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大口径钢顶管施工工艺
大口径钢顶管施工工艺
中图分类号:TU7 文献标识码: A

本人有幸参与了电厂三期扩建工程中钢顶管工程,而在实际顶进过程中,又出现了地质报告中没有的两种地质:硬质石英岩地质古河道冲沟地层(粉细砂层)。本文主要就穿越这两种地质的施工工艺进行论述。
穿越石英岩地质施工工艺
石英岩很硬,顶管顶进速度慢,使挖掘面上部砂岩出现滑落,上部流砂涌入顶管机内,造成管节上部出现渗漏漏斗,灰浆池地面开裂。
针对以上情况,我部将采取如下几点措施
(1)启用气压平衡顶管法施工,平衡挖掘面水压力。
(2)采用微差预裂爆破挖掘石英岩。
(3)针对出现石英岩分布情况不明问题,需立即在右线顶管机头前方轴线上进行地质补堪,以确定石英岩是否属于孤石以及沿顶管方向分布长度,以便于采取后继的相关措施。
(一)、主要施工工艺
1、气压平衡顶管施工工艺
(1)气压法顶管介绍
气压法顶管是在顶进管道的前方工具仓〔机头〕内设置气压密封门形成气压舱,向舱内充入压缩空气,由于压缩空气向正面土层的孔隙隙中渗透,将工具管前方土层中的地下水从土壤的孔隙中排挤到远方,给工具管作业面提供一个无水稳定的环境,同时,气体的压力也使机头前的土体开挖面维持稳定而不坍落。
(2)气压舱布置
在顶管机头处设置两道钢封门,将顶管机头及第一节管节(1#管)分割成两个舱。同时在第二道封门上安装两个钢管舱口,分别为出土舱口和人员进出舱口。
1#封门主要用于防止塌方、流砂、透水等事故的应急封闭和爆破减震,门上设有观察室,方便掌握工作面情况。
2#封门安装有主封门用于非施工阶段人员、设备进出;1个“人行舱”用于充气加压后人员进出,1个“出土舱”用于出土,1个进气管用于加压,1个排气管用于减压,1个压力表用于读取和控制舱内压力,1个排水阀用于排除舱内积水。
(3)气压平衡加压系统布置
加压系统主要由空压机组、空气过滤器、减压阀、进气管、阀门等组成,气压仓的气压是通过工作井外的空压机提供,空气需过滤,地下水头大时,应有备用空压机。
(4)气压顶进工作操作步骤
当2#封门关闭且增压后(),工人自人行舱进入,人行舱和出土舱管道(φ1100mm,L=1800mm)两头分别安装密封门,可交替打开防止人员进出和出土操作时漏气。首先将机头前挖出的土运到一、二道门之间的转运舱内,然后打开出土舱内侧封门,气体继续稳压机头前仓,将土转运至出土舱管道内,再关闭出土舱内侧封门并打开外侧封门,以防止气压泄露,此时可将出土舱管内土运至工作井。管道是边挖边顶,开挖量与顶进长度相匹配。
(5)开挖顶进平衡控制
第一、顶管掘进机在顶进过程中,气仓压力与它所处土层的地下水压力和土压力处于一种平衡状态;第二、它的开挖量与掘进机顶进所占有的土的体积也处于一种平衡状态。
在顶进过程中,其气压仓的压力P如果小于所处土层的地下水压力和主动土压力P1时,地面就会产生沉降:反之,气仓的压力如大于所处土层的地下水压力和被动土压力P2时,地面就会产生隆起,这是一个逐渐演变的过程。我们要将气仓压力控制在Pl至P2之间,才能达到平衡。
(二)、预裂爆破开挖施工工艺
(1)爆破工艺流程
(不含机头3m)处出现了与地质报告不