管幕锁扣施工方案

下穿高速公路管幕施工方案

一、工程概况

１、工程简介

2、工程地质

二、总体施工方法

1、施工方法

根据以上地质情况,采用导向顶管跟进螺旋出土工法进行施工,该施工工艺能够有效得控制地层沉降,其主要施工设备为液压系统,施工中振动与噪音较小,即采用液压顶进系统,螺旋钻杆在管幕钢管内出土,根据沉降控制标准与地层情况及测量数据，可以通过调整控制方向系统,调整钻头与钢管得相对位置,做到超前成孔或滞后出土,将Φ401钢管顶入设计位置,直至全部钢管铺设完成。因钻头直径略小于管幕钢管直径,管幕钢管对周围土体有挤密作用,且未采用通常水循环大扩孔方法,对地层扰动小，施工过程中不会导致地层沉降,可以在管幕钢管全部铺设完成后,管幕钢管内再填充水泥浆或无收缩水泥砂浆或商用混凝土,用来提高管幕钢管刚度与防止管幕钢管腐蚀后造成地层空洞影响结构安全。

2、工程难点

２、1 铺设距离较长,精度要求高,偏差不能大于20cm;

2、2 离地表距离3米,处于特殊地段;

2、3 地层复杂且极不均匀,管幕钢管Φ４01,铺设难度大;

2、4 地处特殊地段,管幕铺设过程中要避免引起地层沉降。

3、解决方法

3、1 利用激光测量进行导向，严格控制导向精度;

3、２严格控制钻进速度与螺旋出土量,24小时观察地面情况,发现问题立即处理;

3、3 为避免引起地面沉降,要保证实际出土不能大于理论出土值,要尽量减少对地层得扰动。因此扩孔直径不能大于401mm ，扩孔钻头伸出Φ401钢管不超过5０cm,控制出土量;同时加强沉降观测,防止异常发生。

４、应急预案

在铺设管幕过程中，如出现涌水，涌沙情况。要立即进行封孔,报告项目部,分析原因，研究对策,及时处理。

铺设管幕时,如果遇到特殊障碍不能通过时,先分析就是何种障碍,如就是钢筋等不能破除得物

体,需上报项目经理部及驻地监理,共同研究对策。

要保证地面不能出现隆起或沉降,项目部测量队每天要测量两次,发现异常情况要立即停工检查。

三、工法原理及关键技术

１、定位管打设:

在打设φ40１mm钢管管幕之前,可以先打设一根φ４01得管幕定位钢管、如果要求定位管有更高得精度,可以适当增加钢管直径(如６00－８00），定位钢管打设原理如下图1所示。

图１导向顶管跟进螺旋出土工法示意图

φ４01mm钢管中间就是φ21０ｍm螺旋钻杆,螺旋钻杆中心就是一个φ60得导向观察孔(测量孔)。钻头由切削刀盘、土压仓、方向调节仓、激光发射系统等组成,第一节管幕钢管与钻头活动连接，钻进时,螺旋钻杆带动切削刀盘旋转,切削下来得切削渣压入土压仓，螺旋钻杆将碎屑从φ4０1钢管内排出,钢管顶进及螺旋出土同时进行，直至导向钢管顶进到位为止。

2、管幕钢管打设:

定位管幕钢管铺设完成后,开始施作φ4０1ｍm管幕钢管，因定位管幕钢管上得锁扣已决定了它相邻φ４01mm管幕钢管得走向,根据管幕设计图，调整φ４01mm管幕钢管上得锁扣相对位置，决定下一根φ401ｍm管幕钢管得走向,如图２－1所示。

定位管

管幕钢管

锁扣

图2-1 管幕示意图

管幕钢管得打设不需要导向,螺旋钻杆直接在φ4０1ｍm钢管中出土,如图2-２所示。

3、导向方法原理

导向顶管跟进螺旋出土铺设方法就是我公司独有得一种施工方法。该方法要求在铺设过程中能准确测定钻头在地下得位置与方向。根据钻头在铺设过程中得位置与方向同设计轨迹得差异,利用方向调节油缸调整钻头得方向,从而改变钻头得钻进方向,完成铺设工作。

方向得测定：在螺旋钻杆得最前端(螺旋钻杆得中心)安装有两个激光,一个在螺旋钻杆得几何中心,另一个在离几何中心2―3ｃｍ得地方,在钻机得后面留有测量孔,需要测量时,在钻机后面架设经纬仪,通过测量孔观察激光得运动轨迹,确定钻头得位置与方向。

图３-1

图3-2

图3导向测量原理图

当顶进就是直线前进时,一个激光Ａ成像在靶区中心，另一个激光B成像以激光A为圆心得圆上运动,如图3-1所示;

当钻头往上偏移时,激光A移到靶区中心下方,另一个激光B则以激光A为圆心得圆上运动如图3-2所示,在螺旋钻杆旋转得过程中,通过调向油缸y１缓慢伸出,同时调向油缸ｙ2缓慢收缩,使激光A、Ｂ回归到图３-１所示得位置，然后继续顶进;

当钻头往下偏移时,激光A移到靶区中心上方,另一个激光B则以激光A为圆心得圆上运动如图3-３所示,在螺旋钻杆旋转得过程中,通过调向油缸y1缓慢收缩，同时调向油缸y2缓慢伸出,使激光A、Ｂ回归到图3-1所示得位置,然后继续顶进;

同样当钻头左右偏移时用同样得方法,通过调向油缸ｙ3、y4伸缩,使激光A、B回归到图2-1所示得位置,再继续施工。

四、锁扣

锁扣采用63*63*5得角钢,根据管幕得设计要求,计算出锁扣在管幕钢管上得位置，然后按下图把4根角钢焊接在管幕钢管上,为了锁扣焊接得准确,先将管幕钢管放在一根125得槽钢上，然后根据锁扣参数,固定角钢倆端及中间得位置焊牢，因锁扣决定下一根管幕钢管得走向,锁扣焊接一定要准。

图4锁扣示意图

五、施工部署

1、进度计划

2、劳力安排

３、主要设备

SＥ-150水平液压螺旋顶管机为全液压驱动,功率:75ＫW;顶进／回拖力:1５００KN;扭矩:12０00NM

六、工艺流程及施工要点

1、施工工艺流程

施工准备→测量放线→设备就位→钢管就位→顶进施工→下一根管幕施工→最后钢管内注浆

2、施工要点

２、1施工准备

管幕施工准备工作主要包括钢管得加工、顶管后背支撑墙得施工等内容。

管幕钢管设计参数为φ401,壁厚10ｍm,管长６5ｍ。管幕钢管单根加工长度为每节6m,每根管幕需要11节钢管组成。

顶管工作室综合考虑施工设备、吊装运输、施工精度控制与施工现场条件等各种因素后，工作室长度为10m,高度根据结构设计进行适当调整,满足施工需要即可。

顶管后背支撑墙根据顶管所需顶推力进行设计,满足顶推力需要即可,在本次6５m管幕施工时,按照15０t顶推反力进行设计。

2、2测量放线

在管幕施工掌子面与后背支撑墙按照设计位置测设出每根管幕得中心位置与标高，用来控制设备与钢管得就位以及施工过程中得检查与调整，保证钢管得施工精度。

2、3设备就位

根据预备施工管幕钢管得中线与标高进行设备就位与调整,设备标高与中线调整到位后进行固定。