2020年工程实例看非开挖技术论文

工程实例看非开挖技术论文 地下管线是城市基础建设的重要组成部分，它就像人体内的“神经”和“血管”，日夜担负着传送能量的工作，是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的生命线。地下管线的施工方法有开挖和非开挖两种。所谓非开挖技术是指利用各种岩土钻掘设备和技术手段，在地表不开挖沟槽的条件下，铺设、更换或修复地下管道、电缆、电线等公用设施，不影响任何交通和设施运行，做到最小限度地扰民碍市。本文根据具体的实例说明城市地下管线非开挖技术。1 本工程位于下沙幸福北路工程桩号K0+040K0+880污水管道。该段管线主要位于道路西侧绿化带中，污水管道管径D1 650mm，顶管管材采用F管，钢承口型接口，级管。D1 650顶管长度为844.1米，坡度i=0.6。 图1 顶管工作坑布置图 根据幸福北路（九沙大道德胜快速路）工程设计图纸的要求，本工程污水管顶管所使用的管材为：采用F管，钢承口型接口，级管。 （1）顶管简况 幸福北路（九沙大道德胜快速路）工程顶管工程，顶管管径为D1 650，采用泥水平衡机械掘进机顶管施工。投入1台1650TLM泥水平衡顶管掘进机用于本工程施工作业。 4.1 顶管掘进机的选择 图2 TLM泥水平衡掘进机 选择好顶管掘进机对顶管施工是至关重要的。根据业主提供的工程地质勘察说明书、地质资料显示，本工程顶管穿越地层为粉砂土层，渗透系数大，物理力学性质差。因此，选择一种较先进的全封闭机械顶管掘进机TLM泥水平衡掘进机。该机具有沉降控制精度高，顶进速度快等优点。 4.2 主顶进系统设置 主顶进系统由油缸组、顶进环、钢后靠及液压泵站等组成，其主要功能是成管节顶进，是顶管设备系统的主要组成部份。 （1）油缸组 油缸组由4只油缸分两列左右对称布置，每列各2只油缸叠积而成，并用可分式结构的支座固定，用联接梁连成一体。 （2）液压泵站 选用2台A2F28RP2斜轴式柱塞油泵，配备Y200L6型电机。通过调速阀可改变油泵的流量，根据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速。以满足开挖面土压平衡的条件，从而起到控制地面沉降的作用。 （3）钢后靠 管节顶进时油缸的反力，通过钢后靠均匀地传递到工作井井壁上，避免井壁受力不均或局部受力过大造成井壁结构破坏。钢后靠安装时，应与顶进轴线保持垂直，与井壁间的空隙应用素混凝土填实，确保整体接触。 （4）主顶进装置主要技术参数 油缸数量：4只 油缸尺寸：DdL2502203 500 mm 油缸行程：S=3 000 m 限定油压：P额25 MPa 限定推力：F额1 500 kN 最高油压：Pmax31.5 MPa 最大推力：Fmax2 000 kN 顶进速度：V=0-80 mm/min 4.3 泥水出土系统 图3 泥水出土系统 泥水系统采用Telemole管路系统。渣浆泵型号：4/3 CAH，电机功率18.5 KW，流量90 m3/h，扬程21.8 m。顶管施工的管内出土是影响工效的关键环节，因为采用泥水管路系统可使顶管实现连续推进。 4.4顶管工作坑设施布置 图4 顶管工作坑布置 基坑导轨应具有足够的强度和刚度。本工程基坑导轨由型钢和钢板焊接而成。在工作井底板基础上应事先预埋钢板，预埋钢板的位置与基坑导轨相吻合，以便导轨与之焊接。预埋钢板上的锚固钢筋要焊牢并有足够的锚固强度，导轨安放后，还应在二侧用型钢支撑好，必要时再浇筑混凝土，确保导轨在受撞击的条件下，不走动，不变形。导轨安装的允许偏差为：轴线位置：3mm，顶面高程：0+3mm，两轨内距：2mm。在顶进过程中经常进行检查和复核。 主顶油缸架是拼装式结构，主顶油缸架的安装也要定位准确。保证油缸受力点的正确位置。其高程和平面安装误差小于5mm。 顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨之间的接触面不得有泥土、油污；顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬。在顶进过程中，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。 承压壁是承受和传递全部顶力的后座墙，更应具有足够的强度和刚度，并有足够安全度。本工程的承压壁设计在内衬混凝土上先用钢筋混凝土浇平，后靠钢板用70钢板，在钢板和混凝土平面之间衬满堂50mm松木板。 5.1 顶管施工工艺流程图（详见图5） 5.2 最大顶推力及其限制措施 本工程主顶液压系统最大顶推力根据工作井的许用顶力设置为： 1000KN。 限制措施为控制液压系统的压力。当液压系统的压力达到10MPa时,主顶液压控制台将报警，以满足限制最大顶力的措施。由于限制的系统压力较小，所以液压系统的故障将大大减小，顶管的可靠性也相应提高。 5.3 顶管纠偏技术要点 纠偏操作方案应是顶管司机交接班讨论的重点。方案的依据为测量提供的机头折角、倾斜仪基数和走动趋势、前后尺读数比较、机尾处地面沉降量等等。0.5度以上的大动作纠偏须尽量避免并慎重讨论，不得已时也应争取在非重要地段进行并加强观测。纠偏动作后如无折角变动应即停顶，会同电工、机修工检查电路和液压管路，尽早排除故障，严防轴线超差。纠偏应在下管后尽早进行，注意观察倾斜仪读数的纠后趋势及光点滞后变化，同时通知地面和地下压浆人员加大同步压浆量。 5.4 沉降控制措施要点 在顶管施工前，必须摸清管线或构筑物的标高及位置。制订切实可行的保护措施，并取得对方的认可才能施工，确保管线及构筑物安全。 （1）地面监测，优化掘进机参数 在初始推进阶段，要精心组织地表监测，在轴线上方每隔3m布设一个沉降控制桩。通过地表监测得到隆沉量与相对应的掘进机主参数（包括推进速度、开挖面土压力值，出土率等）进行比较，从而优化掘进机参数，指导以后的顶管推进。 （2）注浆稳定措施 除了在初始推进阶段，优化推进参数以外，在顶进过程中加强同步注浆也是有效手段之一，必须尽可能将膨润土泥浆套随机头向前移动，形成连续的环状浆套。要选择触变性能良好的膨润土制浆材料。 5.5 测量仪器配备与检验 顶管施工需进行三维动态测量，其精度要求特别高，必须采用精度高，性能优良的测量仪器。 为此，特配备了苏一光OTS232型全站仪（侧角精度+2”量距3 mm）NA2水准仪等一系列精密高档仪器。 图5 顶管施工工艺流程图 5.6 顶管过程中的应急措施 （1）对开挖面的土体进行改良的技术措施 为了对正面的土体进行改良，在机头迎土面的上部布置了注浆管。顶进时，通过注浆管向土体内压注一定量的泥浆并经刀盘搅拌后，可以有效地改良正面地土体，使出土保持顺畅。 （2）管节止转的技术措施 顶进时机头在刀盘及螺旋机的作用下会发生旋转，而机头旋转尤其是转角偏大时会对顶进造成不利影响，因此对工具管要采取纠转措施。在机头前方筒的水平二侧焊翼板，长1.8 m宽30 mm，厚25 mm，以防止机头旋转。对机头的旋转主要采用加压重块的方法。在机头二侧焊压块支架，1与6管二侧亦焊压铁支架。二侧先平均放压块，共60 t。一旦发现机头有微小偏转，立即将压铁移到另一侧。 城市非开挖技术在