给排水管道施工方法

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给排水管道施工方法

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-11 2012


【摘要】文章通过对某开发区内规划路沿线顶管施工段的工程实践经验,阐述了顶管施工技术在给排水管道工程中的应用。【关键词】顶管;施工;技术    1 技术方案选择  1.1 经调查分析研究及结合本公司在设备和施工及相关的技术能力,采用了密封泥水平衡式顶管工艺进行施工。  1.2 泥水式平衡顶管机相比于土压式平衡顶管机,能有效平衡地下水、对付流沙和淤泥质地层。同时泥水式平衡顶管施工比土压式平衡顶管施工具有以下优点:①可连续顶进作业,施工速度快;②人员不用进入管道作业,安全性高;③在淤泥质和砂层中顶进,对地质环境影响小,能有效控制施工精度,而且成本低等。  1.3 顶管施工主要设备 该工程选取了GTNSΦ1500泥水平衡顶管机,50T吊机1台、25T吊机1台,后座泵站2套、整体式顶进构架2套、泥水处理系统2套、激光水准仪1台、全站仪1台、水准仪1台、经纬仪1台,另外还有通用设备电焊机、水泵等。  1.4 顶管施工工艺流程 施工前期准备→测量放样、复核→工作井施工→搅拌桩施工→工作井上下设备安装准备→工具头吊装下井、全套设备调试→工具头穿墙顶进→后续吊放管道→管道顶进、测量控制及纠偏→管道排泥和废泥浆外运→下一管节吊放就位→下段顶管顶进→管道贯通、回收工具头→闭水试验→竣工验收、清场。  1.5 施工顺序 顶管法施工采取先施工顶管工作井及接收井,后顶进管道,然后施工检查井的施工顺序。顶管工作井及接收井施工、管节制作、顶进施工、检查井施工尽可能平行交叉进行,以缩短工期。  2 工程力学参数计算  2.1 顶力计算  采用顶管总顶力计算的经验公式进行计算:  F=F0+F1  F0=αpeBC2π/4  F1=RSL  F0――初始顶力(kN)  F1――管壁摩擦力(kN)  α――综合系数,本工程取淤泥质土系数值1  pe――土仓的压力(kpa),pe=150kpa  BC=管外径(m),取2.238m  R――综合摩擦阻力(kpa),本工程取淤泥质土值2;  S――管外周长(m),=3.1415*2.238=7.03m;  L――推进长度(m),本工程考虑L=400m。  初始顶力:F0=1.5*150*2.2382*π/4= 885kN  管壁摩擦力:F1=2*7.03*400=5624kN  总推力:F=885+5624=6509 kN=651T  说明:以上的管壁摩擦力计算没有考虑触变泥浆减摩效果,施工是采用触变泥浆减摩,可以有效折减管壁摩阻力。  2.2 管材受力计算 钢管内径d=2220 mm,厚度t=18mm,每节管长度6000mm,管的端头采用焊接接头。端面受力面积s=π× (2.238×2.238-2.22×2.22)/4=0.063m2  可承受的最大顶力为:F=s×5000T/m2/4 =78.8T。  3 施工工序及方法  3.1 顶进前准备所有机械设备交班检查 顶进前,机械工需要进行交接班手续,将记录的设备运转情况表交给下一个班组的机械工,并进行口头的设备运转状况交班,刚上班的机械工需要对控制台、各个泥浆泵、管道、测量系统、工具头等进行例行检查。  3.2 工具头刀盘转动、开进出渣浆泵 交班

在北方气候条件下,铺设排水网可帮助减轻冻胀的影响。如果冰冻深度很深,可把三维复合排水网铺设在底基中较浅的位置,作为毛细作用阻塞。另外经常还需要用不易冻胀的粒状底基层替换,向下延展到冰冻深度。易冻胀的回填土可直接填在排水网上面,直到地基地面线。在这种情况下,该系统可连接到排水出口,使地下水位在相当于或低于这个深度。这样就可以潜在地限制冰晶体的发展,在寒冷地区春季冰融时,不用对交通荷载进行限制。

和例行检查完毕后,接通电源,将工具头的刀盘转动,当设备的参数稳定后,开进出渣浆泵,开始泥浆循环。  3.3 调整进出渣浆泵流量达到平衡 工具头的操作全部采用在管道外(工作井上)控制台控制,只需1个机手操作,可实现对工具头刀具的转动、纠偏控制、压力显示、时时监控(工具头安装了摄像头、控制台上安装了电视机)。顶进千斤顶,观察工作仓的土压力表,调节渣浆泵的流量达到工作仓的泥水平衡,其平衡的原理是,当进泥和吸泥泵稳定工作时,调节进泥和吸泥的泵量,使工作仓内应保持一定压力,仓内泥水压力应与地下水压力相平衡,泥水压力过大,地面隆起;泥水压力过小,地面沉陷,所以控制顶进与出泥的速度相当关键。  3.4 泥水处理系统处理好砂土、装车、外运 采用泥水平衡式工具头出土,需要在工具头中注入含有一定泥量的泥浆,通过大刀盘切削工具头前方的原状土,与注入的泥水搅拌,泥水通过吸泥泵排到地表泥水处理系统处理,泥浆可以反复循环使用,处理好的泥沙用泥浆车外运。  3.5 测量工具头的偏位、作好记录、纠偏 测量方法,在工作井后座位置设置测量机座,测量基座由地面引入地下,避免工作井的变形引起的误差,将全站仪放置在其上调平后,使全站仪发射的激光沿着顶进方向水平射出,打在工具头的测量靶位上,通过望远镜读出工具头的偏差。每隔0.5m记录一次。  3.6 1个行程顶完后,整体式顶进构架调节顶块 当顶完1个行程后,停止顶进,调节整体式顶进构架顶块,可继续顶进下一个行程。  3.7 触变泥浆系统 顶进过程中,需要经常进行压触变泥浆工作,以减少顶进的阻力,触变泥浆系统由拌浆、注浆和管道三部分组成。拌浆是把注浆材料兑水以后再搅拌成所需的浆液(造浆后应静置24小时后方可使用)。注浆是通过注浆泵进行的,根据压力表和流量表,它可以控制注浆的压力(压力控制在水深的1.1~1.2倍)和注浆量(计量桶控制)。管道分总管和支管,总管安装在管道内一侧,支管则把总管内压送过来的浆液输送到每个注浆孔上去。注浆孔布置为:工具头后3节管各设一道、之后每间距5m设一道补浆孔(间隔2节砼管)。  注浆流程:造浆静置→注浆→顶管推进(注浆) →顶管停顶→停止注浆  3.8 顶完一节管后,拆开各管路、钢管吊装、各管路安装 顶完一节管后,拆开所有管线(电力电缆、信号线、油管、进出泥浆管、触变泥浆管),进行钢管吊装焊接后,安装好所有管线,继续顶进。  3.9 其他附属施工方法 ①顶管工作面排水由工作面流向工作井集水坑,再用泵排出地面。②顶管内面无人,如果需要进去维修设备等,进管之前需要通风,采用压入强制性通风措施,用风机通过1.5英寸铁管向顶管工具头压风。③施工用电主干线采用380V三相五线制,接通地面、工作井、管道内、工具头、管道照明采用12-24V低压电源供电。  4 小结  顶管过程是一个复杂的力学过程,它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。但顶管施工必须严格控制好顶管推力,而对顶管计算复核能够准确估计顶管的推力。顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力,包括工具头正面泥水压力、管壁摩擦阻力。泥水平衡压力:在封闭的工作仓内加泥水压力平衡地下水压力,是防止泥砂涌入的重要方法。泥水压力一定要合理。压力较小,大量的泥砂涌入,会造成路面破坏,地表设施受损;压力过大,会增大主千斤顶负荷,严重的可能产生冒顶现象。该工程通过了严密的顶管计算,采取了先进的顶管设备,成功高效地完成了该路段顶管施工的工作。  参考文献:  [1]黎雄锋 ,《浅谈给排水管道的顶管施工技术应用》

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