球墨鑄鐵管、鋼管頂管穿路工程施工方案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 取消格柵 ,采用開敞式工具管。 F1=S1 K 其中 F1頂管正阻力 (t) S1頂管正面積 (m2) K頂管正阻力系數 (t/m2) ⑵管壁摩擦阻力：管壁與土間摩擦系數及土壓力大小有關。根據有關工程統計資料，管壁摩擦阻力一般在 100500kg/m2 之間。 通常減少管壁摩擦阻力的措施有：管壁與泥土間加泥漿套減阻，使管外壁形態規則和表面光潔、減少管道拐彎等。 ⑶ 泥水平衡壓力：在封閉的沖泥艙內加泥水壓力平衡地下水壓力，是防止泥砂涌入的重要方法。泥水壓力一定要合理。壓力過小，大量的泥砂涌入，會造成路面破壞，壓力過大，會增大主千斤頂負荷，嚴重的可能產生冒頂現象。 泥水平衡壓阻力計算如下： F3=? D2 P/4 其中 ： F3頂管泥水阻力 (t) D頂管外徑 (m) P一頂管泥水最大壓力 (t/m2) 在考慮最大一次頂進距離為 53m 時，頂管總阻力為以上三種阻力之和： F=F1+F2+F3?360t 考慮地下工程的復雜性及不可預見因素，頂管設備取 2倍能力儲備，設備頂進能力應為 700t。 七 、后背結構及抗力計算 后背作為千斤頂的支撐結構。因此，后背要有足夠的強度和剛度，且壓縮變形要均勻。所以，應進行強度和穩定性計算。 本工程采用厚鋼板后 背，這種后背設置簡單，安裝時應滿足下列要求 : 1/3； 70mm 鋼板。 。 ⑵后背的計算 后背在頂力作用下，產生壓縮，壓縮方向與頂力作用方向相一致。當停止頂進，頂力消失，壓縮變形隨之消失。這種彈性變形現象是正常的。頂管時，后背不應當破壞，以免產生不允許的壓縮變形。 后背不應出現上下或左右的不均勻壓縮。否則，千斤頂支承在斜面后背的土上，造成頂進偏差。為了保證頂進質量和施工安全，應進行后背的強度和剛度計算。 根據頂進需要的總 頂力，運用朗肯土壓力公式核算后背受力及擋樁的長度，使土體所受的力小于土壤的允許承載力。 關于后背詳細計算，可分為淺覆土后背和深履土后背。具體計算可按擋土墻計算方法確定。 八 、頂進設備 頂進設備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵等。 ⑴千斤頂 千斤頂是掘進頂管的主要設備，本工程擬采用 4 臺 320t 液壓千斤頂。 千斤頂的工作坑內的布置與采用個數有關，如一臺千斤頂，其布置為單列式，應使千斤頂中心與管中心的垂線對稱。使用多臺并列式時，頂力合力作用點與管壁反作用力作用點應在同一軸線，防止產生頂時力偶，造成頂進偏差。根 據施工經驗，采用人工或機械挖運土方，管上半部管壁與土壁有間隙時， 千斤頂的著力點作用在管子垂直直徑的 1/4～ 1/5處。 ⑵高壓油泵 由電動機帶動油泵工作，選用額定壓力為 62MPa 的 ZB－ 500 柱塞泵，經分配器，控制閥進入千斤頂，各千斤頂的進油管并聯在一起，保證各千斤頂活塞的出力和行程一致。 ⑶頂鐵 頂鐵是傳遞和分散頂力的設備。要求它能承受頂壓力而不變形，并且便于搬動。 根據頂鐵旋轉位置的不同，可分為橫頂鐵、順頂鐵和 U形頂鐵三種。 1)橫向頂鐵安裝在千斤頂與方頂鐵之間，將千斤頂的頂推力傳遞給兩側的方頂鐵上。使 用時與頂力方向垂直，起梁的作用。 橫頂鐵斷面尺寸為 300 300mm，長度按被頂管徑及千斤頂臺數而定，本工程選用長度為 的橫頂鐵；用型鋼加肋和端板焊制而成。 2)順頂鐵 (縱向頂鐵 )放置在面鐵與被頂的管子之間，使用時與頂力方向平行，起柱的作用。在頂管過程中起調節間距的墊鐵，因此頂鐵的長度取決于斤頂的行程、管節長度、出土設備等而定 ,通常有 100、 200、 300、 400、 600 等幾種長度。橫截面為 250 300mm，兩端面用厚 25mm 鋼焊平。順頂鐵的兩頂端面加工應平整且平行。防止作業時頂鐵發生外彈。 3)U 形頂鐵 安放在管子端面，順頂鐵作用其上。它的內、外徑尺寸與管子端面尺寸相適應。其作用是使用順頂鐵傳遞的頂力較均勻地分布的到頂管端斷面上，以免管端局部頂力過大，壓壞混凝土管端。 大口徑管口采用環形，小口徑管口可采用半圓形。 ⑷其它設備 工作坑上設活動式工作平臺，平臺用 25 號工字鋼梁，上鋪 15 15cm 方木。工作坑井口處安裝一滑動平臺，作為下管及出土使用。在工作平臺上設起重架，上裝電動卷揚機，其起重量應大于管子重量。 工作棚用帆布遮蓋，以防雨水。 九 、 頂進施工 工作坑內設備安裝完畢，經檢查各部處于良好狀態，即可 進行開挖和頂進。 首先將管子下到導軌上，就位以后，裝好頂鐵，校測管軸線和管底標高是否符合設計要求，合格后即可進行管前端挖土。 頂進利用千斤頂出鎬。在后背不動的情況下將被頂進管子推向前進，其操作過程如下 : 安裝好頂鐵擠牢，管前端已一定長度后，啟動油泵，千斤頂進油，活塞伸出一個工作行程，將管子推向一定距離。 停止油泵，打開控制閥，千斤頂回油，活塞回縮。 添加頂鐵，重復上述操作，直至需要安裝下一節管子為止。 卸下頂鐵，下管，用鋼套環連接混凝土管，在混凝土管接口處放一圈麻繩，以保證接口縫隙和受力均勻或彩和其他防滲漏 措施，保證管與管之間的連接安全。 重新裝好頂鐵，重復上述操作。 頂進時應注意事項 : ⑴頂進時應遵照“先挖后頂，隨挖隨頂”的原則。應連續作業，避免中途停止，造成阻力增大，增加頂進的困難。 ⑵首節管子頂進的方向和高程，關系到整段頂進質量，應勤測量，勤檢查及時校正偏差。 ⑶安裝頂鐵應平順無歪斜扭現象，每次收回活塞加放頂鐵時，應換用可能安放的最長頂鐵，使連接的頂鐵數目為最少。 ⑷頂進過程中，發現管前土方坍塌、后背傾斜，偏差過大或油泵壓力表指針驟增等情況 ,應停止頂進，查明原因，排除故障后，再繼續頂進。 管前挖土是保證 頂進質量及地上建筑物安全的關鍵，管前挖土的方向和開挖形狀，直接影響頂進管位的準確性，因為管子在頂進中是循已挖好的土壁前進的。因此，管前周圍超挖應嚴格控制。對于密實土質 ,管端上方可有≤ 空隙，以減少頂進阻力，管端下部 135176。中心角范圍內不得超挖，保持管壁與土壁相平，也可預留 1cm厚土層，在管子頂管過程中切去，這樣可防止管端下沉。在不允許頂管上部土壤下沉地段頂進時，管周一律不得超挖。 管前挖土深度，一般等于千斤頂出鎬長度，如土質較好，可超前 。超挖過大，土壁開挖形狀就易控制，容易引起管位偏差和上方 土坍塌。 在松軟土層中頂進時，應采取管頂上部土壤加固或管前安設管檐，操作人員在其內挖土，防止坍塌傷人。 管內挖土工作條件差，勞動強度大，應組織專人輪流操作。 管前挖出的土，及時外運。管徑較大時，可用雙輪手 推車推運。管徑較小，應采用雙筒卷楊機牽引四輪小車出土，土運至管外，再用工作平臺上的電動卷揚機送至平臺上，然后運出坑外。 頂管遇流砂層或淤泥層時，采用泥水壓力平衡頂管，使工具管內保持一定壓力，平衡土體和地下水壓力，使土體保持穩定。應及時封閉工具管，采用水力出泥。在工具管中接入含有一定泥量的泥漿，通過水槍射水 沖泥，泥水通過吸泥泵排到地表泥漿池中沉淀，反復循環使用，泥漿用槽車運走。 沖泥和吸泥泵穩定工作時，調節沖泥和吸泥的泵量，沖泥艙內應保持一定壓力，艙內泥水壓力應與地下水壓力相平衡，泥水壓力過大，將增加主千斤頂負荷，泥水沖破上覆地層，達到地表，造成突頂事故；泥水壓力過小，地下水涌入沖泥艙，工具管前方塌方，將破壞上覆地層，造成地面建筑物破壞。 在頂管過程中，由于泥水平衡壓力控制不當或停頓時間過長，可能會造成突水冒頂事故和工作面塌方事故。 發生突頂時：應該逐漸降低工具管內泥水壓力，使泥水壓力略小于地下水壓力，關閉沖 泥水槍和吸泥泵，啟動千斤頂緩慢頂進一緞距離，待頂力升高，采用小水力沖泥，間歇啟動吸泥泵排泥，做小量排泥。 發生塌方時：應該逐漸升高工具管內泥水壓力，使泥水壓力略大于地下水壓力，關閉沖泥水槍和吸泥泵，啟動千斤頂緩慢頂進一緞距離，待頂力升高，采用小水力沖泥，間歇啟動吸泥泵排泥，做小量排泥。 十 、管道滲漏的治理 對管道滲水和漏水點，先鑿 V 形槽，埋入導水水管，用雙快水泥封閉管周，待水泥由一定強度后，用手動泵壓入水泥水玻璃漿液封堵。 十一 、頂管作業面通風 頂管作業面通風采用壓入強制性通風措施，用風機通過 英寸鐵管 向工作面壓風。 十二 、測量與糾偏 ⑴頂管測量：采用經緯儀和激光水準儀。 1)測量次數，開始頂第一節管子時，每頂進 20～ 100cm/次。校正時，每頂進一鎬即測量一次。 2)中心線測量，根據工作坑內用經緯儀設置的中心樁掛小線，使拉線對準垂球，讀管前端的中心尺刻度，若拉線與中心尺上的中心刻度相重合，其差值即為偏差值。 3)高程測量一般在工作坑內引設水準點，停止頂進，將激光水準儀支設在頂鐵上，測量前端管底高程。 ⑵頂進偏差的校正 頂進中發現管位偏差 10mm 左右，即應進行校正。糾偏校正應緩緩進行，使管子逐漸復位，不得 猛糾硬調。 鋼管安裝 本標段管道穿越形式設計鋼管外套鋼筋混凝土管型式，在鋼筋混凝土管頂管工程施工完畢驗收合格后進行鋼管安裝， 鋼管和鋼筋混凝土管之間用 C15 自密實混凝土填筑，達到鋼管管中心高程。 焊接 根據設計文件及施工現場的具體情況，焊接采用手工電弧焊，二氧化碳保護焊和埋弧焊相結合的焊接方式，一般情況下，鋼板接料和管道的縱縫焊接采用埋弧焊，二氧化碳保護焊和手工電弧焊，管道環縫及加勁環采用二氧化碳保護焊和手工電弧焊，其余部分采用二氧化碳保護焊或手工電弧焊焊接。 一、 坡口 加工預制 （ 1） 管道坡口加工時，由于壁厚均小于 25mm，故均采用 V 型坡口（ 25176。 ～30176。 ）。 （ 2） 管道坡口采用氧氣 乙炔半自動割刀加工，半自動割刀無法加工的特殊部位可采用手工切割加工。 （ 3）坡口加工后必須除去坡口表面的氧化皮、溶渣及影響接頭質量的表面后，并應將凹凸不平處打磨平整。 二、 焊接工藝 （ 1） 工程管道焊縫按其重要性分為三類。其中： 一類焊縫： A、岔管的所有焊縫。 B、主管管壁縱縫。 C、主廠房內明管環縫。 D、湊合節合攏環縫。 E、悶頭與管壁的連接焊縫。 此類焊縫若用超聲波探傷抽查率為 50%，射線探傷復查率為 5%，質量要求為B1級合格。 二類焊縫： A、鋼管管壁環縫； B、止水環、加勁環的對接焊縫及其與管壁之間的組合焊縫。 此類焊縫若用超聲波探傷抽查率為 50%，質量要求為 B2級合格。 三類焊縫： 受力很小，且修復時不致停止發電或供水的附屬構件焊縫。 （ 1） 焊縫組對前應將坡口及其內側表面不小于 10mm 范圍內的油、漆、垢、銹、毛刺等清除干凈，且不得有裂紋、夾層等缺陷。 （ 2）管子或管件對接焊縫組對時，內壁應齊平，內壁錯邊量不 宜超過管壁厚度的 10%，且不應大于 2mm； （ 3） 焊條使用前應按規定進行烘干，并應在使用過程中保持干燥。焊絲使用前應清除其表面的油污、銹蝕等。 （ 4）焊接材料應按下列要求進行烘焙和保管： 焊條、焊劑應放置于通風、干燥和室溫不低于 5℃ 的專設庫房內，設專人保管，烘焙和發放，并應及時作好實測溫度和焊條發放記錄。烘焙溫度和時間應嚴格按廠家說明書的規定進行。烘焙后的焊條應保存在 100150℃ 的恒溫箱內，藥皮應無脫落和明顯的裂紋。現場使用的焊條應裝入保溫筒，焊條在保溫筒內的時間不宜超過 4h，超過后，應重 新烘焙，重復烘焙次數不宜超過 2次。 焊絲使用前應清除鐵銹和油污。 （ 6）遇有穿堂風或風速超過 8m/s 的大風和雨天、雪天以及環境溫度在 5℃以下、相對濕度在 90%以上時，焊接處應有可靠的防護措施，保證焊接處有所需的足夠溫度，焊工技能不受影響，方可施焊。 （ 7）施焊前，應將坡口及其兩側 50100mm 范圍內的鐵銹、熔渣、油垢、水跡等清除干凈。 （ 8） 焊縫（包括定位焊）焊接時，應在坡口上引弧、熄弧，嚴禁在母材上引弧，熄弧時應將弧坑填滿，多層焊的層間接頭應錯開。 （ 9） 定位焊焊接應符合下列規 定： 一、二類焊縫的定位焊焊接工藝和對焊工要求與主縫（即一、二類焊縫，下同）相同； 對需要預熱焊接的鋼板，焊定位焊時應以焊接處為中心，至少應在 150mm 范圍內進行預熱，預熱溫度較主縫預熱溫度高出 2030℃ ；定位焊位置應距焊縫端部 30mm 以上，其長度應在 50mm 以上，間距為 100400mm，厚度不宜超過正式焊縫高度的二分之一，最厚不宜超過 8mm；施焊前應檢查定位焊質量，如有裂紋、氣孔、夾渣等缺陷均應清除。 （ 10）工卡具等構件焊接時，嚴禁在母材上引弧和熄弧。 （ 11）雙面焊接時，單側焊接后 應用碳弧氣刨或角向砂輪機進行背面清根，將焊在清根側的定位焊縫金屬清除。采用碳弧氣刨清根時，清根后應用砂輪修整刨槽。 （ 12）焊縫組裝局部間隙超過 5mm，但長度不大于該焊縫長的 15%時，允許在坡口兩側或一側作堆焊處理，但應符合下列規定： a、 嚴禁在間隙內填入金屬材料； b、 堆焊后應用砂輪修整； c、 根據堆焊長度和間隙大小，對堆焊部位的焊縫應酌情進