(1)根据本工程的特点选用工具管应具备以下性能: 1)工具管要求能有效的阻止开挖面坍塌。
2)顶管施工过程中有可能碰到不明地下障碍物,工具管要求排障能力要强。 (2)工具管选择
根据工期及工程的土质为具有流塑性的淤泥质粘土和粘质粉土的特点,本工程中采用DK式泥水平衡顶管掘进机,配备数量为1套。
2、顶管施工工艺流程见下页 3、顶进设备及附属设备安装
检查工作坑 顶进设备及附属设备安装 安装工具管 测量 控制土质压力 PA
顶力接近预定顶力 吊装中继环
继续顶进 顶完全程 穿墙、顶管机与管节分离 结束
(1)主顶机机架的安装
安装在工作井内的顶推设备主要是主油缸,其作用是造成强大的顶力将管道沿着设计轴线顶出工作井。
本工程主顶管装置共有四只千斤顶,分两列布置,主顶千斤顶为等推力双冲程千斤顶, 2.0M长的管节可以一次顶进完成,无须加放顶块.每只最大顶力为160T,主顶最大总顶力为640T,大于设计顶力4000KN,主顶动力站由一台63M1/r的轴向柱塞泵驱动,可以满足5cm/min的顶进速度,另外也可以通过调节变频器改变油压泵流量,从而控制顶速。
(2)导轨铺设
基坑导轨是安装在工作井内为管子出洞时提供一个基准的设备。顶管施工中常常有出洞正常了,顶管的二分之一就正常了的说法,可见导轨之重要。导轨必须具备坚固、挺直,管子压上去不变形等特性,由于DK顶管机重量重,为此采用了复合型基坑导轨。每一根导轨上都有两个工作面:水平的一个面是供顶铁在其上滑动的,而倾斜的一个面则是与管子接触的。为了测量及导轨安放的方便,导轨水平的那个面仍然与钢筋混凝土管内管底标高同一处水平面上。每一副复合导轨中还设有六只可以调节高低的撑脚,安装起来很方便。
(3)在工作井外合理位置布置触变泥浆注浆机。 (4)供电照明、通讯、监控
本工程中,本公司计划采用380伏电压输电。
为了防止电缆线接头松动,接触电阻增加而影响供电质量,本公司使用电缆接头箱,即保证了接头质量,又可以避免包扎受潮而产生的漏电事故。
另外由于变压器到顶管作业点的距离较长,可能造成沿途的较大电压降,为了防止不可预见情况的发生,本公司还要安装一套225A自动增压装置,当线路压降过大时,增压装置开启,稳定施工用电电压,保证顶进设备的正常动作。
顶进施工时,顶管机所需要电力由操纵平台上的电箱用50mm2电缆直接输送到工作面,电缆采用三相五芯制,井口采用航空接头,便于拆卸,管道内用接头箱进行电缆连接,确保使用安全。
照明采用36V安全电压,由管道内电箱中的1KVA变压器提供36V电源,每只变压器连接9-10只行灯进行照明,根据顶进长度业决定使用变压器的数量。
顶管施工必须保证信息交换的畅通,同时对施工操作人员要进行监护,防止发生安全事故,因此本公司必要设立了通讯、监控系统。
通讯采用数字程控交换机,各联络点之间可以通过电话自由通讯,在管道内
空气潮湿,应使用防潮防爆的矿用电话机,以保证通话质量。
监控采用了两台监视器,分别对顶管机操作面和主顶操纵台进行监控。这样地面人员能及时了解施工情况,发生问题可以立即着手解决。为了解决传输信号长距离输送衰减的问题,将信号通过放大器放大后再送上地面,保证了图像的清晰。
4、顶进
DK式泥水平衡顶管掘进机采用计算机闭环控制的泥水平衡机理,电脑控制。将土体搅拌后,经由螺旋机送到密封舱板后出土。密封舱内有两个泥水传感器将测定的土压力转换成电信号输入到泥水平衡控制器内,由其自动调节螺旋机变频器,改变螺旋机转速,从而改变出土速度,使之与主顶顶速相匹配,使泥水舱内的压力始终控制在土体的主动土压力与被动土压力之间。
顶进时,一般情况下主顶顶速是恒定的,随着土质的变化可能引起正面土压力的变化,当正面土压力高于设定土压力时,螺旋机出土加快,使正面土压力下降,降到低于设定土压力时,泥水平衡控制器又会调节螺旋机变频,使出土减慢,土压力回复到设定范围,也就是维持一个动态平衡的过程。
顶进施工时,必须根据覆土厚度作土质情况计算出顶管掘进机正面的水土压力,作为设定土压力,输入泥水平衡控制器,此后就可以靠泥水平衡控制器自动控制正面土压力。泥水平衡控制器分手动和自动两种控制方式,手动控制方法能将实际的正面土压力控制在更小的波动范围内,对于控制地表沉降十分有利。
在整个施工过程中,要针对不同的覆土和土质情况及时调整设定土压力值,以利顶时的顺利进行。
顶管机的螺旋机采用轴向出土。螺旋机出的土直接卸在土箱内,土箱装满后,由无轨小车运出管道,至工作井内由吊车吊上地面弃土。
(1)管节接口处理措施
管节接口处理是顶管工程的关键部分,保证做好接口部分是顶管工程成败的关键,因此对组成接口的每一部分都必须严格遵照有关规程的要求逐一分别严格制作。顶进前应对砼成品管、钢套环、橡胶密封圈和衬垫板从尺寸、规格、性能、数量等均作详细检查,必须符合标准设计图的要求。顶进前还必须在现场作试安装,对不合格的砼成品管应予以剔除。砼管接头的槽口尺寸必须正确,光洁平整无气泡。橡胶圈的外观和任何断面都必须质密、均匀、无裂缝、无孔隙或凹痕等缺陷,橡胶圈应保持清洁、无油污,不能在阳光下直晒。钢套环必须按设计要求