陕西顶管工程：大口径给水管顶管施工技术应用的案例分析

：大口径给水管顶管施工技术应用的案例分析


   为您分析：大口径给水管顶管施工技术应用案例
    1案例工程基本概况某穿越河道的大口径给水管道工程，拟采用顶管施工技术，其中管道采用Q235B钢种，为壁厚14ram的DN1600钢管和壁厚12mm的DNIO00钢管，这两种类型的钢管以平行的方式水平敷设，顶进总长度为500m。在顶管施工前，工程完成工作井和接收井的布置工作，工作坑和接收坑平面尺寸皆为6mx4m，工程的工作坑和接收坑的制作都采用了倒筑法，施工标准深度为4m，厚度25cm，分为两层施工，其中采用q~14@200规格的钢筋和C25规格的混凝土。另外通过现场的测量放样，定位好顶管的轴线、底高、中心高程，以避免顶进路线与钢管桩的位置出现冲突。工程的重点和难点，一方面是曲线顶管的施工测量，随着管道的向前推移，测站的坐标也随着改变，从而影响顶进时管内和管外的有效通视，另一方面是管道的管径大，在具有压缩性和低强度的土层中推进，流动的淤泥质粉质粘土会诱发管道的偏移，因此纠偏也是顶管施工亟需解决的问题。
    2案例工程顶管施工技术应用方法基于案例工程大口径给水管道的基本情况，工程应用顶管施工技术是在拟定施工方案的基础上，明确工程的重点和难点，并通过施工平面布置、顶力计算、工程监测等，阐述工程顶管施工技术应用的具体方法。
    2．1施工平面布置关于施工的平面布置秉着“节约用地”和“控制污染”的原则，分为场地平面布置和井内布置两个部分。
(1)场地平面施工布置。施工现场管道吊装和拼接时的起重，由25t的吊车负责，并在吊车附近开辟一处管道存放临时地点，工作井左侧则布置好搅拌设备、输送设备等，右侧为宽6m、长20m、深2m的三级泥水沉淀池，为便于顶管施工弃土的处置，需要分别在地面放置一台送泥泵和基坑下放置一台排泥泵，以及由四辆运载车运送废弃泥浆。
(2)井内布置。机具的布置主要有千斤顶、泵站、顶铁、排泥泵、密封环等；管线布置主要有排泥管、空气管、自控电缆、泥水管等；井内以40。钢梯作为上下的通道，其中钢梯利用膨胀螺丝固定在井壁上，并设置1．1m的钢护栏；在井内操作平台设置配电箱，提供24V的照明电压，以及设置60W功率的照明灯和适量的应急照明系统。
    2．2计算顶力(1)DN1600钢管顶力。首先是根据公式HF=3．141413·Hn，其中计算参数取值情况为：D(顶管外直径)1．632m、(土湿润度)18KN／m3,H(掘进厚度)12m，经计算，得出顶管机的迎阻压力NF为463Kn；其次是根据公式F=Do+NF+F，其中计算参数D。(顶管外直径)1．632m、L(顶管设计顶进长度)245m、fK(单位面积的顶管外壁与土的平均阻力)3．OKN／m~、N(顶管机迎阻压力)463Kn、F曲线顶管侧向力0，计算出顶管总顶力F423．1T。(2)DNIO00钢管顶力。计算方法与DN1600钢管的顶力计算一致，按照计算参数D01．028m、3'18KN／m3,Ho12m、L245m、fK3．0KN／m~，分别计算出顶管机的迎阻压力N和顶管总顶力F为179KN、251．IT。
    2．3施工流程在计算顶管施工各段钢管顶力的基础上，工程需要做好充分的出洞准备工作，并合理布置进洞和出洞的止水装置，以便正常的顶进施工。
(1)出洞前准备。出洞前，需要选择在动力系统、液压系统、中继问等功能均正常的顶管机，其中动力系统，在设备到位后，选用强度和刚度均符合要求的基坑导轨，然后安装顶管钢后靠、起重系统和工作平台。
(2)进出洞止水装置的布置。具体的做法是将钢板预埋在工作井和接收井的洞口位置，并安装橡胶止水装置，以控制在顶进施工时洞口水土的流失，同时还要做好应对明水干扰等准备工作。
(3)正常顶进施工。首先是在凿除洞口砼之前，需要分别在洞口底部、洞口两腰、洞口中心几个部位凿出合适大小的洞口，观察结构层、洞口等位置是否漏水和漏泥，如果发现漏水和漏泥，则需要将样洞封住，在处理井壁外侧的土体后，再凿除洞口的封门。其次是打开洞门之后，将顶进机的机头顶入洞口，直至油缸到位，才可以将泥水管和电缆拆除，并检查液压、照明、压力表、通风、电气、测量、通信和电气等装置是否正常，可通过联动测试，全方位检查是否存在故障。再次是根据设计参数，在顶进施工时控制好正面图压力，并通过联机测试、顶进测量等方式，准确把握顶进的方向和时机，避免异常沉降情况的出现，其中机头刀盘、排泥泵、进水泵、主顶千斤顶、吊机等的控制，均为顶进施工的技术关键。
(4)进洞收尾工作，一方面是纠正进洞轴线、标高等的偏差，可以50m作为单位测量距离，并在顶管机接近接收井时，再打开收井的洞门，另一方面是在进入接收井后，将管道吊出，再利用柔性材料进行封堵。2．4顶进施工监测在顶进施工前后，需要委托安全检测部门监测施工现场，以准确指导顶管施工的开展。首先是在顶进施工前，测量出地下管线和地上建筑物的情况，尤其是地上建筑物，需要确定具体的标高和位置，以便采取合适的保护准备措施，预防顶进施工时候发生突发事故。其次是测点的布置，以5m作为单位距离，将降控制桩布置在轴线上面，并进行合理编号，顶管时还需要委派专人定时测量沉降，以准确得出推进速度、出土率、补浆频率等，同时通过横断面的观测点，指导顶管的有效推进。再次是监测时间的把握，借助水准仪和经纬仪，在顶进前、进洞时、机头通过后、顶进后l一3日、顶进后7一l0日，观测路面的位移和沉降情况，并记录好桩顶原始标高、地面隆陷情况、沉降值、沉降速率等。最后是布置沉降观测点，为了提高观测时的安全系数，沉降观测点通常设置在硬路面上，以钻孔的方式和圆钢插入的方式，稳固在原土层50era以内，再利用细砂填实，而后则以分别以0．5h和6h作为单位时间，在顶管穿越构筑物和顶管结束后，对路面的沉降进行测量。除此之外，工程在以人工记录方式采集数据资料后，还需要借助软件处理数据，以及做好测量仪器检查、模型误差纠正等工作。
    3结束语：通过以上案例工程大口径给水管顶进施工技术的应用探讨，发现顶进管道的向前推移，测站的坐标也随着改变，从而影响顶进时管内和管外的有效通视，以及受到管道口径的影响，在具有压缩性和低强度的土层中推进，流动的淤泥质粉质粘土会诱发管道的偏移，因此文章提出了施工平面布置、顶力计算、施工流程控制、顶进监测等一系列的建议，基本解决了顶进施工存在的问题。至于文章技术建议的实践应用，建议在具体工程实际施工过程中，结合工程的实际条件和实际需求，合理应用以上的技术，必要时可对关键技术的细节内容进行合理调整。