1、蘇州xx市xx污水頂管工程施工組織設(shè)計(jì)編制單位: 頂管施工方案一、工程概況本工程頂管是xx污水三期管網(wǎng)工程,全線設(shè)計(jì)為泥水平衡頂管,管徑為D1200混泥土管總長度約為1300米。二、頂管機(jī)頭選擇經(jīng)過反復(fù)方案論證,最后確定選用機(jī)械式泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī)。機(jī)械式泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī)是一種刀盤可伸縮的掘進(jìn)機(jī),操作可以在基坑內(nèi)或地面操縱室內(nèi)進(jìn)行的,即Telemole掘進(jìn)機(jī)。掘進(jìn)機(jī)前殼體的前端是刀盤,在刀盤的后面就是泥水倉。刀盤是由電動(dòng)機(jī)通過行星減速器減速以后再驅(qū)動(dòng)的。刀盤可在泥水倉前后移動(dòng)。刀盤上有二至四個(gè)矩形槽,槽內(nèi)安放著可以前后伸縮的刀排和刀頭。刀排向前伸時(shí),可以切削土體,同時(shí)被切削下來的土從刀頭與刀
2、盤之間的空隙進(jìn)入泥水倉內(nèi)。在刀盤的面板上還散布著一個(gè)個(gè)固定的刀頭.該刀頭是在槽內(nèi)刀頭縮回后切削土體用的.在刀盤邊緣還有幾把邊緣刀頭,該刀頭能在校正方向過程中把掘進(jìn)機(jī)邊緣的土挖凈,使掘進(jìn)機(jī)的方向容易校正。在平時(shí),不進(jìn)行方向校正時(shí),該刀頭可把掘進(jìn)機(jī)前方的土挖成與掘進(jìn)機(jī)殼體一樣大小的洞,使掘進(jìn)機(jī)頂進(jìn)過程中,不使刀盤受擠壓的力過大而影響平衡的力.在土質(zhì)條件比較硬的情況下更是如此。在前后殼體之間有糾偏油缸,在掘進(jìn)機(jī)下部平行地安裝著兩根管子為進(jìn)水、排泥管.該掘進(jìn)機(jī)的機(jī)械式泥水平衡機(jī)理在于刀盤伸縮的液壓系統(tǒng)。由于刀盤的伸縮是由油缸控制的,因此,只要控制刀盤油缸后腔的壓力,就可以控制刀盤前面的平衡壓力。油缸后
3、腔與油泵和溢流閥同時(shí)接通,溢流閥調(diào)定某一壓力值,當(dāng)掘進(jìn)機(jī)前的土壓力大于設(shè)定值時(shí),刀盤就后縮,而且刀盤與刀頭的空隙增大,進(jìn)土量也就增加,前方土壓力就下降。反之,當(dāng)掘進(jìn)機(jī)前的土壓力小于設(shè)定值時(shí),刀盤就向前伸,刀盤一直處于這種前后浮動(dòng)狀態(tài),從而使掘進(jìn)機(jī)前方的土壓力保持在某一設(shè)定的值附近不變。這就是該掘進(jìn)機(jī)用機(jī)械方式的刀盤來平衡掘進(jìn)機(jī)所處土層的土壓力.該掘進(jìn)機(jī)還有另一種平衡功能,即由控制排泥管的泥水流量來間接控制開挖面的地下水壓力。它把泥水壓力控制在比掘進(jìn)機(jī)所處土層的地下水壓力高出20Kpa.從而避免了開挖面的地下水干擾影響。由于該掘進(jìn)機(jī)有機(jī)械平衡土壓力和泥水壓力平衡地下水壓的雙重平衡功能,因此,它施
4、工過后的地面沉降較小。三、頂管配套設(shè)備選型 1、主頂進(jìn)裝置 主頂進(jìn)系統(tǒng)由油缸組、頂進(jìn)環(huán)、鋼后靠及液壓泵站等組成,其主要功能是完成管節(jié)頂進(jìn),是頂管設(shè)備系統(tǒng)的主要組成部份.油缸組油缸組由4只油缸分兩列左右對(duì)稱布置,每列各2只油缸疊積而成,并用可分式結(jié)構(gòu)的支座固定,用聯(lián)接梁連成一體。油缸選用我公司的雙沖程、雙作用等推力液壓千斤項(xiàng),每只油缸最大推力為2000kN,裝備推力為8000kN,滿足管節(jié)最大承受頂力的要求。油缸行程3。0m,因此長度250m的管節(jié)可一次連續(xù)頂進(jìn)完成,無須再設(shè)墊塊,提高了工效,并減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。液壓泵站 選用2臺(tái)A2F28RP2斜軸式柱塞油泵,配備Y200L-6型電機(jī)。通過調(diào)速閥
5、可改變油泵的流量,據(jù)頂進(jìn)時(shí)的工況要求及時(shí)控制主頂油缸的頂速。以滿足開挖面土壓平衡的條件,從而起到控制地面沉降的作用。鋼后靠 管節(jié)頂進(jìn)時(shí)油缸的反力,通過鋼后靠均勻地傳遞到工作井井壁上,避免井壁受力不均或局部受力過大造成井壁結(jié)構(gòu)破壞.鋼后靠安裝時(shí),應(yīng)與頂進(jìn)軸線保持垂直,與井壁間的空隙應(yīng)用素混凝土填實(shí),確保整體接觸.注漿設(shè)備系統(tǒng) 在頂管施工中,能否及時(shí)地有效地向管節(jié)外圍壓注觸變泥漿,以形成和維護(hù)好泥漿套,起到高效的減摩作用,往往是頂管成敗的關(guān)鍵。 本頂管施工用的膨潤土觸變泥漿,是在地面壓漿站配制后,通過液壓注漿泵壓入輸漿總管及管節(jié)上設(shè)置的環(huán)形分管注入至頂管機(jī)及管節(jié)的各個(gè)注漿孔形成管節(jié)外圍泥漿套。地面
6、儲(chǔ)漿箱外形尺寸LBH21。51m=3m3,由攪拌筒攪拌的泥漿抽入儲(chǔ)漿箱進(jìn)行水化膨脹,再通過液壓注漿泵壓入管內(nèi),在膨潤土泥漿壓入以前,對(duì)儲(chǔ)漿箱內(nèi)經(jīng)水化的泥漿再一次攪拌,以減少壓漿管道的阻尼。注漿泵站由SYB5050-II型單缸液壓注漿泵和液壓動(dòng)力站組成,注漿量Q80Lmin,注漿壓力P=0。280.3MPa,輸漿總管由2鍍鋅鋼管和球閥、水暖管件等組成,與管節(jié)上各壓漿孔接通的環(huán)形管,采用1高壓軟管。泥水管路系統(tǒng)泥水系統(tǒng)選用二臺(tái)石家莊水泵廠生產(chǎn)的渣漿泵。一臺(tái)放在地面上為送泥泵,另一臺(tái)放在基坑下為排泥泵。進(jìn)泥管路采用4無縫鋼管,排泥管路采用4無縫鋼管,管節(jié)接頭為卡箍式活絡(luò)接頭。基坑內(nèi)設(shè)有旁通裝置等.泥
7、水系統(tǒng)采用Telemole管路系統(tǒng).渣漿泵型號(hào):4/3 CAH,電機(jī)功率18.5KW,流量90m3/h,揚(yáng)程21.8m。頂管施工的管內(nèi)出土是影響工效的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因?yàn)椴捎媚嗨苈废到y(tǒng)可使頂管實(shí)現(xiàn)連續(xù)推進(jìn)。 掘進(jìn)施工中分為四個(gè)狀態(tài):停止?fàn)顟B(tài)、旁路狀態(tài)、掘進(jìn)狀態(tài)及逆洗狀態(tài).在“停止?fàn)顟B(tài)”,切口水壓若下降時(shí),可以及時(shí)控制蝶閥的開度,使送泥水管道中的泥水補(bǔ)充到泥水倉,讓切口水壓力上升并穩(wěn)定在設(shè)定值上。此時(shí)若送泥水管道中水壓力低于設(shè)定值就可連動(dòng)開啟壓力調(diào)節(jié)閥和進(jìn)水泵,以提高管道水壓力。在“旁路狀態(tài)時(shí),順利開啟電磁比例閥,啟動(dòng)進(jìn)水泵,開啟進(jìn)水閥截止閥,再逐個(gè)啟動(dòng)排泥泵、接力泵、PE泵。系統(tǒng)啟動(dòng)數(shù)分鐘后,當(dāng)送
8、排泥水壓油流量趨于穩(wěn)定,并使送泥水壓力和切口水壓力基本相同時(shí),再可操作到“頂進(jìn)狀態(tài)”.進(jìn)入“頂進(jìn)狀態(tài)”時(shí),順利開啟機(jī)頭閥,開啟進(jìn)水閥、截止閥,關(guān)閉旁通閥。泥水輸送系統(tǒng)可逐漸達(dá)到泥水平衡,調(diào)整送泥水壓和排泥流量,使推進(jìn)過程中一直保持泥水平衡,若在頂進(jìn)過程中,切口水壓值偏離設(shè)定值,操作人員應(yīng)采取措施,使之恢復(fù)正常,若切口水壓繼續(xù)偏離,應(yīng)立即切換到“旁路狀態(tài)”。如果切口水壓的偏離原因是泥水管道堵塞引起的,就應(yīng)操作至“逆洗狀態(tài)”,相應(yīng)轉(zhuǎn)換閥動(dòng)作,對(duì)堵塞管道進(jìn)行沖洗。管道暢逼后,應(yīng)再轉(zhuǎn)換到“旁路狀態(tài)”。頂進(jìn)結(jié)束,應(yīng)將“頂進(jìn)狀態(tài)切換到“旁路狀態(tài)”,待泥水平衡后,再切換到“停止?fàn)顟B(tài)”。四、頂管過程中所采取的
9、應(yīng)急措施(1) 由于本工程有兩段過河頂管,考慮到在頂進(jìn)過程中,管外壁很可能突然受地下明水的影響,使得觸變泥漿套被破壞,引起頂進(jìn)阻力劇增。為此在頂力配置的過程中,適當(dāng)增加主頂系統(tǒng)的頂力,在計(jì)算頂力時(shí)應(yīng)有足夠的安全系數(shù)(安全系數(shù)取2)。另外在遇到類似緊急情況時(shí)、應(yīng)立即查明原因,找出明水源頭,并及時(shí)切斷該明水,以使頂力恢復(fù)正常。(2)本過程頂管可能會(huì)遇到舊暗浜或地下不明障礙物,并影響機(jī)頭姿態(tài)控制,為此在頂進(jìn)過程中必須貫徹勤測(cè)微糾的原則,一旦方向突然失控,應(yīng)立即在前后殼體之間加設(shè)輔助糾偏系統(tǒng)。另外機(jī)頭處若有異聲,還應(yīng)嚴(yán)格控制切土口的開啟量,使障礙無不致進(jìn)入泥漿室而引起堵塞。(3)由于本工程工作量大,工
10、期緊,為確保工程順利進(jìn)展。在頂管機(jī)頭和配套設(shè)備的配置時(shí),應(yīng)有足夠的備品,一旦發(fā)生設(shè)備故障及時(shí)更換,然后再修理,以縮短誤工時(shí)間。五、頂管施工工藝的說明(1)頂管工藝流程圖(2) 頂管工作坑設(shè)施基坑導(dǎo)軌應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。本工程基坑導(dǎo)軌由型鋼和鋼板焊接而成.在工作井底板基礎(chǔ)上應(yīng)事先預(yù)埋鋼板,預(yù)埋鋼板的位置與基坑導(dǎo)軌相吻合,以便導(dǎo)軌與之焊接.預(yù)埋鋼板上的錨固鋼筋要焊牢并有足夠的錨固強(qiáng)度,導(dǎo)軌安放后,還應(yīng)在二側(cè)用型鋼支撐好,必要時(shí)再澆筑混凝土,確保導(dǎo)軌在受撞擊的條件下,不走動(dòng),不變形.主頂油缸架是拼裝式結(jié)構(gòu),主頂油缸架的安裝也要定位準(zhǔn)確.保證油缸受力點(diǎn)的正確位置。其高程和平面安裝誤差小于5mm。承
11、壓壁是承受和傳遞全部頂力的后座墻,更應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,并有足夠安全度.本工程的承壓壁設(shè)計(jì)在混凝土上先用鋼筋混凝土澆平,后靠鋼板用50鋼板,在鋼板和混凝土墻之間應(yīng)貫滿混泥土并保證密實(shí).(見下圖)(3) 工作井平面布置本工程采用16T汽車吊,在工作井實(shí)行全封閉隔離,并建筑必要的生產(chǎn)臨時(shí)設(shè)施。要保持施工現(xiàn)場(chǎng)的文明、安全和衛(wèi)生整潔.(見下圖)六、頂進(jìn)最大頂推力及其控制措施1、確定控制頂力1) 成品管允許頂力估算D1200 F4AC/n (116。521042)/4500/4。5 2750KN2) 工作井后座土體穩(wěn)定驗(yàn)算P=FpFaP-頂管最大計(jì)算頂力(KN)Fp-工作井后靠井壁總被動(dòng)土壓力(KN
12、)Fa-工作井頂向井壁總主動(dòng)土壓力(KN)Fp=rH2tg2(450+)2cHtg(450+)BFa=rH2tg2(450)2cHtg(450)B-土的重度(18KN/m3)H-工作井深度(13m) -內(nèi)摩擦角(15)C-內(nèi)聚力(KPa)B-工作井寬度10mP=FpFa13200KN3) 頂進(jìn)設(shè)備允許最大頂力4臺(tái)2000KN雙沖程油缸,總推力為8000KN。4) 控制頂力的確定本工程根據(jù)以上計(jì)算確定為:D1200:F控2500KN2) 機(jī)頭外壁阻力D1200 F2d*L0*f0 1。24。515 254KN3) 管外壁摩阻力D1200 F3DLf(以最長一節(jié)200m計(jì)算) 1。22003 22
13、60KN4) 總阻力 D1200 FF1+F2+F3200+254+2260=2714KN由于以上總阻力均小于其控制頂力,所以本工程不考慮設(shè)中繼間。3頂力控制的關(guān)鍵技術(shù)1) 觸變泥漿的材料與配方泥漿潤滑減摩劑又稱觸變泥漿,是由膨潤土、CMC(粉末化學(xué)漿糊)、純堿和水按一定比例配方組成.不同的土質(zhì),應(yīng)采用不同的配方,才能滿足不同的需要。膨潤土是觸變泥漿的主要材料,作為頂管施工用的膨潤土應(yīng)選鈉基膨潤土,由其拌制成的漿液,觸變以后的流動(dòng)性和靜止下來的膠凝性、固化性都比鈣基膨潤土拌制的漿液要好,對(duì)土層的支承和潤滑效果好。但是,我國的膨潤土多為鈣基膨潤土,所以一般用鈣基土進(jìn)行鈉化處理。本工程同步注漿和補(bǔ)
14、漿用同一根管路系統(tǒng),選用同種配方的漿液。2) 觸變泥漿的制漿工藝?yán)碚摵蛯?shí)際施工表明,除了材料的選擇和配方以外,觸變泥漿的制漿工藝對(duì)注漿減摩效果影響很大。攪拌要充分,攪拌后靜置時(shí)間一般要12小時(shí)以上,對(duì)同一配方的材料,攪拌不充分,靜置時(shí)間短,其最終流限可以降低一倍以上。為此,我們?cè)O(shè)計(jì)了高速拌漿器,經(jīng)高速拌漿30分鐘以上抽入儲(chǔ)漿箱靜置,儲(chǔ)漿箱的容積為5m3,充分滿足供漿要求。在儲(chǔ)漿箱內(nèi)另設(shè)三臺(tái)攪拌器,靜置6小時(shí)后,再次攪拌,待12小時(shí)以后抽入另一臺(tái)高速攪拌器,經(jīng)再次高速攪拌壓入總管。3) 觸變泥漿系統(tǒng)的管路布置 系統(tǒng)管路采用同一根總管,總管為2白鐵管,從地面將漿液通過一臺(tái)液壓注漿泵注入支管,在管內(nèi)
15、通過二臺(tái)中間接力壓漿站送到機(jī)頭,以滿足機(jī)尾同步注漿,由地面將漿液通過另一臺(tái)液壓注漿泵壓入支管,并送入管內(nèi)另二臺(tái)中間壓漿站,通過這二臺(tái)壓漿站執(zhí)行補(bǔ)漿工藝。支管為G1采用耐高壓橡膠頂管和接頭。在總管上,每隔100m設(shè)一只壓力表,支管僅在機(jī)尾同步注漿斷面設(shè)二只壓力表.4) 觸變泥漿系統(tǒng)的壓注方法制定合理的操作規(guī)程,使頂進(jìn)時(shí)形成的建筑空隙及時(shí)用潤滑泥漿所填補(bǔ),形成泥漿套,達(dá)到減少摩阻力和地面沉降,要達(dá)到這一目的,就必須嚴(yán)格執(zhí)行頂管注漿操作規(guī)程,由專人操作,質(zhì)量員檢查嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)。壓漿時(shí)必須堅(jiān)持“先壓后頂,隨頂隨壓,及時(shí)補(bǔ)漿”的原則,補(bǔ)漿應(yīng)按順序依次進(jìn)行,每班不少于2次循環(huán),定量壓注。 a)同步跟蹤注
16、漿 地面泥漿站配制好的觸變泥漿,經(jīng)液壓注漿泵增壓后,進(jìn)入輸漿總管,通過環(huán)形分管注入頂管機(jī)及管節(jié)的壓漿孔形成泥漿套.當(dāng)管節(jié)頂進(jìn)時(shí),利用掘進(jìn)機(jī)尾部環(huán)向均勻布置的四只壓漿孔,與頂進(jìn)同步進(jìn)行跟蹤注漿,以確保當(dāng)掘進(jìn)機(jī)向前時(shí)在其后形成的環(huán)形空隙立即被泥漿所充填,從而形成完整的泥漿環(huán)套. b)補(bǔ)壓漿管節(jié)在頂進(jìn)過程中,由于有部分漿液流失到土層中去,因此必須利用砼管節(jié)上的壓漿孔進(jìn)行補(bǔ)壓漿.一般在一節(jié)管節(jié)頂進(jìn)結(jié)束后,就應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)壓漿。而且還要視每段頂進(jìn)的阻力情況,隨機(jī)采取分段補(bǔ)壓漿。 c)壓漿量與注漿壓力 壓漿量原則上控制在同步跟蹤壓漿量為管節(jié)外理論空隙體積的5倍左右,補(bǔ)壓漿量一般為管節(jié)外理論空隙體積的3倍左右。
17、注漿壓力值不宜過高也不應(yīng)過小,據(jù)采用漿液的粘度和管路輸送長度,我們通過試頂后,壓漿站的壓力控制在0.280.3MPa較為合適.5) 壓漿工藝質(zhì)量的判別和修正a) 在管內(nèi)注漿總管上每隔100m設(shè)一只隔膜式壓力表,在機(jī)尾注漿斷面的支管上也各設(shè)一只壓力表。頂管過程中,作業(yè)人員每班應(yīng)記錄各表頭壓力值。判斷方法;如果支管路上,四個(gè)壓漿點(diǎn)的壓力值明顯不同,說明沒有形成環(huán)狀漿套。這樣就必須在壓力較小的壓漿孔處壓漿,或者把壓力超高的壓漿孔處的漿液放掉一些,以使各孔壓力均衡,形成整環(huán)漿套。在無壓力表的支管路上,可用手觸摸支管,如感覺有靜止情況,說明該支管堵塞,應(yīng)予排除。在總管路上,若壓力表超過預(yù)定值,說明壓漿量
18、太大,反之說明壓漿量不夠,應(yīng)給以及時(shí)調(diào)整.b) 在頂進(jìn)過程中,可以從主頂系統(tǒng)的液壓力值推算出頂進(jìn)阻力。繪出頂力曲線變化圖。如果該曲線顯示頂力突然升高,就說明壓漿工藝出現(xiàn)問題,應(yīng)立即查明原因,及時(shí)調(diào)整。七、頂管進(jìn)出洞口的安全措施7。1 頂管進(jìn)出洞口加固措施由于本工程為淤泥夾粉砂土,做好頂管進(jìn)出洞口措施是施工成敗的關(guān)鍵,在進(jìn)出洞口先進(jìn)行分層雙液注漿地基加固是非常必要的,工作井和接收井加固范圍為LBH6*5*6m=180m3。1注漿流程:移孔、注漿拔管注漿制備漿液埋設(shè)注漿管注漿就位放樣定位2雙液注漿的基本原理雙液注漿為滲透性注漿.漿液注入土體的過程,一般總是先滲透,當(dāng)通道被阻并且壓力足夠大時(shí),即在土
19、體中產(chǎn)生劈裂現(xiàn)象,漿液順裂縫進(jìn)一步擴(kuò)散。當(dāng)漿液極稠(坍落度23cm的砂漿)而壓力又很大時(shí)(810Mpa),就產(chǎn)生漿液對(duì)周圍土體明顯的壓密現(xiàn)象。滲透性注漿,漿液在壓力的作用下,克服地下水壓、土粒孔隙間的沿程阻力和本身的流動(dòng)阻力,滲入土體天然孔隙和土粒骨架產(chǎn)生固化反應(yīng),在土層結(jié)構(gòu)基本上不受擾動(dòng)和破壞和情況下達(dá)到加固的目的,從原理上講,只要注漿管出口點(diǎn)的漿液壓力大于該點(diǎn)的地下孔隙水壓力,就能把漿液壓入土體.壓力越大,吸漿量和擴(kuò)散距離也越大。注漿壓力一般為0.30.5Mpa,最大壓力不超過1Mpa.漿液的顆粒尺寸必須小于土的孔隙尺寸。漿液的擴(kuò)散范圍除取決于注漿壓力外,還受漿液流動(dòng)性的影響.滲透注漿,常
20、用于在滲透系數(shù)大于104cm/s的飽和含水砂性土層中做防水帷幕和加固土層。采有滲透注漿可以堵塞砂性土的滲流通道,并使一定范圍的飽和含水的砂性土體固結(jié)成有較大強(qiáng)度的不透水的加固土體。采用超細(xì)水泥或聚胺脂、丙凝等化學(xué)漿液,可使?jié)B透注漿在較大范圍的使用中收到良好效果。本工程的雙液注漿方法是采用雙泵系統(tǒng),主劑和促凝劑分開,然后到總管中匯合注入土中。(如右圖示)。3注漿方案雙液注漿可有效控制漿液流動(dòng)的范圍,使?jié){液達(dá)到速凝的效果,大大增加止水效果.) 注漿參數(shù)鉆孔距:50cm;鉆孔深度:4m;注漿范圍:底板下;擴(kuò)散半徑:2m;漿液填充率:40(包括損失系數(shù));注漿壓力:0.5Mpa1.5Mpa;水灰比:0
21、,70.8;水泥漿;水玻璃1:1 雙液漿配比:水玻璃/水泥15%水泥含量:375KG/M3土體。) 注漿設(shè)備鉆機(jī);150液壓鉆機(jī)臺(tái);注漿泵:50/501 液壓注漿泵臺(tái);拌漿桶:ss-200為臺(tái)。) 注漿材料水泥:要求普通硅酸鹽水泥,新出廠;水玻璃;濃度;度模數(shù)左右. 4 雙液注漿施工要點(diǎn):雙液注漿施工設(shè)備簡(jiǎn)單,但工藝難度較大,掌握了施工工藝,往往能收到事半功倍的效果。據(jù)施工經(jīng)驗(yàn),施工工藝主要有三條:)嚴(yán)格按注漿參數(shù)進(jìn)行注漿,配方做小樣,控制漿液凝固時(shí)間。鉆孔垂直度偏差為1,孔距誤差小于5cm。材料都要有出廠合格證書,施工過程中認(rèn)真做好施工記錄。2)水泥和水玻璃應(yīng)合理配比.根據(jù)有關(guān)研究成果,水玻
22、璃水泥漿的凝膠時(shí)間基本上取決于水泥的用量,而與水玻璃的用量關(guān)系不大.在考慮這類漿液的凝膠時(shí)間時(shí),應(yīng)重點(diǎn)考慮水泥漿的濃度。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),隨著水玻璃的摻水量或水泥漿水灰比加大,漿液凝膠時(shí)間越來越越長.據(jù)以上情況,施工中水泥漿的水灰比(質(zhì)量比)控制在0.以下,注漿流量采用/min;水玻璃流量控制在/min。漿液在管端噴出后凝膠時(shí)間一般在三十幾秒以下.3)對(duì)于水泥水玻璃漿液,由于水玻璃的速凝作用,使得水泥的水化作用不完全,且凝膠體在一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生sio2的淋濾和凝膠體的收縮。因此,在采用雙液注漿封住漏水口數(shù)小時(shí)后,在凝膠體后補(bǔ)注純水泥漿補(bǔ)強(qiáng),同時(shí)有效地隔斷了水路,防止各漏點(diǎn)之間竄流。本工程中使用了浙江
23、大學(xué)研制的SN201-A復(fù)合添加劑作為早強(qiáng)劑,防止注漿體固結(jié)后收縮.7.2 洞口止水裝置(見下圖)在洞口外側(cè),要設(shè)置鋼封門,鋼封門采用24槽鋼,密排布置,在洞內(nèi)側(cè),根據(jù)設(shè)計(jì)要求,先制作鋼筋混凝土墻,再砌磚墻,頂進(jìn)開門時(shí),用風(fēng)鎬破除鋼筋混凝土墻和磚墻,不留隱患。在預(yù)留洞底部,還應(yīng)設(shè)置延長導(dǎo)軌,以免機(jī)頭出洞時(shí)嗑頭.根據(jù)設(shè)計(jì)預(yù)留的法蘭,我們?cè)诜ㄌm上安裝工作井洞口止水裝置.該裝置必須與導(dǎo)軌上的管道保持同心,誤差應(yīng)小于2cm.工作井洞口止水裝置密封為橡膠止水法蘭.在橡膠止水法蘭之前應(yīng)預(yù)埋注漿孔,以便壓注膨潤土泥漿。在機(jī)頭將要到達(dá)接收井時(shí),要精確測(cè)出機(jī)頭姿態(tài)位置,盡量滿足橡膠法蘭與機(jī)頭同心的要求。7。3
24、工作井出洞措施1、在工作井出洞外側(cè)預(yù)置鋼板樁封門,以便頂管破墻時(shí)正面土體不致坍方.2、在工作井預(yù)留孔的內(nèi)側(cè)先預(yù)埋鋼法蘭,頂管前在鋼法蘭上焊接安裝洞口止水裝置,可采用簾布橡膠法蘭板和扇形鋼壓板,應(yīng)確保該裝置與基坑導(dǎo)軌上的管道同心. 3、基坑導(dǎo)軌、主頂油缸架、承壓壁、出洞口應(yīng)嚴(yán)格控制好設(shè)計(jì)軸線,安裝精度高,并確保牢固穩(wěn)定。 4、機(jī)頭出洞口推進(jìn)時(shí),要將機(jī)頭和前幾節(jié)管子的上端用拉桿連接好,并調(diào)整好主頂油缸編組,以防機(jī)頭出洞入土后叩頭。7.4 接收井進(jìn)洞口措施1、在頂管機(jī)到達(dá)接收井前30m左右時(shí),作一次定向測(cè)量。2、基座安裝頂管機(jī)在進(jìn)洞前應(yīng)先在接收井安裝好基座,基座位置和標(biāo)高應(yīng)與頂管機(jī)靠近洞門時(shí)的姿態(tài)相
25、吻合,以防機(jī)頭叩頭。3、管節(jié)連接為防止頂管機(jī)進(jìn)洞時(shí),由于正面壓力的突降而造成前幾節(jié)管節(jié)間的松脫,宜將頂管機(jī)直到第五節(jié)管節(jié)的相鄰接口全部連接牢固,以防叩頭4、洞門建筑空隙封堵頂管機(jī)進(jìn)洞后,洞圈和頂管機(jī)、管節(jié)間建筑空隙是泥水流失的主要通道。待頂管機(jī)進(jìn)洞第一節(jié)管與伸出洞門500mm左右時(shí),應(yīng)及時(shí)用厚16mm環(huán)形鋼板將洞門上的預(yù)留鋼板與管節(jié)上的預(yù)留鋼套焊接牢固,同時(shí)在環(huán)形鋼板上等分設(shè)置若干個(gè)注漿孔,利用注漿孔壓注足量的漿液填充建筑空隙。八、過河頂管沉降控制保護(hù)措施1、過河頂管沉降預(yù)測(cè)計(jì)算Attewell和Peck一樣,假定沉降槽的曲線線形為正態(tài)分布曲線。見以下公式:i/R=K(z/2R)n V= i*
26、Smax式中:i-沉陷槽曲線反彎點(diǎn)至中心距離; R-頂管開挖半徑; Z-從地表到頂管中心的深度; V-沉陷槽的容積;Smax-地表面最大沉降量 K,n-常數(shù)(參照藤田系數(shù)表) A-頂管開挖面積。由藤田系數(shù)表,得到淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土,機(jī)械式泥水平衡掘進(jìn)機(jī)的地層土損失量V/A=2.5%,常數(shù)K=1,n=1,又根據(jù)施工條件,求得i/R= K(z/2R)ni=R K(z/2R)n=0。93*(9/20.93)=4。5m由V/A=2.5,得到V=A*2.5%=(3。14/4)0。9320.025=0.017m3 V= i*SmaxSmax=V/(I)=0.0057m=5.7mm2、影響過河沉降的主要因素 根
27、據(jù)本工程的現(xiàn)場(chǎng)條件和特點(diǎn),影響過河沉降的主要因素有以下幾條:1) 機(jī)頭的類型,也就是開挖面的穩(wěn)定措施,本工程采用機(jī)械式泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī),具有二個(gè)平衡機(jī)理。能有效控制地表沉降。2) 機(jī)殼外徑與管外徑之間空隙的大小,本工程建筑空隙為2cm,既有利于泥漿套的形成,又不使空隙增大造成沉降。3) 頂進(jìn)糾偏的偏心度。本工程頂管糾偏控制角度為0.5實(shí)際施工盡可能使糾偏角度小.4) 泥漿套的形成質(zhì)量。5) 管道的密封狀況。3、減小建筑物沉降的針對(duì)性措施1) 減小頂管過程中的地面沉降措施a.地面監(jiān)測(cè),優(yōu)化掘進(jìn)機(jī)參數(shù)在初始推進(jìn)階段,要精心組織地表監(jiān)測(cè),在軸線上方布設(shè)沉降控制樁。通過地表監(jiān)測(cè)得到隆沉量與相對(duì)應(yīng)的掘
28、進(jìn)機(jī)主參數(shù)(包括推進(jìn)速度、開挖面土壓力,泥水壓力值,出泥濃度等)進(jìn)行比較,從而優(yōu)化掘進(jìn)機(jī)參數(shù),指導(dǎo)以后的頂管推進(jìn).b。注漿穩(wěn)定措施除了在初始推進(jìn)階段,優(yōu)化推進(jìn)參數(shù)以外,在頂進(jìn)過程中加強(qiáng)同步注漿也是有效手段之一,必須盡可能將膨潤土泥漿套隨機(jī)頭向前移動(dòng),形成連續(xù)的環(huán)狀漿套。要選擇觸變性能良好的膨潤土制漿材料。c。嚴(yán)格控制糾偏角度,一般情況下糾偏角度應(yīng)控制在0。2。當(dāng)糾偏角度大于0。5或者偏差超過3cm的情況下,應(yīng)該報(bào)警,并逐級(jí)匯報(bào),經(jīng)研究后方可繼續(xù)頂進(jìn).2) 減小頂管后期沉降的措施在頂進(jìn)結(jié)束后,我們必須立即用純水泥漿置換膨潤土泥漿,置換水泥漿的水灰比為0.45,P=0。20.5Mpa,Q=0。3m
29、3/m。4、監(jiān)測(cè)施工方案a.在施工前,進(jìn)一步摸清構(gòu)筑物的地下結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)情況.b。在頂管施工中,用監(jiān)控來指導(dǎo)施工是十分必要的,依靠監(jiān)控和數(shù)據(jù)的不斷反饋可避免盲目施工、冒險(xiǎn)施工。C. 報(bào)警及處理原則如果監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)任一項(xiàng)到達(dá)警戒值即向業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、項(xiàng)目部提出告警,提請(qǐng)有關(guān)部門關(guān)注。同時(shí)一起參與補(bǔ)救方案的制定和研究.有關(guān)部門得到報(bào)警口頭通知后或接到書面通知后,應(yīng)立即匯集監(jiān)測(cè)單位和各方人員進(jìn)行情況分析,必要時(shí)召開專家討論會(huì),調(diào)整方案,采取調(diào)整措施。九、處理有關(guān)沼氣及承壓水的方法及措施 由于本工程頂管埋設(shè)較深,在開挖面可能會(huì)遇到沼氣.為此,在掘進(jìn)機(jī)處要安置針對(duì)沼氣的滅火器具.施工過程中,管內(nèi)嚴(yán)禁抽煙。如
30、果管內(nèi)必須動(dòng)用明火,應(yīng)對(duì)管內(nèi)氣體進(jìn)行詳細(xì)測(cè)定,在確保絕對(duì)安全情況下,才能使用明火。通風(fēng)系統(tǒng)采用壓風(fēng)機(jī)將地面新鮮空氣壓送到機(jī)頭處,壓風(fēng)機(jī)型號(hào):FD-IN05/15,送風(fēng)量2.5m3/s;功率2*7.5KW,風(fēng)管在井內(nèi)采用300白鐵皮管,管內(nèi)采用300簾布伸縮管,懸掛于管子一側(cè)。根據(jù)計(jì)算,在頂管結(jié)束前,機(jī)頭到達(dá)822m處的風(fēng)管前的送風(fēng)量為1m3/s;滿足機(jī)內(nèi)作業(yè)人員的衛(wèi)生和安全要求。管內(nèi)空氣含氧率不低于20,新鮮空氣量不低于每人每小時(shí)30m3。有害氣體濃度不低于健康標(biāo)準(zhǔn),管內(nèi)溫度不超過32 0C,相對(duì)濕度不超過80%,易燃?xì)怏w的濃度不超過爆炸下限的10。在頂進(jìn)過程中,要選用國家許可的大氣檢測(cè)儀器對(duì)
31、管內(nèi)氣體進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。十、頂管機(jī)械設(shè)備表機(jī)械名稱規(guī)格型號(hào)額定(KW)或容量(m3)數(shù)量進(jìn)場(chǎng)時(shí)間退場(chǎng)時(shí)間D1200機(jī)械泥水平衡掘進(jìn)機(jī)221套雙沖程等推力油缸2000KN4只16T汽車吊161臺(tái)液壓動(dòng)力站151套注漿管路設(shè)備202套泥水管路設(shè)備541套液壓注漿泵SYB-50/50112臺(tái)電焊機(jī)交流302臺(tái)污泥泵4”155臺(tái)十一、線型控制及測(cè)量設(shè)備11。1測(cè)量?jī)x器配備與檢驗(yàn)頂管施工需進(jìn)行三維動(dòng)態(tài)測(cè)量,其精度要求很高,我們將采用精度高,性能優(yōu)良的測(cè)量?jī)x器才能夠滿足其精度要求.為此,我們將配備性能優(yōu)良的蘇光一廠的激光2”經(jīng)緯儀,水準(zhǔn)儀等一系列精密高檔儀器.頂管施工測(cè)量所使用的儀器、附件按時(shí)送質(zhì)檢單位進(jìn)行
32、檢驗(yàn),做全面鑒定,并在使用過程中經(jīng)常進(jìn)行檢查.11。2控制測(cè)量 a。 平面控制為確保兩井間頂管貫通,在兩端頭井附近埋設(shè)地面導(dǎo)線點(diǎn),利用空導(dǎo)點(diǎn)和地面導(dǎo)線點(diǎn),以導(dǎo)線測(cè)量形式,將平面控制成果引測(cè)到施工現(xiàn)場(chǎng)。利用空導(dǎo)點(diǎn)和地面導(dǎo)線點(diǎn)建立平面控制網(wǎng)。導(dǎo)線測(cè)量采用索佳測(cè)距儀,測(cè)距6測(cè)回,雙向觀測(cè),測(cè)距相對(duì)誤差1/80000,對(duì)觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行平差。井上座標(biāo)點(diǎn)向井下傳遞采用聯(lián)系三角形方式,點(diǎn)位由鉛垂儀垂直投設(shè).井下控制頂進(jìn)方向的基準(zhǔn)點(diǎn)用鋼架埋設(shè)成固定點(diǎn),采用激光經(jīng)緯儀跟蹤觀測(cè)機(jī)頭偏差方向。 b。 高程控制利用施工區(qū)域附近的已知高級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn),布設(shè)等級(jí)水準(zhǔn)路線,將高程引測(cè)到工作井附近,并設(shè)立施工高程控制點(diǎn).地面高程傳遞
33、到井下時(shí)用鋼尺垂直懸掛,下系至標(biāo)準(zhǔn)拉力線錘,然后地面、井下兩臺(tái)水準(zhǔn)儀同時(shí)觀測(cè)。井下布設(shè)23個(gè)地下起始高程控制點(diǎn)。 c.頂管姿態(tài)測(cè)量 為保證頂管機(jī)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)軸線推進(jìn),必須及時(shí)觀測(cè)頂管動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),從而調(diào)整頂管各施工參數(shù),指導(dǎo)頂管正確、安全推進(jìn). 頂管姿態(tài)測(cè)量是通過位于工作井內(nèi)的激光經(jīng)緯儀,將激光點(diǎn)打在機(jī)頭坐標(biāo)靶上,再通過閉路電視反映在電視顯示器上,以指導(dǎo)糾偏操作。為使頂管的測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,應(yīng)定時(shí)對(duì)頂管工作井進(jìn)行復(fù)測(cè)校核。11。3頂管的糾偏系統(tǒng)頂管糾偏系統(tǒng)為掘進(jìn)機(jī)45斜向布置,共4組,每組60t,行程5.5cm機(jī)內(nèi)還設(shè)有傾斜儀傳感器,操作人員可以隨時(shí)知道機(jī)頭坡度,施工前,我們將對(duì)糾偏系統(tǒng)全部拆開保養(yǎng),經(jīng)
34、試壓和驗(yàn)收后方可投入使用。使用過程中也要加強(qiáng)對(duì)液壓油清潔度的管理,確保無故障工作。11.4頂管的糾偏要點(diǎn)糾偏操作方案應(yīng)是頂管操作工交接班討論的重點(diǎn)。方案的依據(jù)為測(cè)量提供的機(jī)頭折角、傾斜儀基數(shù)和走動(dòng)趨勢(shì)、前后尺讀數(shù)比較、機(jī)尾處地面沉降量等等。0。5以上的大動(dòng)作糾偏須盡量避免并慎重討論,不得已時(shí)也應(yīng)爭(zhēng)取在非重要地段進(jìn)行并加強(qiáng)注意.糾偏動(dòng)作后如無折角變動(dòng)應(yīng)即停頂,會(huì)同電工、機(jī)修工檢查電路和液壓管路,盡早排除故障,嚴(yán)防軸線超差。糾偏應(yīng)在下管后盡早進(jìn)行,注意觀察傾斜儀讀數(shù)的糾后趨勢(shì)及光點(diǎn)滯后變化,同時(shí)通知地面和地下壓漿人員加大同步壓漿量。十二、質(zhì)量保證體系及措施頂力劇增1) 觸變泥漿選材質(zhì)量不好.2)
35、觸變泥漿材料配方不合理。3) 現(xiàn)場(chǎng)攪拌不充分,水化時(shí)間短.4) 注漿孔布置不合理。5) 注漿泵耐壓低。6) 管路布置不適應(yīng)超長距頂管要求.7) 注漿量沒有控制好.8) 注漿壓力不合理。9) 管路接頭滲漏、10) 沒有形成完整泥漿套,只是偏心漿套。管外壁帶土頂進(jìn)。1) 選材應(yīng)進(jìn)行測(cè)試和論證。2) 配方應(yīng)進(jìn)行篩分和優(yōu)化3) 攪拌和水化時(shí)間大于6h。4) 科學(xué)合理地按設(shè)計(jì)的管路進(jìn)行布置.5) 采用液壓注漿泵,并維修好,確保耐壓大于2Mpa以上。6) 按超頂管要求,設(shè)中間注漿泵站。7) 注漿量和注漿壓力按設(shè)計(jì)要求控制.8) 所有壓漿接頭用生料帶包扎,確保無滲漏現(xiàn)象.9) 壓漿工藝由當(dāng)班班長負(fù)責(zé),確保整
36、條管道形成完整泥漿套。地表沉降大頂進(jìn)速度太快.開挖面土壓力大。開挖面不穩(wěn)定.管道線型不好。機(jī)頭殼體外徑比管外徑大得過多(建筑空隙大).泥漿套形成不好,管道帶土頂進(jìn)。頂進(jìn)開始階段沒有對(duì)推進(jìn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。頂進(jìn)速度應(yīng)滿足開挖面土壓平衡條件。采用能穩(wěn)定開挖面水土壓力的頂管掘進(jìn)機(jī)。機(jī)頭姿態(tài)控制精度好。機(jī)頭殼體比管外徑大20mm為宜.認(rèn)真做好注漿工藝。應(yīng)采用信息反饋技術(shù),在初始推進(jìn)階段對(duì)推進(jìn)在數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,以指導(dǎo)施工。管道滲漏1) 出洞口滲漏。2) 管接口滲漏。3) 機(jī)頭主軸密封滲漏。1) 出洞口止水裝置與管道的同心度好,誤差小,采用精加工制作,采用雙道橡膠法蘭結(jié)構(gòu).2) 管的驗(yàn)收到橡膠止水帶的質(zhì)量檢驗(yàn),都
37、要從嚴(yán)把頭,確保的壓縮過盈量.3) 機(jī)頭主軸密封采用多道聚胺脂密封,并采用油嘴泵加壓以平衡開挖面水土壓力.十三、 確保安全生產(chǎn)的技術(shù)組織措施一、安全生產(chǎn)施工管理目標(biāo)杜絕傷亡、火災(zāi)、機(jī)械設(shè)備、管線、交通等重大事故,安全重大事故為零。二、 安全生產(chǎn)指導(dǎo)思想貫徹“安全第一,預(yù)防為主的方針,有效地控制和防止事故的發(fā)生。三、安全生產(chǎn)總體措施a) 嚴(yán)格遵守和執(zhí)行中華人民共和國以及xx市安全生產(chǎn)和勞動(dòng)保護(hù)的有關(guān)規(guī)定,并接受xx市勞動(dòng)保護(hù)監(jiān)察機(jī)構(gòu)的監(jiān)督和檢查。b) 在簽訂合同前,填寫“安全資質(zhì)審查表”,在簽訂工程合同是,必須同時(shí)簽訂“安全生產(chǎn)協(xié)議書”。并按規(guī)定交納安全抵押金。c) 安排健全的安全管理組織機(jī)構(gòu),
38、包括分管安全生產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)和各級(jí)專職、兼職干部,應(yīng)有各種安全操作規(guī)程,特種作業(yè)工人審證考核制度,各級(jí)安全崗位責(zé)任制和安全檢查制度,在編制施工組織設(shè)計(jì)時(shí)要有針對(duì)性安全技術(shù)措施和安全設(shè)施,并嚴(yán)格按施工組織設(shè)計(jì)要求施工。d) 必須執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)工程師有關(guān)安全工作的指示,采取現(xiàn)場(chǎng)工程師認(rèn)為有必要增加的安全預(yù)防措施.e) 對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的用電安全負(fù)責(zé),施工現(xiàn)場(chǎng)用電必須遵照xx市建設(shè)委員會(huì)頒發(fā)的“施工現(xiàn)場(chǎng)用電安全管理規(guī)定”執(zhí)行。必須嚴(yán)格執(zhí)行各類防火防爆制度,易燃易爆場(chǎng)所嚴(yán)禁吸煙和動(dòng)用明火,消防器材不準(zhǔn)挪作他用,所有安全設(shè)施在解除前,應(yīng)征得安全部門的同意。電焊氣割必須按規(guī)定辦理動(dòng)火審批手續(xù).制定有效的防火、防盜、防爆的措施,在各防火重點(diǎn)部位設(shè)防火責(zé)任人.f) 采取措施做好防雷擊,防暑,防凍,防寒,防毒氣等工作.g) 每月組織各施工條線和班組進(jìn)行安全設(shè)施大檢查,進(jìn)行總結(jié)評(píng)比和獎(jiǎng)懲。h) 凡政府規(guī)定的持證上崗人員,必須持證上崗。i) 為確保安全,項(xiàng)目部在施工現(xiàn)場(chǎng)布置足夠的照明燈光,警示標(biāo)志,圍護(hù)設(shè)施。