上海桃浦西路φ2400曲线顶管施工方案(刘金奇)

桃浦西路（真北路泵站）道路积水改善工程桃浦西路（真北路泵站）道路积水改善工程）各作业班在顶管施工时作好压浆量、点的记录，确保压浆工作到点到量和浆套完整性、均匀性,以降低管外壁摩擦阻力，控制施工质量.6）如果注浆过程中超过上述平均用量的2倍时，说明地层土质有较大变化,立即检查原因,必要时需调整顶进参数,地面沿线专人巡视，防止打穿地层造成浆套损坏。9、沉降控制1）、调整压力控制刀盘正面土压力不平衡，就会引起地面隆起或失土沉降,根据管道的埋深及地下水位情况，泥水系统的设定压力一般比地下水压高5千帕.切削土壤的刀盘土压力可按塔萨基公式计算.在本段顶管过程中，土压力初始设定值为每平方米8吨，在顶进第一节管节时，即可把正面土压力调整到最佳值。2）、沉降计算顶管时，顶管距离长意味着管外壁与土壤发生的摩阻力持续时间也长，则土壤随着管道顶进越来越长,其失土率也就越来越多.由于管节自重的影响管节底部的摩阻力始终最大,土壤与管顶的摩阻力始终最小，那么就产生管顶土壤与管顶接触面较松的问题.其实只要顶管路面多多少少都有沉降的存在，根据路面沉降计算公式，贯通本段的顶管所产生的路面累计沉降为W4cm,其沉降盆宽度W25m，只要在施工中对有关人员的操作程序严格把关，规范施工人员的施工工艺，则不会带来太大的问题.计算如下:错误!、沉降计算：顶管施工过程的沉降量与其失土率基本成正比例关系,按规定失土率计算其最大沉降量（6）可按包络公式估算：max6=V/2。5i,根据经验，偏长距离的顶管，式中V=（1—5%）Vmaxll其中V=6.51立方，为计算管道单位出土量i为沉降槽宽度系数i=H/（tg（45°-d/2））H为管道中心深度（此处H=10.5m）,d=10°根据计算,i=4。99米当V=1%V=0。065时，6二V/2.5i=0.005mTOC\o"1-5"\h\zlmaxl当V=3%V=0.195时，6二V/2。5i=0.016mlmaxl当V=5%V=0.217时，6二V/2.5i=0。017mlmaxl沉降盆宽度L=2W=2*2。5i=24.95米。错误!沉降分析1。开挖面引起的地层损失与选用工具管类型有关，本公司采用泥水平衡机头，采用泥水仓平衡正面土压力，大刀盘切削正面土体，开挖面失土率可控制在3％2.管道外周环形空隙引起的地层损失一般工具管外径较管道外径大2厘米，因此工具管顶过后管道外周产生环形空隙，如不能充分注浆充填,则使周围土体挤入环形空隙，导致地层损失.（1）工具管外径与管道外径不同而引起的地层损失Vci二nD*aKD为工具管外径,a为工具管外周半径与管道外径之差，为注浆未充满度,压浆最差时K=l,本工程泥浆量充满度K=0.2Vci=nD*aK=3。14*2。88*0.01*0.2=1.8%（2）相临管节外壁不平整度过大时,引起地层损失Vc2=nD*aK*nPPPD为管道外径,a为相临管节的管道外周半径的差值,K为注浆不足率,aV5mmKPPPPP-0,a>10mmK=0.5~0（注浆良好可为0）,n为穿过某处地层的管节半径值大于PP10mm的出现的次数。可根据管节制造精度及安装精度估计。Vc2=nD*aK*n=3.14*2.88*0.02*0。05*1二0。9%PPP（3）较长距离顶管中继间穿过地层,因其外径与管道外径不同而引起的地层损失Vc2=nD*aK222D为中继间外径，a为中继间外径与管道外周半径之差,K为中继间穿过后补浆不222足率，补浆最差时,K可达0.5，而补浆理想时K-022Vc2=nD*aK=3。14*2。88*0。01*0.5二4。5%222综上，本段顶管估算累计沉降量约7.2%。当V=7。2%V=0.469时，l6=V/2。5i=0。038m宀4cm。maxl3）、顶管施工中控制在顶进初始阶段，设立地面沉降实验段，通过对地面沉降的反复测量、监控，掌握沉降变化规律，以便更好的调整顶进压力、机头仓内泥水压力、注浆量以及推进速度.顶进轴线偏差也会引起较大的地面沉降，故在顶进操纵时，操纵人员要认真仔细分析机头偏差量,谨慎纠偏，确保管道偏差控制在尽可能小的范围内。4）出洞口阶段控制a、顶管出洞口防止沉降措施在工作井预留孔处安装橡胶止水圈外，根据地质情况，有必要在洞口外进行土体加固，其范围深度为管底以下3m,宽度、高度为管外径外面3m。为防止工具管出洞以后发生“磕”头现象，可以在底部安装延伸导轨，宽度与井内导轨一致.当工具管推进完毕，安放第一节管时，应将工具管与导轨焊接牢固，亦可在洞口内壁的C型预埋件，用型钢拉住工具管，防止主千斤顶缩回以后，由于正面土压力的影响使工具管退回。b、沉降监测、保护构筑物施工过程中，在路面、箱涵顶部，施工影响区域布设沉降监测点，并做好沉降监测。监测频率：顶进施工过程，4〜6小时一次，如遇不可遇因素沉降超过报警值时2小时一次，并采取相应措施控制沉降扩大;顶管完成后连续监测14天，每天一次。当被监测构筑物发生异常情况时，将同构筑物所有关人员协商，根据构筑物结构制定相应的保护措施。10、施工紧急预案本标段部分顶管段顶进距离较长,部分顶管段覆土较浅。顶进轴线大致沿桃浦西路走向设计，顶进过程中还需穿越小桥和部分原污水管道沉井.我们针对本次顶管施工,对顶进过程中会产生的不利因素提出以下几点设想,并针对性的作出以下几点应急措施。°,1设备下井前的调试本标段顶管机头以及相关配套设施均在本公司机械设备调试部门进行调试,由专人制作设备调试报表。调试后确认机械无任何潜在故障后,使用专用车辆将其运至施工工地.错误!机头进洞由于管道埋深比较深，土压力会较大.进洞时机头可能会受到土的压力往后退出。针对这种情况在千斤顶缩回之前,同电焊将机头与导轨的接触面焊牢，待过渡环与机头连接好再割开机头与导轨之间的焊缝,继续顶进.周而复始，直到顶进管节不往后退出为止.3°。进洞时机头发生下沉,尾部上翘现象。针对这种情况,我们在机头进洞时用螺杆将过渡环和第一节管节连接并栓牢。错误!顶进时路面的沉降与隆起.顶管施工前我方会在马路沿线上布置沉降观测点,测量频率为一天三次,测量数据仔细分析后并存档。针对两种设想马路如有沉降我们将稍微加快千斤顶的顶进速度，同时调节泥舱的水压力和减少出土量，如果发生路面隆起,我们将稍微放慢千斤顶的顶进速度，严格控制泥舱压力.错误!穿越小河道时机头发生的上下偏差如果机头呈上浮趋势较大的话，针对这种情况，我们将采取在机头放置压铁的方法来改善,如果覆土实在太浅，针对这种情况我们将采取对河底覆土进行加重的方法来改善。絃顶进距离变长后产生的不利因素错误!。顶进距离变长后顶力下不来，针对这种情况我们将增加管节的浆孔数量,改变润滑浆的配比，在管道中间在增加一套压浆设备。错误!机头产生的偏差针对这种情况我们将启动辅助纠偏油缸，如果效果还是不明显,我们将在管节与机头不脱开的前提下,有限度的松开连接螺杆，放置垫片,加大纠偏的幅度。错误!．机头旋转过大针对这种情况我们采取以下几种措施:错误!。在机头内部配重压回错误!。用刀盘的转向来纠正顶管机的旋转错误!.尽量提高土舱内的压力使刀盘转矩增大△4.在刀盘部位注浆提高土的强度,增加刀盘的转矩错误!。停止错误的纠偏方法如果发生其它的.重大的不利因素,我们将立马停止顶进，及时上报,共同研究出解决办法，确保工程的顺利及时完工。11、顶管质量质量检测类别标书要求偏差施工设计偏差钢肋砼官取大偏角0。5o0。50管线轴线偏差LWlOOm50mm50mm管线轴线偏差L〉100m100mm100mm标高偏差LWlOOm+30~—40+30〜一40标高偏差L>100m+60〜一80+60~—80管节错口偏差W15mmW15mm外观标准：管节无碎裂、内腰箍不渗漏，橡胶圈不脱出四、曲线顶管测量轴线调整以及管材选用依据设计图关于顶管段4#——3＃的具体实施有以下几点建议。错误!4＃—-3＃顶管段本段顶管在设计图纸时为曲线顶管，由4＃工作井顶至3＃接收井,调整后的轴线曲率半径分别r=784.38;r=1155。57,根据以往施工经验曲线顶管的通病都是纠偏不到位和管接口缝较大，容易产生漏水漏浆.在顶管中需加设纠偏辅助管,这样来缓和急曲线顶管所带来的纠偏不到位。针对不利因素提出以下建议：错误!、调整前面一段曲线的管节长度根据曲率半径367M和管节长度为2m计算出管接口张缝达到0。015m,管缝偏大;容易产生许多不利因素;故将管节长度调整为1.5m,计算出管接口缝为0。011m,管缝比较合理。根据以上两组计算则建议在本段顶管时前面一段130米曲线选用管长为1.5米的©2400管材.错误!、在管材生产过程中,适当加长钢套环接口的长度2。管子接口缝隙差的计算(见下图)S=D*L/RS——-缝隙差D————外管径L——-—--管子长度R——-——曲率半径对于R=367.501m(4#-―6#)顶管段S=(1。5/367.501m)*2。88m=0。011m通过接缝计算，可以得知，对于R=337.7m，管口的转角公式0=(1。5/367.501)*(180/3.14)=0014'2”由管节缝隙计算和F型管接口图可知，曲线段的管子接口密封性能是可靠的。但在实际施工中，还必须严格把关。如果顶管在曲线段的管子接口缝隙失控、契形胶带跑出钢套环外、那么管管接口密封失效,后果不堪设想，应引起高度重视。解决办法是在前8节管子都用拉杆加以限制，成品管上的预埋件采用整环内钢环，锚固件选用8X35带钢，要确保拉杆的可靠性。3、顶进时设计曲线线和高程的测量本标段有三段曲线。曲率半径分别为：R=1000m。L=132.5415（2#—1#）;R=784。3857m.L=167。555（4#—3#）R=1155。572m。L=160。529（4#—3#）R=674.6223m.L=114。738（4#—5#）顶管施工的测量难度较大，为保证管道按设计轴线建造,并确保每段顶管准确贯通,依据甲方提供的控制点和水准点。本标段顶管施工测量程序如下。错误!根据图纸计算出曲线上每2m一个点的坐标（x.y）值.直线上每10m一个.错误!根据坐标控制点放样出所计算的。设计轴线的现场点位。Q在顶管施工之前，必须严密测定工作井和接收井预留洞口中心坐标的（x。y。H）。两井若有移位将和有关部门协调。以做适当调整错误!顶进导轨安装完毕后。井底板位置做一强制归心控制点。用全站仪测出其点的（x。y.H）.洞门上方也做一点测出其点的（x.y。H）.以备顶进测量时做后视点错误!工具头进洞前20米尤为关键。我们将一米一测。测出机头中心靶的（x°y.H）。错误!正常顶进后我们将一节管一测。当管道变长时工具头到工作坑则不能通视。我们将在管道内加站。直至与工具头通视•测出其（x.y。H）。再与设计坐标和高程相对比。判断出工具头偏离轴线数据。与设计标高对比判断出现在的工具头正负多少.周而复始。直至工具头顺利到达接受井。错误!人工定期对工作井进行变形观测•在顶进过程中每隔50m我们将对工作井内所有控制点和水准点进行复测.若发现有变化，则应重新测定（x。y。H）,以确保顶管准确贯通。顶进轴线与设计相符合。五、顶管工程技术措施1、顶管泥水系统管节顶进过程中，进水与出水是控制顶进速度的关键，进水系统与出水系统都需要达到一定的压力以保证机头内外水土压力平衡。以一定水压、流速流量，将切削下来的泥块在泥水舱内搅拌成泥浆，并将其携送至地面废浆沉淀池。废浆经沉淀池沉淀后用水泵抽回储水箱循环利用。在长距离顶管中，由于水泵输送距离超过200多米，提升高度超过12m,易产生压力不足。针对这种现象在尾水输送管顶管中将增设二台排泥接力泵。排泥接力泵设置在离工具头50米、280米处，以满足进水压力和泥水输送要求。顶管工作井内设置一台22KW渣浆泵，此类大功率渣浆泵能将泥水提升至15米高度，足以满足从工作井内将泥水输送至地面沉淀池的要求.2、管内动力电及照明电管内动力电采用380V常压输电。请有关部门与供电部门协商提高专供变压器的输出电压，以防止电压降低引起设备过载运行。顶管管道内配置一条75mm2的动力电缆，专供顶管机头刀盘马达、机内油泵车、中继间油泵车、压浆泵、水泵等用电。照明采用36V安全电压，管道内每12米安装一个行灯，每300米放设一个变压器提供36V电源升压，每只变压器连接25只行灯进行照明.工作井位置设置三盏1000瓦卤素灯供晚上顶管及管材吊放时照明。3、长距离顶管通讯、监控（4＃-—3#）顶管段长距离顶进必须保证信息交换渠道的畅通，同时对施工操作人员要进行监护，防止发生安全事故，因此需要设置通讯、监控系统。通讯采用数字程控交换机，各联络点之间可以通过电话联系，由于管道内空气潮湿，应使用防潮、防爆的矿用电话机，以保证通话安全畅通。监控采用了一台监视器，对工具管仪表盘、光靶进行监控.这样地面人员能及时了解施工情况，发生问题可以及时解决。为了解决传输信号长距离输送衰减的问题，将信号通过放大器放大后再送上地面，保证图像清晰。4、长距离顶管通风（4＃——3＃）顶管段为了改善管道内的工作环境，施工时对管道进行强制通风，由地面空压机提供的经过滤清、除湿、降温的新鲜空气通过①100mm进气管送到顶管机头，并在通风管道上100M、250M三处开设排风孔，管道内一氧化碳、二氧化碳、阿玛尼亚气等有害浑浊气体及微粒由轴流鼓风机排放出管道外。管道内放置有害气体检测仪和防毒面具，派专人巡视检测有害气体，一旦有害气体超标，当即戴上防毒面具撤离。5、长距离顶管施工管理（4＃--3＃）顶管段由于长距离顶管技术复杂、难度较大，不可预见因素较多，因此加强施工管理是确保顶管成功的重要环节。1）。砼管节的吊装、对接、就位时应确保密封圈、传力衬垫板和管口的完整，严禁使用不合格的管节。2）。顶进施工中应随时观察顶进轴线和设计轴线的偏差,做到”勤测勤纠”，并随着顶进距离的增长做好管内测站的测量，在工具管出洞后20米更应注意轴线的精度。3）.土压力的设定和排土量及顶进速度的控制,是长距离顶管成功的关键。土压力的设定应根据施工地质状况、地下水位高低、管道埋深等因素初步设定,并根据施工实际情况和地表