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顶管施工要点

主要分部分项工程施工方法、技术措施

(一)测量施工方案


施工测量采取“四固定”措施,保证测量精度。测量仪器在施测前应检校,严格按测量操作规程施测。

顶管施工测量

1、施工水准控制网的建立
(1)、根据管线走向图,在施工前利用现场水准控制网点,采取闭合导线测量方法,将水准点引测到每一个工作井位置,并且固定在相邻的建筑物上。
(2)、在每一个水准点位置用红漆做好标志,写上高程。
(3)、绘好水准点点位记录图,便于施工时寻找。
(4)、做好水准点的保护工作,便于用时互相连测。
2、施工平面控制网的建立
 (1)、根据管道设计图上井位坐标用经纬仪,在施工前将每一个用木桩落实到现场。
(2)、用经纬仪根据工作井、接收井的桩位放出工作井两侧顶管的方向轴线,并用木桩落实到工作井两侧。
(3)、以两侧顶管方向线为依据确定工作井的中心线,按工作井施工图的长宽作为基础放工作井施工线。
(4)、将控制点延伸到施工现场外,固定在相邻的建构筑物上,以防止施工破坏。
 
(二)、工作井施工方案

本次顶管拟采用预制沉井作为工作井,沉井采用一次制作下沉。为防止在顶管时井体位移,因此在沉井的后靠背进行加固处理。沉井制作完成后在下沉前,井外壁刷冷底子油一道,热沥青一道。
本次沉井优先采用排水法下沉,施工时我们将采取井内挖沟排水,挖土下沉。如果遇到流沙,我们将采取井外井点降水,然后进行井内挖土下沉。如果遇到周围环境不能够采用井点降水,我们将采用不排水下沉。
本次工作井分矩形和圆形,根据现场顶管实际施工一次性顶管的长度确定矩形井的内部尺寸以及圆形工作井的直径。

l、工作井设计验算

顶管施工工作井


 
(1)  取DN800mm,120米为例需最大顶力计算(考虑用触变泥浆减阻):

P=K[f(2PV+2PH+PO)+2PA]
PV=γ*h*D*L=1350*6*0.96*120=933120kg
PH=γ(h+D/2)*D*L*tam2(45°—θ/2)
=1350* (6+0.5)*0.96*120*0.52=273342 kg
PO=1.1*3.14*0.08*1600*120=53053 kg
P=0.3*[0.2*(2*933120+2*273342+53053)+500*0.25]
=147996kg≈148T

配筋验算:

σ=γ[P]/A
[P]=1.2*310*8*8*3.14*23=1719414N≈171.9T
[P]> P满足要求
(2)  后背土体验算:
Ep=B/K*[0.5*Гh2 *Kp+ГHKp+2CH(kp)1/2]
=2/1.1*(0.5*1350*22*0.271+1350*2*0.4*0.271+2*0.5*2*0.2711/2
=1864.4KN=186.4T
满足要求。

2、井体制作

(1)、刃脚制作
根据工作井的重量,我们计划采用半垫法进行刃脚模板施工。采用垫架施工可以有以下的优点:
A、使地基均匀承受沉井重量,避免在混凝土浇筑过程中产生突然下沉,使刃脚裂缝破坏井身结构。
B、保持沉井位置不发生倾斜和便于调整
C、便于支撑和拆除模板。
(2)、井壁制作

● 钢筋工程:

钢筋按工程进度计划进场,为保证工程质量,根据设计图纸、设计交底及图纸会审记录及施工规范要求,钢筋工程从翻样、制作抓起,对钢筋制作、绑扎二道工序,层层把关。钢筋配料单须经工程技术负责人审核无误后,方可下料制作。钢筋按规格品种分类堆放。钢筋成品须经专质检查员复检后方可使用

顶管工程


钢筋在施工现场利用钢筋加工机械加工成型。井壁的钢筋绑扎分两次成型,即刃脚一次、井壁一次。在钢筋绑扎前先搭好满堂脚手架,然后绑扎钢筋并立模。刃脚钢筋与上层钢筋连接处,竖筋伸出1m高左右。错开1/4并采用焊接连接方式。
A、本工程所有钢筋根据业主提供的施工图纸,及现行的国家施工验收规范在现场加工制作。
B、钢筋的成品与半成品进场须根据施工速度,做到分批进场,进场时必须有出厂合格证及物理试验报告,进场时必须挂牌,按规格分类堆放,并做好钢筋的维护工作,避免锈蚀和油污,确保钢筋洁净。
C、钢筋的数量、规格、接头位置、搭接长度、间距严格按施工图操作绑扎。

● 模板工程:

本沉井的模板除刃脚和底板与壁板相交处凹槽用木模外,其余均采用组合式钢模板进行拼装组合。池壁模板均采用竖横楞配置形式。内模用满堂脚手架固定,外模用对拉螺栓同内模固定。对拉螺栓的间距根据计算取为600*600mm。考虑到本井仅作为顶管用的工作井,对抗渗要求不太高,因此,对拉螺栓不考虑采用止水螺栓,所有螺栓均采用穿墙管进行配置,以提高螺栓的周转次数,降低工程造价,待模板拆除后用膨胀水泥堵住套管洞,防止漏水。
对拉螺栓计算书
F1=0.22*T0*β1β2vl/2
= 0.22*24*5*1.2*1.0*1
=31.68KN/m2
F2=RCH
=24*6.32
=151.68KN/m2
根据计算取较小值F2=31.68KN/m2
查表知M14对拉螺栓净截面积A= 144mm2
对拉螺栓拉力
N=F*内楞间距*外楞间距
=31.68*0.36
=11.4KN
对拉螺栓应力


对模板配置及安装、拆除须遵循以下要求:

A、模板及其支撑系统必须具有足够的强度、刚度和稳定性,对拉螺杆必须具有足够的拉力。
B、模板应根据图纸及规范要求进行合理配料。
C、模板施工前要按照设计图纸要求翻样,然后按大样图配置模板。
D、做好模板工程施工技术交底,依据图纸需交清以下几点:
a、设计图中的尺寸、轴线、标高、位置等;
b、预埋件、洞口的位置尺寸及规格;
c、所用模板材料及支撑、对拉螺杆的品种规格及质量要求。
E、立模前要在施工缝接口处模板底部采用海绵胶条垫底封口,且模板外侧采用1:3水泥砂浆封底,模板组装时,每条板缝要用海绵胶带或海绵条粘贴,使模板接缝严密,不易漏浆。
F、模板及对拉螺杆必须有足够的强度、拉力。对拉螺杆能可靠地承受新浇砼的侧压力,以及施工中产生的荷载。
G、洞口、预埋件安放必须平整,标高位置准确且不得遗漏,预埋件采用螺丝或电焊固定牢固。
H、模板拆除要按照模板拆除时间对照表和《砼结构工程施工及验收规范》的有关规定执行。

● 混凝土工程:
本工程砼拟采用现场搅拌,现场设350L搅拌机一台,试验室根据图纸要求,结合现场实际情况,进行砼强度试配,确保砼各种技术指标符合设计要求,以保证砼质量。因此,在拌制砼过程中,将严格按试验室配合比对各种原材料进行计量。搅拌投料次序除应符合有关规定外,外加剂的添加将严格按配合比设计要求添加,且宜滞后于水和水泥。
砼浇筑时要配专人负责模板、支撑、砼空洞等情况,有问题的在浇筑砼初凝前进行加固修补。施工缝设置在刃脚上50cm处,在下次浇筑池壁时,首先要凿去浮浆露出石子,浇筑前洒水湿润后与结构相同标号的水泥砂浆浇捣5~10cm。振捣砼时,振动棒插入的间距为400mm左右,振捣时间一般为15~30s,并且在20~30min后对其进行复拖振一遍,浇筑地板时为防止砼收缩裂缝,要在砼初凝前派人用木榷收水压光。
(3)、沉井下沉

顶管施工
 

沉井下沉前先将井壁上的预留口用砖砌好堵牢,所有螺栓均抽除,对于个别未能去除的螺栓须用氧气割除。外壁应保证光滑,所有螺栓孔均用砂浆堵实。然后涂刷冷底子油一道、热沥青一道。待井壁砼强度达到设计要求后即可准备下沉,在沉井下沉之前要做好轴线观测点和下沉标高测量点设置。
刃脚下部的砼垫层在下沉之前用空机风镐凿除,抽取时要做到对称同时进行,防止井体在初沉阶段就发生倾斜。
沉井下沉将采取不同的环境采用不同取土方式,对于紧靠河边的工作井用水力冲土吸浆的取土方式,对于无水力冲土条件的则采用人工挖土,用卷扬机将士吊出的取土方式。沉井下沉时不管是采用水力冲土还是人工挖土,其取土方式及原理都是相同的。取土时采用碗形挖土自重破土方式,即先挖沉井中间锅底呈碗状土形后,逐渐冲向四周刃脚留设的土堤,每层挖土厚40~50cm、宽60~80cm,相互深度保持一致高差不得大于50cm,以保证井体均匀下沉。挖出的土方由井中心集中运出。挖土时施工负责人根据观测人员的测量数据,随时指挥进行挖土顺序的调整。

在沉井下沉过程中须注意以下几点事项:

A、井下沉位置的正确与否,与刚开始下沉时有很大关系,要特别注意保平面位置与垂直度的正确,以免继续下沉时,不易调整。
B、为减少下沉的摩擦力和以后的清淤工作,最好在下沉时在井外壁采用随下沉随填砂的方法,以减轻下沉困难。
C、挖土应分层进行,防止锅底挖得太深,或刃脚挖土太快,突沉伤人。再挖土时刃脚处不准有人操作或行走,以避免刃脚处切土过多伤人。
D、在沉井开始下沉和将至设计标高时,周边开挖深度应小于30cm或更簿一些,避免发生倾斜。

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