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顶管工作井施工技术

  • 2022-06-27

  • 运营部


某山洪截滞管网工程,拟在堤岸维护带敷设混凝土管,混凝土管敷设总长度约4.94 km。出于维护沿线邻近构筑物安全稳定性需要,整条混凝土管敷设线路选择顶管工作井操作法,顶管工作井操作工艺为沉井法。


山洪截滞管网工程地层分布及性质(局部)表

 

顶管工作井施工时的技术流程

操作准备

根据工作坑尺寸以及承压后壁的土体稳定性,结合交桩基准控制点复核结果,可以在全站仪支持下,完成工作井中心点放设。进而利用50 m钢卷尺与棉绳配合,放样顶管工作井施工范畴,并进行油漆标识喷注,确保顶管设备准确就位。

在工作井放样后,沿着工作井壁圈,向下开挖1.50 m,振动夯实后将C15素混凝土垫层浇筑在秀实位置。C15素混凝土垫层的厚度受第1节沉井重量、下卧层地基承载力的共同影响,上述工程垫层厚度为10 cm。

模板钢筋安装

在C15素混凝土垫层设置完毕后,操作者可将酚醛覆膜模板安装在沉井内壁、外壁,并利用p14 mm的对拉螺栓固定模板。一般在沉井内壁模板安装完毕后,可以利用事先加工制作完成的钢筋逐段绑扎安装沉井外壁模板。同时留设泥浆管道保证沉井下沉过程平顺。

混凝土浇筑养护

在沉井内外壁模板安装完毕后,可以借助混凝土运输车将C50混凝土运输到现场,并沿着沉井外壁进行溜槽搭设。同时利用吊车吊斗完成混凝土投料,配合人工+插人式振捣器振捣。浇筑完成后,操作者可以定期淋水,保持混凝土湿润状态,在混凝土强度达到设计强度标准值25%后,将侧模拆除并进行混凝土质量检查,确保混凝土外侧无凹凸。在混凝土强度达到设计强度标准值100%后,可以将刃脚斜面模板拆除。

工作井下沉

因上述工程主要为粉质黏土,可以选择水枪冲土下沉的方式。在水枪冲土下沉操作过程中,主要利用高压水泵配合供水管路与水枪,依据先中央后周边的顺序,沿着刃脚取土,并保留出土台。进而在保证刃脚踏面下土层稳定性的情况下,对称、分层冲土开挖。同时在下沉过程中,向沉井内注人水分,促使下沉工作井内水位达到标准要求。一般在游泥质土内利用水力吸泥时,可控制下沉工作井内部水位超出外部水位1~2 m。在第1节沉井下沉后,可以利用相同的方法完成第2节沉井下沉操作。

封底

考虑到工程封底标高处于粉细砂层,极易在高压力水流下出现流砂现象,因此,操作者可以利用水下封底方法。封底用材料为C20素混凝土垫层,封底板弯曲应力为580 kPa。同时在第2节沉井浇筑且下沉到标准高度后,操作者可以在C20素混凝土的基础上添加3%的UBW型絮凝剂,形成坍落度在18~22 cm的水下不分散混凝土,配合吊机,顺着漏斗、导管下流到与封底标高相距0.30~0.50 m位置。在浇筑面与封底标高面相距0.50 m时,整体下吊预制钢筋网,继续浇筑至设计高度。

顶进

在工作井修筑完毕并达到设计强度后,向周边分层回填,秀实级配碎石,在回填的同时将部分钢支撑拆除。进而根据设计要求,安装全断面钻削式掘进机顶管。在顶进设备与导轨安装完毕后,将止水环安装在施工位置,准备顶进。初始顶进阶段,技术人员可以利用主进泥管与排泥管的协调配合,尽可能控制泥水舱压力稳定,并持续调整有泥水压力的情况下刀盘钻进速度,完成机头偏差纠正。同时操作者可以预先核算顶进时每一节管、每一米的位置与标高,形成完善的坡度计划,并设置偏差警戒线,确保顶进偏差控制效果。若仍然出现顶进偏差,则操作者可以利用趋势图法,依据勤测量、多微调原则,每间隔50 cm进行一次顶进数据测量,并配合倾斜仪读数、光靶成像情况,进行趋势曲线绘制,判定顶进偏差发展阶段与趋势,及时纠偏,控制偏差纠正视角在10°~20°,最大不超过0.50°。在顶进与纠偏环节结束后,操作者可以驱动机头进接收井,并完成检查井的砌筑。

总结

综上所述,顶管工作井施工是一种不开挖或少开挖的管道埋设施工技术。在整个施工过程中,技术人员应根据土质确定工作井内的挖土深度,尽可能加大刃脚对土的压力,保证沉井质量。

 

本文由唐兴装备整理自《顶管工作井施工技术》刘奕昕,转载请注明出处,如有侵权请联系删除。

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