大断面顶管下穿电力井施工保护技术论文_蒋星海

大断面顶管下穿电力井施工保护技术论文_蒋星海

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摘要:本文叙述了220KV望红望旗线管廊工程,3m*68m的圆形顶管施工过程中需下穿运行中的110kv电力井。为了能够保障电力井安全,需要采用悬吊的方式进行保护,通过钻孔灌注桩以及钢筋混凝土来进行支撑,再用70号双榀H型号钢悬吊电力井。本文将针对具体的施工流程进行讲解。

关键词:大断面顶管;电力井;悬吊保护

1.电力井悬吊保护施工

电力井的结构是由钢筋和混凝土构成的,延东向西摆放,顶端下埋0.7m,整体长度为8m、整体宽度为2.4m,断面高度达到3m,电力井中携带的电缆有13条。依照相关单位以及电力局的有关规定,在顶管进行顶进过程中,电力井在水平以及上下的移动中一定要严格控制在10mm的可变形数据内。

1.1悬吊保护方案

保护电力井的首要因素就是考虑电力井结构的重量,因此在对电力井进行悬吊保护的过程中,选择的保护装置和设备一定要能承受住电力井的重量。通过钻孔灌注桩以及钢筋混凝土承台作为整体的支撑结构,同时再使用70号双榀H型号的钢进行悬吊施工,还需要将电力井周围和顶端进行施工便道的加固工序,内部回填黄沙,压注水泥浆,已达到更加坚固的目的。

1.2计算分析变形范围

通过使用有限元软件将电力井的变形情况进行测量以及核算,根据测量结果显示当前电力井出现的水平位移是2.9mm、上下移动的数据为3.7mm。根据测量结果可以得知,当前进行的电力井悬吊保护工作,能够在地面沉降的过程中,对电力井起到一个十分具有效果的保护作用,防止电力井受到其他影响,能够有效控制住电力井的变形情况,也就能够让电力井的整体变形情况有效控制在10mm的规定范围之内。

1.3悬吊保护施工流程

依照施工现场所进行勘测的数据和实际情况分析,在回归到这项工程的难度以及特性,根据设计图纸提出了下列的施工具体流程:

首先要开设样沟,样沟在开设过程中要注意的是,必须要在电力井的纯质方向进行开设,这样才能够方便对电力井的深度以及整体的平面方位和质量进行勘察。

其次进行钻孔灌注桩以及承台的具体施工。首先要进行的是电力井两端的钻孔灌注桩环节,接下来将钻孔灌注桩的混凝土进行消除,才能够对装订的钢筋混凝土承台采取下一步的施工。在施工过程中,一定要采取全护筒跟进的形式进行,因为这样能够有效的避免或者减少钻孔专注装成孔过程中带给电力井整体的影响,具体操作方法就是先进行钻孔工作,然后在装置护筒,接下来分段进行钻孔并且分段采取跟进,这一项施工环节格外重要。长护筒在进行分段施工时,要考虑到电力井在埋置上的深浅,每段短护筒的长度一定要参照钻孔桩机钻杆的长度,一般情况下短护筒的长度都是钻孔桩机钻杆的倍数。

然后进行临时围护以及支撑流程。承台完成搭建之后,要在电力井的正前方沿着电力井的纵向方向搭设临时的围护,围护的材料基本上可以选择4号拉伸钢板。同时拉伸钢板的整体,要与管廊工程设立地下连续墙之间的抽槽架设型钢体,以此来进行支撑加固的重要作用。

接下来要进行的是基坑的挖掘。当承台以及钻孔灌注桩在强度上能够符合要求时,在承台的上面并且顺着电力井的上下方向搭建2条70号双榀H型钢体,接着根据每段15m的标准,从西往东采取分段式的放坡挖掘工作,放坡的标准坡度应该是1.0:1.5。电力井两边进行挖掘,直到挖掘到电力井的底部,控制在50cm左右即可,电力井下面的土体要保存下来。需要注意的是,在挖掘工作开始之前,要在基坑内放置一组轻型井点疏干潜水,以此来对土体进行加固。

接着开始设置底部的扁担梁。因为需要考虑到电力井的自身重量并不轻,一旦采取直接挖掘电力井底部的土体设置扁担梁,就会导致电力井出现变形,且变形的程度十分严重,所以在进行具体的施工过程中,一定要使用千斤顶将扁担梁放置在电力井底部的方法。在具体的操作过程中,一定要把管廊地下墙一侧的基坑坑底砸平,保障坑底的平整,把千斤顶紧挨着地下墙进行放置,使用千斤顶把20号双榀工字钢扁担梁,间隔1m按照平行于地面的方向放置在电力井的下部土体当中。这时需要保障处电力井地段之外的其他位置的土地没有变化。接下来在电力井下方的两个口由外向内挖掘50cm左右,将电力井下方的土体进行清理,让电力井两端下方的口底板完全裸露出来。在施工过程中,需要对电力井低端到20号双榀工字钢面的高度进行检测,把钢体与14号角钢一起设置在电力井的两个下端口位置。接着进行分段式的悬吊保护工作。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆顺着从西往东的方向按照顺序进行挖掘的悬吊工作,在70号双榀H型钢的上方,间隔1m左右开始设置30号双榀工字钢顶端的水平方向的扁担梁,在使用M30螺杆和螺母把钢体与低端的20号双榀工字钢的底部进行水平方向的连接,这道工序需要注意的是要将两段需要连接的钢体在焊接时做到紧密。同时在进行焊接工作时一定要注意检查并且清理每一个连接点的土体以及废料,部分不平整的地方要使用具体厚度不一样的钢体进行修整,以此来保障连接部分更加紧密。最后要做的就是收尾工作。整体的悬吊保护工作完成之后,分层回填黄沙进行加固,同时将防护盖板安置在电力井的顶端,以此来保障电力井的安全。接下来对电力井的基坑围护以及地基进行再次加固,同时将基坑的整体结构进行再次的施工,并且矩形顶管在前进以并且穿过之后进行收尾工作。等到顶管工作完成之后,将防护的盖板拆卸,把水泥封盖在沙子顶部,并且将悬吊保护装置进行拆卸,最后将地面恢复如初。

2.悬吊保护装置的维护与实施效果

在施工过程中,为了能够保障悬吊保护装置能够满足后续接受井施工以及矩形顶管行进并且穿过的工作中的稳定性,同时满足实际性,一定要使用具有针对效果的技术进行电力井的维护工作。

2.1悬吊保护装置维护

首先就是安置检测点。悬吊保护装置的维护需要更加注意,要在电力井的两侧的电力混凝土箱涵顶端以及主体部分设置方便调节和移动的监测点,并且设置独自的编号,编号分别是DL1-DL7,将DL3-5这三个监测点分别设置在电力井的主体部分,电力井两侧的电力混凝土箱分别设置两个监测点。设置监测点的目的在于,日后在电力井的施工过程以及矩形顶管施工过程中能够方面阶段性的检测工作。

其次安装泄压孔装置。因为电力井与接收井之间的距离很近,接收井基坑围护,还有顶管行进过程中加固的大量土体都会让电力井周围的土体发生松动和挤压,这样的情况就会导致电力井以及两侧的箱涵产生变形的后果,因此在进行基坑围护以及顶管行进的加固工序之前,需要在加固的部分与电力井的间隔内预钻引孔当做缓冲孔。缓冲孔的直径应该设置在10cm左右,之间的距离应该设置在1m左右,深度应该设置在6m左右。

接下来进行跟踪注浆孔的安装工作。跟踪注浆孔应该设置在电力井和接收井中间的位置。依照基坑还有电力井变形的具体情况,对跟踪注浆孔进行设置,并且根据具体情况对基坑的变形进行填充,以此来实现外围土体的流失填补。跟踪注浆孔在设置时需要注意距离,距离控制在1m左右,深度大概设置在11m左右。

然后开始设置测压孔。因为本次工作采用的是土压平衡顶管设备进行的,因此在顶管行进过程中,特别是穿过电力井的过程中,为了能够满足电力井能够承受的周围土体产生的压力值,需要在电力井前方大概10m的位置准备两个测压孔。在设置测压孔时需要注意的是,直径要控制在24cm,深度控制在5m左右,在行进的轴线两端大概2m的位置分别设置。顶管在行进时,能够实时获取所需的数据,并且能够时刻掌握顶部压力变化的情况,根据反映出来的数据进行及时的调整维护。

最后是实时调整螺母。当施工进行到接收井的安置与顶管穿过的情况下,依照电力井变形的数据,及时调整M30螺杆上方的螺母,以此保障整体的稳定性。

2.2实施效果

当矩形顶管行进过程中,特别是穿过井体部分的时候,最大的沉降达到了8.67mm,积累沉降的平均值也没有超过10mm的标准数据。对接收井的DL3-5监测点所测得的数据显示,也并没有出现超过变形标准的情况出现,分析计算的结果页较为统一。

3.结语

针对本次施工得出以下的结论:

首先电力井作为难以移动的施工主体,在采用悬吊保护技术的过程中,在相邻的接收井施工与电力井底端大断面矩形顶管穿过时,电力井最大的下降数据为8.67mm,成功控制在10mm的标准范围内。

其次在进行设置加大断面的被悬吊物体底端的衡量过程中,使用千斤顶的方法可以有效避免被悬吊物体在底端土体挖掘时,悬吊物体变形的情况。

最后在进行被悬吊物体采取变形数据以及调整螺母松紧的过程中,同时需要采用设置泄压孔、跟踪注浆孔以及土体测压孔等相关的技术,以此来保障悬吊保护装置能够更加有效的发挥保护作用。

参考文献

[1]郭昊. 大断面矩形顶管机始发和接收施工技术[J]. 隧道与轨道交通, 2014(3):22-25.

[2]陶涛. 大断面矩形顶管复杂工况下斜交进洞施工关键技术[J]. 城市道桥与防洪, 2015(8):150-153.

[3]刘永辉, 吕聪, 郭城林, et al. 大断面矩形顶管下穿城市主干路三维数值分析[J]. 北方建筑, 2017, 2(5):25-28.

论文作者:蒋星海

论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期

论文发表时间:2020/4/21

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