小口径螺旋钻顶管施工介绍

小口径螺旋钻顶管施工介绍DN375螺旋钻施工工艺主讲：王翰林目录•1施工介绍•2施工流程•3存在问题及解决方法•4如何提高施工效率•5安全文明施工1施工介绍•1.1工作原理：螺旋钻顶管机靠机头前刀盘切削掘进面，与螺旋钻端部（刀盘处）射出的高压水混合，经由套管内螺旋输送至工作井，再使用泥箱运至存放泥浆处。•1.2适用范围：螺旋钻顶管适用于口径较小的顶管；可用于含水土层，砂土层，砂砾岩石层；单项顶进长度最佳60m。•1.3特点：不破坏既有道路，不影响交通；施工噪音小，排泥浆少，对环境影响小，文明、安全施工程度高；施工精度高，技术先进；速度快；综合施工成本低；如果前方遇到障碍物可拔出，等处理好之后继续顶进。由于管径较小，激光穿过范围较小，容易脱靶，控制难度较高。2施工流程•2.1设备进场：使用吊车跟货吊配合将顶管所需设备，管节运至工作井周围并按流程先后的放置好。•顶管使用设备：机头一台，机架一台，发电机（120KW）一台，注水注浆泵一台，液压总站一台，吊车一台•2.2测量放点：根据业主提供的测量控制点布置整个工程的控制网，在井周围布设一个高精度的控制网，用以测放、检查和修正工作井井区和井下的测量点，如轴线点、井下的测量起始点和后视点等。2施工流程•2.3机架安装•a将型钢吊入井内，沿轴线平行放置，并调至水平•b吊入机架，放至已调平的型钢上，调至水平•c使用水准仪调好顶进坡度，使误差控制在2mm范围内•d根据井壁沿轴线实测标高跟流水面标高算出软眼中心标高，软眼直径560mm•e浇注后靠背，使用C30砼浇注2施工流程※有关计算公式•a为上井壁到软眼中心的距离；d为上井壁到机架轨道距离;•b为流水面标高；e为上井壁到经纬仪距离•c为上井壁标高；•当接收井在上游时x为正,当接收井在下游时x为负；•以上各数据单位都为米。0.015x）（x0.1875b-ca0.0050.173ad005.013.0ae2施工流程•f安装固定测量支架，测量支架中心和顶进轴线重合，测量支架安装完成后，临时架设激光经纬仪，将推进系统退至后方位置，确认无碰撞后予以固定。•g油管及电缆连接2施工流程•2.4出洞•a机头下井：安装准备工作结束后，经过保养调试后的顶管机开始下井，顶管机采用两个2T的手拉葫芦捆绑，以便于顶管机到位后能够便于调整。由于工作井尺寸较小，顶管机下井时严禁井下留人，待顶管机到达井底时，工作人员在行下井作业。将油管和线缆与机头连接好后，进行机头出洞前的最后调试，确认机头运行完好后把机头尾部的螺旋杆和机架相连，将机头用手拉葫芦调整到设计坡度。2施工流程•机头出洞机头进洞2施工流程•b顶管机开始掘进：安装激光经纬仪，按设计坡度调整好，将激光对准机头光靶。取出洞口封堵砂袋，推进顶管机进入出口器，安装机头限位铁板，继续推进顶管机靠近井壁土层，启动注水泵及出土螺旋，继续将机头向前推进进入土层。由于机头刚进入土层时，机头大部分在井内，没有土壤包裹约束，很容易出现偏差，所以出洞操作时要特别小心。2施工流程•出口器及限位装置管节安装2施工流程•机头推进时把出土螺旋速度调整到低速，推进的速度取决于螺旋的出土速度。顶进作业时刀盘要稍微向前伸出3㎝左右，如果要进行纠偏作业时刀盘还需向前多伸出一点，避免刀盘和螺旋碰撞到机头壳体及螺旋套管。•推进机头时，根据操作台显示的数据，尽早进行纠偏操作，避免机头出洞时偏差过大，导致以后纠偏困难，并做好资料记录。2施工流程•2.5纠偏：目视光靶的偏位值和操作台显示器的偏位值的关系：目视光靶的偏位值从下图可以看出光点在光靶的右上，表示机头机头偏左下，而操作台显示屏可以看出，所显示的偏差值是机头的实际偏差值。2施工流程•纠偏方法：通过监测系统发现机头出现偏差时，要及时进行纠偏处理，不要让偏差超过3-5mm，如果机头需要向上进行调整，则将修正把手推到上位，启动修正油泵进油，完成纠偏作业，注意不要等到显示屏显示完全回到轴线时将纠偏油缸回收，在惯性作用下，机头会继续保持向上的趋势运行，所以当机头出现向上的趋势时就要回收纠偏油缸，让机头平缓接近设计轴线。2施工流程•2.6进洞•机头到达接收井前需要做好进洞前的准备工作，将接收井内的水抽干，安装爬梯及通风管，准备好凿洞的风镐和发电机，准备好洞口封堵材料，如果地质条件差的情况下还需要安装进口器或者提前进行地质改良。•机头在接近接收井前3米左右时，顶进要特别小心，要仔细观察操作台上的各个数据变化及土质的变化，一般来讲在靠近接收井的范围土层在沉井施工过程中都会多少出现扰动，导致机头到达的时候容易出现下沉，为避免出现这样的情况，在将要到达接受井时调整好机头的姿态，一般建议抬高2cm左右。2施工流程•在最后到达接收井的顶进过程中，将出土螺旋调整到极低转速，增加顶进速度，可以有效防止机头下沉。•机头到达接收井后，根据机头的实际位置确定进洞口的中心位置，中心位置确定好后，画一个DN600mm的圆。用风镐凿出洞口，凿洞速度要快，避免时间过长井外的土层发生滑动，造成事故。洞口凿好后迅速将机头推进接收井，完成进洞过程，起吊机头，并对软眼进行封堵。•在机头进洞后，防止管节预留太长影响下一段顶进，一定要在顶进时安排好管节排布。2施工流程•机头起吊完成后，在工作井内拆除出土螺旋及套管、油管、线缆等，割除机架的固定型钢，将机架吊到地面进行保养。•2.7设备转场•将所有顶管设备转至下一个工作井，准备下一段顶进。3存在问题及解决方法•3.1机头旋转•顶管机在顶进过程发生旋转几乎在每条顶管中都会出现，将影响管内设备的使用，甚至使液体外溢等。•解决的方法有反转法和配重法，由于螺旋正转出土，反转不出土，所以反转法在此螺旋钻顶管中不适用；配重法适用于大顶管。•我们采用将套管安装时反向旋转一个角度的方法，可以减缓旋转，但不能制止。3存在的问题及解决方法•3.2遇到不明障碍物•在顶进过程中，机头遇到不明障碍物时有发生。遇到障碍物应采取“查、看、听、触”四步，初步判断是什么性质的障碍物，然后再采取相应措施。•“查”：查地质资料，判断是否处在地质变化带，是否回填区域、历史上有无可能遗留障碍的行为等；•“看”：看电流、油压、刀盘扭矩、千斤顶推力、设备是否振动等；•“听”：听刀盘、输送管道、顶管管道内传出的声音；•“触”：触摸顶管设备，如导管、螺旋等，其振动状态有何变化；3存在的问题及解决方法•若看到在高电流高油压下顶管有少量进尺，听到的声音、触摸到的设备振动比金属障碍小，则可能遇到的是石块、建筑垃圾、历史人为留下的非金属障碍物，可采取小转速、慢推进，慢慢将障碍物磨碎排出或拨到顶管断面以外。•若看到在高电流高油压下顶管没有进尺，听到明显的金属撞击声音、触摸到的设备振动厉害，则可能是金属障碍物。处理较困难，应以最小转速正反间断转动，若是小块障碍，可能进入排泥管道带出或被刀盘拨到顶管断面以外；若是大块金属障碍，刀盘无法切削，顶管机头本身又无排障能力，则只能考虑管道回拨或作井排障了。金属障碍物切不可长时间切削，以免损坏顶管机刀盘，甚至顶管机。•大体积金属障碍物可能使整条管道报废，如洋口人工岛中石油的取水管道。3存在的问题及解决方法•3.3机头下沉•当机头进入承载力小于机头本身重量的软弱土层时，机头即会下沉。处理方法：•若可预见机头即将进入软弱土层，在进入之前就应调整机头姿态，使机头处于正误差或向上爬状态。•若突然进入软弱土层，则应暂停出土，快速推进，使机头处于强行挤压土体的状态，被挤压密实的土体承载力提高，制止机头下沉。只顶进不出土，挤压软土，是制止机头下沉与抬高机头的有效措施。3存在的问题及解决方法•3.4机头上爬•机头上爬多发生在含卵石或碎石的土层，其原因是切削过程中，机头顶部的卵石碎石下落，使机头上部压力释放，机头上下压力不均而上爬。•机头上爬的处理方法主要是调整机头势态，伸出上部的纠偏油缸，使机头处于下压状态；•调整机头势态措施应尽早采取，一旦发现，及时调整，以免爬升过高而难以调回。3存在的问题及解决方法•3.5机头难以纠偏•当遇到机头左右两边土质软硬程度不同时，会发生机头一直往一个方向偏，正常纠偏没反应，这时可采用先将顶进管节先拉出几节，然后快速旋转慢速顶进的方式可以纠过来，但是要注意机头很容易下沉。4如何提高施工效率•4.1将现有吊装设备吊车换为门吊，可大大缩短管节安装时间；•4.2做沉井时可做的更深一点，这样可以增加每次的清泥量，减少清泥次数，一次清泥最少半小时。5安全文明施工•5.1现场标准•a市政顶管施工，在条件允许的情况下，尽量扩大施工区域，并做好围挡工作；•b各类物资、机具要做到分类、标识、上架、防雨、码垛；•c易燃易爆品存放要有标识牌、警示牌，并按规定摆放；•d各种安全警示、提示、应满足施工场地所需；5安全文明施工•5.2施工规范•a起重机械回转半径及危险品库周围应设隔离棚；•b配电装置及危险品库附近应有明显警示牌；•c现场施工应做好畅通的排水系统，做到场地无积水，保持道路干燥坚实，工地地面做到无泥化；•d施工场地应做到工完，料尽，场地清，施工人员要做到落手勤；5安全文明施工•5.3环境保护•a施工污水未经处理不得随意排放；•b现场垃圾、杂物、废料等应有指定存放点；•c现场应有医疗保险箱，杀虫杀蚊剂，保证施工人员受伤能得到及时救治，保证工作井内无蚊蝇；•5.4防火防盗措施•a每个井位都要保证至少一名保安；•b施工现场应配备固定的消防设施或配备消防器具，并保持完美的备用状态；•c施工场地内严禁吸烟；5安全文明施工•5.5安全防护•a施工范围内，任何人都必须佩戴安全帽，反光衣，穿好劳保鞋，井内工作人员必须系好安全带；•b起重机械起吊作业时必须有专人指挥；•c夜间施工要做好照明工作，并配备手电筒•d安全第一，预防为主，文明施工。