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强度为C25,抗渗等级为S6,垫层为C20,抛块石锅底平均大约1米。
顶管工作井施工完成28天砼强度后,方可进行顶管施工。
3-2-3、手掘式顶管施工设备安装和调试,主要是顶管主顶的油压泵、管路、仪表和油压千斤顶安装。顶管工作井起吊运输机械设备安装和调试。顶管施工中的起吊设备宜采用门式起重机,在受施工条件限制时也可采用钢管架卷扬机进行吊运工作。但钢管架起吊设备必须按“钢管架起吊施工方案”要求进行现场制作和安装,经过现场监理工程师确认后,方可进行施工,钢管架起吊设备要编制方案和相关计算,提供监理工程师和安检部检查。
3-2-4、顶管安装是指工作井完成顶管设备安装结束后和调试后,把混凝土管安放在进洞口中进行顶管施工。
顶管安放要水平平稳,管中要与顶管中心线重合,同轴度误差要≤2mm~4mm。管道安装同时要与千斤顶安装点置中轴线位置,误差值≤2mm~4mm。管基底要设置导向槽,确保顶管顶进时不会产生偏位。
3-2-5、顶进前安全测试主要工作为:顶管顶压测试检测、进洞挖掘前的有害气体测试、初顶时要把顶压调整到最大负载值,控制值为≤34MPa,测试顶管受力时变形情况。
根据工具间进入土层位置要判定管道顶进断面土层情况与工程地勘报告提供的土层结构是否相同,发现有误时应立即向监理工程师和设计院报告,在确定处理方案后方可进行施工。
顶进前的安全测试工作,应请监理工程师在场旁站,对进行检测的各顶技术参数要进行记录和归档上报。
有害气体的检测要用毒气检测仪器实地检测,当气体含量符合安全指标时,方可进行人工挖掘作业。有害气体含量超标时不能进行管内作业,要进行处理,排除和稀释气体有害含量,用通风机抽吸管外气体排入管内,达到混和调换的效果。
3-2-6、作业人员在确认安全的条件下进入工具管中进行挖掘取土作业,挖掘顺序应从管顶方向逐次向管底方向,不允许先下后上开挖。
挖掘管口断面土层达到斗车容量时要及时运出,严禁超挖和长距离挖掘同步作业法,有宜于保证施工人员的作业安全。
进洞挖掘作业人员要有和管外人员及时沟通的语音信号或连络方式,保证施
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工置地有声,安全操作。
3-2-7、顶管在顶进时要先校油压表指数,在保证无误的前提下,才能进行顶管作业。
油压千斤顶在工作时要双顶同步,伸缩自如。顶铁制作材料要保证刚度,正常和超载顶进时不允许发生变形,而影响顶推质量。
3-2-8、当顶管完成从工作井顶至终点接收井时,应根据顶管跟踪测量坐标点提前在接收井位开凿接收井壁钢筋砼结构,使顶管可轻松进入接收井,然后用吊车取出顶管工具间。
3-2-9、接收井取出顶管工具间后,应按照设计要求继续顶管,当顶管长度满足检查井相连尺寸后,两井段的顶管施工任务已完成,可以进行下一道工序施工。
3-2-10、顶管工作井、接收井在完成顶管施工后,应按设计要求在井内构筑成检查井。
3-3. 手掘式顶管施工相关计算:
3-3-1:手掘式顶管施工顶力可用下式计算(GB-50268-97): P=fr1D1[2H+(2H+D1)tg2-(45o-Φ/2)+ω/r1P1]L+Pf
=0.22*17.6*1.632*[2*6.2+(2*6.2+1.632)*tg2(45o-2o/2)+1.7/17.6*1.632] *80*102.992
=6.32*(12.4+14+0.059)*80+102.99 =13377.67+102.99 =13480.66KN
式中:P——计算总顶力(80m长)KN
r1——管道所处土层重力密度 取17.6KN/m D1——管道外径 取D=1.632m
H——管道顶部以上的覆土层厚度(m)取H=6.2m Φ——管道所处土层的内摩擦角 取淤泥Φ=2o ω——管道单位长度自重 取1.70KN/m L——管道计算的顶进长度(m)取L=80m f——管道顶进时管壁与土体摩擦数 取f=0.22 Pf——顶进时工具管迎面阻力(KN)用下式计算
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Pf=πDftR
=3.14*1.64*0.04*500 =102.992KN
式中: Df——工具管刃脚切入土体直径(m) t——工具管刃脚喇叭宽度(m)
R——手掘式顶管迎面阻力选用值500KN/m π——圆周率取3.14
3-3-2、手掘式顶管施工实际顶力计算:
采用规范标准计算80m顶管长度的最大顶力为:13480.66KN,根据顶管工程实践,经过多次计算分析比较,“规范”计算值必须根据不同工程地质条件系数修正,给油压千斤顶的设置以及工作井室构造提供依据,实际使用顶力可按下列经验公式计算:
Ps=(0.5~0.6)Pmax =0.5*13480.66 =6740.33KN
式中:Ps——实际顶管时油压千斤顶顶力配置(KN) Pmax——理论计算顶管最大顶力(KN)
(0.5~0.6)——根据不同土层顶管时系数,软土取小值,硬土取大值 在本标段淤泥质土层一次顶进80m,油压千斤顶应配置2*3200KN两台,可以满足施工要求。 3-4.
手掘式顶管施工中的减摩情况应根据工程地质条件确定,顶管过程中是
否增减管道与土体之间润滑减摩剂,在本标段中顶管穿过土层均为砂层,摩阻力很少,按地勘报告提供砂层与管道侧壁摩阻数为0.22。管道材料为混凝土管外壁光滑,因此,在本标段顶管施工中可以不采取减摩措施。
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四、 顶管施工机具和劳力组织
4-1:手掘式顶管施工机具配置一览表: 序 号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 机 具 名 称 油 压 千 斤 顶 液 压 操 作 台 起 重 机 电 焊 机 顶 铁 顶 撑 运 土 小 车 排 水 泵 通 风 机 配 电 柜 规 格 型 号 数 量 (Φ300*1200)320*2 根据工程进度配置 EY-40-2 钢管架50KN BX-350 Φ1200*40 400*400*2000 0.16m3/车 QL-3型 T8-7.5 按标准 根据工程进度配置 每个工作井安放一台 每个工作井安放一台 根据管径配置 每个工作井配2套 每井配3台 每个井配1台 每个井配1台 每个井一台
4-2:手掘式顶管施工作业人员配置一览表: 序号 ① ② ③ ④ ⑤ 工 作 内 容 作 业 班 长 作 业 人 员 起 吊 工 电 工 电 焊 工 数量 2 6 2 2 1 职责 两班作业负责顶管施工指挥 负责挖掘土体和运送 负责提升卷扬机操作 负责电器维修和用电接线 负责焊接工作 注:(1)根据顶管施工不同管径和工程量合理配置施工人员
(2)每个工作井内需配置13人,普工可经现场进行调配。
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五、 顶管施工过程中的安全措施
5-1. 手掘式顶管施工为机械和人力同步操作,处于地下隐蔽作业状态,施工安全管理和安全措施是重要工作,为保证顶管施工安全,本方案对相关措施提出以下要求:
5-1-1、施工安全管理要求:
(1)手掘式顶管施工主要是对操作工人和机具设备进行严格管理,公司主管生产领导、项目经理和项目技术负责人要高度重视顶管施工安全问题。 (2)顶管施工前要进行施工技术交底和安全教育,特殊工种和操作人员要经过公司培训和专业培训获取上岗证后,方可从事顶管施工作业。
(3)施工现场派专职安全员驻守工地,时刻检查安全问题,出现存有安全隐患及时整改,做到“小事不放过,安全保生产”。 5-1-2、施工现场安全管理措施:
(1)顶管工作井边要设刚性围护栏,并挂出警告警示牌,非施工人员不得进入现场观摩了望。
(2)配电箱和用电统要设安全保护装置,电器设备要设防雨防潮保护,线路架设要执行用电安全规程标准。
(3)操作人员往复井下作业,要经过安全稳定的钢结构扶梯,严禁使用起吊设备卷扬机吊载作业人员上下工作井。
(4)按“三宝四口”安全管理要素,对作业人员严格检查,经常督促,做好作业人员安全保护的教育工作。
(5)手掘式顶管施工在强降雨、台风季节和高温季节,要暂停施工,一是保证管内施工安全,二是让作业工人有良好精神状态,高温季节要提供清凉解暑饮料,给施工作业人员创造健康的环境和文明施工的氛围。 5-1-3、施工机械设备安全管理措施:
(1)起吊顶管和出土的卷扬机要保证机械完好率,不允许机械超载起吊和违章作业。
(2)起吊卷扬机要设置刹车系统,确保起吊安全。经常检查保养机械,以现问题立即处理。对机械易损件,损坏件要及时更换,保证机棋安全可靠状态下进行工作。