郑州电力顶管施工一般指钢筋混凝土顶管施工,管径由设计根据电缆需要确定,管道顶进到位后,在管道内安装电缆支架等附属设施,以敷设电缆。顶管施工主要内容包括工作竖井及后背施工、工程注浆和管道顶进等方面。

材料要求:
方木、型钢、钢板、棚架。
主要机具:
卷扬机、滑轮或电葫芦门式架。
郑州电力顶管工作竖井的位置选择 :
(1)宜选在管道的井室位置。地下管线已查明,并采取改移或加固措施,地上、地下障碍物水、电已安装完毕。 施工降水应低于开挖面0.5m以下。
(2)地形和土质可用作原土后背。
(3)便于设备、材料运输及下管、出土、排水等。
(4)工作竖井距铁路路基与公路路基的距离,应根据路基及井壁的安全坡度确定,并征得管理单位的同意。
(5)工作竖井应选在地下管线较少部位。
顶管工作竖井的开挖断面、支撑
(1)顶管工作竖井的开挖断面,应根据工作竖井类型、现场环境、土质、挖深、地下水位及支撑材料规格、管径、管长、顶管机具规格、下管及出土方法等条件确定。
(2)工作竖井的支撑应根据开挖断面、挖深、土质条件、地下水状况及总顶力等进行施工设计,确定支撑形式,且符合下列要求:
1)有地下水时,根据管道埋深、土质类型、地下水深,采用轻型井点或管井降水方法。
2)工作竖井支撑宜采用钢木组合支撑,形成封闭式框架,矩形工作竖井四角应设斜撑。
3)工作竖井开挖深度达2m时,即应进行支撑。
4)工作竖井可采用锚喷混凝土护壁。
(3)工作竖井应有足够的工作面,竖井底尺寸应按下式计算
底宽:==D1+S
底长一L1+L2+L3+L4+L5 式中S——操作宽度(m),取2.4~3.2m; D1——管外径(m);
L1——管子顶进后,尾部压在导轨上的最小长度(m),顶钢筋混凝土管取0.3~0.5m,金属管取0.6~O.8m,机械挖土、挤压出土及管前使用其他工具管时,工具管长度如大于上述铺轨长度的要求,L。应取工具管长度;
L2——管节长度;
L3——出土工作问长度,根据出土工具而定,宜为1.0~1.8m;
L4——液压油缸长度(m);
L5——后背所占工作坑长度,包括横木、立铁、横铁,取0.85m。
(4)郑州电力顶管工作竖井深度应符合下式规定
Hl= h1+h2+h3
H2=h1+h2 式中H1——顶进坑地面至坑底的深度(m);
H2——接受坑地面至坑底的深度(m);
h1——地面至管道底部外缘的深度(m);
h2——管道外缘底部至导轨底面的高度(m);
h3——基础及其垫层的厚度,不应小于该处井室的基础及垫层厚度(m)。
后背墙
(1)采用原土作后背墙时,后背墙的安装应符合下列要求:
1)后背土壁应铲修平整,并使壁面与管道顶进方向垂直。
2)后背墙宜采用方木、型钢、钢板等组装,组装后的后背墙应有足够的强度和刚度。承压面积,一般土质宜按承压不超过150kN/m2计算,其埋深应低于工作坑底,且不小于0.5m。
3)后背土体壁面应与后背墙紧贴,孔隙应用砂石料填塞密实。
4)根据施工设计安装后背,紧贴土体的后背材料,如型钢、预制后背、方木等应横放,在其前面放置立铁,立铁前放置横铁。
(2)当无原土作后背时,应设计结构简单、稳定可靠、就地取材、拆除方便的人工后背墙。利用已完成顶进的管段作后背时,顶力中心宜与已完工管道中心重合,顶力应小于已顶管道的顶力。后背钢板与管口间应垫以缓冲材料,保护管口不受损伤。
顶力计算
顶管的顶力按下式计算 P=frD1[2H+(2H+D1)tan2(45o一φ/2)+w/(rDl)]L+PF 式中p——计算的总顶力;
r——管道所处土层的重力密度(kN/m。); D1——管道的外径(m);
H——管道顶部以上覆盖土层的厚度(m);
φ——管道所处土层的内摩擦角(。);
w——管道单位长度的自重(kN/m);
L——管道的计算顶进长度(m);
f——顶进时,管道表面与其周围土层之间的摩擦系数,其值可按表6—1选用;
PF——顶进时迎面阻力(kN)。
需要加长顶管单元长度时采取的措施
(1)提高后背顶力。
(2)采用减阻剂,如触变泥浆等减小管壁与土壤的摩擦力。
(3)采用中继间接力顶进。
(4)采用对顶方法。
顶管宜采用工作坑壁的原土作后背,应根据顶力按规定对后背的安全进行核算,并采取加固措施。后背原土不能满足顶力要求时,应设计结构稳定可靠、拆除方便的人工后背。
(1)根据需要的总顶力及后背土体单位面积允许承载力(kN/m2)估算后背受力面积。土体的允许承载力(kN/m2)可取下列数值:
一般土壤150 湿度较大的粉砂
100 比较干的黏土、亚黏土及密实的砂土 200
(2)核算后背受力宽度,应根据需要的总顶力,使土壁单位宽度上受力不大于土壤的总被动土压力。后背每米宽度上土壤的总被动土压力(kN/m)可按下式计算 P=l/2rh2tan2(45°+φ/2)+2Chtan(45°+φ/2) 式中r——土壤的重度(kN/m3); h——天然土壁后背的高度(m); φ——土壤的内摩擦角(°); C——土壤的黏聚力(kN/m2)。 根据上式计算的各种高度的每米宽度上总被动土压力值,见表6—3:
(3)后背长度可采用下列公式核算 L=(p/B)1/2+La 式中L——后背长度(m); p——顶管需要的总顶力(N); B——后背受力宽度(m); La——附加安全长度(m),砂土可取2,亚砂土可取1,黏土、亚黏土取0。
质量标准 顶管工作坑及后背墙的施工允许偏差见表6—4。 成品保护 对地上与地下构筑物应采取安全保护措施。 应注意的问题 顶管人土洞口处,在工作坑壁上应设密封圈及洞口封门。
安全、环保措施
工作坑应设防雨罩,工作坑内应设有集水坑,四周设安全护栏和上下工作坑安全爬梯及安全指示灯。
工作坑四周要设安全护栏和上下工作坑安全爬梯。
注浆施工
顶管施工注浆是管道施工的重要工序,主要指压注触变泥浆和回填注浆。压注触变泥浆在管道顶进过程中进行,随顶随压,触变泥浆充填于管周,以减小顶进阻力;回填注浆在管道顶进结束后进行,以充填管道与地层间的空隙。
触变泥浆
本部分适用于顶管过程中的注浆,主要用于减小顶进阻力。
材料要求 膨润土、碱、水。
主要机具
(1)泥浆封闭设备。
(2)注浆泵、输浆干管、分浆罐及注浆孔等灌浆设备。
(3)拌和机及储浆机等调浆设备。
作业条件 各种设备到位并调试正常。
操作工艺 安装注浆管路和注浆设备一触变泥浆配制一触变泥浆拌合一管道顶进一注浆结束、冲洗拆除注浆管道
(1)触变泥浆宜采用膨润土配制。膨润土在使用前测定其胶质价,测定方法应符合以下规定:
1)将蒸馏水注入直径25mm、容量100mI。的量筒中,至60~70mI。刻度处。
2)称膨润土试料15g,放入量筒中,再加水至95mL刻度,加盖封闭,摇动5rain,使膨润土与水混合均匀。
3)加入氧化镁lg,再加入水至100mL刻度,加盖封闭,摇动1min。
4)静置24h,使之沉淀,沉淀物的界面刻度即为膨润土的胶质价。
(2)触变泥浆拌和:
1)应按试验确定的触变泥浆配合比,称量水、膨润土及碱的质量。
2)取称量水的一部分与碱配制碱溶液。
3)将剩余水与膨润土拌合均匀。
4)将配制好的碱溶液,注入膨润土浆内,继续搅拌至均匀,形成触变泥浆。
(3)采用触变泥浆减阻时,宜用工具管作前封闭,前封闭外径宜比管节外径大40~60ram,顶进时应切土前进。
注浆后,使土体与管节间形成20~30mm厚的泥浆环。
(4)当工作坑进口处土质坍塌时,宜灌注混凝土挡墙,作为后封闭。在混凝土墙中应预埋注浆孔及为安装橡胶板封闭圈的螺栓。混凝土墙预留洞的直径宜比前封闭管的外径大10~20mm。
(5)顶混凝土管时,应在接口处衬垫麻辫或橡胶板等材料,防止接口漏浆。
(6)灌浆应从顶管的前端进行,待顶进数米后,再进行补浆。注浆压力一般为0.2~0.3MPa。
(7)灌浆用注浆泵进行。输浆管宜用钢管或高压胶管,布设至注浆孔,加装注浆分闸门。注浆孔一般每节管设1个。
成品保护 拌制好的触变泥浆应静置12h后方可使用。
应注意的问题 灌浆时,按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行,并应与管道和中继间的顶进同步。
安全、环保措施
(1)灌浆前,应通过注水检查灌浆设备,确认设备正常后方可灌注。
(2)灌浆遇有机械故障、管路堵塞、接头渗漏等情况时,经处理后方可继续顶进。
2回填注浆
概述 本部分适用于电力顶管结束后回填注浆施工,一般采用水泥浆,充填管外空隙,置换触变泥浆。
材料要求
(1)注浆管:利用顶进管材的触变泥浆孔。
(2)水泥:宜选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,水泥强度等级不低于32.5,水泥进场应有产品合格证和出厂检验报告,进场后应取样复验合格,其质量必须符合《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》规定。