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时间:2018-07-13
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1、试析市政道路顶管施工技术摘要:市政基础设施地下给排水管道顶管施工技术,在穿越城市建筑、公路、深埋等重难、复杂施工条件时,有其独到的优势,就某地外环路排水工程污水管的顶管施工技术运用,作简要的介绍。关键词:市政道路;顶管施工技术;施工方案1工程概况某地外环路是环岛主干道,路段I<3+240~K6+760为工程项目,其中K6+180~+715.5段位于别墅群区,地下污水管道位于右幅车行道与自行车道间的绿化带下。管道埋深5.77~8.44m,管材为DN800的预应力钢筋混凝土管。因别墅群尚未搬迁
2、又属于深埋管道,因此采用顶管技术施工。2施工方案顶管全长535.5m,检查井按30m或40m两种间距设置,管材采用抗渗等级为S6的C50II级加强离心式预应力钢筋混凝土管,F型柔性接口。顶管施工,选择管道的相应检查井位置设置2个工作井和3个接收井进行顶进,工作井作管道顶进用,接收井为顶管出洞回收工具头用。顶管最大单元长度140m。管道顶进完后,再施作污水检查井。3工作井设计、施工工作井上设活动式工作台,台上设起重架,用于起吊管井。(1)工作井井底长、宽尺寸可按式(1)、式(2)确定。W=D+(2
3、.4~3.2)(1)式中为工作井底宽度,m;D为被顶进管外径,m;L=Ll+L2+L3+L4+L5(2)式中为工作井底长,m;L为管节顶进后,尾端压在导轨上的最小长度,混凝土管一般留0.3m;L2为每节管长度,m;L3为出土工作间隙,一般为1.0~1,5m;L4为千斤顶长度,m;L5为后背墙厚度,m;本工程工作井长宽为7m×4m,工作井护壁为厚0.4mC30钢筋混凝土,底板为厚0.5m钢筋混凝土(2)水泥搅拌桩施工。为保证施工时不塌方和减少地下水的流入,在工作坑外侧设置了水泥搅拌桩止水帷幕。桩径
4、D=0.50m,相互搭接0.15m,水泥掺入量19%,水泥用量70kg/m,水灰比为0.45~0.50,用P.032.5普通硅酸盐水泥。采用“四搅四喷”施工工艺。(3)工作井开挖。采用人工垂直开挖,每开挖1m即护壁1m,井底施打木桩进行加固,及时对井底进行封闭4顶管参数及设备安装4.1顶管工程力学参数确定顶管推力就是顶管过程中管道受到的阻力,包括工具管切土正压力、管壁摩阻力。(1)工具管切土正压力。F1=S1×K1=πr2×K1=π×0.482×50=36.2t式中F1为顶管正阻力,t;S1为顶
5、管正面积,m2;K1为顶管正阻力系数,t/m2。工具管切土正压力与土层密实度、土层含水量、工具管切土状况有关,根据有关统计资料,软土层一般为20~30t/m2,硬土层一般为30~60t/m2,本工程顶管经过地层为亚粘土和砂质亚粘土,K1。取50t/m2(2)管壁摩擦阻力。F2=S2×K2=πDL×K2=π×0.96×140×0.9=380t3式中F2为顶管侧摩擦力,t;S2为顶管侧面积,m2;K2为顶管侧阻力系数,t/m2。管壁摩擦阻力一般在0.5~1.2t/m2之间,本工程采用触变泥浆减阻,管
6、壁摩擦阻力取0.9t/m2,顶进长度按140m计。(3)顶管总阻力。F=F1+F2≈420t考虑地下工程的复杂性及不可预见因素,顶管设备取1.4倍能力储备,设备顶进能力应为600t。4.2后背墙。后背墙作为千斤顶的支撑结构。本工程后背采用工作井两边内墙加宽的方式制作,后背墙高2.76m,厚30cm,为使后背受力均匀,后背墙上用钢板进行铺垫。后背墙壁面与管道顶进方向要垂直,垂直度允许偏差0.1%H,水平扭转度0.1%L(H、L为高、长)。4.3工作井导轨安装。导轨的作用是引导管节按设计的中心线和坡
7、度顶进,导轨安装时必须安装牢固,满足管节中心高程及坡度的要求。本工程导轨为双排120工字钢、[20槽钢焊接而成,导轨为预制加工。导轨安装利用测量仪器监控,允许偏差为:轴线位置<3mm,顶面高程0~+3mm,两轨内距±2mm。4.4千斤顶安装。(1)本工程采用3台200t的千斤顶。千斤顶固定在支架上,并与管道中心的垂线对称,要求其合力的作用点与管壁反作用力作用点在同一轴线上,防止产生顶进偏差。根据施工经验,千斤顶的着力点作用在管节垂直直径的1/4~1/5为宜。(2)千斤顶选用zB.50型的高
8、压油泵,由电动机带动油泵工作,经分配器、控制阀进入千斤顶,各千斤顶的进油管并联在一起,保证各千斤顶活塞的出力和行程一致,油管安装时做到顺直、转角少。4.5顶铁的安装。(1)顶铁是顶进管道时,千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其作用是将一组千斤顶的合力,通过顶铁均匀地分布在管端,并起调节千斤顶与管端之间距离的作用。顶铁可分为环形顶铁和u形顶铁两种。(2)安装顶铁时,顶铁与导轨之间、顶铁与顶铁之间的接触面,要擦拭干净,防止接触不良,相互滑动。安装后,要使千斤顶轴线、顶铁轴线和管道的轴线相互平行
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