模拟过程(1)边界条件和初始条件:三维数值模型的前后左右以及底部边界为法向约束限制位移,地表为自由面。施工计算前,土体在自重应力的作用下,达到初始应力平衡状态。因为在施工前,土体经过长时间的作用已经处于稳定状态,不经过施工扰动不会发生地表沉降。如图3所示,在自重应力作用下土体沉降量自上而下逐渐增大,地表的沉降量比较大可达到72mm,在模量顶管施工前要将所有的位移沉降清零。开挖:在模拟中,管道沿着X轴方向推进,模拟完全按照管长4m的步长进行。每步开挖后,管道和土体之间都留有间隙,间隙按照有注浆进行数值模拟,分析其地表沉降量。在有注浆时,由于边顶进边注浆,因此开挖后应将开挖间隙立刻按照触变泥浆的力学参数回填,待全部管道顶进完毕后,再将触变泥浆的力学参数换成凝固体力学参数进行计算,比较终使其达到平衡状态;在无注浆数值模拟计算时,管道和土体之间的间隙按空模型计算,直至达到平衡状态。做好顶管工作坑周边的环境保护工作,搞好文明施工。厦门DN2400钢管顶管施工井
长期以来,城市建设过程中,城市道路被频繁开挖严重影响了人民的生活。一项非开挖施工技术——顶管施工技术,不需开挖地面,并且能够穿越公路、铁路、河道、湖泊、建筑物、以及各种地下管线等,解决了市政施工难题,而且,顶管施工随着城市建设的发展已越来越普及,已运用到给排水、煤气、电力、通信等管道的施工。顶管法施工就是在工作坑内借助于顶进设备产生的顶力,克服管道与周围土壤的摩擦力,将管道按设计的坡度顶入土中,并将土方运走。一节管子完成顶入土层之后,再下第二节管子继续顶进。其原理是借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起。管道紧随工具管或掘进机后,埋设在两坑之间。同安区DN2200球墨管顶管施工技术明确工序搭接、工种配合、施工方法、进度等施工安排。
回拉扩孔钻头到达出口工作坑,钻进工作完成,但是孔径还没有达到铺设要求。本工程拟多次扩径,前一次扩孔为200mm,第二次扩孔为400mm,如此类推,扩孔到1000mm。具体操作为:卸下钻头,在钻杆尾端连接孔径200mm的回扩头,回扩头后面再连接钻杆,开动钻机旋转、回拉扩头进行扩径。回拉过程中必须不断加接钻杆,始终保持钻杆不能没入孔洞。扩头回拉到达接驳坑,在接驳坑卸下200mm的回扩头,再在出口工作坑的钻杆尾端接上400mm的回扩头,如此扩孔到1000mm。
在顶进过程中不断注浆,由于施工扰动,管道上方的土体沉降比较为严重,可达到10mm,成放射状向上扩展,并且沉降量在不断缩小;管道下方土体有拱起,比较大拱起量可达到9mm。不同温度下处理3d玉米种子的4d平均发芽率见图1,玉米种子在不同温度下处理3d的7d平均发芽率见图2。在开挖计算初期,地表的监测点沉降位移变化速率很快,随着触变泥浆的作用,位移沉降量变化速率减慢,逐渐趋于稳定值。在施工完成后,触变泥浆固化,随之对上方土体起到很大的支撑作用,土体沉降有一定的恢复,且越接近地表作用越小。管道正上方的地表沉降比较大,监测点按2m间距布置,在距离管中线12m处地表沉降为0.03mm,几乎没有位移沉降;在距管中线12m范围内施工会引起地表沉降,在此范围内应该加强地表沉降的现场监测。场施工人员必须戴安全帽,并系好额带,上下工作坑应走安全扶梯。
由于当时的顶管掘进机的设计还停留在比较原始的阶段,既没有完整的设计施工理论和工艺作指导,也不考虑具体的地层条件,所以当时的顶管掘进机还不够完善。土压式顶管机当时分为上部出土和下部出土两种,但都没有引入土压力的概念。其中,也搞了一些水冲顶管的试验。1967年前后,上海已研制成功人不必进入管子的小口径遥控土压式机械顶管机,口径有700mm-1050mm多种规格。在他们的施工实例中,有穿过铁路、公路的,也有在一般道路下施工的。这些掘进机,全部是全断面切削,采用皮带输送机出土。同时,已采用了液压纠偏系统,并且纠偏油缸伸出的长度已用数字显示。1978年前后,上海又研制成功适用于软粘土和淤泥质粘土的挤压法顶管,这种方法要求的覆土厚度较大的(大于2倍的管外径),但施工效率比普通手掘式顶管提高1倍以上。对于每道工序施工,都要进行技术交底工作,坚持“自检”、“专检”、“交接检”三检制度。宁德DN3000水泥顶管施工工程
顶管施工前,做好各施工工序的危险源辨识工作。厦门DN2400钢管顶管施工井
沉井顶管施工段落地层根据其形成年代、成因类型及工程性质特征自上至下可划分为两个主层和若干亚层。耕土层:粉土为主,土层厚度在0.2~1.4m之间,处于松散状态;粉土层:褐黄色,土层厚度在1.3~6.2m之间,中度密实、土质均匀,局部与粉质黏土互层,其工程力学性质较好;细砂层:黄褐色,土层厚度在0~2.8m之间,且分选性好,以石英、长石为主要矿物成分,其物理力学性质较好;粉质粘土层:褐黄色,土层厚度在0.4~5.5m之间,为夹粉土层,其物理力学性质较好;施工场地地基土承载力在100~240KPa之间,压缩性中等,其力学性质较好。厦门DN2400钢管顶管施工井
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