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軟土地區(qū)管幕法箱涵頂進(jìn)施工技術(shù)?

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  【學(xué)員問題】軟土地區(qū)管幕法箱涵頂進(jìn)施工技術(shù)?

  【解答】管幕法是利用頂管機(jī)建造大斷面地下空間的施工技術(shù),是一種新型的地下暗挖技術(shù)。其原理是以單根鋼管頂進(jìn)為基礎(chǔ),各鋼管間依靠鎖口相連,并在鎖口處注入止水劑,形成密封的止水幃幕。采用管幕法時(shí),由于開挖土體或者推進(jìn)箱涵是在管幕的保護(hù)下進(jìn)行的,因此,可以顯著減少地面沉降和增加施工時(shí)開挖面的穩(wěn)定性,同時(shí),由于管幕具有隔離地下水的作用,故施工時(shí)無需降低地下水位。本文詳細(xì)討論了有關(guān)軟土地區(qū)管幕法箱涵頂進(jìn)施工技術(shù)以及箱涵推進(jìn)施工技術(shù)。

  一、管幕頂進(jìn)施工技術(shù)

  (一)頂管進(jìn)出洞技術(shù)措施

  1、土體加固

  當(dāng)在軟弱土地區(qū)進(jìn)行施工時(shí),由于管幕段所處的土層基本為流塑狀的土,含水量大,強(qiáng)度低,為保證管幕鋼管進(jìn)出洞時(shí)洞口的穩(wěn)定性及防水要求,避免軟弱土體及地下水涌入工作井內(nèi),造成地表沉降,同時(shí)為增加始發(fā)井后靠土體的穩(wěn)定性,需要采取土體加固的措施。土體加固要求為:

 ?。?)土體加固、改良后的土體的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度需大于1.2MPa.但也不能太高,以免造成頂管頂進(jìn)時(shí)頂力太大,影響頂進(jìn)精度。

 ?。?)加固范圍按3米考慮。加固過程中,應(yīng)對地表進(jìn)行跟蹤監(jiān)測,地表隆起應(yīng)控制在20毫米以內(nèi)。

  2、頂管出洞技術(shù)措施

 ?。?)出洞施工

  在出洞施工之前,需要通過開觀察孔等手段,確認(rèn)加固后的土體的止水性達(dá)到設(shè)計(jì)要求,防止由于加固效果不良,導(dǎo)致洞口泥水涌入。若土層加固未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,則需要進(jìn)行二次加固處理,直到確認(rèn)安全后,才可進(jìn)行頂管的出洞施工。

  為防止掘進(jìn)機(jī)出洞時(shí)發(fā)生磕頭現(xiàn)象,可采取如下措施:調(diào)整后座主千斤頂?shù)暮狭χ行?,出洞時(shí)加密對掘進(jìn)機(jī)偏差的測量,一旦發(fā)現(xiàn)有下磕的趨勢,立即用后座千斤頂進(jìn)行糾偏。

  (2)洞口止水裝置

  在軟粘土及淤泥質(zhì)粘土地區(qū),地下水也是管幕施工的一大影響因素。對于高地下水位地區(qū),為避免推進(jìn)過程中的涌水及涌砂現(xiàn)象,應(yīng)盡可能選用具有水密性的推進(jìn)機(jī)頭,或在推進(jìn)進(jìn)行的過程中進(jìn)行止水灌漿。為有效地防止地下水、潤滑泥漿流入工作井內(nèi),需要設(shè)置有效的洞口止水構(gòu)造。

  3、頂管進(jìn)洞技術(shù)措施

  在機(jī)頭將要達(dá)到接收井時(shí),要精確測出機(jī)頭姿態(tài)位置,盡量滿足橡膠法蘭與機(jī)頭同心的要求。在頂管結(jié)束后,頂管首節(jié)與尾節(jié)和井壁預(yù)埋鋼環(huán)連接,并作密封處理。

 ?。ǘ┕苣粷B漏的防治

  雖然在開挖前,管幕接口間壓注過高分子漿液,但隨著開挖的進(jìn)行,管幕接口仍然可能滲漏。此時(shí),根據(jù)滲漏點(diǎn)的部位應(yīng)分別采取措施:

 ?。?)滲漏點(diǎn)在已開挖的部位:此時(shí)用電鉆在連接口部位穿孔,直接壓注油溶性聚氨酯。也可以采用鋼板封堵后壓注聚氨酯。

  (2)滲漏點(diǎn)在開挖部位前方:派人乘小車進(jìn)入鋼管,在預(yù)定部位壓注聚氨酯漿液。如果發(fā)生在側(cè)壁且深度較大,視情況可以在地面振管注漿。值得指出的是,為保護(hù)地面綠化,管幕以上土體不容許注任何漿液。

 ?。ㄈ┯|變泥漿減阻

  頂進(jìn)施工中,觸變泥漿的應(yīng)用是減少頂進(jìn)阻力的重要措施。頂進(jìn)時(shí),通過頂管機(jī)鉸接處及管節(jié)上預(yù)留的注漿孔,向管道外壁壓入一定量的減阻泥漿,在管道四周外圍形成一個(gè)泥漿套,減少管節(jié)外壁壓入一定量的減阻泥漿,從而減少頂進(jìn)時(shí)的頂力。泥漿套形成的好壞,直接關(guān)系到減阻的效果。

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  為提高焊接質(zhì)量與焊接速度,可以采用管道自動(dòng)焊接技術(shù),以人工焊接為輔,自動(dòng)焊接為主。

  由于管幕鋼管的厚度較厚,管節(jié)頭部設(shè)單面坡口,尾部不設(shè)坡口,這樣管節(jié)頂進(jìn)時(shí)不會減少受力面積,坡口采用45°。

  管節(jié)吊下井后,先進(jìn)行拼接。拼接時(shí),在前一節(jié)管節(jié)尾部燒焊幾個(gè)“搭子”,通過在搭子中打入鐵楔,可將后一節(jié)管節(jié)頭部整形,使之與前一節(jié)尾部能相連接。拼接時(shí),前后管節(jié)間應(yīng)留1~2毫米的空隙,利于燒焊牢固。

  (五)管幕頂進(jìn)后的處理措施

 ?。?)置換觸變泥漿

  當(dāng)相鄰兩根鋼管頂進(jìn)結(jié)束后,進(jìn)行觸變泥漿的置換。置換材料選用純水泥漿,以便有足夠的連接強(qiáng)度。置換過程按順序進(jìn)行,通過回流孔將觸變泥漿完全排入鋼管內(nèi)。置換時(shí),需要嚴(yán)格控制水泥漿的注漿壓力和注漿量。

 ?。?)鋼管鎖口止水處理

  為了防止箱涵頂進(jìn)時(shí),不發(fā)生滲漏泥水的現(xiàn)象,在觸變泥漿置換完成后,要利用預(yù)留的注漿孔向鎖口部位壓注聚胺脂漿。同時(shí),要預(yù)留足夠的跟蹤注漿孔,以便在箱涵頂進(jìn)過程中對局部滲漏點(diǎn)進(jìn)行二次注漿。

  (3)鋼管混凝土填充

  在箱涵頂進(jìn)前,在管幕部分鋼管內(nèi)進(jìn)行無收縮、免振搗混凝土填充,以加大管幕縱向的剛度,和避免管幕局部出現(xiàn)應(yīng)力集中而屈服。

 ?。?)鋼管端部與工作井的連接

  澆注混凝土后,將鋼管的口部焊接封閉,再用鋼板與連續(xù)墻預(yù)留鋼板焊接,連為一體。

  二、箱涵推進(jìn)施工技術(shù)

  在軟弱粘土中進(jìn)行大斷面的箱涵頂進(jìn)施工,由于施工難度很大,可結(jié)合工程具體情況,采用管幕法箱涵頂進(jìn)的施工方案。

  目前,國外應(yīng)用較多的大斷面箱涵頂進(jìn)施工工法主要有FJ工法和ESA工法。FJ工法通過鋼絞線把兩側(cè)箱涵連接在一起,通過后面的串芯油缸或者中繼間千斤頂交替牽引兩側(cè)的箱涵,或者設(shè)置反力壁安裝鋼絞線,箱涵一側(cè)牽引推進(jìn);ESA工法則完全依靠箱涵自身的反力推進(jìn)。

  以上兩種工法的主要特點(diǎn)都是先挖土后推進(jìn),因此,前方土體必須加固以保持工作面的穩(wěn)定,同時(shí),箱涵推進(jìn)時(shí)需要開挖導(dǎo)坑,布設(shè)軌道;還需要很大的場地來制作箱涵;但無需反力后背及反力架;箱涵分節(jié)推進(jìn),總的推進(jìn)力較小,減少千斤頂和鋼絞線的數(shù)量,可靠性較高。

  國內(nèi)應(yīng)用較多的是箱涵頂進(jìn)工法,該工法工藝簡單,技術(shù)相對成熟,但是后靠土體需要加固,而且后靠結(jié)構(gòu)容易失穩(wěn)。當(dāng)由于道路的限制,不可能提供很大的預(yù)制場所;同時(shí)限于工程造價(jià),管幕內(nèi)的土體也不加固,所以導(dǎo)洞也無法施工。此時(shí),箱涵有四種方案可供選擇:推進(jìn)工法、牽引工法、推拉結(jié)合工法和有中繼間的推進(jìn)工法。

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發(fā)布:2007-11-12 17:52    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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