大口徑長距離曲線頂管技術(shù)在電力隧道中應(yīng)用

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1、大口徑長距離曲線頂管技術(shù)在電力隧道中應(yīng)用摘要：本文介紹了福州某電力220RV線路工程頂管施工過程中主要施工技術(shù)應(yīng)用及效果，對今后類似大口徑頂管設(shè)計(jì)和施工有一定借鑒與參考意義。關(guān)鍵詞：長距離曲線頂管；軌跡控制與糾偏中圖分類號(hào)：TM73文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-0118(2012)12-0236-02一、工程概況福州某電力220kV線路工程中，9#—11#采用3200鋼筋混凝土頂管，全長535.5m,該段管道要經(jīng)過一段民房約100多米及一片農(nóng)田，由于征地的問題，為了便于施工的正常進(jìn)行，取消10#沉井，導(dǎo)致線路就不能在一條在線上，因此采用了長距離曲線頂管方案。管道平面線

2、形設(shè)計(jì)為：426.8m的直線段，曲線半徑為600m長78.2m的曲線段、30.5m的直線段，最后進(jìn)入11號(hào)井。管道的縱向軸線設(shè)計(jì)為：爬高2.45m。工程歷時(shí)28天，平均日推進(jìn)進(jìn)尺19m。機(jī)頭進(jìn)洞上下偏差為2.0cm,左右偏差為3.0cm,工程質(zhì)量優(yōu)良。本工程管線所經(jīng)地域，按設(shè)計(jì)單位提供地質(zhì)資料，該段頂管管頂覆土厚度約為5.23m-8.68m。管道處于淤泥土層。本工程的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn):(一)福州地區(qū)，大口徑首次在軟土地層中一次頂進(jìn)535.5m長距離頂管工程。(二)在福州地區(qū)實(shí)現(xiàn)了(R=600)的曲線頂管。以上兩點(diǎn)均可為今后類似工程設(shè)計(jì)和施工提供可借鑒依據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。二、主要施工技術(shù)

3、(一)成品管選型利用目前適用于大口徑曲線頂管F型鋼套接口管子端面承載面積大、鋼套柔性接口、有一定偏轉(zhuǎn)角度、密封可靠等優(yōu)勢，本段工程采用F型鋼套接口管材型號(hào)。其曲線頂管管節(jié)接縫存在以下幾何關(guān)系：tg9=L12R(1)式中：0——相鄰兩管節(jié)之間的轉(zhuǎn)角L——管長R——曲線半徑X=Dtg9=DL/R(2)式中：X——管外壁的縫隙差D——管外徑將R=600m代入上式X=3.8*2.5/600=0.016m=16iniiitg6=2.5/600=0.00429=0.24°根據(jù)計(jì)算，采用標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長度L=2.5m,雖然相鄰兩管節(jié)之間縫隙只有16mm、轉(zhuǎn)角0也在規(guī)范允許6=0.5°要求內(nèi),

4、但為了達(dá)到更好糾偏效果，我們將機(jī)頭后面五個(gè)管子改為特殊管，取L二加，0值接近于0.2。,管節(jié)縫隙差X二13mm（二）頂管設(shè)備選型由于本段工程頂管穿越土層基本上都在灰色淤泥土層中，土體軟弱，有一定含水量；結(jié)合大刀盤泥水平衡掘進(jìn)機(jī)對地表沉降控制精度髙、效果好特點(diǎn)，工程施工前選用面板式D3200大刀盤泥水平衡頂管掘進(jìn)機(jī)，并在實(shí)際頂管過程中，不斷根據(jù)地表檢測數(shù)據(jù)，進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化控制參數(shù)，使開挖面處于理想平衡狀態(tài)，減少地面沉降。糾偏系統(tǒng)控制以下關(guān)鍵數(shù)據(jù)；1、機(jī)頭糾偏油缸總推力應(yīng)控制在Fmax=6400KN；取8臺(tái)800KN雙作用油缸，每組2臺(tái)，滿足推力要求；2、機(jī)頭的長徑比（即機(jī)頭

5、前殼體長度/機(jī)頭外徑）取值為0.8：1,提高糾偏效果；3、機(jī)頭最大糾偏角度；按照頂管糾偏勤測、勤糾、微糾原則，本段工程頂管過程中操作人員糾偏角度取值為2。；4、糾偏特殊管設(shè)計(jì):考慮到本段工程為大口徑長距離曲線頂管，在機(jī)頭的一套糾偏系統(tǒng)以后再增加3套糾偏系統(tǒng)。（三）軌跡控制與糾偏技術(shù)1、曲線頂管軌跡控制本段工程曲線頂管軌跡設(shè)計(jì)、測量控制在實(shí)施過程中按照事先規(guī)劃好的管道軌跡，利用預(yù)設(shè)糾偏裝置，按軌跡走向使管道推進(jìn)沿著其內(nèi)側(cè)行走。(1)平面控制。在兩端頭井附近埋設(shè)地面導(dǎo)線點(diǎn)，利用空導(dǎo)點(diǎn)和地面導(dǎo)線點(diǎn)，以導(dǎo)線測量形式，將平面控制成果引測到施工現(xiàn)場，確保兩井間頂管貫通，橫向誤差小于8

6、0mmo(2)高程控制。本段工程使用水準(zhǔn)儀方式控制頂管機(jī)頭高程，每頂進(jìn)20cm測量一次偏差值，做到及時(shí)掌握機(jī)頭姿態(tài)和發(fā)展趨勢，以便糾偏。(3)頂管姿態(tài)測量。為保證頂管機(jī)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)軸線軌跡推進(jìn)，利用布設(shè)的三維坐標(biāo)控制點(diǎn)，及時(shí)觀測頂管動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，調(diào)整頂管各施工參數(shù)，指導(dǎo)頂管正確、安全推進(jìn)。2、曲線頂管糾偏技術(shù)(1)本工程采用機(jī)頭后跟特殊管形式：除機(jī)頭一套糾偏裝置以外，把最前5節(jié)2m管子中的3只設(shè)計(jì)成糾偏特殊管，放置起曲油缸，并把木墊逐步墊到設(shè)計(jì)厚度，形成整體彎曲弧度開始起曲。(2)當(dāng)頂進(jìn)從曲線段恢復(fù)到直線段時(shí)，把原來壓實(shí)木墊抽出，逐步達(dá)到設(shè)計(jì)厚度，并通過機(jī)頭糾偏油缸和起曲油缸實(shí)

7、現(xiàn)。(四)曲線頂管頂力控制技術(shù)1、泥漿潤滑減摩劑。本工程頂管泥漿潤滑減摩劑(觸變泥漿)主要材料選用鈉基膨潤土。2、觸變泥漿配比。本工程觸變泥漿配比選用以下主要參數(shù)，膨潤土109Kg、CMC2.9Kg、純堿3.7Kg、水900Kg、粘度(S)26.2.失水量&5ml,狀態(tài)為略稠，觸變性能較好。3、壓漿工藝。(1)注漿孔布置。頂管掘進(jìn)機(jī)后部環(huán)向均勻設(shè)置四只壓漿孔；頂管掘進(jìn)機(jī)后面三節(jié)管、后每三節(jié)管節(jié)中有一節(jié)布置有壓漿孔，壓漿孔設(shè)在輕管端部，按中心角900均勻設(shè)置四個(gè)，與垂直和水平直徑呈450斜交布置，通過環(huán)形高壓軟管接通四個(gè)壓漿孔與