砂砾石顶管方案.docVIP

【摘要】在北京西部地区、南部和西南部地区，地面以下除少量的杂填土层、亚粘土层以外，大部分是松散的干砂、砂砾石和砂卵石层等土壤结构。这种土壤承载力较大，但是砂石层级配变化、孔隙率变化都很大，含水量较小，土层松散，粘聚力为零，土的内摩擦角很大，这对于顶管施工是极不稳定的土层。砂石土层的摩擦系数f小于0.6，在顶管掏土时不能形成卸荷拱，时常是稍加扰动就出现管前塌方，所以在顶进过程中，由于砂卵石层是阶梯式坍塌、滚动式挤压，不只是造成顶进工效低，顶进质量难以保证或顶力很大无法保证顶管到位，严重者还会造成质量低劣，地面沉陷严重威胁地下管线、构筑物、地上建筑物和道路交通的安全。对大口经管道在砂卵石中顶管过程中土壤加固、触变泥浆使用、水泥浆填充三浆的配合使用，以及与之配套的顶管工具管及注浆设备，控制好施工过程，可取得较好效果。【关键词】大口径顶管；三浆； 1.前言北京卢沟桥污水处理厂污水干线工程中，采用依托于北京市政总公司长期以来人工顶管的施工经验设计的顶管工具管及配套注浆设备，使大口径D=2400～2600mm管道施工每天进尺4～6m，按计划顺利完成。2.工程概况2.1北京市市政三建设工程有限责任公司承建的卢沟桥污水处理厂污水干线工程（C5.1）上段1#～16#段污水管道顶管工程，是卢沟桥污水处理厂流域排水规划安排的重点工程的一部分。管线北起吴家村路，南至梅市口路。桩号：8+507.0～7+362.0，井号：1#～16#，干线全长：1145m，为D=2400mm滑动胶圈钢承口钢筋砼顶管,管口接口密封采用双组分聚氨密封膏。合同工期为2002年6月25日－2003年6月25日。2.2土层地质条件卢沟桥污水处理厂流域，地形坡度较陡，高差较大，地面坡度一般为千分之四，本工程设计污水管线的地面坡度平均为千分之一左右。工程土质自上而下为：表层人工堆积层，厚度为0.6~1.9m，其下为新近沉积的亚砂土②层，轻、中亚粘土②1层；粉、细砂②2层，细、粉砂②3层，中亚粘土层②4层，再下为圆砾、卵石③层，细、粉砂③1层，粉、细砂③2层，轻亚粘土、重亚粘土③3层，再下为第四纪沉积的卵石、圆砾④层，卵石混粘性土④2层。污水管线座落在土质为④层卵石、圆砾层，卵石直径一般为50~70mm，最大为180mm，亚圆形，含砂量约为25%。地基土容许承载力〔σ0〕为：第四纪沉积的卵石、圆砾④层400KPa；第四纪沉积的细砂④1层300KPa；第四纪沉积的卵石混粘性土④2层200KPa。3.工程特点、难点3.1土质自身稳定性差，土层凝聚力小。本工程设计污水管线主要穿越的地层为4层卵石，圆砾层，含砂量约为25%，含水量小，形成卸力拱的能力差。3.2本工程所采用的管材管径大D=2400mm,顶距长L=72～90m。3.3管道埋置较深，卵石粒径较大，土层摩擦阻力大，产生顶进偏差时不易纠偏。4.顶进施工技术4.1.顶管施工工艺流程：??? 施工放线→工作坑开挖护壁支护→四角架设备安装→后背→导轨安装→顶进设备安装→工具管安装顶进→砼管顶进→压浆→中继间安装顶进→水泥浆填充处理→顶管接口及预留孔处理。4.2.顶力设计：A.顶力计算：根据上海《市政排水管道工程施工及验收规程》DBJ08-220-96，顶进阻力可按下式估算：F=fπD L式中： F—顶进管子全部阻力(KN)；?????? f—采用注浆工艺的摩阻系数，砂卵石土层取f=12KN/m2;?????? D—管子外径(m)；?????? L—全部顶进长度(m).??? 本次顶管外径D=2.88m，最长顶距为l=90m，总顶进阻力为：?????? F=12×3.14×2.88×90=9766.7(KN)??? 采用四台320t顶镐及中继间使用，并采用触变泥浆减阻可以满足此次总顶力要求。B．坑底处理：由于本次顶管坑底为砂卵石级配砂石层，工作坑底采用天然地基作基础，横放枕木，枕木采用4m长、15×15cm方木，间距1m，卧入天然级配砂卵石层中，其上铺安钢制导轨，级配砂石表面比方木面低2cm。C．后背及导轨：在护壁锚喷砼前，现浇C25厚40cm的钢筋砼后背墙，宽度与坑同宽，高度4m，深度低于管内底50～80cm，采用Φ18双排主筋，间距15cm，横放30#以上工字钢密排满焊牢固。顶砼管穿越钢筋砼后背范围，为便于调头顶进，采用膨胀水泥打眼处理；调头顶进时，采用已顶进管子做后背，管前增设外加工特殊整体边圈。导轨采用30kg/m钢轨，长度不小于6m，要求光滑、直顺，导轨安装中心偏差3mm，采用道钉固定在导轨两侧的枕木上，导轨安装高程的预抬量，一般取10mm，每顶进10m需对已顶完管段全线复测一次确定顶进时的预留量，导轨固定后，外侧用两层15×15cm方木挤靠牢固，防止导轨因受砼管挤压而倾斜移