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目录
TOC\o1-1\h\u3433第一章顶管设备的选择 1
12650第二章竖井设计 5
15910第三章顶管机组装 10
10508第四章管节预制 12
15275第五章顶进施工 23
顶管法施工是通过设定工作基坑,在基坑内借助于顶进设备产生的顶力,使得管道克服周围土摩擦力从而按照顶管机头扩孔路径移动,最终达到接收坑的一种施工工艺;是地下管廊建设的一种有效手段。
第一章顶管设备的选择
管廊工程使用的顶管机一般为多刀盘土压平衡顶管机和泥水平衡顶管机。根据管廊的断面尺寸,为专门定制设备。下面为某型号土压平衡矩形顶管机构造。
切削搅拌系统
矩形顶管配置了6个辐条式刀盘,刀盘开口率70%以上,采用3前3后平行轴式布置,相邻刀盘的切削区域相互交叉,开挖覆盖率能达到93%~95%。考虑要通过加固区,在前盾切口环全圆布置切刀,对盲区进行主要切削。
刀盘切削下来的土体充满整个土仓,并经过刀盘附带的搅拌棒充分搅拌均匀后,由底部螺机出土孔进行出土。
驱动系统
驱动形式:变频驱动;
速度:0~1.16rpm,无级变速;
最大理论扭矩:1444kN2m(单个刀盘)
驱动功率:30kw3636(6组)
出渣系统
螺旋输送机结构包括壳体、轴式叶片、驱动装置、尾部闸门几部分。螺旋输送机安装在土压仓下部,其作用是排除渣土、碎石以及调控土压仓压力,实现土压平衡。
排出的渣土经过洞内水平运输至始发井口,吊运至集土坑。
纠偏系统
纠偏系统主要作用就是在推进过程中,若出现轴线偏离一定角度,则使用纠偏油缸进行纠偏,以纠正矩形盾构顶管的姿态,纠偏油缸属于主动铰接,纠偏油缸的布置主要考虑结构上合理,满足上下、左右纠偏的效果。
顶推系统
顶推系统主要是为矩形顶管机及管节提供顶进动力,由顶铁、主顶油缸、液压泵站组成。
组合顶铁 主顶
液压泵站 组合图
渣土改良系统
顶管机配置膨润土和泡沫两套改良系统,可单独使用,也可同时使;六个刀盘的每根辐条上均布置碴土改良孔,掘进过程中,通过管路将碴土改良剂送至土仓,改良土体。
触变泥浆减阻系统
在壳体上和每节管片上均布置有触变泥浆注浆孔,壳体上注浆孔在一定程度上能起到调整盾体姿态的作用,管节上的注浆孔,主要用来减小摩阻力,同时也能最大限度的解决背土问题。
导向测量系统
在始发井处设置激光经纬仪,在矩形盾构顶管内设置导向靶。通过激光在导向靶上的投射斑点的位置来判断矩形盾构顶管的当前姿态。
控制系统
矩形顶管操作控制室设置在地面上,通过Profibus协议与远程I/O模块组建顶管的控制系统。同时,设备选用工业电脑作为图形终端通过以太网协议与PLC实现数据交流。
第二章竖井设计
竖井是顶管施工的主要工作场所,一般分为工作井和接收井,在此统一称为工作井。顶管施工管道一般埋深较大,其中工作井地面及周围需架设起重设备、堆放材料,因此工作井较接收井不仅在顶管施工中需要承受顶管反力,还需要在基坑支护计算中考虑更多的受力。
竖井的平面尺寸
竖井的平面尺寸
工作井最小长度
当按顶管机长度确定时,工作井的最小内净长度可按下列公式计算:
L≥??1+??3+??
式中 L──工作井的最小内净长度(m);
??1──顶管机下井时最小长度,如采用刃口顶管机应包括接管长度(m);
??3──千斤顶长度(m),一般可取2.5m;
??──后座和顶铁的厚度及安装富余量,可取1.6m。
当按下井管节长度确定时,工作井的内净长度可按下列公式计算:
L≥??2+??3+??4+??
式中 ??2──下井管节长度(m):
钢管一般可取6.0m,长距离顶管时可取8.0~10.0m;钢筋混凝土管可取2.5~3.0m;
玻璃纤维增强塑料夹砂管可取3.0~6.0m;
??4──留在井内的管道最小长度,可取0.5m。
工作井的最小内净长度应按上述两种方法计算结果取大值。
工作井最小宽度
浅工作井内净宽度可按下列公式计算:
B=??1+(2.0~2.4)
式中 B──工作井的内净宽度;D1──管道的外径(m)。
深工作井内净宽度可按下列公式计算:
B=3??1+(2.0~2.4)
工作井底板面深度
工作井底板面深度应按下列公式计算:
H=????+??1+?
式中 H──工作井底板面最小深度(m);Hs──管顶覆土层厚度(m);?──管底操作空间(m):
钢管可取?=0.70~0.80m;
玻璃纤维增强塑料夹砂管和钢筋混凝土管等可取?=0.4~0.5m。
工作井的结构形式
通常使用的竖井主要有钢筋混凝土沉井、地下连续墙、拉森钢板桩、SMW工作坑等,应根据工程具体情况综合考虑水文地质、安全、
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