1、機頭選型: 根據地質報告,并結合本公司的施工經驗,頂管機頭決定采用氣壓平衡網格(水沖)式機頭進行施工。該機頭在頂進過程中,通過氣壓平衡正面土壓穩定機頭,減少外部土體對周圍地面的影響。
2、頂進設備及頂進工藝
(1)主頂: 采用4臺200噸/臺千斤頂作為主頂,千斤頂行程為1.4米。千斤頂動力由油泵提供。千斤頂后端用道木和分壓環將反力均勻作用于工作井,前端頂進分壓環,頂鐵將頂力傳至管節。分壓環制作具有足夠的剛性,與管端面接觸相對平整,無變形。
(2)中繼間: 在長距離頂進過程中,當頂進阻力超過容許總頂力時,無法一次達到頂進距離時,須設置中繼間分段接力頂進。本頂管工程在頂進長度超過100米時,考慮在機頭后設置一只中繼間,并采用觸變泥漿注漿工藝。 中繼間由前殼體、千斤頂及后殼體組成。前殼體與前接管連接,后殼體與后接管連接,前后殼體間為承插式連接,兩者間依靠橡膠止水帶密封,防止管道外水土和漿液倒流入管道內。 每只中繼間安裝10個、每個頂力為30噸的千斤頂,千斤頂沿圓周均勻布置。千斤頂的行程為28厘米,用扁鐵制成的緊固件將其固定在前殼體上。鋼殼體結構進行精加工,保證
其在使用過程中不發生變形。中繼間殼體外徑與管節外徑相同,可減少土體擾動、地面沉降和頂進阻力。 當管道頂通以后,拆除千斤頂及各種輔件,外殼與管節內壁之間的間隙用細石混凝土填充。
(3)接口: 管節接口主要由外套環(鋼套環)橡膠止水帶和軟土襯墊組成。鋼套環在加工處至現場運輸吊裝過程中不能變形,接口不損壞,以確保管節在對接過程中,橡膠帶不移位、不翻轉,確保管節的密封性。同時,鋼環套在進場前還必須做好防腐處理。 橡膠止水帶應保持清潔、無油污,并存放在陰暗處,防止老化。施工中,將橡膠止水帶用強力膠水粘貼于混凝土管口凹槽處,并粘貼牢固,在管節對接前涂無腐蝕性潤滑油以減少摩阻,防止止水帶翻轉、移位和斷裂。 軟木襯墊采用多層膠合板(厚度1cm左右),將其夾于前后管節鋼套環間,以均勻管節間的相互作用力,減少接口損壞。管道頂通后,管道須作內接口處理,將管節間的膠合板鑿至同樣深度(深度2~3cm即可),并用瀝青彈性嵌縫膏或水泥砂漿抹平。
目前應用最廣泛的有以下兩種: 1、泥水平衡式頂管施工工藝; 2、拖管法施工工藝。 前者主要用于埋深較大的管,拖管法普遍使用于比較淺的管和小直徑的管。
施工工藝
1、鋼筋制形與綁扎
根據涵管內外環筋的曲率制成環形樣板,利用樣板進行環筋的制形。綁扎時,先在管座預埋筋和弧形面上畫出幾組環形和縱向筋的位置,根據畫出的位置進行綁扎。這幾組鋼筋作為其它鋼筋的控制筋并固定好。其它鋼筋以控制筋為基準進行綁扎。短鋼筋以固定其間距與保護層。
2、模板設計與施工
模板分內模與外模,模板間添加海綿條防止漏漿。內模板固定在由管座孤形面上預埋筋支撐的環形鋼珩架上,外模板通過對拉卡片固定在內模板上,并由卡片控制內外模板間距為35cm。外模板的外側每隔2m設1道環行拉筋對模板進行加固。4節涵管共制作2套模板,交替使用。