CN105442694A - 预应力钢筋混凝土污水截流管顶管施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种预应力钢筋混凝土污水截流管顶管施工方法，包括以下步骤：步骤一，对污水截流管的管位下工程地质情况进行勘探，并对管网进行初步的平面设计；步骤二，工作坑的支护和开挖；步骤三，顶管的工艺平台及其专用设施的安装；步骤四，顶管施工。该方法在中、小型工程中，采用机械顶进和人工开挖相结合的方式，造价低、操作简单，对周边的环境影响小，能够进行昼夜施工，施工质量稳定。

Description

预应力钢筋混凝土污水截流管顶管施工方法
技术领域
本发明涉及顶管施工方法，尤其是涉及预应力钢筋混凝土污水截流管顶管施工方法。
背景技术
目前，地下管线施工中经常需要在地下挖槽铺设管线及其对管线进行修复，用开挖的方式施工周期很长，特别是城市中心路段的地下管线非常密集，管线交叉重叠分布，想要再进行新管线的铺设通过传统的开挖方式无法进行，且如果地表有建筑物，也将无法进行开挖，在闹市中对马路进行开挖施工对交通及人们生活带来极大的不便，通常需要搭设专门的路障然后封闭施工，防止出现安全事故，但是在一些主要的交通干道，由于交通压力或者人流，车流情况，不便于封闭施工，这就给传统的施工方式造成了困难；采用长距离全机械顶进技术和设备，造价高且对周围结构的破坏大。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种预应力钢筋混凝土污水截流管顶管施工方法，该施工方法能够减少对道路的影响，保证道路的通畅，对周边的环境影响小，能够进行昼夜施工，施工质量稳定，造价低。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
预应力钢筋混凝土污水截流管顶管施工方法，包括以下步骤：
步骤一，对污水截流管的管位下工程地质情况进行勘探，并对管网进行初步的平面设计；
步骤二，工作坑的支护和开挖；工作坑包括接收坑和顶进坑，根据管网的平面设计，作适当的调整，选择交通便利，人员不易集中的地段，将钢桩一次打到位，确定工作坑的设置位置，进行人工开挖，开挖的过程中不断焊接钢板挡土，每隔两米加设一道横梁和稳定斜撑，开挖到设计标高时，顶进坑施工集水井、砂浆砌筑后背及混凝土地坪，接收坑施工集水井和混凝土地坪，接收坑的钢桩间距大于顶进坑的钢桩间距，接收坑的施工晚于顶进坑的施工，在浇筑地坪的过程中，埋入导轨和其他预埋件，排除工作坑内的积水；
步骤三，顶管的工艺平台及其专用设施的安装：在工作坑内设置工艺平台，以便于管节的固定，将工艺平台支腿焊接在预埋件上，顶管内设置半圆形的四轮小车，坑内设置箱斗，在工作坑的开口部设置起吊龙门架及起吊器具；采用槽钢焊接工作棚的主支架，角铁焊接工作棚的分布架，分布架上设置防水棚布，完成工作棚的设置，在工作坑顶部的地面上设置工作台，用工字钢焊接形成工作台，用于吊运管道和吊运管中的土；
步骤四，顶管施工：根据设计要求，选择适当尺寸和长度的管节，对管节的外观进行检查，管节端面的平直度、管节壁表面的光洁度和管端面下有无纵向裂缝，检查合格后，将管节进行安装，为了保证每节管节尾部变压而不变形，加套圆形顶铁，扩大管节端的承压面积，对工作面进行挖土，挖土时，严格规范施工，不得超挖，顶进的过程中，对管节进行实时监测，正常顶进间距30cm测量一次，以检查管节是否沉降，每顶进80cm-100cm对整个顶管段进行复测，检查整个管节是否发生沉降，挖土后利用半圆形四轮小车进行管内运土，小车的土卸到坑内的箱斗中，然后进行土方提升，将其提升到地面，顶管完成后，对每节管节进行测量，绘制管道竣工纵断面图并做闭水试验。
其中所述的顶管施工方法，还包括步骤五，地面观察测量：看地面有无沉陷和隆起现象，即观察顶管施工是否会造成地面的沉降和隆起，如发现异常情况，可以调整顶管施工的进度和方式，对顶管进行强制校正，保证工程的正常进行。
其中所述的导轨为滑动式导轨，导轨的轨距为0.8米。
其中所述的顶管材质为预应力钢筋混凝土，管节的长度为2米，内径为1.2米，该长度既能保证管节的强度，又能兼顾成本，同时，也能容纳四轮小车进行运土。
本发明的有益效果是：在中、小型工程中，采用机械顶进和人工开挖相结合的方式，造价低、操作简单，对周边的环境影响小，能够进行昼夜施工，施工质量稳定。
附图说明
图1为顶管施工流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
预应力钢筋混凝土污水截流管顶管施工方法，包括以下步骤：
步骤一，对污水截流管的管位下工程地质情况进行勘探，并对管网进行初步的平面设计；
步骤二，工作坑的支护和开挖；工作坑包括接收坑和顶进坑，根据管网的平面设计，作适当的调整，选择交通便利，人员不易集中的地段，将钢桩一次打到位，确定工作坑的设置位置，进行人工开挖，开挖的过程中不断焊接钢板挡土，每隔两米加设一道横梁和稳定斜撑，开挖到设计标高时，顶进坑施工集水井、砂浆砌筑后背及混凝土地坪，接收坑施工集水井和混凝土地坪，接收坑的钢桩间距大于顶进坑的钢桩间距，接收坑的施工晚于顶进坑的施工，在浇筑地坪的过程中，埋入导轨和其他预埋件，排除工作坑内的积水；
步骤三，顶管的工艺平台及其专用设施的安装：在工作坑内设置工艺平台，以便于管节的固定，将工艺平台支腿焊接在预埋件上，顶管内设置半圆形的四轮小车，坑内设置箱斗，在工作坑的开口部设置起吊龙门架及起吊器具；采用槽钢焊接工作棚的主支架，角铁焊接工作棚的分布架，分布架上设置防水棚布，完成工作棚的设置，在工作坑顶部的地面上设置工作台，用工字钢焊接形成工作台，用于吊运管道和吊运管中的土；
步骤四，顶管施工：根据设计要求，选择适当尺寸和长度的管节，对管节的外观进行检查，管节端面的平直度、管节壁表面的光洁度和管端面下有无纵向裂缝，检查合格后，将管节进行安装，为了保证每节管节尾部变压而不变形，加套圆形顶铁，扩大管节端的承压面积，对工作面进行挖土，挖土时，严格规范施工，不得超挖，顶进的过程中，对管节进行实时监测，正常顶进间距30cm测量一次，以检查管节是否沉降，每顶进80cm-100cm对整个顶管段进行复测，检查整个管节是否发生沉降，挖土后利用半圆形四轮小车进行管内运土，小车的土卸到坑内的箱斗中，然后进行土方提升，将其提升到地面，顶管完成后，对每节管节进行测量，绘制管道竣工纵断面图并做闭水试验。
接收坑包括导轨、混凝土地坪和基础等。
顶进坑包括导轨、混凝土地坪、后背和基础等。
接收坑和顶进坑是竖井，顶进过程中，顶管的管节不断被吊入工作坑内安装顶进，管内土方陆续从坑下提升到地面运走。工作坑的尺寸是根据地形、地质条件和顶管管径确定的，其中顶进坑的尺寸为长*宽*高＝6m*5.5m*6m，接收坑的尺寸为长*宽*高＝5m*5m*6m，工作坑基础为C20现浇混凝土。
根据力的平衡原理，管节的顶力值为管前的贯入阻力和沿着顶进长度的摩擦力之和，顶力的理论计算公式为：
Rf＝K[f(2Pv+2Ph+Pb)+Pa]——————(1)
式中，Rf为计算顶力，单位为KN；
Pv为管顶上的垂直压力，单位为KN；
Ph为管侧土压力，单位为KN；
Pb为全部欲顶进管段的重量，单位为Kg；
f为管壁与土间的摩擦系数；
Pa为管端部贯入阻力，单位为KN；
K为安全系数；
其中，Pv的计算公式为：
Pv＝Kp*r*H*D1*L——————(2)
式中，Kp为垂直压力系数；
r为土的容重，单位为T/m3；
H为管顶覆土深度，单位为m；
D1为顶入管节的外径，单位为m；
L为顶进管段的长度，单位为m。
其中Ph的计算公式为：
Ph＝r(H+D1/2)D1*L*tg2(45°-φ)——————(3)
式中，r为土的容量，单位为T/m3；
H为管顶覆土深度，单位为m；
D1为顶入管节的外径，单位为m；
L为顶进管段的长度，单位为m；
φ为土的内摩擦角。
其中，Pb的计算公式为：
Pb＝G*L——————(4)
式中，G为管节单元长度重量，单位为Kg/m；
L为顶进管段的长度，单位为m。
后背的抗力计算公式为；
Rc＝Kr*B*H*(h+H/2)*r*Kp——————(5)
式中，Rc为后背抗力，单位为KN；
B为后背宽度，单位为m；
H为后背宽度，单位为m；
h为后背体顶到地面高度，单位为m；
r为毛石的容重，单位为t/m3；
Kp为被动体压力系数；
Kr为后背抗力系数。
顶管施工方法还包括步骤五，地面观察测量：看地面有无沉陷和隆起现象。
导轨为滑动式导轨，导轨的轨距为0.8米。
顶管材质为预应力钢筋混凝土，管节的长度为2米，内径为1.2米。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.预应力钢筋混凝土污水截流管顶管施工方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，对污水截流管的管位下工程地质情况进行勘探，并对管网进行初步的平面设计；
步骤二，工作坑的支护和开挖；工作坑包括接收坑和顶进坑，根据管网的平面设计，作适当的调整，选择交通便利、人员不易集中的地段，将钢桩一次打到位，确定工作坑的设置位置，进行人工开挖，开挖的过程中不断焊接钢板挡土，每隔两米加设一道横梁和稳定斜撑，开挖到设计标高时，顶进坑施工集水井、砂浆砌筑后背及混凝土地坪，接收坑施工集水井和混凝土地坪，接收坑的钢桩间距大于顶进坑的钢桩间距，接收坑的施工晚于顶进坑的施工，在浇筑地坪的过程中，埋入导轨和其他预埋件，排除工作坑内的积水；
步骤三，顶管的工艺平台及其专用设施的安装：在工作坑内设置工艺平台，以便于管节的固定，将工艺平台支腿焊接在预埋件上，顶管内设置半圆形的四轮小车，坑内设置箱斗，在工作坑的开口部设置起吊龙门架及起吊器具；采用槽钢焊接工作棚的主支架，角铁焊接工作棚的分布架，分布架上设置防水棚布，完成工作棚的设置，在工作坑顶部的地面上设置工作台，用工字钢焊接形成工作台，用于吊运管道和吊运管中的土；
步骤四，顶管施工：根据设计要求，选择适当尺寸和长度的管节，对管节的外观进行检查，管节端面的平直度、管节壁表面的光洁度和管端面下有无纵向裂缝，检查合格后，将管节进行安装，为了保证每节管节尾部变压而不变形，加套圆形顶铁，扩大管节端的承压面积，对工作面进行挖土，挖土时，严格规范施工，不得超挖，顶进的过程中，对管节进行实时监测，正常顶进间距30cm测量一次，以检查管节是否沉降，每顶进80cm-100cm对整个顶管段进行复测，检查整个管节是否发生沉降，挖土后利用半圆形四轮小车进行管内运土，小车的土卸到坑内的箱斗中，然后进行土方提升，将其提升到地面，顶管完成后，对每节管节进行测量，绘制管道竣工纵断面图并做闭水试验。
2.根据权利要求1所述的预应力钢筋混凝土污水截流管顶管施工方法，其特征在于：
还包括步骤五，地面观察测量：看地面有无沉陷和隆起现象。
3.根据权利要求1所述的预应力钢筋混凝土污水截流管顶管施工方法，其特征在于：
所述的导轨为滑动式导轨，导轨的轨距为0.8米。
4.根据权利要求1所述的预应力钢筋混凝土污水截流管顶管施工方法，其特征在于：
所述的顶管材质为预应力钢筋混凝土，管节的长度为2米，内径为1.2米。
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