人工掘進(jìn)法頂管施工

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1、二、人工掘進(jìn)法頂管施工(一)、人工頂管頂力的計(jì)算:對(duì)于頂管頂進(jìn)深度范圍土質(zhì)好的,管前挖土能形成拱,可采用先挖后頂?shù)姆椒ㄊ┕?。根?jù)經(jīng)驗(yàn)公式:P=nP0其中:P——總頂力n——土質(zhì)系數(shù)。土質(zhì)系數(shù)取值可根據(jù)以下兩種情況選?。海?)土質(zhì)為粘土、亞粘土及天然含水量較大的亞砂土,管前挖土能成拱者,取1.5~2.0。(2)土質(zhì)為中粗砂及含水量較大的粉細(xì)砂,管前挖土不易成拱者,取3~4。取n為2.0。P0——為頂進(jìn)管子全部自重。頂進(jìn)的每節(jié)管自重約為2噸,最長(zhǎng)段以60米計(jì),每節(jié)管長(zhǎng)2米,共要頂進(jìn)33.5節(jié)管,則P0=2*33.5=60噸。則總的頂力為:P=nP0=

2、2.0*60=120噸考慮地下工程的復(fù)雜性及不可預(yù)見(jiàn)因素,頂管設(shè)備取1.3倍左右的儲(chǔ)備能力,設(shè)備頂進(jìn)應(yīng)力為156噸,取總的頂力F=200噸,選用兩個(gè)千斤頂作為頂進(jìn)動(dòng)力設(shè)備,每個(gè)千斤頂?shù)捻斄?yīng)為100噸。對(duì)于頂管頂進(jìn)深度范圍土質(zhì)較差的,即開(kāi)挖時(shí)容易引起塌方的,可采用先頂后挖的方法施工。根據(jù)頂管工程力學(xué)參數(shù)確定,先頂后挖時(shí),頂管的推力就是頂管過(guò)程管道所受的阻力,主要包括工具管切土正壓力、管壁摩擦阻力。⑴工具管正壓力:與土層密實(shí)度、土層含水量、工具管格柵形態(tài)及管內(nèi)挖土狀況有關(guān)。根據(jù)有關(guān)工程統(tǒng)計(jì)資料,軟土層一般為20-30t/m2,硬土層通常在30-60

3、t/m2。大于40t/m2時(shí)表明土質(zhì)較好。F1=S1×K1其中F1--頂管正阻力(t)S1--頂管正面積(m2)K1--頂管正阻力系數(shù)(t/m2)F1=S1×K1=πr2×K1=3.14*0.85*0.85*35=79.40噸⑵管壁摩擦阻力:管壁與土間摩擦系數(shù)及土壓力大小有關(guān)。根據(jù)有關(guān)工程統(tǒng)計(jì)資料,管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2之間。F2=S2×K2其中F2—頂管側(cè)摩擦力(t)S2—頂管側(cè)面積(m2)K2—頂管側(cè)阻力系數(shù)(t/m2)F2=S2×K2=πDL×K2=3.14*1.7*60*0.5=160.14噸頂管阻力為以上二種阻力之和,

4、頂進(jìn)長(zhǎng)度按最長(zhǎng)管段60米計(jì)算,總頂力:F=F1+F2≈239.54噸因此,取總的頂力F=300噸,選用兩個(gè)150噸的千斤頂作為頂進(jìn)動(dòng)力設(shè)備。(二)、頂管工作井內(nèi)設(shè)備安裝導(dǎo)軌安裝。嚴(yán)格控制導(dǎo)軌的中心位置和高程,確保頂入管節(jié)中心及高程能符合設(shè)計(jì)要求。1、由于工作井底板澆注砼,地基穩(wěn)定,導(dǎo)軌直接放置在工作井的底板上。2、嚴(yán)格控制導(dǎo)軌頂面的高程,其縱坡與管道縱坡一致。3、導(dǎo)軌采用澆注砼予以固定,導(dǎo)軌長(zhǎng)度采用2~3m,間距設(shè)置為60cm。4、導(dǎo)軌必須直順。嚴(yán)格控制導(dǎo)軌的高程和中心。下管、頂進(jìn)、出土和挖土設(shè)備:采用電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)下管,用千斤頂、高壓油泵作為頂進(jìn)設(shè)

5、備,用斗車、垂直牽引的卷?yè)P(yáng)機(jī)作為出土設(shè)備,用空氣壓縮機(jī)帶風(fēng)鎬機(jī)作為挖土設(shè)備。照明設(shè)備:井內(nèi)使用電壓不大于12V的低壓照明。通風(fēng)設(shè)備:人工挖土前和挖土過(guò)程中,采用軸流鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)通風(fēng)管進(jìn)行送風(fēng)。風(fēng)量的計(jì)算:1、按洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算:Q=k×m×q式中:Q-所需風(fēng)量,m3/min;k-風(fēng)量備用常用系數(shù),常取k=1.1~1.2m-洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)q-洞內(nèi)每人每分鐘需要新鮮空氣量,通常按3m3/min計(jì)算?,F(xiàn)管內(nèi)有兩人工作,一人開(kāi)挖,一人負(fù)責(zé)運(yùn)余泥,取k=1.1,m=2,則有Q=k×m×q=1.1×2×3=6.6m3/min2、漏風(fēng)計(jì)算Q供=

6、P×Q式中:Q-計(jì)算風(fēng)量P-漏風(fēng)系數(shù)采用Ф200PVC管,每百米漏風(fēng)率一般可控制在2%以下。取P=1.02,則Q供=P×Q=6.6×1.02=6.73m3/min取風(fēng)量大于7000L/min離心鼓風(fēng)機(jī)(或高壓空氣壓縮機(jī))作為通風(fēng)設(shè)備則可以滿足要求。工作棚架:作為防雨及安裝吊運(yùn)設(shè)備。工作坑上設(shè)活動(dòng)式工作平臺(tái),平臺(tái)用20#工字鋼梁。在工作平臺(tái)上設(shè)起重架,井旁邊裝置電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)。(三)、引入測(cè)量軸線及水準(zhǔn)點(diǎn)將地面的管道中心樁引入工作井的側(cè)壁上(兩個(gè)點(diǎn)),作為頂管中心的測(cè)量基線。將地面上的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)引入工作井底不易碰撞的地方,作為頂管高程測(cè)量的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。

7、(四)、下管下管前,要嚴(yán)格檢查管材,不合格的嚴(yán)禁使用。第一節(jié)管下到導(dǎo)軌上時(shí),應(yīng)測(cè)量管的中線及前后端管底高程,以校合導(dǎo)軌安裝的準(zhǔn)確性。要安裝戶口鐵或弧形頂鐵保護(hù)管口。(五)、千斤頂和頂鐵的安裝千斤頂是掘進(jìn)頂管的主要設(shè)備,由前面頂力計(jì)算可知,本工程最長(zhǎng)管段的頂力為300噸.擬采用2臺(tái)150噸液壓千斤頂。千斤頂?shù)母叱碳捌矫嫖恢茫呵Ы镯數(shù)墓ぷ骺觾?nèi)的布置采用并列式,頂力合力作用點(diǎn)與管壁反作用力作用點(diǎn)應(yīng)在同一軸線,防止產(chǎn)生頂時(shí)力偶,造成頂進(jìn)偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn),采用機(jī)械挖運(yùn)土方,管上部管壁與土壁有間隙時(shí),千斤頂?shù)闹c(diǎn)作用在管子垂直直徑的1/4~1/5處為宜。

8、安裝頂鐵應(yīng)無(wú)歪斜、扭曲現(xiàn)象,必須安裝直順。每次退千斤頂加放頂鐵時(shí),應(yīng)安放最長(zhǎng)的頂鐵,保持頂鐵數(shù)目最少。頂進(jìn)中,頂鐵上面和側(cè)面不能站人,隨

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