焦 健,楊 洋
(沈陽市政集團有限公司,遼寧 沈陽 110000)
(1)頂管施工可不破壞環(huán)境、無泥塵污染、不阻斷交通、不破壞道路和植被,對地表的干擾非常小。
(2)無須進行溝槽開挖即可進行各類地下管線鋪設,有效避免了開挖施工對居民生活和交通所帶來的干擾,減少對周圍建筑基礎的破壞,減少了地下水作業(yè)的麻煩。
(3)環(huán)境污染小,施工噪音小,可加快施工進度,縮短施工工期,作業(yè)面小,綜合施工成本低。
(4)在難以進行或根本不允許進行開挖施工的情況下,采用頂管施工可完成管線施工,且管線長度經(jīng)濟合理。
以采用D1200mm鋼筋混凝土頂管為例。
根據(jù)設計圖紙及施工現(xiàn)場實際情況,確定設頂進工作坑、副坑(取帽坑)見圖。
工作坑尺寸計算公式:
工作坑長度:L=L1+L2+L3+L4+L5
工作坑寬度:B=D1+S
根據(jù)以上計算,頂進工作坑斷面尺寸為6m×4m。
工作坑深度計算公式:
①H1=h1+h2+h3
②H2=h1+h3
2.1.2工作坑設置
根據(jù)現(xiàn)場實際情況每段施工作業(yè)各設一個頂進工作坑,一個副坑(取帽坑),頂進工作坑尺寸為4m×6m,副坑尺寸為4m×4m。
頂進工作坑(4×6m):采用25b工字鋼進行支護,其中頂進工作坑工字鋼長12m,支撐鋼框架4道。
副坑(4×4m):采用25b工字鋼進行支護,其中副坑工字鋼長12m,支撐鋼框架4道。
2.1.3頂力計算
表1 頂力計算表格
?
根據(jù)此數(shù)據(jù)選用YQ-400以上的千斤頂滿足施工需要,頂進后期若需要更換可采用YQ-500千斤頂或增加一臺YQ-200千斤頂。
2.1.4千斤頂設備選擇
選用YQ-400以上的千斤頂滿足施工需要,頂進后期若需要更換可采用YQ-500千斤頂或增加一臺YQ-200千斤頂。
2.1.5工作坑后背驗算
根據(jù)現(xiàn)場勘查地質(zhì)情況為砂土,基坑選用100mm厚鋼板做后背,后壁墊鋼板樁傳力;
如E≤Ep滿足要求
表2 每米寬度上土總被動土壓力,KN/m
擬采用混凝土靠背作為頂管靠背??勘吵叽纾洪L×寬×高=4000×300×1200mm。內(nèi)設兩層Φ12鋼筋網(wǎng),間距為15cm,以保證砼靠背的頂力。
表3 每米寬度上土總被動土壓力,KN/m
?
2.1.6工作坑施工方法
(1)場地平整后,進行工作坑定位及軸線尺寸控制,確定井位中心,放出開挖邊線,確保工作坑與副坑的位置及尺寸滿足設計要求。
(2)土方開挖:工作井土方開挖采用人工配合機械方式進行。土方開挖從上至下逐層進行。采用挖掘機開挖至2.5m深,人工將槽底整平,將支撐框吊入,吊裝時夾緊鋼板樁,不能移動,確保鋼板樁垂直不傾斜。
(3)支撐框及鋼板樁吊入完成后,進行人工挖土,卷揚吊機出土。隨挖土進行鋼板樁及支撐框平穩(wěn)下沉,頂進后背梁鋼板樁埋入要在設計深度以下0.5m。
(4)要保證頂進工作坑基礎強度及結(jié)構(gòu)尺寸?;A頂面高程要比設計管下皮低1cm,并將管道中心點設置在基礎上。工作坑土方挖至設計高程后,進行工作坑底板砼施工,在工作坑中心澆筑2m寬0.2m厚的砼底板。
(5)根據(jù)管徑確定滑道安裝寬度及高程,確?;乐行木€與管道軸線重合,導軌安裝牢固,頂面高程允許誤差為:0~+3mm。
2.2.1管帽設計
據(jù)我公司鋼筋混凝土管頂管施工經(jīng)驗,我們就本工程設計了頂管管帽如圖所示,并根據(jù)以往頂管中經(jīng)常出現(xiàn)的中隔板在頂進中先進入土中造成塌方的問題,在施工過程中將挖土的方法進行改進,不許超挖,防止頂進時塌方。
本工程頂進管帽采用以A3鋼板δ=20mm,卷板機卷制焊接成型,與頂進用鋼筋混凝土管略大1cm的管徑,頂進時與鋼筋混凝土管對接。見下圖:
管帽示意圖
2.2.2頂前準備
(1)頂前拔入管口板樁時在被撥板樁周圍及管帽前用草袋圍堵成一道墻,防止塌方。
(2)在管道頂進施工前復測首節(jié)管的中心線及高程,測量偏差在規(guī)范允許范圍內(nèi)方可進行首節(jié)鋼筋混凝土管頂進施工。
2.2.3首節(jié)管頂進
首節(jié)管的頂進對后續(xù)施工起著非常重要的作用,所以必須嚴格控制首節(jié)鋼筋混凝土管的頂進質(zhì)量。
2.2.4管道頂進施工及調(diào)整
(1)本工程頂管頂進采用400t千斤頂進行,出土采用人工配合手推車進入管內(nèi)水平運輸,采用電葫蘆垂直運輸。
(2)頂管頂進施工時,必須做到四勤原則,即勤頂、勤測、勤取土、勤調(diào)整。頂進的每根管都要進行中心測量,及時發(fā)現(xiàn)問題及時糾偏。
(3)為減少鋼筋混凝土管的磨阻力,減少鋼筋混凝土管在頂進過程中對土壤的擾動,鋼筋混凝土管的外皮涂潤滑劑。
(4)在頂進過程中如出現(xiàn)偏差,進行調(diào)整偏差。調(diào)整方法是:①挖土校正法,即通過采用在不同部位增減挖土量的辦法,以達到校正的目的。其校正誤差范圍不大于10~20mm。②強制校正法,當偏差大于20mm時,用圓木或方木頂在管子偏離中心的對應側(cè)管壁上,另一端裝在墊有鋼板或木板的管前土壤上,支架穩(wěn)固后,利用千斤頂給管子施力,使管子得到校正。
2.2.5工作坑拆除
(1)工作坑拆除時,每層框拆除隨填土依次進行下框和上框拆除。拔出鋼板樁需待回填至路面結(jié)構(gòu)以下時進行。
(2)回填前應將工作坑內(nèi)的雜物清除干凈。
(3)工作坑回填材料及壓實度應符合設計及規(guī)范要求。
2.2.6工作坑內(nèi)鋼筋混凝土管道鋪設
(1)下管、安管施工
①下管時采用邊線法控制安管中心線。鋼筋混凝土管從下游向上游鋪設。
②橡膠圈使用前必須逐個檢查,不得有割裂,破損,汽泡,飛邊等缺陷。管口接口工作面清洗干凈。
(2)鋼筋混凝土管的吊裝
①下管采用卷揚吊機、人工配合的方法吊裝。
②管鋪設前對基礎高程進行復測。如有誤差,及時調(diào)整。
(3)管的回填
①管鋪設完畢后,報請監(jiān)理工程師驗收閉水試驗合格后方可回填。
②回填用人工回填至管上皮,管兩側(cè)均勻回填防止管因側(cè)向壓力而發(fā)生軸線方向偏移。管頂50cm以上采用裝載機回填。
(1)井墻用模塊進行砌筑,采用M7.5砂漿進行砌筑,無地下水時可用M5.0混合砂漿砌模塊。
(2)抹面、勾縫、座漿等所用的水泥砂漿應平整、密實。
為了使管道接口處受力均勻,頂管過程中在管材對口處加石棉,管道形成后為防止管接口處發(fā)生漏水現(xiàn)象,在管接口處進行鑿毛并抹一層防水砂漿。
(1)管道頂進工程施工完成后,經(jīng)監(jiān)理人員驗收合格后方可對工作坑進行回填。
(2)撼砂時分層進行,每0.5m的高度為一層撼砂區(qū)域。撼砂采用循環(huán)撼,配用插入式振搗器與插釬來滿足密實度的要求。每立方米的砂至少保證0.5m3的用水量。
(3)管三角區(qū)回填粗砂,砂石基礎采用中粗砂夯實。
(4)回填時注意事項:
①回填時兩側(cè)均勻、對稱同時回填。以防止受力不均擠壓管道變形。
②回填材料符合設計及規(guī)范要求,回填時不損傷管節(jié)及管接口。管道兩側(cè)和管頂以上回填材料,由人工兩側(cè)對稱運入槽內(nèi),不直接扔在管道上?;靥詈笾饘舆M行,且不得損傷管道。檢查井四周保證同時回填。