浅谈顶管施工及安全隐患处理

  摘 要:随着城市建设的发展,地下建构筑物增多,在地下管网建设中顶管技术应用越来越多,采用顶管施工技术,能有效降低对周围建设构筑物、管网和道路的影响,取得安全、高效、经济、环保的效果。本文论述了顶管施工技术的应用,并对施工要点及安全进行了探讨。   关键词:顶管;施工技术;安全隐患   一、前言   顶管施工技术是一种利用岩土钻凿方法,更换或敷设地下管线的管道技术。因为不需开挖地面,能够直接穿越公路、铁路、河流,甚至在建筑物底下穿过,是一种能够安全有效地保护环境的施工方法。   二、顶管工作坑的开挖及导轨安装   1、工作坑设置,工作坑设置时要力求长距离顶进,尽量少挖工作坑。一般采用工作坑双向对顶,交汇坑接口的施工方法。   2、工作竖井应有足够的工作面,竖井底尺寸应按下式计算:   式中:B - 工作竖井底宽(m);L - 工作竖井底长(m);S - 管两侧操作宽度(m),一般为每侧1.2m~1.6m;C - 撑板厚度(m),一般采用0.2m;D1 - 管外径(m);L1 - 管子顶进后,尾部压在导轨上的最小长度,顶钢筋混凝土管取0.3m~0.6m;机械挖土、挤压出土及管前使用其他工具管时,工具管长度如大于上述铺轨长度的要求,L1应取工具管长度;L2 - 管节长度(m);L3 - 出土工作间长度,根据出土工具而定,宜为1.0m~1.8m;L4 - 液压油缸长度(m);L5 - 后背所占工作竖井长度,包括横木、立铁、横铁,取0.85m。   工作竖井深度应符合下式:H1=h1+h2+h3;H2=h1+h2(无基础及垫层时)   式中:H1 - 顶进竖井地面至竖井底的深度(m);h1 - 接受竖井地面至竖井底的深度(m);h2 - 管道外缘底部至导轨底面的高度(m);h3 - 基础及其垫层的厚度,不应小于该处井室的基础及垫层厚度(m)。一般工作竖井内的布置图。   3、后背   顶管时一般采用天然后背。后背有以下基本要求:1)要具有一定刚度,压缩变形尽量小。2)具有足够的强度和稳定性,不致因顶力大而坍塌。3)后背土应一致,压缩均匀,不致因顶力大而坍塌倾斜。4)后背土壁面要求平整,垂直于管中线,以便安装。   4、导轨安装   导轨安装应符合下列要求: 1)导轨应选用钢质材料制作,宜根据管材质量选配钢轨作导轨。2)应在检验合格的基础上安装枕铁或枕木,在检验合格的枕铁或枕木上安装导轨。3)当工作竖井底有水、土质松软、管径较大时,应浇筑水泥混凝土基础,将枕铁或枕木埋设于混凝土中。4)当工作竖井底无水,土质坚实,可挖土槽埋设枕铁或枕木。5)枕铁宜用型钢制成,并附有固定导轨的特制螺栓,枕铁应直顺、平整。6)两根导轨应顺直,两根导轨的内距按下式计算:   式中:A0 - 两导轨中距(mm);A - 两导轨上部的净距(mm);a - 导轨的上顶宽度(mm);   D - 管外径(mm);h - 导轨高度(mm); e - 管外底距枕铁(枕木)面的距离   7)顶管的顶力计算   总顶力经验公式(钢筋混凝土管): P=nGL   式中:P - 计算总顶力(kN);G - 管子单位长度管体自重(kN/m);L - 顶进管总长度(m);n - 土质系数。当土质为粘土及天然含水量较小的亚粘土,管前挖土能形成土拱者,n可取1.5~2。当土质为密实的砂土及含水量较大的亚粘土,管前挖土不易形成土拱,但塌方尚不严重时,n可取3~4。   5、工作平台安装   1)工作平台应按照施工方案支搭。 2)工作坑的平台口必须安装护栏,并设专用人行爬梯。   6、垂直起重运输设备安装   1)安装前必须对卷扬机、电动葫芦等设备进行全面检查,设备完好,方可安装。2)起重设备安装后在正式作业前必须试吊,吊离地面10cm左右时,检查重物,设备有无问题,确认安全后方可起吊。   7、顶进设备安装   1)安装前对液压缸、高压油泵、液压管路控制系统进行检查,设备完好方可安装。2)顶铁应放置在工作坑内顶进方向的两侧,摆放整齐、方便安装。3)更换顶铁时,应先用长度大的顶铁。4)顶进设备安装后应试车运行。   8、顶管测量与纠偏   在顶第一节管时,以及在校正偏差过程中,测量间距不应超过30cm,以保证管道入土的位置正确,管道进入土层后的正常顶进,测量间距不超过100cm。中心测量、高程测量与纠偏均采用激光导向定位系统进行。做好顶管记录与交接班记录。   三、顶管施工安全隐患处理   1、顶进土方坍塌,在土质条件差、土壤中含水量大、容易塌方的地段施工时,在管前端应加管帽。在顶进作业时,管帽应先顶入土层中以后再开始按规定的掏挖长度挖土,要始终让管帽的前沿保持在土层中,确保施工安全。   2、井内积水,基础与导轨缺乏稳定性,工作井的四周要设置围堰,防雨水进入井内,工作井底要安装有效的排水设施,保证井内的安全。确保基础的稳定安全,对导轨的规格尺寸,材质事先都应检查验收,混凝土基础的排水盲沟要保持畅通。   3、未按规定配戴安全“三宝”   1)井内作业人员必须戴安全帽,上下井走扶梯,梯子应牢固完好,深井每步梯子的梯角平台、走道应平稳、牢固、有两道牢固的护身栏。2)往工作井内下管前,必须有防高处坠落,物体打击的安全措施,作业人员分工要明确,严格遵守纪律。   四、 结论   顶管施工前应按照理论计算进行工作竖井的设置;同时应掌握顶管施工技术并且在施工中排除安全隐患,才能保证顶管施工质量。

  摘 要:随着城市建设的发展,地下建构筑物增多,在地下管网建设中顶管技术应用越来越多,采用顶管施工技术,能有效降低对周围建设构筑物、管网和道路的影响,取得安全、高效、经济、环保的效果。本文论述了顶管施工技术的应用,并对施工要点及安全进行了探讨。   关键词:顶管;施工技术;安全隐患   一、前言   顶管施工技术是一种利用岩土钻凿方法,更换或敷设地下管线的管道技术。因为不需开挖地面,能够直接穿越公路、铁路、河流,甚至在建筑物底下穿过,是一种能够安全有效地保护环境的施工方法。   二、顶管工作坑的开挖及导轨安装   1、工作坑设置,工作坑设置时要力求长距离顶进,尽量少挖工作坑。一般采用工作坑双向对顶,交汇坑接口的施工方法。   2、工作竖井应有足够的工作面,竖井底尺寸应按下式计算:   式中:B - 工作竖井底宽(m);L - 工作竖井底长(m);S - 管两侧操作宽度(m),一般为每侧1.2m~1.6m;C - 撑板厚度(m),一般采用0.2m;D1 - 管外径(m);L1 - 管子顶进后,尾部压在导轨上的最小长度,顶钢筋混凝土管取0.3m~0.6m;机械挖土、挤压出土及管前使用其他工具管时,工具管长度如大于上述铺轨长度的要求,L1应取工具管长度;L2 - 管节长度(m);L3 - 出土工作间长度,根据出土工具而定,宜为1.0m~1.8m;L4 - 液压油缸长度(m);L5 - 后背所占工作竖井长度,包括横木、立铁、横铁,取0.85m。   工作竖井深度应符合下式:H1=h1+h2+h3;H2=h1+h2(无基础及垫层时)   式中:H1 - 顶进竖井地面至竖井底的深度(m);h1 - 接受竖井地面至竖井底的深度(m);h2 - 管道外缘底部至导轨底面的高度(m);h3 - 基础及其垫层的厚度,不应小于该处井室的基础及垫层厚度(m)。一般工作竖井内的布置图。   3、后背   顶管时一般采用天然后背。后背有以下基本要求:1)要具有一定刚度,压缩变形尽量小。2)具有足够的强度和稳定性,不致因顶力大而坍塌。3)后背土应一致,压缩均匀,不致因顶力大而坍塌倾斜。4)后背土壁面要求平整,垂直于管中线,以便安装。   4、导轨安装   导轨安装应符合下列要求: 1)导轨应选用钢质材料制作,宜根据管材质量选配钢轨作导轨。2)应在检验合格的基础上安装枕铁或枕木,在检验合格的枕铁或枕木上安装导轨。3)当工作竖井底有水、土质松软、管径较大时,应浇筑水泥混凝土基础,将枕铁或枕木埋设于混凝土中。4)当工作竖井底无水,土质坚实,可挖土槽埋设枕铁或枕木。5)枕铁宜用型钢制成,并附有固定导轨的特制螺栓,枕铁应直顺、平整。6)两根导轨应顺直,两根导轨的内距按下式计算:   式中:A0 - 两导轨中距(mm);A - 两导轨上部的净距(mm);a - 导轨的上顶宽度(mm);   D - 管外径(mm);h - 导轨高度(mm); e - 管外底距枕铁(枕木)面的距离   7)顶管的顶力计算   总顶力经验公式(钢筋混凝土管): P=nGL   式中:P - 计算总顶力(kN);G - 管子单位长度管体自重(kN/m);L - 顶进管总长度(m);n - 土质系数。当土质为粘土及天然含水量较小的亚粘土,管前挖土能形成土拱者,n可取1.5~2。当土质为密实的砂土及含水量较大的亚粘土,管前挖土不易形成土拱,但塌方尚不严重时,n可取3~4。   5、工作平台安装   1)工作平台应按照施工方案支搭。 2)工作坑的平台口必须安装护栏,并设专用人行爬梯。   6、垂直起重运输设备安装   1)安装前必须对卷扬机、电动葫芦等设备进行全面检查,设备完好,方可安装。2)起重设备安装后在正式作业前必须试吊,吊离地面10cm左右时,检查重物,设备有无问题,确认安全后方可起吊。   7、顶进设备安装   1)安装前对液压缸、高压油泵、液压管路控制系统进行检查,设备完好方可安装。2)顶铁应放置在工作坑内顶进方向的两侧,摆放整齐、方便安装。3)更换顶铁时,应先用长度大的顶铁。4)顶进设备安装后应试车运行。   8、顶管测量与纠偏   在顶第一节管时,以及在校正偏差过程中,测量间距不应超过30cm,以保证管道入土的位置正确,管道进入土层后的正常顶进,测量间距不超过100cm。中心测量、高程测量与纠偏均采用激光导向定位系统进行。做好顶管记录与交接班记录。   三、顶管施工安全隐患处理   1、顶进土方坍塌,在土质条件差、土壤中含水量大、容易塌方的地段施工时,在管前端应加管帽。在顶进作业时,管帽应先顶入土层中以后再开始按规定的掏挖长度挖土,要始终让管帽的前沿保持在土层中,确保施工安全。   2、井内积水,基础与导轨缺乏稳定性,工作井的四周要设置围堰,防雨水进入井内,工作井底要安装有效的排水设施,保证井内的安全。确保基础的稳定安全,对导轨的规格尺寸,材质事先都应检查验收,混凝土基础的排水盲沟要保持畅通。   3、未按规定配戴安全“三宝”   1)井内作业人员必须戴安全帽,上下井走扶梯,梯子应牢固完好,深井每步梯子的梯角平台、走道应平稳、牢固、有两道牢固的护身栏。2)往工作井内下管前,必须有防高处坠落,物体打击的安全措施,作业人员分工要明确,严格遵守纪律。   四、 结论   顶管施工前应按照理论计算进行工作竖井的设置;同时应掌握顶管施工技术并且在施工中排除安全隐患,才能保证顶管施工质量。


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