大同市试验变压器有限公司

急!~急!~急!~桥区积水治理顶管穿挡墙的施工

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  顶管施工即在地表不挖下槽沟,以液压为动力将钢管(含多节钢管)或混凝土管从A点顶至B点的施工工艺,我公司经多次工程实践,形成该施工技术。

  施工准备??测量高程及轴线??挖顶管工作坑??铺顶管导轨??设置顶进后背??安装顶进设备及吊放管节??挖土顶进??测量及纠偏??再次挖土(管中土)顶进??测量循环作业直致完成。

  主要机械设备:吊装设备、高压油泵、大吨位千斤顶、后背桩及后背梁、导轨及出土工具、经纬仪、水平仪。机具功能及数量根据被顶进管节的直径长度及重量而定。

  1、顶管工作坑开挖要依照施工方案及具体环境进行,坑的长宽要视土质,被顶管节的直径、长度,机具设备,下管及出土方法而定。工作坑除安装顶管的机具设备后背、导轨、顶进管节以外,还要有利于向坑外出土和作业人员的操作。一般要求,工作坑上口前缘距路缘≥2m,安放管节后每侧要有1m的工作面,管节后侧与千斤顶之间要有利于出土的空间,在有水的环境中要设置水坑及排水设施,工作坑壁的放坡系数根据土质情况应符合要求,坑底要夯实。

  2、导轨由四根钢轨和若干枕木组成,枕木置在工作坑底下1/2枕木高的基土上,枕木间距800?1000mm,钢轨的长度等于工作坑底面的长度减去钢轨桩所占的位置,钢轨的间距要视被顶管节的外径而定,一般要保证管节安放后下皮高出枕木上皮20mm,千斤顶安装后要与管节的横截面有最大的接触面,钢轨安装要平直,前端抬头要有0.5-1.0%的坡度。

  3、顶进后背:后背的坚固与否直接影响顶管的效果,所以,后背所具有的能力必须能满足最大顶力的需要,后背由后背桩及后背梁,后背桩后面的夯实土所组成,后背桩一般以钢轨代替,埋入坑底以下1.5m左右,桩后填土分层夯实,后背桩平面垂直于顶进方向的轴线,钢制后背梁放在桩前的导轨上。顶进后背的其它组成型式有砌筑毛石的,有预制钢筋混凝土块组合的。

  4、安装顶进设备和管节:顶进设备由一台高压油泵和两台200?500t千斤顶组成,千斤顶安在后背梁与管节之间,管节后端和千斤顶之间有专用钢护圈及麻辨或橡胶垫对混凝土管端保护,管外壁涂石蜡做润滑剂,减少顶进摩阻力,千斤顶通过传力柱将管节顶入路基。

  5、挖土、顶进、测量及纠偏:设备安装后经试运转无异常即可掏土顶进,掏土视土质及管顶上部覆土厚度而掌握进尺深度,土质较密而且覆土较厚,有利于形成卸力拱,可以适当多挖,土质松散或覆土厚度较小,则要少挖,勤挖勤顶,挖土直径不可超过管节的外径。

  挖土及运土的工具根据管径的大小而定,内径在880?1500mm的制做专用小车,内径在1500mm以上的可用双轮小车直接出土,土的垂直运输可用吊车或电动葫芦。

  顶进过程要时刻测量,每一顶程过后,要对管的高程及左右偏差测量一次,发现问题及时纠偏,纠正左右偏及抬头扎头的措施,可以在管的前端设一斜撑支于管前的土壁上,结合一侧超挖土方,随顶随纠偏。前两节的衔接处,用钢板焊制的钢胀圈加固,做为防止偏差的一项措施。

  1、施工前先与铁路、公路及市政的有关部门进行协调,修理变压器施工方案经有关管理部门同意后方可施工。尤其是铁路路基下进行施工时,要随时和铁路部门联系,掌握过往列车的情况,线路上有列车通过时严禁挖土和顶进;

  4、吊装时坑内人员要做好防护措施,并有专人指挥。5、顶管长此76m时应设给风设施,防止缺氧。

  XX工程xx路(南段)市政工程K4+040~K4+520长480M和K5+560~K5+860共825m;采用DN1200及DN800Ⅲ级钢筋砼顶管,Φ8000工作井5座,Φ4000接收井8座,工作井和接收井土方均采用人工挖井,在工作井与接收井之间设中继间一个,两段顶管共10个中继间。

  根据XX市市政工程设计院DN1200及DN800顶管施工图设计总说明,工程地质情况如下:

  两条顶管在第四系残积层亚粘土和碳系强风化砂岩,岩石被切割成块,大部分蚀变成土。残积层亚粘土,富水性较差,水量小。风化砂岩结构疏松。

  根据现场实地踏勘情况来看,场内外没有进入施工现场的道路,现场内外运输必须修建施工便道,道路结构为:在路基整平后,采用750px厚6%水泥碎石稳定层作为路面,便道宽7米。施工时要做好施工便道的保养、保洁,施工便道要达到XX市建委安全文明样板工地标准。

  我公司计划在施工区附近办公、生活采用组合房布置临时设施,根据现场的实地勘,生产基地设在附近离工地较近的地方,供现场施工所需的机械停放、材料中转、半成品加工等。文明施工护栏按XX市施工围蔽标准进行围蔽。

  我司将按征地红线交地范围,清除表面层树木、草皮、杂物等,排除沟、坑积水和淤泥等,用机械配合在施工场地范围清除表土和平整,然后填土压实,并做好施工前期准备工作。

  根据现场具体情况,本工程我公司计划在施工现场自设发电房,使用1台120KW发电机进行发电,施工用电输电线采用三相五线供电;施工用水采用现场挖井,设离心泵进行抽水使用。

  临设内设置材料仓库及发电机房,工地仓库及发电机房采用砖墙结构,现场各类料场、加工场等布置在施工现场上灵活布置。料场、仓库等布置要达到XX市建委安全文明样板工地标准。

  本工程沉井13座,其中φ8000顶管工作井5座;φ4000顶管接收井8座。均采用人工挖孔井方法施工。

  1.1 人工挖孔井施工采用卷扬机通过支架上的定滑轮提升孔中挖土,人工斗车运到坑底弃土点并由挖掘机和卡车定期挖运出场。井护壁钢筋在加工场制作成型后用汽车运至现场使用,井护壁混凝土浇注采用流槽从上至下方法。

  1.2 施工所需主要设备有:铁锹、尖镐、吊桶、汽车吊、小型卷扬机、滑轮、风钻、风镐、模板、支架、潜水泵、鼓风机和工作灯等。

  1.3 劳动力组织及进度安排:分组作业每3人为一班轮流作业,土质地段每天挖孔深度1.0m,强透水砂层地段每天挖孔深度0.5m,石质地段每天挖孔深度1m。考虑到地下水的影响,人工挖孔井安排在基坑降水后开始施工。

  常规人工挖孔,采用小型卷扬机提升运输,分节开挖及浇注护壁砼成孔;护壁砼采用商品砼。

  当挖孔遇强透水砂层时,遵循短进尺、强支护的原则,施工中采用注浆加固地层和钢插板的办法通过。

  测出井中心位置,在井周放出井芯十字线,开挖第一节井孔,支第一节护壁模板,灌护壁混凝土。第一节混凝土高出地面500px,便于挡水和定位。孔圈中心线与井孔轴线重合,与其轴线)开挖支护

  人工挖孔井采用分节挖土、分节支护的施工方法。根据设计要求,每节1.0m。

  护壁采用C30砼,工作井厚度35~45cm,接收井厚度20~750px。护壁的结构形式设为内八字搭接,搭接长度210mm。护壁模板采用工具式钢模板,模板由八块组成,模板间用插销和U形卡具连接,上下设两个半圆组成的钢圈顶架,护壁砼浇筑前用井心点校正其位置。护壁砼采用商品混凝土运输至现场拟浇孔口,然后由孔口卷扬机垂直运输至灌筑部位,人工入模,插入式振动器捣固密实。

  井孔采用人工开挖,弃土装入吊桶,用小型卷扬机提升至地面,倒入手推车运到临时弃土场。

  为了确保人工挖孔井的施工安全,在人工挖孔井施工前,先进行降水施工,将地下水位降至挖孔井井底以下0.5~1m,设一个集水井600×600,然后再进行人工挖井的施工。

  当人工挖孔井穿过强透水砂层、成孔困难时,采用减少井孔每节护壁高度(一般在0.3m~0.5m之间)的方法施工。开挖后及时验收,及时浇筑护壁混凝土。

  当上述措施仍不能顺利成孔时,则及时用砂回填井孔,封闭作业面,并采取分节注双液化学浆加固地层后继续下挖,并配合钢套筒模板及时灌注护壁砼。也可在挖孔井周边插打钢插板,防止流砂涌入挖孔内。

  开挖流砂严重时,采用将附近无流砂的井孔先挖深些,使其起到降水、集水的作用。然后采取上述措施开挖流砂挖孔井。集水井设在地下水流的上方。

  ①开挖前井位准确定位放样,并从井中心位置向四周引测井中心控制点。当第一节井孔挖好后并安装护壁模板时,采用井心点来校正模板位置,并在第一节砼护壁上设十字控制点,每节护壁模板的安装均用井心点来校正模板位置,检查护壁厚度。

  ③井孔开挖后尽快灌筑护壁砼,且在当天一次性灌筑完毕。灌筑护壁砼时,采用小直径插入式振动器和钢钎相结合的方式捣固密实。

  ⑤终孔时清除护壁污泥、孔底的残碴、浮土、杂物和积水。检验合格后,迅速封底。

  ①为防止地面施工人员和物体坠落井孔内,孔口四周设置0.8m高的护栏进行围护。修理变压器挖出的土石方及时运走,孔口四周2m范围内不堆放淤泥杂物,机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响。

  ②孔顶设第一道半圆形用槽钢塔焊成框架盖上1830×910×18胶合板,保证井下作业人员安全,在土石方起吊过程中,人员站在盖板之下,防止高处坠物伤人。

  ③人员上下井采用在井内设置钢筋制成的软梯,软梯焊接牢固,并扣锚于井口所设置的地垄上,人上下井时扣安全绳,以确保万无一失。

  4当井孔开挖深度超过5m时,每日开工前进行有毒气体的检测,并向孔内送风5min,使孔内浑浊气体排出后,才准下人。孔深超过10m时地面配备向孔内送风的专门设备,风量不小于25L/S。孔底凿岩时加大送风量,用仪器、小动物进行检测与试验,并采用湿式作业法,加强通风除尘以保人身安全。

  5施工场内的一切电源、电器的安装和拆除,由持证电工专管,电器严格接地、接零和使用漏电保护器。电器安装经验收合格后才准接通电源使用。各井孔用电分闸,严禁一闸多孔和一闸多用。孔上电线、电缆架空,严禁拖地和埋压土中。孔内电缆、电线必须绝缘,并有防磨损、防潮、防断等保护措施,孔内作业照明采用12V安全灯。

  工作井施工期间,可进行工作井上的设备安装准备,包括砌好触变泥浆系统的泥浆池砖墙、安装好泥水处理系统、安装好进泥浆的渣浆泵及管道系统、压触变泥浆的螺杆式泥浆泵及管道系统、安装好地面操作系统及操作系统的防雨棚、接好水电。

  工作井施工完毕后,可进行工作井下的设备安装准备,包括穿墙位置止水密封橡胶的安装、整体式顶进构架的安装、出泥浆的渣浆泵及管道系统的安装、测量系统的安装。

  后座垫铁是把主顶油缸推力的反力传递到顶进井后座墙处,通过后座垫铁,可把油缸的反力较均匀地传递到后座墙上,这样后座墙就不太容易损坏。

  现根据图纸将垫铁的安装位置放好线,在后座墙体表面把后座垫铁的四个角的位置用红油漆作好标志,凿平垫铁范围内的墙体,底部用砖块垫平,将后座垫铁吊到安装位置,调整横向纵向的方向(采用2mm的薄铁皮垫底部),该平面需要垂直于顶管的顶进方向,定位安装尺寸误差控制在2mm以内.调整好后,后座垫铁与后座墙的空位填充密实。

  基坑导轨是由两道平行的钢轨构成,主要作用有两点:一是使推进管在顶进井中有一个稳定的导向,并使推进管沿该导向进入土体;二是让环形、弧形顶铁工作时有一个可靠的托架。

  在基坑底板面放出顶管的顶进轴线,先调整导轨的中线对准顶进轴线,根据图纸,垫高导轨调整导轨的高度,当纵向及高程调整好后,将导轨与底板钢筋焊牢,空隙采用混凝土浇捣填实,导轨的定位安装尺寸误差(包括轴线位置、顶面高程、两轨间距)控制在2mm以内。

  油缸支架是由槽钢焊接合成的一个支架,起固定主顶油缸的作用,使油缸工作时有一个可靠的托架。

  根据基坑底板面放出顶管的顶进轴线,先调整支架的中线对准顶进轴线,根据图纸,垫高支架调整支架的高度,当纵向及高程调整好后,将支架与底板钢筋焊牢,空隙采用混凝土浇捣填实,24小时后,将油缸吊装到支架上,采用钢板压实,油缸支架及油缸的定位安装尺寸误差控制在2mm以内。

  测量棚位于油缸及后座垫铁位置,在测量时的起保护仪器作用,并作为全站仪或电子经纬仪的基座。顶部采用ф25钢管焊成支架,上面铺铁皮。

  在顶进井的一侧设一0.6m×0.6m×0.6m的集水井,浇筑底板时四周向集水井位置倾斜,形成排水坡度,制作轨道时预留集水坑位置,收集由管道内流出的水及基坑的积水,集水井内布置一个潜水泵抽水上井到沉淀池沉淀后,排到原有的排水系统中。

  工作井地面设备安装包括:主控棚搭设及主顶装置安装、泥浆棚搭设及泥浆系统设备安装、通风棚及通风设备安装。工作井顶管设备起重采用35T汽车吊。

  主控棚内主要放置主顶装置,主顶装置包括主顶油缸(井下)、主顶油泵一台(含控制部分)及油管,主顶油缸的推进和回缩是通过主顶油泵的控制部分控制的,整套顶管装置的操作控制都集中在控制柜里,控制柜作为整套顶管装置的控制平台,放置在专用的集装箱里。

  泥浆棚采用Ф25钢管焊成支架,上面铺铁皮。泥浆棚内主要放置一个电箱、两台泥浆泵及一个泥浆箱。

  通风棚采用Ф25钢管焊成支架,上面铺铁皮。通风棚内主要放置一个鼓风机,起防晒挡雨作用。

  工作井上下设备安装完毕后,将运到现场的各个工具头吊装下井,将电力电缆、信号线、油管接好,对整机进行现场调试、对整体式顶进构架进行调试、对泥水处理系统进行调试、调好测量系统的激光经纬仪,调试工作必须全面细致,确保正式顶进时设备的万无一失。

  顶管进出洞是整个施工过程中的关键环节之一,进出洞成功等于整个顶管工程成功了一半。本工程是采用人工挖孔井,人工挖孔井完成后在护壁上机械切孔,再安装洞口止水环。

  A工作井出洞处理:在出洞前,机械切割掉井壁混凝土,并将止水钢环焊接到井壁预埋件的外侧,再将止水橡胶圈安装在止水钢环上。在准备出洞时,割除井壁钢筋网,割除之后立即顶进,缩短停顿时间,这时止水橡胶圈已能发挥作用了。顶进工具头到穿墙管内,工具头与第一节砼管采用刚性联结,避免工具头“磕头”。顶管出洞的施工环节相当关键,在出口的位置需要做好防水措施。

  B接收井进洞处理:当顶管顶到墙体位置时,割除预先在预留洞口埋设的封堵钢板,迅速顶出工具头。出洞过程中,准备好充足稻草,穿墙位置流砂时可采用稻草塞缝,防止过量的砂土流失,当工具头顶进到位时,接缝位置采用预埋管引水,快凝水泥封缝,之后采用双液(水泥浆、水玻璃)压浆止水。

  机械割除护壁混凝土,需要预备充分的水泵抽水,吊住工具头,顶出推进千斤顶,将环形顶铁对准工具头尾部,将工具头缓缓推进到穿墙管内,当工具头的最前部到连续墙的外侧时,停止顶进,安装好所有管线(电力电缆、信号线、油管、进出泥浆管、触变泥浆管),转动刀盘,向工作仓注入泥浆,开始顶进。在软土中顶进时,为防止管节飘移,将前3节管与工具头联成一体。

  本工程全长825m。顶管采用Ⅲ级钢筋砼DN1200及DN800专用顶管、F型钢圈接口,外嵌环状遇水膨胀橡胶圈止水。

  ②确定管线施工范围内及施工需用场地地面所有障碍物,如地下既有管线(根据甲方提供的既有沿线地下管线分布资料以及人工挖探沟探明情况确定)、电线杆、绿化树木以及附近房屋的准确位置。

  ⑦组织现场施工人员学习,审查施工图纸和进行各专业图纸会审,进行设计要求和施工技术交底。

  根据施工现场的地质情况、土层的分布情况,顶管的工作量及施工计划工期(拟定在3个半月内完成)。

  (1)顶管法是使用较早的一种施工方法:工作原理是依靠人工或机械(本工程采用人工配合机械顶进)在管内端部挖掘土壤,然后在工作坑内借助顶进设备,把铺设的管子按照设计中线和高程的要求顶入,同时将土从管中通过水平和垂直运输线)挖土与顶进

  本工程采用钢轨做导轨(引导顶管按照设计的中心线和坡度顶进,保证管子在顶入土之前位置准确。),导轨安装牢固与准确对顶管的顶进影响较大,因此,安装导轨必须符合顶管中心,高程和坡度的要求。

  将管子下到导轨上,就位以后,装好顶铁,校正管中心和管底标高是否符合设计要求,合格后即可进行管前挖土。

  管前挖土是保证顶进质量及地上建筑物稳定安全的关键,管前挖土的方向和形状,直接影响顶进管位的准确性。因此,管前周围严格控制,避免超挖。对于密实粘性土质,管端上方可有不大于37.5px的空隙,以减少顶进阻力,管端下部1350中心角范围内不得超挖,保持管壁与土壁相平,也可预留25px厚土层,在管子顶进过程中切去,这样可防止管端下沉。

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