【正文】 量控制 刃腳平均標(biāo)高 177。 100mm 水平位移 ＜下沉總深度的 1% 任意兩角高差 ＜兩角水平距離 1%且＜ 300mm ` 17 體進(jìn)行加固 （雙軸攪拌樁組裝機(jī)高度接近 10m） 。 收井處 土體加固 正前方有房屋，離接收井沉井結(jié)構(gòu)最近距離不足 13m，而三軸攪 拌樁機(jī)底座寬度 1417m，如采用三軸攪拌樁加固土體，則需要拆除房屋才能滿足施工條件，考慮到該處工程量少、造價(jià)低，拆除房屋費(fèi)用高，且 雙軸攪拌樁 對(duì)土體的加固效果與三軸攪拌樁相當(dāng)，建議將三軸攪拌樁變更成 雙軸攪拌樁 （ 雙軸攪拌樁樁機(jī) 底座寬 56m）。 在接收井頂管進(jìn)洞端正前方以及右側(cè) 15m 左右處均有較舊的廠房，根據(jù)《巖土工程勘查報(bào)告》，標(biāo)高 以下均為粉砂地層，下沉前沉井結(jié)構(gòu)靠近房屋側(cè)如果沒(méi)有相應(yīng)的土體加固及止水措施，則在沉井下沉過(guò)程中容易引發(fā)因擾動(dòng)周圍土體較嚴(yán)重而出現(xiàn)流砂，導(dǎo)致周圍結(jié)構(gòu)物地基不均勻沉降，最后發(fā)生房屋開(kāi)裂甚至倒塌的嚴(yán)重后果。故建議在沉井施工前采用 雙軸攪拌 樁進(jìn)行土體加固及止水，從而防止流砂。 第二節(jié) 雙軸攪拌樁 施工方案 施工參數(shù) 加固范圍： 工作井：長(zhǎng) *寬 *深 10m。 接收井：長(zhǎng) *寬 *深 10m。 攪拌 樁直徑及間距：樁徑Φ 700mm@500*500雙軸攪拌 樁 。 攪拌樁長(zhǎng)度：工作井?dāng)嚢铇堕L(zhǎng)度為 ，樁底標(biāo)高為 ，其中實(shí)樁長(zhǎng)度為 10m，空樁長(zhǎng)度為 。接收井?dāng)嚢铇堕L(zhǎng)度為 ，樁底標(biāo)高為 ，其中實(shí)樁長(zhǎng)度為10m，空樁長(zhǎng)度為 。 水泥材質(zhì)：標(biāo)號(hào)為 級(jí)普通硅酸鹽水泥 水灰比： 水泥摻入量需用： 252kg/m 雙重管高壓旋噴樁施工工藝 施工準(zhǔn)備 （ 1） 雙軸攪拌 樁施工前，對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行平整，合理布置排漿溝及儲(chǔ)漿池。 （ 2）測(cè)量班組采用坐標(biāo)法對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的所有樁位進(jìn)行測(cè)量定位，采用并做好明顯、牢靠的樁位標(biāo)志報(bào)監(jiān)理復(fù)核。此外，還要做好測(cè)量記錄，以便隨時(shí)檢驗(yàn)。 ` 18 雙軸攪拌樁 平面布置圖 合理布置臨時(shí)工程、機(jī)具設(shè)備安設(shè)地點(diǎn)及水電供應(yīng)。 （ 4）對(duì)輸漿管路、高壓泵、鉆機(jī)、設(shè)備進(jìn)行仔細(xì)地檢查，并進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)（先是空運(yùn)轉(zhuǎn)，然后負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、試噴）確認(rèn)無(wú)誤后才能開(kāi)始 雙軸攪拌 樁的 正式施工。 （ 5）根據(jù)設(shè)計(jì)文件提供的施工參數(shù)進(jìn)行試驗(yàn)樁施工，試驗(yàn)樁的數(shù)量不小于 3 根。在試驗(yàn)樁施工過(guò)程中對(duì)施工工藝、漿液配合比、鉆進(jìn)和提升速度等進(jìn)行調(diào)整，以保證單樁 28天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于 ，并上報(bào)監(jiān)理工程師。 旋噴法施工流程圖 施工方法 （ 1）鉆機(jī)就位 鉆機(jī)安放保持水平，使其鉆桿軸線垂直對(duì)準(zhǔn)鉆孔中心位置，對(duì)中誤差不超過(guò) 2cm。鉆桿保持垂直，其傾斜度不得大于 %。鉆機(jī)鉆桿采用鉆桿導(dǎo)向架進(jìn)行定位。 （ 2） 預(yù)攪下沉 待攪拌機(jī)的冷卻水循環(huán)正常后，啟動(dòng)深層攪拌機(jī)，使攪拌機(jī)沿導(dǎo)向架攪拌下沉，下沉速度由電氣控制裝置的電流監(jiān)測(cè)表控制，工作電流不大于額定電流，如果下沉速度太慢，可從輸液系統(tǒng)補(bǔ)給清水以利鉆進(jìn)。 （ 3）制備水泥漿 深層攪拌機(jī)預(yù)攪下沉的同時(shí)，后臺(tái)按設(shè)計(jì)按確定配合比拌制水泥漿液，制備水泥施 工 準(zhǔn) 備 預(yù) 攪 下 沉 噴漿攪拌提升 重復(fù)攪拌下沉 重復(fù)攪拌提升至孔口 移至下一樁位 鉆 機(jī)就 位 清洗機(jī)具管線 ` 19 漿液時(shí)選用 級(jí)普通硅酸鹽水泥作為固化劑，水泥摻量根據(jù)加固土的性質(zhì)及單樁無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于 的要求，通過(guò)試驗(yàn)確定水泥摻量。水泥漿液的水灰比取～ ，常用 。水泥儲(chǔ)存時(shí)間超過(guò) 3 個(gè)月重新取樣試驗(yàn)，并按其檢驗(yàn)結(jié)果使用，使用前報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。在攪拌樁貫入注漿管的同時(shí)，后臺(tái)拌制水泥漿，待壓漿前將漿液倒入集料斗中。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求配制漿液。 （ 4）噴漿、攪拌、提升 深層攪拌樁下沉到設(shè)計(jì)深度后，開(kāi)啟灰漿泵，待漿液達(dá)到噴漿口， 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)確定的提升速度邊噴漿邊提升深層攪拌機(jī)。 （ 5）重復(fù)攪拌 深層攪拌機(jī)噴漿提升至設(shè)計(jì)頂面標(biāo)高時(shí)，關(guān)閉灰漿泵，集料斗中的漿液正好排空，為使?jié){液與軟土攪拌均勻，再次將攪拌機(jī)邊攪拌邊下沉，至出地面。 （ 6） 清洗機(jī)具，管線：向集料斗中注入適量清水，開(kāi)啟灰漿泵，清洗全部管線中殘留的水泥漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭的軟土清洗干凈。 （ 7）待樁機(jī)注漿管全部提出地面后，先關(guān)閉電機(jī)，然后將樁機(jī)移至新的樁位。 施工注意事項(xiàng) （ 1）噴注過(guò)程中發(fā)生機(jī)械故障時(shí)，應(yīng)停止提升和噴射以防樁體中斷，同時(shí)立即排除故 障。 （ 2）當(dāng)發(fā)現(xiàn)漿液不足影響固結(jié)質(zhì)量時(shí)，可進(jìn)行重復(fù)噴射。原位重復(fù)噴射時(shí)，沖擊破壞的是漿土混合液體，所受阻力小，因此有增加固結(jié)體直徑的效果。 （ 3）由于漿液析水、收縮，固結(jié)體頂部可能出現(xiàn)凹穴，必須采取措施消除，可以在凹穴灌注混凝土，或直接從噴孔中再次注入漿液填滿凹穴為止。 （ 4）攪拌樁的頂面高程按設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑臄?shù)據(jù)進(jìn)行控制。 ` 20 第五章 頂管施工方案 第一節(jié) 頂管方法的確定和技術(shù)選擇 依據(jù)頂管工程的基本概況簡(jiǎn)要分析：本工程日常地下水位高程為 ，頂管主要分布在深度 — ,最長(zhǎng)段施工距離為 280米，管徑 1600mm的鋼管 。 根據(jù)不同土質(zhì)情況應(yīng)采用不同性能的頂管機(jī)，依據(jù) 《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》（ CECS246： 2020），本工程頂管在地下水位以下，且頂管穿越京杭大運(yùn)河，故優(yōu)先考慮有平衡功能的頂管機(jī)，可采用泥水平衡和土壓平衡機(jī)械頂管機(jī)進(jìn)行作業(yè)。 泥水平衡式機(jī)械頂管：適用范圍廣，適合地下水壓較大、埋深較大的區(qū)域，可用于粉質(zhì)土和滲透系數(shù)較小的砂性土；對(duì)土體的擾動(dòng)較??；總推力較小、適合長(zhǎng)距離頂管；作業(yè)安全，進(jìn)度較快。但不適宜沙礫、卵石等土層施工。 土壓平衡式機(jī)械頂管：可用于淤泥和流 塑性粘性土，最大特點(diǎn)就是排除的土體和泥漿不用二次處理，全土質(zhì)頂管掘進(jìn)。但施工過(guò)程中對(duì)土體的擾動(dòng)非常大，且出土不連續(xù)。 泥水平衡式頂管較土壓平衡式頂管具有如下優(yōu)點(diǎn)： ○1泥水頂管施工時(shí)的總推力比較小，尤其在黏土層這種土質(zhì)表現(xiàn)得更為突出，比較適合本標(biāo)段 280m這樣長(zhǎng)距離且大管徑的頂管施工； ○ 2 泥水平衡頂管采用泥水管道輸送棄土，不存在吊土、倒運(yùn)等危險(xiǎn)作業(yè)； ○ 3 泥水頂管可有效的保持挖掘面穩(wěn)定，對(duì)所頂管周圍的土體擾動(dòng)較小，有利于控制地面 沉降； ○ 4 泥水頂管采用泥水輸送棄土，能夠連續(xù)作業(yè)，可以加快施工進(jìn)度。 綜上所述，依據(jù)我標(biāo)段的地質(zhì)（管道穿越土層的物理性能）、周邊情況及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，結(jié)合泥水平衡及土壓平衡頂管機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)分析，選擇泥水平衡頂管機(jī)作為我標(biāo)段頂管的施工的首選機(jī)型，選型較為科學(xué)、合理，能夠滿足施工許可。 ` 21 泥水平衡頂管系統(tǒng) 本項(xiàng)目選用頂管機(jī)的參數(shù) 名 稱 型 號(hào) 頂進(jìn)速度 10150mm/min 尺 寸 外徑 (mm) 1630 總長(zhǎng) (mm) 4000 截割部 電機(jī)功率 (kW) 2179。 30 刀盤轉(zhuǎn)矩 (kN178。 m) 165 刀盤轉(zhuǎn)速 (r/min) 糾偏油缸 數(shù)量 8 推力 /拉力（單根） (kN) 80/60 電機(jī)功率 (Kw) 4 糾偏角度 (176。 ) 進(jìn)排泥管徑 (mm) 100 ` 22 第二節(jié) 頂管計(jì)算 管道總頂力計(jì)算 鋼管的直徑 D=160cm，壁 t=18mm，管外徑 D0=，土的容重γ =20KN/m3，內(nèi)摩擦角Ф =,管與土的粘著力 C=7Kpa,覆土深度 H=11m，頂程 L=280m。 F為頂進(jìn)頂力與各種阻力之和： F=NF+π D0Lfk ； (給排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 GB502682020) 其中： F— 總頂力標(biāo)準(zhǔn)值班（ KN）； NF— 初始頂力（迎面阻力）； D0— 管道外徑；此處取 L— 管道長(zhǎng)度；此處取 280m Fk— 管道外壁與土的單位面積平均摩阻力計(jì)算中取 7KN/㎡ 初始頂力 NF =γ Hπ Dg2/4 (給排水工程頂管技術(shù)規(guī)程 CECS2462020) 經(jīng)計(jì)算 NF =20179。 11179。 179。 總頂力 F = NF +π D0Lfk=+179。 179。 280179。 7=10423KN。 推力的理論計(jì)算不符合工作井設(shè)計(jì)允許承受的最大頂力 5000KN 的要求，應(yīng)首先考慮采用管道注漿。 工程中注漿后 fk 取值為 4KN/㎡（觸變泥漿減阻后） 總頂力 F = NF+π D0Lfk=+179。 179。 280179。 4=6150KN 推力的理論計(jì)算大于工作井設(shè)計(jì)允許承受的最大頂力 5000KN 的要求，考慮加設(shè)中繼間。頂進(jìn)時(shí)，當(dāng)頂力達(dá)到中繼間設(shè)計(jì)推力 60%時(shí)，即需設(shè)置中繼間，當(dāng)頂力達(dá)到中繼間設(shè)計(jì)推力的 80%時(shí)，即需啟動(dòng)中繼間。 中繼間 的數(shù)量確定 采用《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》（ CECS246:2020） 公式 10( 50) f Ln fp += 180。 式中 : n中繼間數(shù)量（取整數(shù)）； D1管道外徑； ` 23 Fk管表面平均綜合摩阻力； F0中繼間設(shè)計(jì)允許頂力（ KN）取 5000KN； L頂管長(zhǎng)度 根據(jù)計(jì)算 n=，需設(shè)置 1個(gè)中繼間。 中繼間的布置 根據(jù)規(guī)范要求，中繼間頂力富余量，第一個(gè)中繼間不宜小于 40%,其余不宜小于 30%。 F= NF+π D0Lfk=6150 KN F0=179。 5000=3696KN， fk取 4KN/㎡時(shí)， L=160m L1=280160=120m。 即第一個(gè)中繼間理論布置區(qū)域應(yīng)在 120m160m 之間，為了便于調(diào)節(jié)，中繼間實(shí)際布置在 140m 位置。 本計(jì)算案例中根據(jù)總頂力、工作井所能承受的最大頂力及管材軸向允許頂力比較后，取最小值作為油缸的總頂力。主頂油缸選用 4臺(tái) 250t 級(jí)油缸，每只油頂力控制不超過(guò)在175T（ 70%千斤頂標(biāo)定頂力）較安全。并且管道頂進(jìn) 140M時(shí)設(shè)置中繼間，設(shè)備為 4只行程為 500mm 的油缸。 鋼管允許頂力計(jì)算 鋼管頂管傳力面允許最大頂力按《給水排水工程頂管技術(shù)規(guī)程》（ CECS246:2020）的 公式計(jì)算： 式中： dsF — 管道允許頂力設(shè)計(jì)值（ N）； 1? — 鋼材受壓強(qiáng)度折減系數(shù)，可取 ； 4? — 鋼管頂管穩(wěn)定系數(shù)，可取 （頂管長(zhǎng)度小于 300m，取 ）； 3? — 材料脆性系數(shù)，可取 ； fs — 鋼材受壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（ N/mm2），取 235N/mm178。； Ap— 管道的最小有效傳力面積（ mm2），計(jì)算得 90545mm178。； Qd? — 頂力分項(xiàng)系數(shù)，可取 。 根據(jù)上述計(jì)算結(jié)論： 1 4 3ds PdF fsAQj j jg= ` 24 DN1600 管徑的鋼管的允許頂力為 7365KN＞ 5000KN； 管材允許頂力滿足頂管要求。 后背墻的計(jì)算 后背在頂力作用下，產(chǎn)生壓縮，壓縮方向與頂力作用方向一致。當(dāng)停止頂進(jìn)，頂力消失，壓縮變形隨之消失。這種彈性變形即象是正常的，頂管中，后背不應(yīng)當(dāng)破壞，產(chǎn)生不允許的壓縮變形。 后背不允許出現(xiàn)上下或左右的不均勻壓縮。否則，千斤頂在余面后背上，造成頂進(jìn)偏差。為了保證頂進(jìn)質(zhì)量和施工案例，施工時(shí)應(yīng)對(duì)后背的強(qiáng)度和剛度計(jì)算。 后靠背受力計(jì)算公式： 2( 2 )2 P PPKR B H c h K hH Ka g g= ? + 式中： R總推力之反力（一般大于推力的 － ）； a－系數(shù)（取 － 之間），此處取 ； B－后座墻的寬度（ m）；此處取 3m； γ－土的容重（ KN/m179。)；此處取 20KN/m179。； H－后座墻的高度 (m)；此處取 3m； Kp被動(dòng)土壓系數(shù) tg178。(45176。 +φ /2) 162。此處取 176。此處為 ； c土的粘聚力（ kPa)此處取 7kPa； h地面到后座墻頂部土體的高度（ m），此處取 9m； 得：后座的最大反力為 8325KN,大于 5000KN，能滿足要求。 ` 25 第三節(jié) 頂管施工工藝流程 頂管工藝流程 施工準(zhǔn)備 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)調(diào)查 施工前，根據(jù)工程地質(zhì)及水文地質(zhì)詳細(xì)勘察報(bào)告，分析本段管線穿越地層土體的固有特征、狀態(tài)特征、力學(xué)特征等，必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行采樣分析。 建（構(gòu)）筑物的分布調(diào)查 頂管機(jī)出洞 頂管設(shè)備就位 機(jī)頭刀盤運(yùn)轉(zhuǎn) 頂管機(jī)進(jìn)洞 送排泥泵開(kāi)啟 頂進(jìn)出土 泥水分離 主頂推進(jìn)到位 回縮主頂 拆除管內(nèi)管線 管節(jié)安裝 安裝管內(nèi)