双排混凝土管长距离顶进施工.doc

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1、双排混凝土管长距离顶进施工　摘要：介绍广州市污水治理中双排混凝土顶管施工技术。根据管道在市区布置情况和有关地质条件以及工期的要求，本工程选用了多刀盘土压平衡式顶管机进行施工，加上有效的技术措施，解决了双排混凝土管长距离顶进施工难度大的问题，质量和工期得到了保证。关键词：长距离；混凝土管；顶进施工1工程概况广州市污水治理工程后期3标段顶管施工工程位于市区南侧，其中穿越球场、市区道路一段采用双排混凝土顶管施工(其编号为22号工作井~21号接收井)，该段顶管全长310m×2，管节外径为3540mm，内径为3000mm，管节长度3000mm，

2、顶管坡度+0.087%，管顶覆土厚度为4.8m。顶管施工采用外径3560mm的土压平衡式多刀盘顶管机，最大后顶力为1000t。管道沿线将穿越市话电缆井及动力电缆井各一座，管顶距市话电缆井及动力电缆井的底板距离分别为2.54m、2.07m。顶管衬砌结构均采用"F"型预制钢混凝土管节，相邻两管节间采用特制接头承插连接，衬砌接缝防水采用天然橡胶制成的锲型橡胶圈。2地质条件本工程范围内的土层从上往下依次为：填土、褐黄色粘土、灰色粉质粘土、灰色淤泥质粘土。顶进断面全线上部处在灰色粉质粘土内，下部处在灰色淤泥质粘土内，见表1。表1工程地质层号土

3、层名称层底标高含水量W密度kN/m3孔隙比e凝聚力c(kpa)内摩擦角φ1填土2.892褐黄色粘土1.4928.419.30.763灰色粉质粘土-2.2144.317.11.318.558.04灰色淤泥质粘土-11.0050.717.11.4411.127.0注：地面标高+3.5m3顶管机本工程选用的多刀盘土压平衡式顶管机特点是出土顺畅，操作容易，维修方便，尤其适用于软粘土层中的顶管施工。本机质量还不到它所排开土体质量的0.4倍，所以可以有效防止因机头过重而使方向失控，产生走低现象。本机采用四把切削刀盘对称布置，所以只要把左右两把刀

4、盘按相反方向旋转，就可使刀盘间的转矩得以平衡，而不会如同大刀盘顶管机那样容易产生偏转。4进出洞施工顶管机进洞施工与出洞相比较为简单，当顶管机靠近洞门时，须控制好土压力，在切口距封门20~50cm时停止顶进，并尽可能降低切口正面土压力，确保拆除封门时的安全，拆除封门后将顶管机迅速、连续顶进，直到进洞洞口止水圈发挥作用为止，这就完成了进洞进程。从工作井中出洞开始顶进是整个施工过程中的关键环节之一。由于顶管机正面主动土压力远大于机头及混凝土管节的周边摩阻力和与导轨间摩阻力的总和，因此极易产生管节后退，引起顶管机前方土体不规则坍塌，使顶管机

5、再次推进时方向失控和向上爬高。为此，采取在洞口两侧各安装一只手拉葫芦，当主顶油缸回缩之前，先将最后一节管节拉住不让其后退，同时在出洞之初就预设了一定的向下纠偏量，尽可能克服出洞时机头抛高的情况。5长距离顶进施工5.1顶进轴线控制长距离顶管施工的核心问题是对顶力的控制。计算管壁土压的公式：Pv=γ•H•DPL=γ(H+D/2)Dtg2(45°+φ/2)Pv--管道上竖向土压力PL--管道上侧向土压力γ--土体容重H--覆土层厚度D--管道外径上述公式是基于土柱的受力模型，适用于不稳定土层或覆土层厚度小于卸力拱高度的情况

6、下。从公式中可以清楚地看到单位长度上的顶进阻力与管径、覆土层厚度、土体容重、土层性质有关。但是在实际顶管施工中纠偏对顶力的影响非常明显，所以在施工中需进行全过程连续监测，随时掌握顶管机偏离设计轴线距离的数据，并结合前方机头操作台上数字式倾斜仪的读数来判断顶管机顶进线路的变化趋势，发现有偏离的趋势就及时采取纠偏措施，使得顶进轴线的控制较为理想，顶管高程、平面控制结果见下表2，这就为将顶力限制在设计值的范围内提供了有力的保证。表2顶管高程、平面偏离轴线控制偏差北线高程南线高程北线平面南线平面最大偏离值(cm)6.1-6.16.3-4.04

7、.3-4.04.7-4.6距离进洞位置(m)112.5176.326.0118.045.1102.0250.0119.05.2注浆减摩注浆减摩是长距离顶管中非常重要的一项工艺，是关系到顶管成功与否的一项关键的技术。为确保减小管道外壁的摩阻力采取了以下技术措施。①保证润滑泥浆的稳定性，根据土质的变化适当调整配方，以满足不同的需要。②合理布置注浆孔。③制定合理的压浆工艺，严格按压浆操作规程进行。④压浆孔的位置设在管节雄头一侧靠近边缘处，这样在管节拼接后注浆孔就完全被前一节的钢环所遮盖，压出的浆液先会在钢套环与混凝土管节外壁之间形成浆套

8、然后再被挤出。这样泥浆套就较容易形成，减摩的效果也就比较明显。5.3中继间利用中继间进行接力顶进是中长距离顶管的一项重要技术措施。中继间的布置要求顶力及操作的要求，以提高顶进速度。当总推力达到设计推力的