小(Ⅱ)型水库水库除险加固中放水涵管顶管法施工工艺分析.docVIP

小(Ⅱ)型水库水库除险加固中放水涵管顶管法施工工艺分析 　　【摘要】利用顶管法对土坝输水涵管进行除险加固，避免了大面积的土体开挖，不干扰地面交通，对主坝的完整性不产生破坏等特点，具有一定应用价值。由于这些特点，顶管法施工技术成为一种新型环保的施工技术。但用在坝体材质不好，放水涵洞埋深较大情况下，顶管的防渗处理比较困难，影响整体投资，需要在应用中认真考虑，合理选择施工方案。 　　【关键词】顶管法；设计；质量控制；效果分析 　　该小（Ⅱ）型水库水库以农田灌溉为主，整个水库由溢洪道、大坝、放水设施组成，大坝为黏土心墙坝，最大坝高28 m，现存在放水涵管不能正常放水。最开始对放水涵管的设计是用φ400砼涵管进行连接，水库经过长时间的运行，搭接的砼涵管有些坍塌有些错位，进而造成水流堵塞，使得水在连接处经外壁渗出，渗水处存在明显裂缝，直接威胁大坝安全。针对这种情况，本文采用顶管法进行施工。 　　一、顶管法施工前的准备工作 　　1.轴线定位。原涵管在大坝左端，本次设计沿原涵管轴线布置，考虑到原涵管搭接错位和坍塌，库区淤泥量大等因素，顶管进口高程抬高3 m，轴线长94 m。 　　2.顶进方法及顶管选用。根据坝体土质情况，坝壳土层多为含少量碎石的浅黄色的粉质黏土，顶进方法决定采用人工开掘式顶管法，单向顶进。在坝上游，构筑顶管工作坑和后座支承顶墩，用经纬仪和水准仪校正方位和高程后，用液压千斤顶将预制的管段按设计要求逐节顶进坝体内。根据放水流量和管内施工需要，顶管采用φ1 000平口钢筋砼顶制管，每节长3 m，内置φ315PE 塑料管作为放水涵管，进口高程为422. 15 m，出水口高程为421. 39 m。 　　3.顶力计算。顶管轴线长63 m，管材为钢筋砼预制管，容重为2. 5 t / m3，管内径为1. 0 m，根据本地顶管工程施工经验，取顶管力系数 F =2. 9，则最大顶力 P =224. 6T，选择顶进千斤顶为 300T 顶力。 　　4.顶管工作坑尺寸设定。顶管为单向顶进，根据顶进工具尺寸，确定工作坑平面尺寸为6. 5 m ×4. 5 m，深度1. 5 m。 　　5.后座设计。后座墩位于顶管工作坑内，为 C25 钢筋砼结构，宽4. 5 m，厚 1. 0 m，高 4. 5 m，基座埋深 2 m。按照总顶力224. 6 t计算，设计后座墩墙尺寸为4. 5 m × 6. 5 m （ 高 ×宽） =29. 25 m F =22. 46 m2，满足要求。 　　二、顶管法施工工艺 　　1.施工准备 　　施工主要机械及设备：经纬仪、水准仪、300T 千斤顶、吊装设备、高压油泵、垂直卷扬机、导轨、顶铁及运土工具、低压照明设备。施工场地布置：工程已有道路通到主坝，可投入生产使用；生产、生活用工棚、材料、仓库、机械停放场、堆料场等其它生活设施布置在主坝右侧的空地上。施工用电采用当地动力三相电，并安装好漏电保护装置。施工用水抽取库区库水，生活用来采用自然山泉水，工程所需材料均从附近市场购买，预制顶管由厂家定制运到料场，进行检查，确保施工机械能够正常操作。 　　2.施工工艺流程 　　顶管的施工工艺流程为：测量高程及轴线→挖顶管工作坑→铺顶管导轨→设置顶进后背→安装顶进设备→吊装砼管到轨道上→连接好工具管→装顶铁→开起油泵顶进→出土→测量及纠偏→再次吊装砼管到轨道上→连接好工具管→装顶铁→开起油泵机进→出泥→测量纠偏。循环作业直致管道贯通完成。 　　3.工作坑开挖 　　施工前首先通过经纬仪测量，确定顶管的轴线位置，按设计要求，用水准仪测量顶管进口高程，然后确定工作坑的位置，工作坑的长宽要视土质、顶管直径、长度、顶管机具设备宽度、后背宽度、导轨长度而定，还要考虑有利于向坑外出土和作业人员操作。本工程工作坑开挖宽度为4 m，长6. 5 m。 　　4.后背钢筋砼的浇筑 　　后背的坚固与否直接影响顶管的顶进效果，后背作为千斤顶的支撑点，应采用高标号钢筋砼结构，后背梁和支墩基础位于坚硬基岩上。如果基础是软基础，需要先对基础进行处理。本工程在工作坑内留足顶管长3 m，千斤顶长1. 8 m，顶铁长1 m位置后，开挖一个后背梁基坑，浇筑一段长4. 5 m，深4. 5 m，宽1 mC25 钢筋砼后背梁。 　　5.顶管工作坑内设备安装 　　后背梁和三角支墩浇筑砼达到一定强度后，方可进行设备安装程序。首先进行导轨的安装，严格控制导轨的中心位置和前后端管底高程，校核导轨安装的准确性。导轨安装完后，再对工作坑底板进行砼浇筑，使导轨地基稳定。 　　千斤顶和顶铁的安装。千斤顶安装在后背梁与顶铁之间，顶铁和顶管之间安装专用橡胶垫对砼管端保护。 　　6.顶进施工 　　工作坑内设备安装完毕，即可掏土顶进，顶进前再用经纬仪校核好轴线，控制好坡比。在首