顶管及支护倒挂井施工技术

内容摘要：关键词：非开挖顶管施工 倒挂井 技术措施随着城市建设的发展,市政工程地下管线施工越来越多,采用传统的开挖方法铺设地下管线,要大量挖土、占用大量临时场地、管线安装后尚需回填,这种施工方法影响交通、污染环境,给生产和生活带来诸多不便。而采用顶管技术铺设管道无须挖槽或水下开挖土方,无须为疏干和固结土体而采用降低地下水位等辅助措施,从而大大加快了施工进度、降低造价,同时能合理地占用地下有限的空间,提高地下空间的利用率。一、工程概况园区新城路位于星塘街与星华街之间，与星塘街、星华街对接，800mm钢367.5米。越地层为粘土，土质呈软塑或可塑状态。二、施工工艺2.1工艺选择D800mm,示,管道穿越土层多为粉质粘土,地下水为地表径流水,根据以上特点设计采取手掘敞开式顶进方案。2.2工艺流程顶管施工的主要工艺流程如图1所示。图1 顶管施工工艺流程图2.3 施工设备,MP,1。表1 顶管施工主要施工设备设备名称型号规格单位数量额定功率（KW）敞开式人工掘进顶管设备32MP套418.5塞式注浆泥浆泵2.5MPa台2履带式挖掘机神钢SK-200台1168激光经纬仪JGJ2台2水准仪NAL-224台22.4 管道顶进单元长度的确定及顶力计算顶进单元长度的确定根据施工现场实际情况,每一个设计单元井室距离设定为一个单元顶进长度。管道最大单元顶进长度为75m。如图2所示。图2 顶进长度计算示意图顶力计算根据施工方案的选择,D800管道采取手掘敞开式顶进施工方案,管道最大顶距为75m,管道的最大顶力可按下式计算:F=fγD1[2H+(2H+D1)tg2(45Ü-φ/2)+W/γD1]L+P0F=0.3×18×1.2×[2×5+(2×5+1.2)×tg2(45°-15°/2)+4.5/18×1.2]×75+0=8003(kN)(1)式中:F(kN);f;γ容重(kN/m3);D1(m);H,5.0m;(°);W为管道每米重量(kN/m);L(m);P0(kN);采用手,P0=0。管道顶进时应采取打蜡方式减阻,根据以往施工经验及验算,在该种土质条件下,通过打蜡方式可使其顶进阻力减小为原阻力的1/3,约减小为210t。5工作井设计及选型,L≥L1+L4+L5+L6+500mm(2)L≥L2+L3+L4+L5+L6+500mm(3)式中:L1为工具管长度,当采用工具管时,长度为2000mm;L2为单根管子长度,一般为2000mm;L3为管子外露F型钢套环长度,一般为125mm;L4,为1600mm;L5,一般为200mm;L6为后背厚度,300,L≥5000。工作井的选型6.64米。三、施工方案及技术措施顶管设备安装和施工如图3所示。图3 顶管设备安装与顶管施工示意图1 工作井施工施工方法砖砌倒挂井的剖面示意图如图4所示深井降水Ф 深井降水Ф 深井降水砖砌体C30钢筋砼：280012Φ18@300④12Φ18@300⑤75Φ14@300⑥预留洞口C30钢筋砼Φ16@250双向⑦C15垫层图4 砖砌倒挂井示意图,每次挖土深度不500,按此顺序对称向下进行,,、深度≤500500为止。如果土质较差,3设置钢筋混凝土圈梁一道。②井壁采用MU7.5砂浆M10砖迅速砌筑掏挖部分的井身,墙宽为240mm。③圈梁采用240mm×240mm的钢筋混凝土结构,主筋采用ª14mm,箍筋采用ª8@200mm,保护层为30mm,混凝土强度为C20。④底板厚为200mm,混凝土为C25,同时设置1个ª500mm×600mm的集水坑。⑤后靠背:对于顶管工作井,倒挂井至既定标高后,根据管道走向设置混凝土后靠背。为了保证顶管工作空间及靠背面积,需将后靠背处的井身墙体拆除,并向下(井底下方)、向外(井身外部)掏挖,掏挖尺寸为3.0m×2.5m,厚为1.0m,用C25混凝土浇筑。⑥出土及排水:采用人工取土,用一个绞盘和一个箩筐(吊索须用直径≥16mm的坚韧麻绳或尼龙绳,结扣牢固,有安全制动和吊钩装置)从坑中吊土,或采用卷扬机配合三角架垂直运输。排水采用集水坑集中排水,用潜污泵明排,水量较大时可使用轻型井点降水。注意事项①砌筑用砖应提前一天用水浸透。②选用中粗砂,过筛后含泥量≤3%。③须严格对称开挖,对称砌筑井身。④须随挖随砌,严禁掏挖后隔夜再砌。⑤每层掏挖结束需待砌体达到70%强度后再次进行施工,必要时在砂浆中掺早强剂。⑥砌体须错缝,严禁出现纵向通缝,砂浆须饱满。⑦沿井身竖向每2设置一道20mm×10mm的灰条,身的变化。⑧当井深达中细砂土层时,300加设2根Φ10向加强筋。⑨在后靠背及顶进洞口上方用2根Φ16mm的钢筋加固。⑩为保证顶进距离,可用加密注浆加固后靠3.2 设备安装,,其纵坡与管道设计坡度一致,,,其合力的,,顶铁采用型钢焊接并设锁定装置。3.3 注浆减阻系统及打蜡减阻,当D80075m时其顶力为623t210t,,通过打蜡减阻可以将顶进压力减1/3通过注浆减阻可以将顶进压力减小为原来顶力的1/4,本工程采取打蜡减阻减小顶进压力。3.4 管道顶进工作坑内设备安装完毕,检查合格后即可进行开挖和顶进。管前挖土是保证顶进质量及地上建筑物安全的关键,管前挖土的方向和开挖形状,直接影响顶进管位的准确性,因此,管前周围超挖应严格控制,工具管接触或切入土层后,应自上而下分层开挖,机头迎面的超挖量根据土质条件确定。对于密实土质,管端上方最好留有一定空隙,以减少顶进阻力;管端下部135°中心角范围内不得超挖,保持管壁与土壁相平,也可预留1cm厚土层,在管子顶进过程中切去,这样可防止管端下沉。在不允许顶管上部土壤下沉地段顶进时,管周一律不得超挖。,,,0.5,,,50cm顶进一次,,,,为防,,洞口,保持不坍塌的情况下顺利推进。3.5 管道顶进误差调整,采用激光水准仪直接测50cm时,测量一次,如果在顶进中发现偏差,,,,,有利于在顶进中调整钢管的顶进误差。四、结论本顶管工程采用手掘敞开式顶进工艺,投入4台设备,用时43天完成施工任务,在施工时对绿化带内的综合管线没有造成破坏，避免了大开挖可能对地下管线的破坏,取得了良好的社会效益和经济效益。在顶管施工中为确保顶进质量,应精心组织,发现问题及时分析原因,采取相应措施,顶管施工