泥水平衡顶管工程施工方案.doc

泥水平衡顶管施工方案 工作井施工完成后，开始顶管施工，针对施工地区的土质情况，我方计划采用泥水平衡顶管施工方案。 1、泥水平衡顶管施工工艺 一、泥水平衡式顶管 微型掘进机被主顶油缸向前推进，掘进机头进入止水圈，穿过土层到达接收井，电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入土层。挖掘的土质，石块等在转动的切削刀盘内被粉碎，然后进入泥水舱，在那里与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输送至地面上。在挖掘过程中，采用复杂的泥水平衡装置来维持水土平衡，以至始终处于主动与被动土压之间，达到消除地面的沉降和隆起的效果。掘进机完全进入土层以后，电缆、泥浆管被拆除，吊下第一节顶进管，它被推到掘进机的尾套处，与掘进头连接管顶进以后，挖掘终止、液压慢慢收回，另一节管道又吊入井内，套在第一节管道后方，连接在一起，重新顶进，这个过程不断重复，直到所有管道被顶入土层完毕，完成一条永久性的地下管道。 掘进机在掘进过程中，采用了激光导向控制系统。位于工作后方的激光经纬仪发出激光束，调整好所需的标高及方向位置后，对准掘进机内的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像内，并输送到挖掘系统的电脑显示屏内。操作者可以根据需要开启位于掘进机内置式油缸进行伸缩，为达到纠偏的目的，调整切削部分头部上下左右高度。在整个掘进过程中，甚至可以获得控制整个管道水平、垂直向5cm内的偏离精度。 当工作井完成以后，经调试完毕的液压系统，顶管掘进机便通过运输至工地，并安装就位至导轨上，微型掘进设备还包括，操纵室和遥控台、液压动力站、后方主顶、泥水循环装置，激光定位装置，减摩剂搅拌注入装置，泥水处理装置；其他辅助装置包括起重机，发电机、卡车、电焊机等。随后，微型掘进装置上。 泥水平衡式顶管突出的优点： （1）适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高，以及变化范围很大的条件下，它都适用。 （2）可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小，因而由顶管引起的地面沉降较小。 （3）与其他类型的顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其在粘土层这种表现得更为突出，所以特别适用于长距离顶管。 （4）工作坑内的作业环境较好，作业比较安全，由于它采用泥水管道，输送弃土，不存在吊土，搬运等危险的作业。 （5）泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快。 主要设备参数： 本工程使用的主要设备是YX-2000型和YX-1800型泥水平衡顶管机。主要参数如下： 1 尺寸 外径（mm）：2420 全长（mm）：4300 重量（T）：25 2 切削刀盘 电机功率（KW）.m）：470 转速(r/min)：1.5 ɑ=3.32 3 纠偏油缸 数量（个）：4 每个推力（KN）：1072 纠偏角度：上下1.7°, 左右1.2° 4 液压站（KW）：37 顶力（T）））” 测量系统：用J2激光经纬仪导向 二、施工工艺流程： 测量引点→工作井施工→测量放样→井下导轨机架、液压系统、止水圈等设备安装→地面辅助设施安装→顶管掘进机吊装就位→激光经纬仪安装→掘进机出工作坑→正常顶进→顶管机进接收坑，如下图所示。 2、顶力计算、最大顶距确定和准备工作 本工程顶管单元长度根据设计图纸的井室位置、地面运输和开挖工作坑的条件、顶管需要的顶力、后背与管口可能承受的顶力等因素确定单元长度。本工程土质参数基本相同，顶力计算时分不同管径取一个最大管径和最大单元长度进行计算。 一、顶力的计算 最大推力计算，采用经验公式，按最大顶距340米计算： F=F1+F2 上式中：F—总推力； F1—端阻力； F2—侧壁摩阻力； F1=п/4×D2×P=1/4×3.14×2.422×7.32=34t 式中D—管外径； P—控制土压力； P=Ko·γ·Ho=0.55×1.9×7=7.32 t/m2 式中：Ko—静止土压力系数，一般取0.55 Ho—地面至掘进机中心的高度，取值7m γ—土的重量，取1.9t/m3 F2=πD·f·L=3.14×2.4×0.4×340=1024吨 式中：f—管外表面综合磨擦阻力，根据地质勘察报告，取值0.40T/m2 D—管外径 L—顶距 F=F1+F2 =34+1024=1058 T〉工作井允许顶力，需要设置一个中继环。 中继允许顶力1200×0.7=840吨，设置在距掘进机160米处，余下180米总顶力为P= 34+3.14×2.4×0.4×180=576吨〈600吨，可满足要求。 二、地面准备工作 在顶管顶进施工前，按要求进行施工用电，用水，通道，排水及照明等设备的安装。施工用电每台套采用150KW的发电机组。水需从外拖运，要修进场简易便车道，保证