靶中心將偏離光斑中心，從而給出偏離信號(hào)，通過(guò)通過(guò)視頻傳送到操作臺(tái)的監(jiān)示器，進(jìn)行頂進(jìn)方向的糾正，使工具頭始終沿激光束方向前進(jìn)。工具頭開(kāi)始頂進(jìn)5~10m的范圍內(nèi)，允許偏差應(yīng)為:軸線位置50mm,高程30mm,當(dāng)超過(guò)允許偏差時(shí)，應(yīng)采取措施糾正。糾正偏差應(yīng)緩慢進(jìn)行，使管節(jié)逐漸復(fù)位，不得猛糾硬調(diào)。工具頭前方有糾偏節(jié)，糾偏節(jié)中安裝有糾偏千斤頂，頂進(jìn)過(guò)程中，根據(jù)測(cè)量反饋的結(jié)果，調(diào)整糾偏千斤頂，使工具頭改變方向，從而實(shí)現(xiàn)頂進(jìn)方向的控制。如果工具頭的方向偏差超過(guò)10mm,即應(yīng)采用糾偏千斤頂進(jìn)行糾偏。管頂出穿墻管及在長(zhǎng)度30?40m范圍內(nèi)的偏差是影響全段偏差的關(guān)鍵，特別是出墻洞時(shí)，由于管段長(zhǎng)度短、工具頭重量大，近出洞口土質(zhì)易受擾動(dòng)等因素的影響，往往會(huì)導(dǎo)致向下偏，此時(shí)，應(yīng)該綜合運(yùn)用工具頭自身糾偏和調(diào)整千斤頂?shù)淖饔昧狭χ行膩?lái)控制頂管方向。糾偏應(yīng)貫穿在頂進(jìn)施工的全過(guò)程，必須做到嚴(yán)密監(jiān)測(cè)頂管的偏位情況，并及時(shí)糾偏，盡量做到糾偏在偏位發(fā)生的萌芽階段。如果根據(jù)頂管機(jī)的測(cè)斜儀及激光經(jīng)緯儀測(cè)量偏位趨勢(shì)沒(méi)有減少，增大糾偏力度，如果根據(jù)頂管機(jī)的測(cè)斜儀及激光經(jīng)緯儀測(cè)量偏位趨勢(shì)穩(wěn)定或減少時(shí)，保持該糾偏力度，繼續(xù)頂進(jìn)，當(dāng)偏位趨勢(shì)相反時(shí)，則需要將糾偏力度逐漸減少。四、觸變泥漿在頂進(jìn)過(guò)程中，隨著距離的增長(zhǎng)，管道的摩阻力也隨之增大。為了提高頂進(jìn)施工的效率，在施工過(guò)程中盡可能地降低管道外側(cè)的阻力，通常情況下往管外側(cè)噴謝觸變泥漿，降低頂進(jìn)的阻力。1）觸變泥漿系統(tǒng)設(shè)置：頂進(jìn)過(guò)程中，需要經(jīng)常進(jìn)行壓觸變泥漿工作，以減少頂進(jìn)的阻力。注漿孔的形狀及布置：在每節(jié)管的前端布置一道觸變泥漿注漿孔，數(shù)量為4個(gè)，孔的大小呈90度布置（圖5-28）,經(jīng)過(guò)不段壓漿，在管外壁形成一個(gè)泥