04流沙地质顶管穿越公路施工方法.ppt
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1、1流沙地质顶管穿越公路流沙地质顶管穿越公路 施施 工工 方方 法法21 引言引言 顶管施工是继盾构施工之后发展起来的一种顶管施工是继盾构施工之后发展起来的一种地下管道施工方法,它不需要开挖面层,并且能地下管道施工方法,它不需要开挖面层,并且能够穿越公路、铁路、河川、地面建筑物、地下构够穿越公路、铁路、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等,是目前长输管道常用筑物以及各种地下管线等,是目前长输管道常用的一种穿越施工方法。的一种穿越施工方法。西气东输二线工程东段西气东输二线工程东段28标段地处江西吉安标段地处江西吉安地区的水网地段,江河、沟渠众多,地下水丰富,地区的水网地段,江河、沟渠众多
2、,地下水丰富,水位埋深平均约水位埋深平均约0.8米。在米。在GO038-GO040处顶管处顶管穿越高速公路引路施工中,通过探坑发现,穿越高速公路引路施工中,通过探坑发现,3该处该处1.5米以下地质为流砂,地下水位高,属于流米以下地质为流砂,地下水位高,属于流砂地质,且管线的钢嵌套混凝土套管管径较大砂地质,且管线的钢嵌套混凝土套管管径较大(管外径(管外径2160mm),使用常规的公路顶管穿越),使用常规的公路顶管穿越施工方法,将会导致公路塌陷,穿越该处公路遇施工方法,将会导致公路塌陷,穿越该处公路遇到了较大的困难。到了较大的困难。2 流砂地质顶管穿越施工方法流砂地质顶管穿越施工方法 顶管施工就是
3、借助主顶油缸及管道间中继间顶管施工就是借助主顶油缸及管道间中继间等的推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土等的推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内吊起。与此同时,也就把紧层一直推到接收坑内吊起。与此同时,也就把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间,这随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间,这41.边坡 2.套管 3.环向顶铁 4.纵向顶铁 5.横向顶铁6.千斤顶 7.方木 8.基础图图1 顶管穿越公路示意图顶管穿越公路示意图一种常用的非开挖的敷设地下管道的施工方法。顶管示意图见附图1,顶管施工流程见附图2。5测量放线挖操作坑和接收坑顶管(边顶、边清土)安装顶管靠背停顶退
4、程加顶铁退程加接管检 查顶管(边顶、边清土检查清除管内泥土复 测监理、业主验收接管顶管安装轨道和设备图图2 顶管施工流程顶管施工流程 流砂地质顶管穿越的施工流程与常规的顶管穿越施工相流砂地质顶管穿越的施工流程与常规的顶管穿越施工相同,但是由于地质比较特殊,给顶管操作带来了很大困难同,但是由于地质比较特殊,给顶管操作带来了很大困难,在以下的操作过程中的采用不同于传统顶管的施工方法,在以下的操作过程中的采用不同于传统顶管的施工方法。62.1 开挖操作坑开挖操作坑西气东输二线管道工程东段西气东输二线管道工程东段28标段标段GO038-GO040处顶管穿越高速公路使用的钢嵌套混凝处顶管穿越高速公路使用
5、的钢嵌套混凝土套管长度为土套管长度为44米,每节套管长度为米,每节套管长度为2米,套管米,套管管径管径壁厚为壁厚为2160180。顶管操作前需要在公。顶管操作前需要在公路两侧开挖两个操作坑,即发送坑(混凝土套路两侧开挖两个操作坑,即发送坑(混凝土套管顶进端,长管顶进端,长宽宽深为深为4m4m5m)和接)和接收坑(混凝土套管顶出端,长收坑(混凝土套管顶出端,长宽宽深为深为2m2m5m);由于地质为流砂,不能成型,);由于地质为流砂,不能成型,正常开挖公路两侧的发送基坑和接收基坑难度正常开挖公路两侧的发送基坑和接收基坑难度很大,容易坍塌,顶管过程中存在很大的安全很大,容易坍塌,顶管过程中存在很大的
6、安全7隐患,且在坍塌过冲中需要不断的清理,因隐患,且在坍塌过冲中需要不断的清理,因此增加了工程量和占地面积。此增加了工程量和占地面积。为提高顶管操作的安全性,采用钢筋混为提高顶管操作的安全性,采用钢筋混凝土沉井方法修建发送基坑和接收基坑,基凝土沉井方法修建发送基坑和接收基坑,基坑底部为混凝土浇筑,并在发送基坑底部低坑底部为混凝土浇筑,并在发送基坑底部低点位置设一集水坑,用于收集和排除基坑四点位置设一集水坑,用于收集和排除基坑四周和顶管过程的渗水。根据顶管操作时的荷周和顶管过程的渗水。根据顶管操作时的荷载,发送基坑的后背墙要独立为钢筋混凝土载,发送基坑的后背墙要独立为钢筋混凝土墙,以承载顶管过程
7、的反作用力。作用力的墙,以承载顶管过程的反作用力。作用力的计算公式如下:计算公式如下:8W1=fk1(Pv+Pn)DL+Po式中:式中:W1为管壁与土层的摩阻力(以吨计)为管壁与土层的摩阻力(以吨计)f为管壁与土层摩阻系数:流砂为管壁与土层摩阻系数:流砂f为为0.46k1顶力折减系数:顶力折减系数:L=44m,k1=0.75;Pv顶管上垂直土压力(顶管上垂直土压力(t/m2)Pv=rh,r 为为管顶上土容量(管顶上土容量(t/m2)流砂为)流砂为1.7,h为管顶为管顶上土厚度(上土厚度(m)(包括路面厚度),)(包括路面厚度),h取取3m;Pn=管壁上土的水平压力(管壁上土的水平压力(t/m2
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