低埋深大坡度排水管施工工法

1、低埋深大坡度排水管施工工法【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 AAnalysis on safety control of high template support constructionZhu Kui1 ， Ye Chang-qing2(1.Construction Safety Supervision Station of OuhaiWenzhouZhejiang325000 ；2. Wenzhou Huajie construction companyWenzhouZhejiang325000)【】The characteristic， construction craft ， mainmaterial

2、 ， machines and quality control measure of low buried and large slope drainage pipe are introduced. Reasonable construction technique is put forward in accordance with characteristics of low buried and large slope drainage pipe ， four aspects including axis control ， rectifying control ， resistance

3、buoyancy control ， decrease resistance control make the quality of low buried and large slope drainage pipe guaranteed.1. 前言排水管坡度？八大時會給頂管后座、導(dǎo)軌的排布、動力系統(tǒng)的 設(shè)置以及軸線控制測量方法上提出新的要求。 低埋深情況下由于 上覆土層壓力較低容易造成頂管過程中管道上浮的風(fēng)險， 并且若 發(fā)生管道上浮的現(xiàn)象，往下糾偏比較困難。管道穿越軟弱土層， 土層承載力差時，壓縮性高，土層受力時容易發(fā)生壓縮變形，在 頂管糾偏時不易形成糾偏反力，對頂管糾偏帶來不利影響。2. 工

4、法特點2.1 有效地控制頂管軸線的水平偏差和高層偏差，簡化了操 作程序，提高了工效。2.2 可有效保持挖掘面的穩(wěn)定， 對管體周圍的土體擾動較小， 避免管道上浮。2.3 工具管糾偏段長度較小，糾偏抵抗力較低，糾偏靈活。3. 施工工藝3.1 工藝原理。3.1.1 軸線控制工藝原理。首先使經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡軸線與排水管軸線方向一致， 鎖定經(jīng)緯 儀水平度盤， 再將豎直角度盤調(diào)至零， 向下轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡到豎直角 度盤讀數(shù)與根據(jù)排水管設(shè)計軸線坡度計算出的豎直角一致， 鎖定 豎直角度盤， 此時望遠(yuǎn)鏡視線與排水管設(shè)計軸線完全一致， 最后 根據(jù)望遠(yuǎn)鏡十字絲的位置， 在安裝于工具管中心處的標(biāo)尺上讀出 工具管水平偏差與高程偏

5、差。3.1.2 糾偏控制工藝原理。 工具管前后段連接處安裝有四組按照 45角度布置的糾偏 千斤頂，頂管糾偏通過調(diào)整糾偏千斤頂柱塞長度以使工具管前段 與后段及頂管管段軸線出現(xiàn)夾角來實現(xiàn)。 根據(jù)測量的軸線偏差數(shù) 據(jù)，及時調(diào)整工具管兩段之間的角度，形成糾偏角，并通過外部 土壓力的變化來形成糾偏反力，以達(dá)到糾偏的目的。3.1.3 抗浮控制工藝原理。（1）排水管糾偏時尤其是在上下糾偏時按照“勤測勤糾， 小角度糾偏”的原則進(jìn)行， 防止大角度糾偏給管道抗浮帶來不利 影響。（2）在排水管前端堆放壓鐵增加管段重量，來增強管段抗 浮能力。3.1.4 減阻工藝原理。采用工具管尾部同步注漿和管段補漿兩種方式進(jìn)行減阻。

6、 同 步注漿孔布置于工具管尾部，在后續(xù)管段上每隔20m布置一道補 漿孔，每道補漿環(huán)有獨立的閥門控制。施工時首先在工具管尾部注漿孔注入觸變泥漿減阻， 在頂進(jìn) 過程中，應(yīng)根據(jù)后座頂力的大小在后部補漿孔補漿。3.2 工藝流程。工藝流程采用如下：測量放線-工作井施工-導(dǎo)軌安裝裝 配式后背墻安裝主頂千斤頂安裝-排水管頂進(jìn)輔助設(shè)備安裝 管道頂進(jìn)糾偏出洞3.3 操作要點。3.3.1 測量放線。布設(shè)臨時水準(zhǔn)點和管道軸線控制樁， 在檢查井處應(yīng)設(shè)置中心 樁，必要時應(yīng)設(shè)置控制樁。根據(jù)管位軸線，用石灰粉劃出工作井 的位置。3.3.2 工作井施工。(1) 打設(shè)密咬口鋼板樁，選用12米30#C型槽鋼，沉樁時， 不能傾斜、

7、扭曲、凹凸不平，要保證精度，垂直度控制在1%，板樁軸線偏差控制在土 10mm同時，板樁鑲接要密縫，防止?jié)B水。 支撐圍檁采用兩根槽鋼并在一起或圓鋼管支撐。( 2)在工作井上口預(yù)留槽口內(nèi)安裝鋼筋砼預(yù)制板，槽口內(nèi) 要座漿飽滿，板縫要按規(guī)定勾縫。在預(yù)制板預(yù)留口處砌磚墻，所 有磚要浸透水，砌筑時應(yīng)滿鋪、滿擠，上下搭砌，水平灰縫厚度 和豎向灰縫寬度應(yīng)均勻，不得有豎向通縫。3.3.3 導(dǎo)軌安裝。在大坡度 ?管情況下，由于管道出洞初期糾偏困難，若水平 出洞，在頂進(jìn)初期軸線偏差已經(jīng)相當(dāng)大， 無法保證頂管按照設(shè)計 軸線頂進(jìn)。在考慮到以上因素后，按照設(shè)計軸線鋪設(shè)活動導(dǎo)軌， 即導(dǎo)軌鋪設(shè)后其導(dǎo)輪平面與頂管設(shè)計軸線平行，

8、 導(dǎo)輪高度應(yīng)保證 頂管中心在穿墻管處與設(shè)計軸線重合。3.3.4 裝配式后背墻安裝。裝配式后背墻采用型鋼和鋼板等組裝， 在鋼板樁與鋼板之間 澆筑50CM厚 C30砼，待其混凝土達(dá)到 95濃上強度后方可進(jìn)行 頂管的頂進(jìn)工作。 組裝后的后背墻應(yīng)有足夠的強度和剛度； 壁面 應(yīng)平整，并與管道頂進(jìn)方向垂直。3.3.5 千斤頂安裝。（1）后座千斤頂作用面與頂管設(shè)計軸線垂直，千斤頂軸線 與設(shè)計軸線平行。（2）千斤頂固定在支架上，其合力的中心點在管道中心線 的平行線上；千斤頂?shù)挠吐窇?yīng)并聯(lián)，每臺千斤頂應(yīng)有進(jìn)油、退油 的控制系統(tǒng)。（3）千斤頂安裝除保證推力作用方向外，還必須考慮推力 合力中心位置， 由于工具管重量較

9、大， 為防止排水管出洞后發(fā)生 “磕頭”現(xiàn)象， 千斤頂安裝時使千斤頂合力中心位于排水管直徑 的下部1/32/5位置。3.3.6 頂管輔助設(shè)備安裝。（ 1 ）油泵設(shè)置在千斤頂附近，油管宜順直、轉(zhuǎn)角少；油泵 應(yīng)與千斤頂相匹配， 并有備用油泵； 油泵安裝完畢， 進(jìn)行試運轉(zhuǎn) 頂進(jìn)中若發(fā)現(xiàn)油壓突然增高， 立即停止頂進(jìn)， 檢查原因并經(jīng)處理 后方可繼續(xù)頂進(jìn)；千斤頂活塞退回時，油壓不得過大，速度不得 過快。（2）縱向頂鐵中心線與管道軸線一致，頂鐵上有鎖定裝置， 頂鐵放置時應(yīng)能保持穩(wěn)定，頂鐵與管口之間應(yīng)采用緩沖材料襯 墊，當(dāng)頂力接近排水管的允許抗壓強度時， 管端應(yīng)增加環(huán)形頂鐵。（3）頂進(jìn)時，工作人員不得在頂鐵上方

10、及側(cè)面停留，并隨 時觀察頂鐵有無異常跡象。（4）設(shè)備安裝完畢后應(yīng)對全套頂進(jìn)設(shè)備做一次系統(tǒng)調(diào)試，在確定頂進(jìn)設(shè)備運轉(zhuǎn)情況良好后，開始頂進(jìn)工作。3.3.7 管道頂進(jìn)。（1）在拆除封門后，應(yīng)立即開始頂進(jìn)機頭。機頭初入土?xí)r， 因機頭在軌道上沒有足夠抵抗力矩， 使刀盤轉(zhuǎn)動時機頭易產(chǎn)生旋 轉(zhuǎn)，故在入土的初始2m時，頂進(jìn)速度控制在 5mm/mi n以下，以 防止機頭旋轉(zhuǎn)， 并不間斷地觀測機頭傾角和旋轉(zhuǎn)角， 傾角發(fā)生變 化用糾偏裝置調(diào)正。（2）在工作井內(nèi)頂管軸線延長線上設(shè)置固定的經(jīng)緯儀支架， 支架高度應(yīng)保證經(jīng)緯儀望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)軸處中心與該處頂管軸線位置 重合。測量時在支架上架設(shè)經(jīng)緯儀， 對中整平經(jīng)緯儀后轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn) 鏡，

11、對準(zhǔn)設(shè)置于工作井內(nèi)壁上的后視點， 將經(jīng)緯儀水平度盤調(diào)至 零，然后根據(jù)預(yù)先計算的水平角轉(zhuǎn)動經(jīng)緯儀鏡頭， 使經(jīng)緯儀望遠(yuǎn) 鏡軸線與頂管水平軸線方向一致， 鎖定經(jīng)緯儀水平度盤。 上下轉(zhuǎn) 動經(jīng)緯儀鏡頭使鏡頭氣泡居中， 再將豎直角度盤調(diào)至零， 向下轉(zhuǎn) 動望遠(yuǎn)鏡到豎直角度盤讀數(shù)與根據(jù)頂管設(shè)計軸線坡度計算出的 豎直角一致， 鎖定豎直角度盤， 此時望遠(yuǎn)鏡視線方向與頂管設(shè)計 軸線完全一致， 最后根據(jù)望遠(yuǎn)鏡十字絲的位置在安裝于工具管中 心處的標(biāo)尺上讀出工具管水平偏差與高程偏差。（3）當(dāng)頂進(jìn)中發(fā)現(xiàn)管位偏差達(dá) 3mni時應(yīng)立即校正，糾偏應(yīng) 緩慢進(jìn)行，使管節(jié)逐漸復(fù)位。可采用工具頭進(jìn)行糾偏，每次調(diào)整 幅度為3mm根據(jù)激光經(jīng)

12、緯儀測得偏差仍未減小，則可加大糾偏 力度，否則可保持原力度繼續(xù)頂進(jìn)。（4）頂管速度控制在3050mm/min前20m和糾偏時用低速，之后視出土攪拌等情況適當(dāng)加快頂進(jìn)速度。下管時，在機頭 停止頂進(jìn)狀態(tài)下，在停機時關(guān)閉螺旋輸送機排泥液壓門。（5）工具管工作過程中所挖掘的土，最后垂直吊運至地面 存土場，定期外運。3.3.8 糾偏。（1）低埋深情況下容易造成管道上浮，輕則造成頂管軸線 偏差超過允許值， 重則造成管道大幅度上浮， 影響工程和施工人 員的安全。在上下糾偏時，應(yīng)按照“勤測勤糾，小角度糾偏”的 原則進(jìn)行， 防止大角度糾偏給管道抗浮帶來不利影響。 在頂管前 端堆放壓鐵增加管段重量，來增強管段抗浮

13、能力。（2） 工具管前后段連接處安裝有四組按照45角度布置的 糾偏千斤頂， 頂管糾偏通過調(diào)整糾偏千斤頂柱塞長度以使工具管 前段與后段及頂管管段軸線出現(xiàn)夾角來實現(xiàn)。（3）根據(jù)測量的軸線偏差數(shù)據(jù)，及時調(diào)整工具管兩段之間 的角度，形成糾偏角， 并通過外部土壓力的變化來形成糾偏反力。（4）頂管糾偏應(yīng)遵循“勤測勤糾”的原則進(jìn)行，堅持小角 度糾偏，控制頂管管段在設(shè)計軸線附近小范圍內(nèi)波動。3.3.9 出洞。（ 1）檢查洞口橡膠止水圈的安裝是否牢固，尺寸是否準(zhǔn)確， 是否能完全封堵機頭與洞口的空隙。（2）機頭出洞時，頂進(jìn)操作應(yīng)謹(jǐn)慎平穩(wěn)、勻速推進(jìn)，首節(jié)管出洞口后應(yīng)立即開始均勻壓注觸變泥漿。在管節(jié)出洞5m范圍內(nèi)，檢

14、查并督促施工人員將切土、出泥、頂速、土壓、軸線、標(biāo) 高等施工參數(shù)逐漸調(diào)整至正常狀態(tài)。4. 主要材料及施工機具4.1 主要材料。潤滑泥漿材料主要采用鈉基膨潤土、純堿、 CMC減阻泥漿 物理性能指標(biāo)：比重1. 051. 08g/cm3，粘度為3040S,泥 漿套厚度為23mm4.2 主要施工機具。全套設(shè)備包括：工具管、糾偏裝置、液壓千斤頂、油泵、導(dǎo) 軌、頂鐵、控制系統(tǒng)、皮帶運輸機、螺旋輸送機、加泥系統(tǒng)、激 光經(jīng)緯儀。配套設(shè)備有： 電瓶運輸車輛、 泥土卸載系統(tǒng)、 拌漿注漿系統(tǒng)。 工具管采用無鉸型網(wǎng)格式鋼頂管工具管， 頭部增加氣閘段穩(wěn) 定開挖面，增加排水管施工安全系數(shù)。5. 質(zhì)量控制5.1 施工過程質(zhì)

15、量控制。5.1.1 頂進(jìn)軸線的控制。排水管在正常頂進(jìn)施工過程中，必須密切注意頂進(jìn)軸線的控制，其偏差不得超過50mm的要求。5.1.2管底高程控制。初頂進(jìn)施工，嚴(yán)格控制前5m管道的頂進(jìn)偏差，其高程以及軸線偏差不得大于35mm在頂進(jìn)過程中一旦頂管出現(xiàn)上拋現(xiàn)象， 不宜采取降低地面土壓力、 增大出土 量、過量向下糾偏等動作。 在頂進(jìn)時應(yīng)將機頭高程始終控制在負(fù) 值，使在機頭下沉較大時，以后每結(jié)束頂進(jìn)一節(jié)排水管，必須復(fù) 測管底高程，使管底高程偏差控制在 +40-50mm范圍內(nèi)。5.1.3 采用同種規(guī)格的千斤頂，使其頂力、行程、頂速相一 致，保持頂力合力線與管道中心線相重合。5.1.4 頂進(jìn)前應(yīng)將千斤頂逐臺調(diào)試好， 采用同種規(guī)格的油缸， 并使液壓泵到各千斤頂之間的距離相等，管徑一致。5.1.5 加強頂管后背施工質(zhì)量的控制， 確保后背不發(fā)生位移， 并應(yīng)使后背平整，以保證頂進(jìn)設(shè)備的安裝精度。5.1.6 當(dāng)工具管停止作業(yè)時，一定要防止泥水從土層或洞口 及其他地方流失。不然，挖掘面就會失