长距离大口径钢顶管施工关键技术.pdf

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1、第3期(总第146期)2010年6月中圄千放暑农No．3(seriaINo．146)CHINAMUNICIPALENGINEERINGJun．2010长距离大口径钢顶管施工关键技术冯一辉，王康，王剑锋(上海市第一市政工程有限公司．上海200082)摘要：上海青草沙水源地原水T程采用DN3600、DN2800：走：口径钢顶管。从设备选型、井内布置、组对焊接、注浆减摩、钢管顶进要点、中继问使用、注浆孔封堵、测量控制等方面，对这种长距离、大口径钢顶管施工要点进行分析。它为同类工程提供一定的借鉴经验。关键词：原水工程；钢顶管；设备选型；并内布置：中图分类号：TU990．3文

2、献标识码：B1设备选型青草沙严桥支线C10标采用DN3600钢顶管。长4．3km．沿线穿越磁悬浮、合流二期DN3500污水钢管、220kV高压铁塔等重大障碍物：金海支线C2标采用DN2800钢顶管，长5．2km，沿线穿越A30公路。2个标段有8个顶程>800m。在长距离、大口径钢顶管施丁中，对设备可靠性、系统性要求特别高．一旦出现故障．恢复顶进相当困难。目前．一般采用泥水平衡和土压平衡2种形式的顶管掘进机．在青草沙工程施工中．根据顶管沿线穿越障碍物情况、覆土深度及土质情况分析．结合以往顶管施工经验，2个标段均采用土压平衡顶进、泥水出土形式。主要零部件自行设计。具有顶

3、进比较连续、顶进速度快、方便控制和容易控制沉降等特点．结构采用前壳体、后壳体和过渡段i段式布置．过渡段与钢管焊接。顶程完成后割除。顶管机结构设计有如下特点。1)主轴通过刚度计算强度。安全系数达4．0以上：采用锻件、调质、2次以上探伤处理、密封面硬化处理和高精度车磨等．确保主轴达到使用要求。2)主轴密封采用3道或以上．并采用腔密封和强制密封形式。3)主轴支承采用二点式。推力轴承前置．使主轴所受弯矩比较小．有利钢顶管纠偏：轴向定位不超静定．才能做到结构紧凑、增加强度和刚度。防止转动零件破坏。4)动力参数配置系数a>2．0．确保顶管机有足够的脱困扭矩；操纵方式有机内和机外

4、2种．且必须在机内实现切换，才能有效控制泥水出土形式(土收稿日期：2010-4)1—15注浆减摩：测量控制文章编号：1004-4655(2010)03-0041-03压平衡泥水出土)。2井内布置钢顶管施工井内布置比混凝土顶管要求高．特别是顶管出洞安全性、稳定性，出洞初期轴线定向，发射架定位刚度，外防腐层的保护都有明确要求。顶管机出洞要充分考虑顶管机的自重和重心位置，除主导轨外还应该布置小导轨、延伸导轨，还考虑前2节钢管使用短钢管来稳定重心．使出洞后在加固区和尽可能长的距离内使得顶管机与钢管节联合体重心在导轨上．尽可能减少顶管机出洞后下沉和“磕头”现象。3个导轨的走向

5、、坡度必须一致。大、小导轨间必须预留>50cm的焊接坑．作为人工焊接操作及外防腐施工作业空间。洞圈前的小导轨作用不可忽视．因为洞圈处橡胶止水压板无刚性支承。可能随机漂移。比如在焊接对管时有上下、左右偏差的，将难以对管和焊接．进而引起质量事故。它的作用不仅起到支撑作用．还有定位功能。出洞定向、发射架定位严格执行“一放两复”的测量原则，并通过公司、监理、项目部i方控制和反复测量。导轨布设时轴线、坡度必须符合顶管设计要求，偏差控制在允许范围内。在复核无误的情况下由项目经理签发“出发令”后方可进行出洞施工．因为一旦出洞便无可更改．如有偏差需要比较长距离才能纠正。发射架定位刚

6、度相当重要。钢管在焊接形成管道的过程中．一定距离内具有相当大的刚性．如出洞段轴线与发射架定位钢管轴线产生偏移．则对钢管发射架会产生很大的作用力，因此，导轨布设完成后．应在底部浇注混凝土以防顶管过程中因重压产生沉降。混凝土浇注高度不超过导轨施工范围底部为宜。41中圄千后支j农冯一辉，王康，王剑锋：长距离大口径钢顶管施工关键技术2010年第3期3组对焊接控制工程钢管是在t厂内卷制，并涂刷外防腐涂层的。钢管运送至施工现场后，在堆放钢管的临时托架上增设硬质塑料滚轮：顶进施工中．在顶进主导轨上涂刷黄油．并放置钢制滑靴．滑靴紧贴钢管向前滑动至焊接坑落下．防止外防腐涂层损伤。并缓

7、解管节自重产生的变形。钢管顶进土体后由于周边土压力不同。使其产生的形变量不同．可以在采用“O”形顶铁上焊接一圈筋板使其保圆。钢管组对前需要对管端剖121进行打磨．在管端焊缝处采用马铁导向，主顶系统辅助推进对接。对接时严格控制前后管道轴线重合一致．钢管接口处错缝最大在2mm左右．初始顶进的前100m范围内不能使前后两管节产生夹角，否则会影响顶进轴线控制。在钢顶管施工中。现场钢管剖121采用“V”形(上半圆180。为外开口“V”。下部1800为内开121“V”)。“V”字形坡12I呈200(+00。一2．50)。接VI采用半自动手工电弧焊接．端部衬托陶瓷垫片。正式焊