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文檔簡介
頂管拉頂施工方案及技術(shù)要點(diǎn)在城市地下管線建設(shè)與改造工程中,頂管施工技術(shù)以其對地面交通及周邊環(huán)境影響小的顯著優(yōu)勢,得到了廣泛應(yīng)用。其中,拉頂施工作為一種特殊的頂管工藝,在特定工程條件下,能夠有效解決常規(guī)頂進(jìn)方式面臨的空間限制或頂力不足等問題。本文將結(jié)合工程實(shí)踐,系統(tǒng)闡述頂管拉頂施工的方案設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn),旨在為類似工程提供參考。一、工程概況與地質(zhì)勘察任何施工方案的制定,都必須建立在對工程本身及所處地質(zhì)條件的深刻理解之上。拉頂施工亦不例外。首先,需明確工程的具體內(nèi)容,包括管道的設(shè)計(jì)軸線、管徑、長度、埋深,以及管道材質(zhì)和接口形式等核心參數(shù)。這些參數(shù)直接決定了后續(xù)施工設(shè)備的選型、工法的選擇以及施工步驟的安排。地質(zhì)勘察是保障施工順利進(jìn)行的前提。需詳細(xì)查明施工區(qū)域的土層分布情況,如各土層的厚度、物理力學(xué)性質(zhì)(土的含水量、密度、內(nèi)摩擦角、粘聚力等)、地下水位及其變化情況,以及是否存在不良地質(zhì)現(xiàn)象(如流沙、溶洞、孤石等)。對于巖石地層,還需了解巖石的種類、風(fēng)化程度、完整性及單軸抗壓強(qiáng)度。同時(shí),周邊環(huán)境的勘察也至關(guān)重要,包括鄰近建筑物、構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)形式及距離,地下已有管線的種類、埋深、走向及其與擬建管道的相對位置關(guān)系。這些信息將直接影響工作井和接收井的選址與設(shè)計(jì)、頂進(jìn)設(shè)備的配置、以及施工過程中對周邊環(huán)境的保護(hù)措施。二、施工總體部署與流程(一)施工段劃分與工作井、接收井設(shè)置根據(jù)工程的總長度、平面曲線分布(若有)、地質(zhì)條件變化以及工期要求,可將工程劃分為若干個(gè)獨(dú)立的施工段。每個(gè)施工段通常包含一個(gè)工作井和一個(gè)接收井。拉頂施工的工作井與接收井的功能定位與常規(guī)頂管有所不同。在拉頂工藝中,“拉”的動力往往來自于接收井一側(cè),而工作井則更多地承擔(dān)管道的拼裝、下放以及提供初始導(dǎo)向的作用。因此,接收井的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需重點(diǎn)考慮其承受拉力反力的能力,通常需要進(jìn)行更嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)驗(yàn)算和加固處理。工作井和接收井的位置選擇應(yīng)綜合考慮施工便利性、對周邊環(huán)境的影響、以及管線設(shè)計(jì)軸線的要求,盡量避開地下障礙物和重要構(gòu)筑物。其結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)地質(zhì)條件和施工條件選擇,如沉井、鋼板樁支護(hù)、地下連續(xù)墻等。(二)主要施工流程拉頂施工的總體流程可概括為:施工準(zhǔn)備→工作井與接收井施工→設(shè)備安裝與調(diào)試(包括接收井側(cè)的拉力設(shè)備、工作井側(cè)的導(dǎo)向及輔助頂推設(shè)備)→測量放線與導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)置→首節(jié)管下井與就位→啟動拉力設(shè)備及輔助頂推設(shè)備,開始拉頂施工→管節(jié)拼裝、連續(xù)拉頂→測量監(jiān)控與糾偏→管道貫通→設(shè)備拆除與洞口處理→后續(xù)工程(如管道內(nèi)防腐、回填等)。在拉頂過程中,管節(jié)從工作井逐步被拉入地層,向接收井方向延伸。與傳統(tǒng)的從工作井“頂”出不同,拉頂工藝通過在接收井設(shè)置的反力裝置提供主要?jiǎng)恿?,這使得工作井的尺寸和結(jié)構(gòu)受力可以得到優(yōu)化,尤其適用于工作井作業(yè)空間受限的情況。三、關(guān)鍵施工技術(shù)要點(diǎn)(一)測量放線與導(dǎo)向控制拉頂施工的精度控制是工程質(zhì)量的核心。施工前,需建立精確的地面控制網(wǎng)和井下高程控制點(diǎn)。采用全站儀、水準(zhǔn)儀等精密測量儀器進(jìn)行軸線和高程的放樣。導(dǎo)向系統(tǒng)通常采用激光導(dǎo)向儀,其發(fā)射器一般安裝在接收井或已頂入的管節(jié)內(nèi),接收器安裝在待拉頂管節(jié)的前端。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測管節(jié)前端的位置偏差,及時(shí)調(diào)整拉力的分布或輔助頂推的力量,以確保管道按照設(shè)計(jì)軸線前進(jìn)。對于曲線段拉頂,需特別注意導(dǎo)向參數(shù)的設(shè)置和動態(tài)調(diào)整,確保曲線擬合精度。(二)管節(jié)制作與運(yùn)輸管節(jié)的質(zhì)量直接關(guān)系到拉頂施工的順利進(jìn)行和管道的長期運(yùn)行安全。管節(jié)通常采用鋼筋混凝土管或鋼管。鋼筋混凝土管應(yīng)保證其混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B等級符合設(shè)計(jì)要求,管節(jié)端面應(yīng)平整,尺寸偏差在允許范圍內(nèi)。鋼管則需確保其材質(zhì)、壁厚及焊接質(zhì)量。管節(jié)接口形式應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和密封要求選擇,如橡膠圈承插接口、法蘭接口等。在運(yùn)輸和吊裝過程中,應(yīng)采取有效措施防止管節(jié)碰撞、損壞或變形,尤其是管節(jié)的接口部位應(yīng)重點(diǎn)保護(hù)。(三)頂進(jìn)設(shè)備與頂力(拉力)控制拉頂施工的關(guān)鍵設(shè)備包括拉力裝置(如液壓千斤頂、張拉錨索等)、反力架、導(dǎo)向裝置以及輔助頂推裝置。拉力裝置的選型應(yīng)根據(jù)計(jì)算所需的最大拉力確定,并有足夠的安全儲備。反力架的設(shè)計(jì)必須能夠承受巨大的拉力,確保其在施工過程中的穩(wěn)定性,必要時(shí)可對接收井周邊土體進(jìn)行加固處理以提高反力承載能力。拉力的控制是拉頂施工的關(guān)鍵。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、管節(jié)重量、管節(jié)與地層的摩擦力等因素,通過計(jì)算確定合理的拉力值。施工過程中,應(yīng)緩慢、均勻地施加拉力,避免突然加載或卸載導(dǎo)致管節(jié)受力不均或產(chǎn)生過大應(yīng)力。同時(shí),需密切監(jiān)測拉力變化,若出現(xiàn)異常增大或減小,應(yīng)立即停止施工,查明原因并采取相應(yīng)措施后方可繼續(xù)。對于長距離拉頂,還需考慮管節(jié)的彈性壓縮和土體的蠕變效應(yīng),合理安排接力或調(diào)整拉力參數(shù)。(四)管節(jié)頂進(jìn)與糾偏管節(jié)的拉頂過程是一個(gè)動態(tài)過程。每節(jié)管節(jié)下井就位后,需精確調(diào)整其初始位置,確保與已拉頂管節(jié)的軸線和高程一致。接口處理完畢后,方可進(jìn)行拉頂作業(yè)。在拉頂過程中,應(yīng)通過導(dǎo)向系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測管節(jié)的姿態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)軸線或高程偏差時(shí),應(yīng)及時(shí)進(jìn)行糾偏。糾偏方法通常包括調(diào)整不同位置千斤頂?shù)睦Σ?、利用工作井?cè)的輔助頂推裝置施加側(cè)向力、或在管節(jié)前端設(shè)置糾偏楔塊等。糾偏應(yīng)遵循“小角度、勤調(diào)整”的原則,避免因糾偏幅度過大而對地層造成擾動或損壞管節(jié)。(五)輔助工法應(yīng)用在復(fù)雜地層條件下(如松散砂土、高水位地層或巖石地層),單純的拉頂可能面臨困難,此時(shí)需輔以相應(yīng)的地層加固或改良措施。例如,在砂層或粉土層中,可采用管節(jié)外周注漿形成加固環(huán),以減少摩阻力并防止管涌;在富水地層,需做好工作井和接收井的降水或止水措施,確保干槽作業(yè);對于巖石地層,可能需要先進(jìn)行超前鉆孔或爆破預(yù)處理(需嚴(yán)格控制振動和開挖輪廓),再進(jìn)行拉頂。四、質(zhì)量控制與安全管理(一)質(zhì)量控制要點(diǎn)嚴(yán)格控制管節(jié)的進(jìn)場質(zhì)量驗(yàn)收,不合格的管節(jié)不得使用。加強(qiáng)施工過程中的測量監(jiān)控,確保管道軸線、高程偏差符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。重視管節(jié)接口的密封性能,防止?jié)B漏。對于鋼筋混凝土管,需注意其在拉頂過程中的受力狀態(tài),避免出現(xiàn)裂縫。施工完成后,應(yīng)按要求進(jìn)行管道的閉水試驗(yàn)或閉氣試驗(yàn),確保其水力性能。(二)安全管理要點(diǎn)建立健全安全生產(chǎn)責(zé)任制,對所有施工人員進(jìn)行安全教育和技術(shù)交底。工作井、接收井周邊應(yīng)設(shè)置牢固的防護(hù)設(shè)施和警示標(biāo)志。加強(qiáng)對頂進(jìn)設(shè)備、起重設(shè)備、電氣設(shè)備的日常檢查和維護(hù),確保其運(yùn)行安全。在地下作業(yè)時(shí),應(yīng)保證良好的通風(fēng)和照明,監(jiān)測有毒有害氣體濃度。對于涉及地下管線的施工,必須制定詳細(xì)的保護(hù)方案,必要時(shí)進(jìn)行人工探坑確認(rèn)。雨季施工應(yīng)做好防雨、排水措施,冬季施工應(yīng)注意防凍、防滑。五、結(jié)語頂管拉頂施工技術(shù)作為一種特殊的非開挖工法,在特定工程條件下具有顯著的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。其成功應(yīng)用的關(guān)鍵在于充分的前期勘察、科學(xué)合理的施工方案
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