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土压平衡式矩形顶管顶进工法
本文作者 未知 摘自 机电之家

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    b) 压浆纠转

    压浆纠转是利用壳体上压浆管注浆,翅板将浆液分隔成四个区域,根据纠转方向的要求,选择适当的压浆点,使压出的浆液在机头形成一力偶,使机头按所需的方向旋转,以达到纠转目的。

    c) 利用变角切口纠转

    安装于机头切口环二恻的左右各二个变角切口,其千斤顶的伸缩可控制翻板的角度,顶进时产生一定的超挖,使壳体二侧土体产生一条槽形空间,并同时在机头一侧配合注浆,使机头产生一力偶,以控制机头的姿态,达到纠转的目的。

    4.5.4机头纠偏控制

    顶管在正常顶进施工过程中,必须密切注意顶进轴线的控制。在每节管节顶进结束后,必须进行机头的姿态测量,并做到随偏随纠,且纠偏量不宜过大,以避免土体出现较大的扰动及管节间出现张角。

    4.6地面沉降控制

    4.6.1利用土压平衡矩形顶管机对矩形断面进行全断面切削。严格控制施工参数,防止超、欠挖。

    4.6.2解决矩形顶管机机头顶部背土问题

    在矩形顶管机的机头壳体顶部安装压浆管,并开有压浆槽,使浆液均匀分布于整个上顶面,在土体和壳体平面之间形成一泥浆膜,以减少土体同壳体的摩擦力,防止背土现象的发生。

    4.6.3在顶进时,每隔一段时间应对顶管机后部已成管道高程作一次复测,一旦出现管道下沉情况严重时,应对下沉部位进行底部注浆,防止由此引起的地面沉降。

    4.7测量

    4.7.1矩形顶管机出洞前必须认真测定顶管机切口的轴线和标高,并将数据及时反馈进行调整,顶进中原始数据、表格必须连续真实填写清楚。

    4.7.2交接班时应交清测量记录,将仪器对中,并交清管道轨迹和纠偏趋向。

    4.7.3顶程结束后必须全线复测、绘制管道顶进轨迹图(含高程、方向、顶力曲线),并由施工质监人员检查复核。

    4.7.4在过道路时,应按建设单位的要求在指定地段进行施工监测布置,观测顶进过程中地表变形和土体位移情况,以便采取预防措施,避免影响道路正常运行的事故发生。顶进结束后应绘制施工过程和竣工后的地面变形图。

    4.8矩形管节和接口

    4.8.1矩形管节混凝土采用C40,抗渗指标为S6。并采用F型钢套接口、齿形氯丁橡胶止水带。

    4.8.2衬垫板的厚度,应按设计顶力大小确定,粘贴时,凹凸口对中,环向间隙符合要求。

    4.8.3插入安装前滑动部位可均匀涂薄层硅油等润滑材料,减少摩阻。

    4.8.4承插时外力必须均匀,橡胶圈不移位、不反转、不露出管外。

    5.施工人员及施工管理

    5.1施工人员:每班12人,具体分工如下:
    序号 人员 数量 职责分工

    1 组长 1 指挥、调度、质量控制
    2 技术人员 1 技术管理、质量管理、施工记录、施工分析
    3 操作员 1 顶管机操作
    4 机、电维修员 2 设备检修并兼职其它工作
    5 起重工 1 行车驾驶
    6 测量员 1 顶进轴线测量、控制
    7 泥浆工 1 拌浆、压浆
    8 辅助工 4 运土2、挂吊钩等

    5.2.施工管理

    5.2.1技术管理

    由施工技术员负责,具体职责为:监督施工参数的实施及处理施工时发生的临时变更情况,及时与设计单位联系。

    5.2.2质量管理

    由操作班长与操作员建立TQC小组,操作班长负责监督实施设计施工参数,严格按照操作规程操作,并作好当班记录,发现问题,及时与技术员联系解决,定期进行TQC活动,保证施工质量。

    序号 人员 数量 职责分工
    1 组长 1 指挥、调度、质量控制
    2 技术人员 1 技术管理、质量管理、施工记录、施工分析
    3 操作员 1 顶管机操作
    4 机、电维修员 2 制备检修并兼职其它工作
    5 起重工 1 行车驾驶
    6 测量员 1 顶进轴线测量、控制
    7 泥浆工 1 拌浆、压浆
    8 辅助工 4 运土2、挂号钩等

    5.2.3安全管理

    a.严格遵照国家颁发的《建筑安装工程安全技术规程》和上海市市政工程管理局对施工现场安全的有关规定。
    b.顶管机及管道内照明用电应使用安全电压。
    c.动力电缆转换接插前,要先切断电源,后拔出插头。
    d.混凝土管吊运时,管下严禁站人。
    e.管道内的电力电缆、控制电缆应悬挂固定,严禁随地铺设。
    f.外部照明要充足,安放高度不得低于3米。
    g.在吊车行走路线上不得有任何电源线。
    h.及时检查各操作员的操作程序,严防违章操作。
    i. 及时检查各压力管接头的可靠性,防止压力管爆裂伤人。

    6.质量标准

    除应遵照国家标准《地基与基础施工及验收规范》、《钢筋混凝土工程施工及验收规范》和上海市的建委颁发的《市政工程质量检验评定标准》、顶管标准的有关规定外,施工中还应做到:

    6.1 矩形管节的边长误差<±2mm, 高度误差<1mm, 上下平面矩形外框对角线误差<4mm, 侧向平面与上下平面的垂直度误差<2mm。

    6.2 当管顶与隧道底距离小于管径时,隧道段地面最大隆起值为10mm,最大沉降值为30 mm。

    6.3 顶进时,转角必须控制在±1°之内。

    7.效益分析

    7.1与圆形顶管相比, 没有浪费的掘进面积,充分利用了结构断面,从而使地下空间得到有效利用。而用于人行、车辆等的地下通道不需再进行地面铺平工序,亦可节约大量的时间和资金。

    7.2与箱涵顶进相比,由于土压平衡的控制,对土体的扰动小,能有效地控制地表的沉降和隆起,可在闹市区或建筑密集场合下的管道施工,大大减少了地上地下构筑物破坏而带来的损失。

    7.3在穿越道路、铁路、隧道、河流的管道施工时,不可能采用开槽埋管,利用矩形顶管机施工则可保证交通通行,大大减少了因施工所引起的道路中断,具有明显的社会效益和经济效益。

    8.工程实例

    上海地铁2号线陆家嘴车站5号出入口人行通道位于陆家嘴金融贸易区,分布在延安东路隧道引道段的南北两侧。通道由两条长度各为62.25m、断面尺寸为3。8m×3.8m的平行矩形管道组成,两条管道净间距为2.2m,管道坡度均为0.2%。

    工程沿线穿越延安东路浦东引道段及上水管、煤气管、雨水管、污水管市话线、电力线等管线。其中管道顶与ф450污水管、ф1000雨水管、ф800雨水管底净间距均为1米,与延安东路隧道引道段结构底净距为1.37米。土层为灰色砂质粉土与灰色淤泥质粉质粘土层,覆土厚度为5.3米左右。

    1999年4月26日,由上海隧道股份公司研制的3.8×3.8米组合刀盘式土压平衡矩形顶管机正式应用与地铁2号线陆家嘴车站5号行人出入通道,以日顶进速度5米,最高速度9米/日,于6月5日便圆满完成了两条62.25米矩形隧道,顺利地穿越了离隧道顶部仅为1.37米的延安东路引导段,四周密布的重要管线丝毫未损,并将延安东路隧道引道段的沉降控制在10mm以内,转角控制在±0.5°之内。

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