【文章內(nèi)容簡介】 時，應(yīng)及時糾偏，外刃腳土塞部分土體易涌進，不準(zhǔn)沖挖，終沉階段是沉井的關(guān)鍵時刻，故一定要加強觀測，測量在最后階段應(yīng)每隔不少于 1 小時，提供一份測量報告，嚴(yán)格控制沉井的下沉速率。 ② 一旦沉井刃腳踏面標(biāo)高達到設(shè)計要求的標(biāo)高并上拋 20cm后，應(yīng)立即停止取土，用大石塊拋填在刃腳下，測量密切注意觀測，8 小時內(nèi)沉井下沉不大于 10mm，即為剎車成功，沉井施工到位后，測量要求每隔 4～ 6 小時觀測一次四方向高差。 E 井點降水 大口徑井點降水是本次施工中一道關(guān)鍵的工序，在沉井施工過程中，井點必須保持完好，能正常降水，并要加強降水工作的管理，做到萬無一失。 沉井降水的要求： ① 在沉井 的初始階段，水位要求降到標(biāo)高－ 左右（相對標(biāo)高）。 ② 在沉井正常下沉階段，水位要保持與刃腳踏面低 3～ 4m，并隨著沉井的下沉而不斷變化。 ③ 在沉井終沉階段前 1 小時，要求降水設(shè)備滿負載降水，水位基本上比刃腳踏面低 以上。 沉井的封底和底板施工 本次沉井采用排水封底的方法施工。 （ 1）將新老混凝土接觸面沖刷干凈或打毛，對井底進行修整使之成鍋底形，由刃腳向中心挖放射狀排水溝，填以卵石作為濾水暗溝，在中間設(shè) 1 個集水井，深 2m，插入φ 600mm 四周帶孔眼的鋼管，四周填以 卵石，使井底的水流匯集在井中用潛水泵排出，保持地下水位低于基底面 。 （ 2）澆筑應(yīng)在整個沉井面積上分層，同時不間斷地進行，由四周向中央推進，每層厚 30cm，并用振搗器搗實。 （ 3）混凝土采用自然養(yǎng)護，養(yǎng)護期間應(yīng)繼續(xù)抽水。待底板混凝土強度達到 70%后，對集水井封堵。 （ 4）集水井的封堵方法：將濾水井中水抽干，在套管內(nèi)迅速用干硬性的高強度混凝土進行堵塞并搗實，然后上法蘭盤用螺栓擰緊或四周焊接封閉，上部用混凝土墊實搗平。 沉井糾偏措施 A 在沉井下沉過程中，如發(fā)現(xiàn)有塊石等障礙物時，必須及時清除 ； B 及時回填并密實井周圍塌陷土體區(qū)域，保持沉井四周受力均勻； C 在沉井出現(xiàn)高差位移時，采取井內(nèi)偏心取土。 沉井下沉風(fēng)險控制措施 （ 1）下沉過快： A 減少吸泥量，或暫停吸泥，待下沉正常后恢復(fù)吸泥； B 在沉井外壁填充粗糙材料，或?qū)⒕馔梁粚崳哟竽ψ枇Γ? （ 2）沉不下去： 沉井外側(cè)迎土面預(yù)埋觸壁泥漿套用以摩阻力過大時壓入漿液減小摩阻力，促使下沉。 （ 3）沉井傾斜 A 加強沉井過程中的觀測及資料分析，發(fā)現(xiàn)傾斜及時糾偏； B 高處多取土，低處少取土； C 在刃腳低的一側(cè)適當(dāng) 回填砂石，延緩下沉速度。 （ 4）突沉 A 采用小鍋底施工； B 如因管涌引起，立即停止吸泥，并向井內(nèi)注水，穩(wěn)定沉井。 （ 5）流砂、管涌 A 采取有效的降水措施； B 穿過流砂層應(yīng)加快下沉速度； C 向井內(nèi)注水，壓住水頭，轉(zhuǎn)入水下吸泥。 沉井質(zhì)量要求 （ 1） 沉井制作尺寸偏差： 平面尺寸中長、寬： 不大于 177。 %，且不大于 100mm； 平面尺寸中兩對角線差不大于 1%對角線長； 鋼筋混凝土井壁厚度不大于 177。 15mm。 （ 2） 沉井下沉完畢后的高程、位置偏差： 刃腳平均高程與設(shè)計高程 偏差： ≤ 100mm 刃腳平面軸線位置偏差： ≤ 下沉總深度的 1% 沉井四角任何兩角的刃腳面高差：≤兩角水平距離 1%，且≤ 300mm 鋼頂管施工方法及技術(shù)措施 D2200 鋼頂管分別長 49 米及 59 米，管頂覆土深度為 米，鋼管板材為 Q235B，壁厚 26mm，坡口采用“ X”形，根據(jù)工作井長度及施工設(shè)備，一般管節(jié)長度定為 6 米，并根據(jù)管道長度制作特殊管節(jié)；頂管施工頂力不大于 2500KN，需要采取泥漿減阻及接力頂進措施減小頂力；在管道頂進結(jié)束后，對管道與土體間空隙用雙液漿（水泥漿加水玻璃）進行填充加固，并對 預(yù)留洞進行加固處理；管道管內(nèi)工作壓力 ，試驗壓力 。 鋼頂管施工工藝流程 測量放樣 安裝機架、后靠、主頂裝置 安裝水力機械系統(tǒng)及輔助設(shè)施 設(shè)備調(diào)試 出洞 頂管機頂進，吊放過渡段 頂進 吊放中繼頂及設(shè)備段，頂進 吊放第一節(jié)鋼管，與設(shè)備段焊接 吊放第二節(jié)管節(jié)，拼裝，整形，焊接，測量 繼續(xù)頂進直至完成 頂進機進洞，管道清理，注漿加固 頂管機械設(shè)備選型 本工程暫無地質(zhì)資料，根據(jù)以往施工經(jīng)驗， 選用大刀盤土壓平衡頂管機施工。 （ 1）大刀盤土壓平衡頂管機 A 工作原理 根據(jù)土壓平衡的基本原理，利用頂管機的大刀盤切削正面土體，使進入機頭土壓倉內(nèi)的土體壓力抵抗開挖面的水土壓力，穩(wěn)定土體。以頂管機的頂速 (即切削量 )為常量，螺旋輸送機轉(zhuǎn)速 (即排土量 )為變量進行控 制，使土壓倉內(nèi)的土體壓力與開挖面的水土壓力保持平衡，保障開挖面的土體穩(wěn)定，控制地表的隆起和沉降。 B 結(jié)構(gòu)特點 本機采用二段一鉸承插式結(jié)構(gòu)，在鉸接處設(shè)置二道具有徑向調(diào)節(jié)功能的密封裝置，泥漿套厚度 10mm；設(shè)有液壓驅(qū)動刀盤，變頻調(diào)速，控制刀盤 的轉(zhuǎn)速，并有 3 只土壓傳感器，可顯示正面土體壓力值。糾偏系統(tǒng)用 8 只雙作用油缸，編成 4組，與坐標(biāo)軸線呈 45o布置，糾偏角α =177。 2o，糾偏油缸行程 S=55mm。在頂管機二段殼體之間設(shè)有止轉(zhuǎn)裝置，可防止殼體在頂進中發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。螺旋輸送機采用徑向出土，電驅(qū)動形式，變頻調(diào)速，根據(jù)正面土體壓力值大小，控制螺旋輸送機排土速度，保持土壓平衡。 （ 2）主頂裝置 主頂裝置由底架、油缸組、頂進環(huán)、鋼后靠及液壓動力站等組成，是頂管施工的重要組成部分。 A 底架 主要承載頂管機、管節(jié)、頂環(huán)、中繼頂之用，底架為拼裝式鋼結(jié)構(gòu)件，可根據(jù)不 同系列頂管工程組裝而成。底架設(shè)置 8 只微型千斤頂，每只重量 100KN，可以調(diào)整底架高度達到設(shè)計尺寸；底架前端和兩側(cè)設(shè)置10 只水平支撐，能將底架與井壁撐實，防止底架移位。底架上部設(shè)置內(nèi)外兩付軌道，左右對稱分布，內(nèi)軌道作頂管機、中繼頂、管節(jié)的承載之用，外軌道則為頂進環(huán)行走之用。 B 油缸組 油缸分兩組，按設(shè)計頂力配置 4 只 200 噸油缸，并用可分式結(jié)構(gòu)的支坐固定，左右對稱分布，并用連接梁連成一體。 C 頂進環(huán) 由頂環(huán)和頂座組成，頂環(huán)用螺栓固定在頂座上，頂座底部設(shè)置 4 只滾輪，放于外側(cè)軌道上可往復(fù)運行。頂進時頂環(huán)伸入管節(jié)尾部 ，起對中及向?qū)ё饔?，并傳遞油缸的頂力，使管節(jié)受力均布。 D 鋼后靠 主要承受油缸頂進時的反力，并將其均勻地傳遞到工作井壁，避免井壁因受力不勻而碎裂。鋼后靠的受力區(qū)域設(shè)有加強筋，應(yīng)盡可能與主頂進油缸對準(zhǔn)。鋼后靠安裝時應(yīng)與頂進軸線保持垂直，與井壁留有約 10cm空隙，并用素砼充填搗實。 E 主頂裝置液壓系統(tǒng) 液壓泵站選用 63SCY141B 手動變量軸向柱塞油泵，并配備 Y180L6型電機。通過變頻調(diào)速可自動改變油泵的流量，根據(jù)頂進時工況要求及時控制主頂油缸的頂速。 F 主頂裝置技術(shù)參數(shù) 油缸尺寸： D d L=DN325 DN280 2655mm 油缸數(shù)量： 4 只 油缸行程： S=3500mm 裝備頂力： Fmax=8000kN(Pmax=) 頂進速度： V=0~80mm/min （ 3）過渡管 鋼頂管施工時，由于每節(jié)鋼管用電焊焊接成一個整體，頂管機在糾偏時勢必造成后繼的鋼管靈敏度較差，軸線難以控制，為此在頂管機后面設(shè)置一只過渡管，承插式安裝，增強糾偏效果。由于采用土壓平衡頂管機施工，螺旋輸送機出土，水力機械化輸送，過渡管兼做泥水混和箱。 （ 4）中繼頂裝置 A 中繼頂裝置的結(jié)構(gòu)特征 中繼頂采用二段一鉸可伸縮的套筒承插式結(jié)構(gòu)，偏轉(zhuǎn)角 α =177。 2186。，端部結(jié)構(gòu)形式與所選用的管節(jié)形式相同，外形幾何尺寸與管節(jié)基本相同。在鉸接處設(shè)置二道可徑向調(diào)節(jié)密封間隙的密封裝置，確保頂進時不漏漿，并在承插處設(shè)置可以壓注 1 號鋰基潤滑脂的油嘴，以減少頂進時密封圈的磨損。在中繼間的鉸接處設(shè)置 4 只注漿孔，頂進時可以進行同步注漿，減小頂進阻力。 B 中繼頂裝置主要技術(shù)參數(shù) 油缸尺寸： D d L=DN168 DN140 650mm 油缸數(shù)量： 8 只 油缸行程： S=300mm 裝備頂力： Fmax=4000kN( Pmax=) C 中繼頂?shù)氖褂? 本工程頂管工作井設(shè)計頂力 2500KN，經(jīng)過計算并結(jié)合以往類似工程的施工經(jīng)驗，均需設(shè)置一只中繼頂，布置在過渡管后面，采用承插式結(jié)構(gòu)安裝，設(shè)備段布置在中繼頂后面，第一節(jié)鋼管與設(shè)備段尾部用電焊焊接，這樣頂進部位便形成六段五鉸形式，利于鋼頂管施工。 中繼頂?shù)囊簤河吐方?jīng)過技術(shù)處理后，將 8 只油缸分成 4 個區(qū)域，與頂進軸線呈 45186。布置，由 4 只高壓球閥單獨控制，既可使 8 只油缸全部伸出將頂管機頂出，又可使每個區(qū)域內(nèi)的 2 只油缸同時動作，與頂管機的糾偏系統(tǒng)結(jié)合起來，實現(xiàn)二維空間的同步糾偏，確 保頂進軸線的正確控制。完成頂進施工后，中繼頂可隨頂管機等設(shè)備一起回收，重復(fù)利用，具有較好的經(jīng)濟效益。 E 頂力計算 頂管機正面阻力： E 頂力計算 頂管機正面阻力： Pt =r(H+2/3D)tg2(45o+Φ /2) =(+) tg2(45o+ o /2) =178KN/m2 N =1/4π D2Pt =1/4π 178 =709KN 49m 管道摩阻力： F 阻 =fπ D1L =6π 49 =2079KN ∑ Fmax=N+F 阻 =709+2079 =2788KN2500KN(設(shè)計頂力 ) (5)設(shè)備段 設(shè)備段為承插式鋼結(jié)構(gòu)件，原本布置在頂管機后面，機頭的動力設(shè) 備均設(shè)置在設(shè)備段上。由于采用水力機械化排泥方式和中繼頂?shù)奶厥馐褂茫虼嗽O(shè)備段布置在中繼頂?shù)暮竺?，與第一節(jié)鋼管連接。 頂進設(shè)備安裝 A 把地面上的測量控制網(wǎng)絡(luò)引放至工作井內(nèi)，并建立相應(yīng)的地面控制點，便于頂進施工時進行復(fù)測。 B 工作井內(nèi)測量放樣，精確測放出頂進軸線。 C 安裝頂進后靠，頂進后靠的平面應(yīng)垂直于頂進軸線，后靠與結(jié)構(gòu)砼之間的空隙要用砼充填密實。 D 安裝主 頂裝置和導(dǎo)軌。先將它們大致固定，然后在測量的監(jiān)視下，精確調(diào)整它們的位置，直至滿足要求為止，隨即將它們固定牢靠。 E 工作井內(nèi)的平面布置。搭建井內(nèi)工作平臺、安裝配電箱、主頂動力箱，控制臺等，敷設(shè)各種電纜、管線、油路等。井內(nèi)平面布置要求布局合理，保證安全。 F 地面輔助設(shè)備的安裝及平面布置。輔助設(shè)備主要有拌漿系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、泥水系統(tǒng)等安裝及調(diào)試，此外還有管節(jié)堆場、泥漿箱、安全護欄等設(shè)施的布置。 G 地面輔助工作及井內(nèi)安裝結(jié)束后，吊放頂管機，接通電氣、泥水、監(jiān)控、液壓等系統(tǒng)，進行出洞前的總調(diào)試。 出洞時的技術(shù) 措施 在頂管機出洞前必須先在洞門兩側(cè) 3 米范圍內(nèi)進行井點降水，在工作井洞口安裝雙層橡膠止水裝置，其作用是防止頂管機出洞時正面水土涌入工作井內(nèi)，另一作用是防止頂進施工時壓入的減阻泥漿流失，保證能夠形成完整有效的泥漿套。 頂管機出洞 A 在測量人員的配合下，安裝洞門密封裝置，使其與井內(nèi)預(yù)留洞口保持同心。 B 在預(yù)留洞內(nèi)安裝頂進軌道，鑿除洞口磚墻。 C 將頂管機頂入止水圈內(nèi)，至千斤頂行程伸足。 D 在頂管機尾部燒焊限位塊，防止主頂縮回時，頂管機在正面土體 作用下退回。 E 縮回主頂油缸，吊放過渡管。 F 割 除限位塊，繼續(xù)頂進。 頂進施工 出洞