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管幕頂管施工順序是怎樣的?
管幕施工過程中,需要用到的施工方法有很多,其中頂管施工就是其中一種,管幕頂管施工主要是指隧道或地下管道穿越鐵路、道路、河流或建筑物等各種障礙物時采用的一種暗挖式施工方法。作為一種非開挖施工方法,有很多優點,是繼盾構施工后大力發展起來的一種非開挖施工方法。那么管幕頂管施工順序是怎樣的呢?
一步:機頭選型
根據地質報告,并頂管機頭決定采用氣壓平衡網格(水沖)式機頭進行施工。該機頭在頂進過程中,通過氣壓平衡正面土壓穩定機頭,減少外部土體對周圍地面的影響。
二步:頂進設備及頂進工藝
1)主頂:
采用4臺200噸/臺千斤頂作為主頂,千斤頂行程為1.4米,千斤頂動力由油泵提供。千斤頂后端用道木和分壓環將反力均勻作用于工作井,前端頂進分壓環,頂鐵將頂力傳至管節。分壓環制作具有足夠的剛性,與管端面接觸相對平整,無變形。
2)中繼間:
在長距離頂進過程中,當頂進阻力過容許總頂力時,無法一次達到頂進距離時,須設置中繼間分段接力頂進。本頂管工程在頂進長度過100米時,考慮在機頭后設置一只中繼間,并采用觸變泥漿注漿工藝。
中繼間由前殼體、千斤頂及后殼體組成。前殼體與前接管連接,后殼體與后接管連接,前后殼體間為承插式連接,兩者間依靠橡膠止水帶密封,防止管道外水土和漿液倒流入管道內。
每只中繼間安裝10個、每個頂力為30噸的千斤頂,千斤頂沿圓周均勻布置。千斤頂的行程為28厘米,用扁鐵制成的緊固件將其固定在前殼體上。鋼殼體結構進行精加工,其在使用過程中不發生變形。中繼間殼體外徑與管節外徑相同,可減少土體擾動、地面沉降和頂進阻力。
當管道頂通以后,拆除千斤頂及各種輔件,外殼與管節內壁之間的間隙用細石混凝土填充。
3)接口:
管節接口主要由外套環(鋼套環)橡膠止水帶和軟土襯墊組成。鋼套環在加工處至現場運輸吊裝過程中不能變形,接口不損壞,以確保管節在對接過程中,橡膠帶不移位、不翻轉,確保管節的密封性。同時,鋼環套在進場前還必須做好防腐處理。
橡膠止水帶應保持清潔、無油污,并存放在陰暗處,防止老化。施工中,將橡膠止水帶用強力膠水粘貼于混凝土管口凹槽處,并粘貼牢固,在管節對接前涂無腐蝕性潤滑油以減少摩阻,防止止水帶翻轉、移位和斷裂。
軟木襯墊采用多層膠合板(厚度1cm左右),將其夾于前后管節鋼套環間,以均勻管節間的相互作用力,減少接口損壞。管道頂通后,管道須作內接口處理,將管節間的膠合板鑿至同樣深度(深度2~3cm即可),并用瀝青彈性嵌縫膏或水泥砂漿抹平。
4)注漿工藝:
在長距離(大于100米)管道頂進過程中,必須采用注漿工藝,利用觸變泥漿套減少頂進過程中管壁與土體之間的磨擦力,并填充流失的土體,減少土體變形、沉降和隔水。
觸變泥漿由膨潤土和水攪拌而成,配合比為1:8。觸變泥漿經攪拌后存入儲漿箱,通過注漿機經管道輸送至混凝土管注漿孔,注入土體形成泥漿套。
(4)鉆進軌跡設計地下情況探明,出土、入土點確定后,根據管道埋深,就可以設計規劃鉆進軌跡。鉆進軌跡通常由入土點斜直線段、曲線段、水平直線段、過渡段、直線段、出土點組成。曲線段的曲率半徑應大于鉆桿和管道的彎曲半徑,例如材料S135,長度5 m的鉆桿彎曲半徑為70 m左右。鋼管的彎曲半徑根據經驗一般取大于管道外徑的1 200倍。PE管有較強的柔性,能適應鉆桿鉆出的任何孔道。鉆具的入土角較大,而曲率半徑一定時,將使鉆孔深度加深。入土角較小,有利于鉆桿受力和管道回拖。
(5)鉆進操作導向孔鉆進:司鉆根據導向儀傳遞的有關鉆頭參數,調整實際鉆進軌跡與設計軌跡的偏差,確保正確鉆進。擴孔:導向孔完成后,在出土點換上旋轉接頭和擴孔器進行回擴。經回擴的較終孔道直徑應是管道直徑的1.5~2.0倍。若一次回擴不能滿足要求,可進行多次回擴,白銀非開挖,擴孔器后面應接入鉆桿,以下一次回擴的順利進行。拖管:拖管可與最后一次擴孔同時進行。對于PE管,作用在管道上拉力不能太大,以免拉傷PE管。對于目前普遍使用的高密度PE管,其允許拉力如表1所示。
(6)管道外防腐采用水平定向鉆鋪設的鋼管一般深度較深,鋪設后外防腐很難檢測。即使發生泄漏,也不可能進行開挖搶修,因此對鋼管的防腐涂層提出了很高要求。除了要有良好的電絕緣性,能耐腐蝕外,還要有足夠的機械強度;有較好的耐磨性,以防止與土壤摩擦而損傷;有良好的抗彎曲性,以確保防腐層在一定曲率半徑下不致損壞。另外,若鋼管采用陰保護,就要求防腐蝕層應具有一定耐陰剝離強度的能力。環氧粉末由于具有優良附著力、柔韌性、耐化學腐蝕性強、電絕緣性好等的優點,在穿越鋼管上有廣泛應用。為了提高單層環氧粉末的耐機械撞擊力,防水性,現在已經有了雙層環氧粉末的涂層結構和環氧粉末外加擠壓聚乙烯(PE夾克)的防腐技術,了重要燃氣輸氣管道的萬無一失。
(7)壓力試驗管道回拖前應進行強度試驗和嚴密性試驗,管道回拖結束應當再進行嚴密性試驗。隨著能源結構的調整,氣作為一種潔凈能源將逐步代替人工煤氣。在氣管網建設中,水平定向鉆作為一項高精度、環保好、安全的施工技術,將得到越來越廣泛的應用。