玻璃夾砂管排水管道長(zhǎng)距離頂進(jìn)施工技術(shù)

1、玻璃夾砂管排水管道長(zhǎng)距玻璃夾砂管排水管道長(zhǎng)距離頂進(jìn)施工技術(shù)離頂進(jìn)施工技術(shù)1 .玻璃鋼管頂管施工技術(shù)2 .實(shí)例工程簡(jiǎn)介3.施工方案優(yōu)化4.施工關(guān)鍵技術(shù)5 .工程結(jié)果 玻璃纖維增強(qiáng)塑料夾砂管(FRPM)，簡(jiǎn)稱玻璃鋼管，是一種新型柔性非金屬(樹脂、纖維、砂等)復(fù)合材料管道，一般采用離心澆鑄工藝生產(chǎn)，是目前國內(nèi)外逐漸推廣使用的一種柔性復(fù)合材料(樹脂、纖維、砂等)管道。1 .玻璃鋼管頂管施工技術(shù) 玻璃鋼管不僅有重量輕、承壓能力好、輸送液體阻力小、能保證供水水質(zhì)、抗化學(xué)和電腐蝕等特點(diǎn)，而且具有安裝方便、使用壽命長(zhǎng)、綜合費(fèi)用適中、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，適用于城市給水、污水排放、工業(yè)水處理管道。 玻璃鋼

2、管頂管重量輕(為混凝土管道的110)，且管道外表光滑，施工頂進(jìn)過程的土體與玻璃鋼管外壁摩擦力小，單次頂進(jìn)長(zhǎng)度較長(zhǎng)；但頂進(jìn)控制和過程糾偏技術(shù)還有待探討研究。2 . 實(shí)例工程簡(jiǎn)介 (1)南洲路污水主干管道工程是G市XX污水處理廠外收集污水系統(tǒng)的關(guān)鍵工程，全長(zhǎng)約5km，沿線為城市道路、農(nóng)田、萬畝果樹保護(hù)區(qū)、河涌，管道采用DN2200玻璃夾砂管(水力條件相當(dāng)于DN2600鋼筋混凝土管)、DN2500玻璃夾砂管(水力條件相當(dāng)于DN3000鋼筋混凝土管)頂管施工，流水位標(biāo)高-2183-3811m，現(xiàn)況地面標(biāo)高6556m，設(shè)計(jì)路面標(biāo)高約80m。 (2)根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告揭示，工程區(qū)域地質(zhì)；隋況從上到下分別

3、為：人工填土、淤泥、淤泥質(zhì)粉細(xì)砂、粉質(zhì)黏土、細(xì)砂、黏土、基巖。淤泥、淤泥質(zhì)粉細(xì)砂層含水量高、孔隙比大、承載力低、厚度大，屬典型的軟弱土層，其中淤泥質(zhì)粉細(xì)砂屬輕微中等液化。 設(shè)計(jì)管道主要從淤泥質(zhì)粉細(xì)砂、粉質(zhì)黏土層中穿越。 施工場(chǎng)區(qū)低平、開闊，屬珠江三角-洲沖積平原，是地下水和地表水的排泄區(qū)，地下水豐富。此外，人工填土層還含有限的上層滯水。1.考慮到南洲路污水主干管道具有埋深大、所在地層土質(zhì)差、地下水位高的特點(diǎn)，且地面部分路段交通繁忙、萬畝果園需重點(diǎn)保護(hù)等因素，施工方案經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較論證，最終確定為全線采用玻璃夾砂管、機(jī)械頂管施工方案。3.施工方案優(yōu)化考慮有利因素如下：考慮有利因素如下： 1)頂

4、管施工工程拆遷量小，工程綜合造價(jià)較低； 2)施工進(jìn)度快，滿足市政工程工期緊、任務(wù)重的要求； 3)管道相對(duì)管徑小，渣土處理量少； 4)玻璃夾砂管輕質(zhì)高強(qiáng)，頂管過程中易于糾偏； 5)作業(yè)人員少，機(jī)械化程度比較高； 6)工作井或接收井位即為檢查井位，節(jié)省地下空間； 7)對(duì)地面交通影響小，且對(duì)周邊環(huán)境干擾少。 2.玻璃夾砂管作為一種新型的復(fù)合材料，選擇玻璃夾砂管出于考慮下列因素： 1)具有優(yōu)良的耐腐蝕特性，適用于排放污水；且管道耐呈酸性或堿性地下水腐蝕，且管道無須再做其他防護(hù)措施； 2)管道運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低，且使用壽命較長(zhǎng)。 3)管材重量輕，便于運(yùn)輸裝卸，施工方便。 4)管外壁光滑，頂進(jìn)摩擦力小。 5)

5、管內(nèi)壁光滑，水力條件較好，在同流量情況下，管徑可小于混凝土管和鋼管，節(jié)約地下空間。 3.鑒于當(dāng)時(shí)玻璃夾砂管產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中尚無機(jī)械頂管品種，綜合考慮南洲路頂管施工過程、遠(yuǎn)期道路車輛、填土等荷載作用下的應(yīng)力、變形，計(jì)算出軸向應(yīng)力、環(huán)向應(yīng)力，確定選擇的玻璃夾砂管管道剛度等級(jí)不得小于15000Nm2。 4.根據(jù)設(shè)計(jì)，管道平面位置200250m設(shè)1座頂進(jìn)工作井或接收工作井。頂管機(jī)在工作井內(nèi)向兩側(cè)接收井頂管，貫通后將頂管機(jī)從接收井內(nèi)吊出運(yùn)往下一工作井繼續(xù)施工。為滿足工期進(jìn)度的要求，可用多臺(tái)頂管機(jī)械同時(shí)進(jìn)行作業(yè)，加快了工程進(jìn)度。 5.采用泥水平衡頂管機(jī)有利于快速穿越淤泥質(zhì)、淤泥質(zhì)粉細(xì)砂層，同時(shí)可滿足長(zhǎng)距離頂

6、管要求。受材質(zhì)強(qiáng)度和設(shè)備限制，頂管機(jī)最大頂力應(yīng)不大于12000kN。考慮各種不利因素和安全系數(shù)，取最大允許頂力的75(即9000kN)為設(shè)計(jì)頂力。 6.頂管最大頂力計(jì)算 頂管阻力主要由兩部分組成：頂管機(jī)迎面阻力和管道摩擦阻力。管道摩擦阻力應(yīng)將頂管機(jī)和玻璃鋼管材分開來計(jì)，因?yàn)轫敼軝C(jī)比玻璃鋼管重很多，兩者的摩阻力不能同等對(duì)待。頂管機(jī)的摩阻系數(shù)比玻璃鋼管的穩(wěn)定平均摩阻系大得多。 根據(jù)當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)頂進(jìn)距離為250m時(shí)，計(jì)算出頂管最大頂力蘆p：1200+30X250=8700Kn9000kN；滿足設(shè)計(jì)頂力的要求。 1.試驗(yàn)段施工 鑒于當(dāng)時(shí)大直徑玻璃夾砂管頂管在國內(nèi)尚未見先例，為此工程安排了試驗(yàn)段

7、，并對(duì)其實(shí)施了20天的連續(xù)檢測(cè)；檢測(cè)內(nèi)容包括：頂力、軸向應(yīng)變、環(huán)向應(yīng)變、糾偏、回彈、土壓力、水壓力等。在所采集的340多萬個(gè)試驗(yàn)數(shù) 據(jù)中，約有40萬左右為有效數(shù)據(jù)。工程試驗(yàn)段為工程實(shí)施提供了技術(shù)參數(shù)和經(jīng)驗(yàn)，保證了工程順利進(jìn)行。 (1)平穩(wěn)頂進(jìn)過程的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算結(jié)果基本吻合。 (2)頂管機(jī)遇障礙，或發(fā)生偏移時(shí)所測(cè)得的應(yīng)力數(shù)據(jù)的離散較大。 因此，為保證頂管順利進(jìn)行，管材軸向、環(huán)向應(yīng)力安全系數(shù)應(yīng)適當(dāng)加強(qiáng)，管材壁厚根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果需加厚 4.施工關(guān)鍵技術(shù)2沉井施工 (1)始發(fā)工作井須滿足頂管過程中工作井結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、安全，且截面設(shè)計(jì)須滿足頂管千斤頂、后靠背尺寸要求。根據(jù)工程場(chǎng)地地質(zhì)情況和路面情況，工作井施

8、工采用鋼筋混凝土矩形預(yù)制結(jié)構(gòu)，采用不排水法下沉，水下混凝土封底，截面尺寸為92mX55m。井壁開孔須在下沉封底后、頂管施工時(shí)用機(jī)械切割。 (2)接收工作井的規(guī)格須滿足頂管機(jī)尺寸。采用鋼筋混凝土圓形預(yù)制結(jié)構(gòu)，采用不排水法下沉，水下混凝土封底，直徑D5Om。井壁開孔須在下沉封底后、頂管施工時(shí)用機(jī)械切割。 (3)施工流程為：做墊層一支模一綁扎鋼筋一現(xiàn)澆沉井下半部一下沉一接沉井上半部一下沉到位一水下混凝土封底一澆底板。3進(jìn)、出井施工 為防止頂管機(jī)進(jìn)、出井時(shí)因基礎(chǔ)承載力變化較大而出現(xiàn)“磕頭”現(xiàn)象，必須對(duì)井口510m范圍局部軟弱土體用水泥攪拌樁進(jìn)行加固。在頂管過程中工作井口與管道間設(shè)置有橡膠止水帶，以防止流動(dòng)性土和地下水進(jìn)入井內(nèi)。 (1)大管徑玻璃夾