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时间:2018-08-28
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1、复杂地质状况下复合顶管施工工法 【摘要】当前大量市政管道采用顶管施工工艺,下文对如何在同时含有淤泥、流砂和砂卵石的地层顶进进行论述,希望可以增加相关工程的实际操作性。 【关键词】顶管;淤泥;流砂和砂卵石地层;施工工法 1前言 随着城市建设的飞速发展,人们生活水平的日益提高,城市供排水和供暖供热管道急需铺设。但是,多数城市地段不易或不能开槽施工,管道必须采用顶管施工工艺铺设。正常人工或机械顶管施工能满足地质状况较好的地段。但对于同时含有淤泥、流砂和砂卵石地层则不能正常顶进,国内也鲜有类似施工工艺研究。如何能在保证安全质量的情况
2、下,以简便的施工工艺、较低的工程造价解决上述问题是亟待解决的一个课题。我们通过对黄山工业园区污水收集系统顶管工程的施工,对其进行了积极探索研究,并经后续工程的一系列施工应用、改进和完善,最终形成本工法。 本工法的关键技术---同时含有淤泥、流砂和砂卵石地层中的顶管施工 2工法特点 工艺使用范围较广,适应能力较强。能满足不同地质状况下的复合顶进。 机具改进简单,操作灵活方便。可进行人工和机械顶进的交替操作。 工艺简单,流程明确。 工程质量可靠,随时掌握顶进断面的地质状况,采用不同的顶进工艺和纠偏方法。并根据掌握的地质状况决定后
3、期注浆的方法。 施工安全,减少了正常施工工艺中的安全隐患。 经济适用,造价低廉,经济效益良好。 节能环保,降低噪音。 3适用范围 本工法适用于同时含有淤泥、流砂和砂卵石地层的顶管工程. 4工艺原理 根据成熟工艺,机械顶管工艺完全适用于淤泥、流砂地层顶进。人工顶管工艺能在含砂卵石颗粒直径较大地层钻进。但是,用单一工艺不能钻进同时含有淤泥、流砂和砂卵石的地层。反复分段制作工作井会增加造价,且受地域限制较大,影响工程进度,增加施工危险性。本工艺核心就是:通过改进施工方法,使其同时具备人工顶管和机械顶管施工功能,且造价较低,质量可
4、靠,安全风险较小。 5工艺流程及操作要点 工艺流程 操作要点 施工准备 编制、审核、审批方案,对顶进系统进行设计计算和机具选择; 确定施工组织机构及人员、机具配置; 调配施工设备机具,购进机具配件; 制订相应的质量安全保证措施; 布置施工现场的作业环境,安排泥浆池和清水池的循环路线; 制订合理的降水方案,做好降水工作并经验收后能满足施工需要。 设备改进制作: 密封仓 ①切削刀头:在工具管端部内侧用钢板制作成刀状切削面,管道顶进时将淤泥流砂或卵石切削至密封仓,减小顶进阻力。 ②冲刷喷嘴:沿切削刀头后侧环向布置
5、供水管,其上下对称开口安装四个冲刷喷头,喷出水压大于,用于淤泥、流砂地层中把淤泥流砂冲刷成泥浆。 ③密封挡板:在离工具管前端米处安置内径为35cm环形挡板,用螺栓固定于工具管上。 ④法兰门:在挡板的一侧用铰链链接一40cm*40cm的法兰门。 工作仓 ①纠偏油缸:在工具管后端对称安装4个纠偏油缸,用于顶进纠偏。 ②供水管:工作仓底部安装10cm直径供水管,与密封仓环向供水管连接。 ③排泥管:与供水管同步安装10cm直径排泥管,与外部泥浆泵连接,将冲刷成的泥浆抽出工作面至泥浆池。 系统安装验收 主顶系统:由两只200T的
6、油缸、油缸支架及主顶液压控制台组成,总顶力400T,行程,油压32MPa,无极调速并显示即时顶速。启动和停止由电气系统联动控制。 泥水系统:以一定水压,流量的水流稀释、搅拌泥浆池中的泥浆,并将泥浆带至地面沉淀池,该泥水流的水压在2-25m范围内可以调节,管道、阀门及泵均为Dg100mm系统。 电气控制系统:提供全部设备的需求能源,定期监视设备的顶速、压力、流量等工况。保证与顶管机头操作员沟通。 触变泥浆系统:压浆泵采用无压力脉动泵,压力无级变速调整压力、流量、阀门、管路均为Dg50mm系统。 导轨安装 两条导轨安装要顺直、平行
7、、等高,其纵坡应与管道设计坡度一致。并要安装牢固,符合稳定性的要求。导轨安装后的轴线误差不大于3mm;顶面高程不大于0~+3mm;两轨内距偏差不大于±2mm。 后靠背的安装:后背墙采用方木、型钢或钢板等组装,组装的后背墙有足够的强度和刚度,要能满足在最大顶力时不变形和损坏;装配式后备墙的安装垂直度允许偏差不得大于%H,水平扭转度不得大于%L。 千斤顶的安装:要取偶数固定在支架上,并与管道中心的垂线对称,其合力的作用点要在管道中心上,根据顶进参数计算来确定千斤顶的标高,一般以千斤顶的中心标高位于管道直径下口的四分之一处为好。 千斤顶
8、规格要相同,规格不同时,其行程要同步,布置要对称。千斤顶的油路要并联,每台千斤顶要有独立的进油、退油的控制系统,以便操作。 油泵的安装:应设在千斤顶附近,油管要顺直、转角少。油泵与千斤顶要匹配,并要有备用
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