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        呼和浩特市鼎順機械化定向頂管有限公司

        鼎順機械化定向頂管有限公司

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        鄂爾多斯大口徑頂管施工介紹

        簡(jiǎn)介—— 呼和浩特市鼎順機械化定向頂管有限公司的大口徑長(cháng)距離鋼管頂管的應用越來(lái)越多,對大口徑長(cháng)距離泥水平衡式頂管施工技術(shù)展開(kāi)探討具

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        呼和浩特市鼎順機械化定向頂管有限公司的大口徑長(cháng)距離鋼管頂管的應用越來(lái)越多,對大口徑長(cháng)距離泥水平衡式頂管施工技術(shù)展開(kāi)探討具有十分重要的意義。


        1 工程概況
        某水支線(xiàn)工程從水庫現有φ2400mm和φ2700mm原水管引出,沿現有水庫大堤南側,與本區區現有φ1500mm和φ1600mm原水管相接,再引入水廠(chǎng)。本工程輸水規模770000m3/d,A區段新建φ2000mm原水管6.95km(雙管),B區段新建φ1600mm原水管11.3km(單管)。

        1#工作井~2#接收井為頂管區段,采用φ2000mm鋼管雙排平行布置,管中心間距為5m,壁厚20mm。管道外防腐采用熔融結合環(huán)氧粉末涂劑,涂層厚度≥400μm,內防腐采用水泥砂漿襯里。單排頂進(jìn)距離870m,總頂進(jìn)距離1740m,埋深約12m,頂管后座允許頂力為6000kN。


        2 地質(zhì)水文概況

        頂管管體主要位于第⑤1層灰色粉質(zhì)黏土,少部分位于第④層淤泥質(zhì)黏土。場(chǎng)地淺部地下水屬潛水類(lèi)型,其水位主要受大氣降水及地表水影響,地下潛水位埋深1.40~2.10m。


        3 難點(diǎn)分析
        1)頂管埋深較深,處于第⑤1層灰色粉質(zhì)黏土,該土質(zhì)強度低、滲透性差,且含水量和壓縮性高,易受擾動(dòng)導致開(kāi)挖面失穩。同時(shí)⑤1層局部夾砂,土性差異較大,頂進(jìn)過(guò)程中易產(chǎn)生軸向偏離。
        2)頂管穿越的河道河底距管頂約為7m,穿越河道時(shí)要嚴格控制頂進(jìn)速度、出土量、壓漿壓力和壓漿量。

        3)本段頂管為2根凈距僅為3m的平行曲線(xiàn)頂管,頂進(jìn)過(guò)程中相互影響較大。有1根φ800mm的高壓煤氣管與頂管交叉,頂管在煤氣管上方通過(guò),煤氣管埋深為17.1m,頂管與煤氣管之間凈距離僅為3.1m,對頂管施工帶來(lái)一定的難度。

        4)長(cháng)距離頂管要解決好通風(fēng)問(wèn)題,需采用合理有效的通風(fēng)系統作保障,來(lái)改善頂管內空氣質(zhì)量,它影響到管內工作人員職業(yè)健康和人身保障。

        5)長(cháng)距離頂管采用注漿是減少阻力的關(guān)鍵技術(shù),因此要制訂合理的注漿方式來(lái)解決摩阻問(wèn)題。


        4 主要施工技術(shù)


        4.1 頂管進(jìn)出洞
        4.1.1 洞口加固
        1)進(jìn)出洞口采用高壓旋噴樁加固,加固范圍為沿管中心軸向與井中心為起點(diǎn)左右各54°扇形范圍,井壁外側6m,深度為-4.5~-12.5m區域。水泥摻入量不小于13%,水灰比為0.5。
        2)為防止出洞口及頂進(jìn)過(guò)程中泥水壓力過(guò)大涌入工作井內,在洞口內預先安裝一個(gè)單法蘭穿墻鋼套管,用于安裝橡膠止水圈及止水封板。
        4.1.2 軌道延伸
        1)為防止機頭出墻時(shí)磕頭,將機頭墊高5mm,保證出洞時(shí)掘進(jìn)機有向上的趨勢。
        2)在機頭出墻達到加固區前,機頭和后面鋼管不得移出軌道,必要時(shí)加短管起配重作用。
        4.1.3 止水措施
        1)本工程出墻處地質(zhì)均為⑤1層,由于土滲透系數較小,屬于不透水層,故采用橡膠板止水裝置(圖1)。
        2)測量確認機頭與洞口關(guān)系,縮小洞口直徑,并預埋4根注漿管,當頂管進(jìn)洞發(fā)生滲漏時(shí),可通過(guò)預埋注漿管向外壓雙液漿進(jìn)行止水。
        4.1.4 測量控制
        1)當工具管距接收井還有30m左右時(shí),應加強軸線(xiàn)復測力度,將工具管確切位置測放于接收井內,從而保障進(jìn)洞。

        2)機頭到達接收井前,靠近洞門(mén)時(shí),逐步減小工具管正面土壓,并開(kāi)φ200mm洞口,釋放部分由于頂管頂進(jìn)而造成的應力,同時(shí)可對外部土體情況、機頭位置進(jìn)行初步勘查。


        4.2 頂進(jìn)系統
        頂管施工依靠頂進(jìn)系統進(jìn)行,頂進(jìn)系統主要由導軌、頂管后靠背、千斤頂、油泵車(chē)、千斤頂支架及頂鐵等部分組成。
        4.2.1 軌道系統
        1)本工程頂管施工采用單導軌(即鋼管與頂鐵使用同一副導軌),導軌采用槽鋼雙拼制作。
        2)導軌端部距穿墻洞側井壁600mm左右,導軌立柱焊接在鋼筋混凝土底板上的預埋鋼板上,立柱間加設斜支撐。立柱間焊接鋼橫梁,橫梁上部焊接導軌。
        3)導軌定位后需穩固、正確,在頂進(jìn)中承受各種負載時(shí)不位移、不變形、不沉降,在頂進(jìn)中需經(jīng)常復測調整,以確保頂進(jìn)軸線(xiàn)的精度。軌道允許軸線(xiàn)偏差3mm、頂面高程0~+3mm、兩軌內距為-2~+2mm。
        4.2.2 后靠背
        后靠背平面需與頂進(jìn)軸線(xiàn)相垂直,在頂進(jìn)施工中隨時(shí)檢查,如發(fā)現傾斜,則需重新布置。
        4.2.3 千斤頂
        1)千斤頂與管道中心對稱(chēng),其合力的作用點(diǎn)在管道中心的垂直線(xiàn)上,并略低于頂管中心。
        2)油泵車(chē)設置在距離主頂千斤頂較近處,油路安裝應順直,減少轉角,接頭不漏油,安裝完畢須試車(chē)。
        4.2.4 頂鐵
        1)本工程主要采用環(huán)形頂鐵和U形頂鐵,頂鐵采用厚24mm鋼板焊接成型,確保有足夠的剛度。
        2)在頂進(jìn)過(guò)程中,頂鐵相鄰面互相緊貼,安裝后的頂鐵軸線(xiàn)應與管道軸線(xiàn)平行、對稱(chēng),頂鐵與導軌和頂鐵之間接觸面不得有泥土、油污。
        4.2.5 主頂裝置
        工作井內主頂裝置采用雙動(dòng)作單沖程油缸4只,高行程1.1m,頂力2000kN/只,每只油缸有其獨立的油路控制系統,主頂油缸的頂力控制在6000kN之內。


        非開(kāi)挖頂管拉管


        4.3 吊裝
        1)工具頭質(zhì)量約為24t,吊裝采用750kN吊車(chē)安裝。

        2)鋼管吊裝采用350kN吊車(chē),作業(yè)半徑為9m,吊管和對管時(shí)均采用專(zhuān)用卡子保護。


        4.4 頂管姿態(tài)控制與糾偏
        1)頂進(jìn)糾偏需勤測量、多微調,在偏差超過(guò)10mm時(shí)開(kāi)始使用機頭配置的糾偏油缸進(jìn)行糾偏。
        2)偏差超過(guò)50mm時(shí),立即停止頂進(jìn)施工,分析偏差情況,制訂糾偏方案。

        3)頂管貫通前150~50m時(shí)暫停頂進(jìn),進(jìn)行全線(xiàn)復測,終取多次結果的可靠值指導頂管機的后續頂進(jìn)。


        4.5 泥漿減阻
        用泥漿減阻是長(cháng)距離頂管減少阻力的重要環(huán)節,在頂管施工過(guò)程中,注入潤滑泥漿使管子外圍形成一個(gè)比較完整的漿套,摩阻力控制在1~3kN/m2。
        4.5.1 注漿孔布置
        1)本工程在鋼管中設置φ25mm注漿孔,沿頂管鋼管圓周每3節設置1組4個(gè)注漿孔,每孔間隔90°,相鄰注漿管錯位30°,使鋼管外形成一個(gè)泥漿潤滑套,使頂進(jìn)時(shí)的摩阻力減小。
        2)注漿孔中心距離管端120mm,距離管材縱向焊縫1m,4個(gè)注漿孔等距分布。
        3)注漿孔封堵:注漿完成后將注漿孔內束接拆除,只留下塑料單向閥,然后用涂上防腐涂料的實(shí)心堵頭封堵(圖2),堵頭擰緊直至破壞單向閥,使實(shí)心堵頭與管外壁齊平,再涂上防腐涂料,至此,注漿孔封堵完成。
        4.5.2 漿液配比
        潤滑泥漿材料主要采用水、納基膨潤土、純堿、CMC(羧甲基纖維素),漿液配比(質(zhì)量比)為:水:膨潤土:純堿:CMC=2400:200:3:10。
        4.5.3 注漿技術(shù)

        1)注漿原則:需遵循“先壓后頂、隨頂隨壓、及時(shí)補漿”原則,根據頂力情況及時(shí)補漿,使摩阻力控制在佳值,管道外側摩阻系數低于2.5kN/m2。

        2)同步注漿:為減小頂管掘進(jìn)機的正面阻力,在工具頭后部布置1道泥漿環(huán),使頂管掘進(jìn)機在頂進(jìn)過(guò)程中同步注漿,始終能較好地改良頭部土體,達到更好的減阻目的。

        3)定時(shí)補漿:對管道沿線(xiàn)定時(shí)補漿,不斷彌補漿液流向土層的滲透量,不斷地補漿有助于減少管道前移時(shí)對頂管上方土體的摩擦擾動(dòng)。

        4)注漿壓力:控制在0.2~0.4MPa,壓力不宜過(guò)大,防止壓穿、冒漿造成流失。


        4.6 中繼環(huán)設置

        本工程須設中繼環(huán),第1節中繼環(huán)安裝位置取183m處,第2環(huán)及以后中繼環(huán)間距取283m,主站頂進(jìn)長(cháng)度425m,總頂進(jìn)長(cháng)度870m,故中繼環(huán)數量n=(870-425-183)/283+1≈1.93,取2個(gè)。單管布置2只中繼環(huán),雙管共布置4只中繼環(huán)。


        4.7 拼管、焊管、防腐
        4.7.1 拼管
        本工程頂管為φ2000mm、厚20mm的鋼管,單節管長(cháng)度8.5m,接管工藝采用單面V形坡口單面焊接雙面成型形式。頂管井下焊接的坡口盡量采用較小仰焊焊接,以確保焊接質(zhì)量。
        4.7.2 焊管
        1)先用電焊將對齊后的管節臨時(shí)固定,沿連接縫四周均勻焊接8個(gè)臨時(shí)固定點(diǎn),保持對接管效果,固定點(diǎn)電焊時(shí)要避免焊接變形。
        2)拼管焊接采用CO2氣體保護焊工藝,分為4層焊接。焊材型號為ER50-6焊絲,規格為φ1.2mm,焊接電弧電壓為(30±1)V,焊接電流(270±10)A,焊接速度為(0.8±0.1)cm/min。
        4.7.3 防腐
        1)鋼管接口外防腐應在頂進(jìn)前和焊縫無(wú)損檢測后進(jìn)行,采用與原涂層緊密結合且性能相當的環(huán)氧防腐涂料,涂層厚度為600μm,涂層搭接的寬度不小于100mm。
        2)鋼表面的補口區域在噴涂前應先去除油污和各種雜質(zhì),再進(jìn)行除銹處理,其除銹等級應達到規范要求的Sa2.5級,錨紋深度應在40~100μm范圍內。除銹后需清除補口處的灰塵和水分,并將焊接時(shí)飛濺形成的尖點(diǎn)修平,同時(shí)將補口搭接處15mm寬度范圍內的涂層打毛。


        4.8 通風(fēng)系統

        本工程采用2組通風(fēng)系統,第1組呼吸空氣保障系統,采用壓縮空氣供應,地面采用20m3/min螺桿式空壓機,通過(guò)φ101.6mm鋼管送至工具頭部并分出一路供通風(fēng),以改善頭部的空氣質(zhì)量。第2組采用30kW雙葉軸流風(fēng)機,通過(guò)風(fēng)管送至工具頭后部約20m處,以進(jìn)一步改善頂管內空氣質(zhì)量。


        5 結語(yǔ)

        內蒙古頂管施工選呼市鼎順頂管,大口徑長(cháng)距離頂管施工中,由于穿越建筑物密集、地質(zhì)情況較為復雜、地下構筑物較多等特點(diǎn),導致施工難度較大。因此,在大口徑長(cháng)距離泥水平衡式頂管施工技術(shù)應用中,要結合工程的實(shí)際情況,合理設計施工方案,做好施工管理工作,從而確保頂管施工的質(zhì)量,保障工程施工的社會(huì )效益及經(jīng)濟效益。


        內蒙古頂管施工


        呼和浩特市鼎順機械化定向頂管有限公司承攬:電力,通訊,給排水,熱力,天然氣,橋涵等穿越公路,鐵路,河流,隧道及建筑物的頂管施工,疑難導向業(yè)務(wù),擁有專(zhuān)業(yè)素質(zhì)精良的的技術(shù)人員及施工隊伍,我們已經(jīng)與多家企業(yè)建立了長(cháng)期的合作關(guān)系,這也為我們非開(kāi)挖頂管工程施工公司的今后發(fā)展奠定了有力的基礎。 我們的主營(yíng)業(yè)務(wù)是內蒙古頂管施工,期待與您的合作!



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