顶推施工?
自年步履式顶推施工成功应用以来,国内陆续有了多个桥梁步履式顶推施工实践。
1.步履式顶推施工设备的性能与安装工艺
根据步履式顶推施工的原理,与拖拉式顶推相比,步履式顶推设备除了需具备水平顶进性能外,还需要设备的顶升能力,竖向顶、水平顶的同步性及纠偏能力。
同时,由于现场条件限制,在桥下墩顶有限的空间内,应研制出合适的滑移设备以便于步履式顶推设备的安装。
2.步履式顶推施工横向偏位分析与控制
无论是拖拉式顶推施工还是步履式顶推施工,横向偏位不可避免,梁体横向偏位将对梁体与桥墩带来一系列安全问题。同时,梁体纠偏也消耗大量工时,影响施工进度。
步履式顶推施工多套顶推设备同时工作,顶推力分散,存在特有的横向偏位原因与特点。通过开展具有针对性的研究工作,为横向偏位控制与纠偏提供了理论依据,指导施工设计。
3.步履式顶推施工的局部稳定问题
与拖拉式顶推施工不同,步履式顶推施工需反复将箱梁顶起、落下。在此过程中,箱梁底部将承担较大的来自千斤顶的顶升力与临时墩的支撑反力。而顶推桥梁多为钢箱梁、钢混结合箱梁和混凝土箱梁等空主薄壁结构。顶推过程中,钢箱梁的支撑位置不断在竖向千斤顶与临时墩垫梁上转换,支撑点也随着顶推进程在不断变化。因此,在施工过程中,梁体的局部稳定问题尤为突出。
4.步履式顶推施工监控问题
为保证顶推施工安全,在施工过程中,需对桥梁关键部位的应力及位移进行监控。由于步履式顶推具有顶推进度快、体系转换多、受力复杂等特点,基于信息化的智能实时监控策略,成为解决步履式顶推施工监控的必然要求。
运用顶推+反拔技术解决顶管越江无法顶进问题
顶管工程施工中常出现无法顺利顶进的工况,采用顶推与反拨技术结合的方法处理此类难题的案例较少。绍兴市某供水顶管工程在施工过程中遇到无法顶进的问题,采用顶推+反拨技术顺利贯通。
该段顶管在累计顶进325m时,顶管机机身已位于河道河床中,顶管机顶部净覆土厚度约为3m。顶管机与首节管连接处局部发生漏水,施工人员立即进行封堵修复。但因顶管机已位于河床中,河水水头压力大,渗漏处水流流量大,采用常规的封堵措施难以封堵。
顶管机位置示意另一方面,本段顶管在施工准备阶段,为便于后续顶进纠偏,将顶管机尾首节管设置为特殊管节,该首节特殊管与顶管机连接处存在活络接头。若为实现完全封堵止水,而全部采用焊接的方法,在此方法下即使完成止水,但因焊接而导致首节管丧失顶进纠偏作用而不适宜。
顶推与反拔技术结合现场条件,提出一种采用顶推与反拔技术相结合的系统方法对本工况下的顶管机进行处理,该技术基本原理如下。
首先考虑到从原工作井已难以复顶顶进,因此拟考虑将原接收井进行加固,加固完成后作为顶推工作井;另行采用DN顶管机(编号为2#,原DN顶管机编号为1#)及相应配套DN钢管从此井进行反向顶推。另外,考虑在原工作井洞口两侧安装支架,并在所安装支架上架设2只可提供kN作用力的千斤顶作为反拔装置;此反拔装置主要为反拔出原DN管道提供作用力。
当2#顶管机从原接收井顶推至1#顶管机处,两顶管机彼此对中后,同步启动反拔千斤顶,对原1#顶管机及所顶进的DN钢管施加反拔力。1#顶管机及DN管道在2#顶管机的正向顶推力及原工作井内反拔千斤顶所提供的反拔作用力的共同作用下,逐节完成已顶DN管道的拔出。在这一阶段中,每拔出一节管便及时切割,直至完成所有管节及1#顶管机的拔出,并完成新DN管道敷设,实现管道贯通。
顶推与反拔示意顶推与反拔施工施工工艺流程此项施工技术主要包含顶推与反拔2个方面,总体工艺流程如图。
施工工艺流程施工准备1. 管道测量
为确保2#顶管机与1#项管机接触后能实现有效传递作用力,必须保证2#顶管机的轴线施工误差;相应地,需提前精确测量出1#顶管机及各管节平面坐标及高程,并据此测量数据绘制出管道的线形,为后续顶推2#顶管机提供导向。
2.顶管机加固
为避免直径mm的顶管机与直径mm的顶管机接触后因相互作用力过大而导致机身变形,甚至破坏,在2#顶推施工前必须对2#顶管机机身壳体进行加固,通过设置加劲板进行补强加固;相应地,对1#顶管机进行补强加固亦是不可或缺的。
3.洞口止水及降水
①洞口止水。若仍采用常规的橡胶板止水措施容易出现止水圈外翻现象,导致止水失效,进而导致洞口漏水漏泥,造成地面大面积沉降。
原橡胶板止水装置对此,在保留原橡胶板止水措施的基础上,拟新增盘根止水装置。
石墨盘根止水装置在安装盘根止水圈时,先将现有双道翻板式橡胶止水圈外侧翻盘卸下,然后加装盘根止水圈。盘根止水装置采用4道石墨盘根环绕在管壁外,通过螺母收盘根带侧方的压板,压紧盘根带,盘根会向管壁方向膨胀起到止水效果。另一方面,利用双道翻板式止水圈之间预埋注浆孔,在反拔施工阶段往注浆孔内注入相对密度较大的膨润土浆液,润滑橡胶带与管壁的接触面,减少止水橡胶带的磨损。
②洞口降水。本工程整体加固质量符合施工要求,不再进行二次加固。另外,因反拔施工阶段对洞口周边扰动较大,且洞口邻近河道,为保证洞口土体稳定,拟在原工作井洞口井壁外2m处设置2口降水井,进行降水施工。
降水井平面布置示意降水井剖面示意顶推系统1.顶管机及管节选型
为保证原设计管道输水能力,且为有效控制周边土体不均匀沉降,亦为便于2#顶管机向1#顶管机传递顶推力,拟考虑新顶进管节管径应适当大于原DN管节,拟选择管径为DN,2#顶管机选择开口率约为6%的大刀盘面板式泥水平衡顶管机。
顶管机示意为保证2#顶管机与1#顶管机形成有效对接,在2#顶管机上设置16块插板;待2#顶管机与1项管机对中后,即通过液压装置推送出插板。
2.顶推顶力配置
在2#顶管机顶推施工阶段,拟考虑设置4只可提供200t顶推力的千斤顶,总计可提供800t作用力,作为顶推2#顶管机顶推施工时的主顶配置。
顶推布置示意3.顶推轴线控制与纠偏
①顶推轴线控制。结合1#、2#顶管机机身尺寸大小,及已有1#顶管机轴线坐标,2#顶管机顶进施工期间应控制轴线偏差在3cm以内。
②顶推纠偏控制。纠偏原则:勤测勤纠、小角度纠偏、纠偏操作中避免大起大落。
4.反拨系统
①反拔千斤顶设置
为保证反拔力具有一定储备,拟考虑设置4只可提供200t,共计800t作用力的千斤顶;反拔千斤顶通过反力架安装。为保证反拔千斤顶合力作用方向基本与原DN管道中心贴合,反拔千斤顶应两两对称布置于管道两侧。同时,为保证工作井后靠背设计最大允许承载力为kN,完全满足要求。
反拔系统示意为便于反拔千斤顶将反拔力传递给原DN钢管,拟在原DN管道上设置牛腿。为保证牛腿强度,拟采用厚度40mm钢板制作,并焊接在原N管节外壁上;为保证反拔力得到有效传递,焊接牛腿位置亦应保持对称,且与反拔千斤顶作用力方向保持垂直。牛腿焊接完成后千斤顶直接顶在牛腿上,然后DN与DN同步进行顶进施工。
牛腿示意5.顶推与反拔同步施工控制
将原工作井内提升泵、进出泥水管道等附属设备拆除,仅保留轨道、止水框、液压系统及原主顶千斤顶等设备。保留千斤顶是为了防止在反拔时通管,即控制管道主动倒退。
顶推施工阶段,在2#顶管机与1#顶管机接触对中前282m施工范围内,与采用常规泥水平衡顶管机进行管道施工相类似,在此不再赘述。
当2#顶管机顶进至与1#顶管机接触并实现对中后,为便于2#顶管机向1#顶管机传递顶推力,通过2#顶管机所设置的注浆孔及时对2#顶管机与1#顶管机之间的间隙进行注浆填充,注浆材料选用膨润土(3%)、水泥(7%)及粉煤灰的混合料。
待2#顶管机与1#顶管机间的间隙被填充完毕且具备强度后,同步启动反拔系统,顶推与反拔系统同步联动控制,一进一退,协调一致。在施工过程中及时有效地进行注浆,以减少顶推及反拔阻力。
为防止管道摩阻力减小造成管节倒退,利用原工作井内未拆除的主顶油缸进行止退。随着顶推与反拔施工的逐步进行,将原DN管节逐步被顶推拔出,进入原工作井的DN管节被切割后吊出工作井。
如此反复,直至所有管节被顶推拔出,并顺利完成管道贯通。
结语针对背景顶管工程在特定环境条件下无法有效顶进,且不能采用开挖基坑、地下对接、反向拔出进行处理的特殊工况,通过采用顶推与反拔相结合的处理技术,成功地完成了管道敷设。同时,该技术不仅对周边环境的影响亦在可控制范围内,而且最大限度地避免了顶管机设备损失、施工成本的增加,保证了工程的顺利进行。
本文整理自《顶推与反拔技术在顶管越江工程中的应用》
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随着城市的快速发展,交通流量也越来越大。太湖大道是苏州高新区东西向的一条重要通道。它是高新区“三横两纵”快速路网中的重要横线。也是高新区、姑苏区间唯一的组团联系通道,承担着跨组团的通勤、生活等交通功能,它的重要性不言而喻。高峰时段车流量大,路段拥堵已成为常态,影响了市民出行。
为缓解该路段交通拥堵,苏州高新区启动实施了太湖大道快速化改造工程。该项目东段连接现状高架落地段,向西采用双向六车道断面分别下穿高新区阳山东路、阳山西路后接地跨越绕城高速后与锦峰路平面交叉。
什么叫快速化改造?改造期间太湖大道还能通行吗?苏州太湖大道是如何增设人非桥工程的?相信你对此一定有很多疑问,下面,迈维动漫就以“太湖大道桥梁顶推工程施工三维动画”视频来为你答疑解惑。
桥梁顶推工程施工动画快速化改造,顾名思义就是改造后,通行太湖大道的速度将更快,通行效率更高,能有效缓解高峰时期太湖大道的拥堵情况。改造完成后,太湖大道交通情况将有较大提升。
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桥梁顶推工程施工动画桥梁顶推工程施工动画
本工程钢箱梁需要跨越苏绍高速,跨度为64米,距地面高约7.5米,为了不影响苏绍高速正常通行,采用步履式顶推。步履式顶推优点受力均匀、顶推平稳、精度高、对钢箱梁本体及涂装层影响小、偏差小易调整、不需要占用高速公路路面。
快速化改造工程的完成,使该路段行车通行时间节省超20%。这也标志着困扰多年的交通瓶颈彻底解决,确保沿线市民出行畅通。看过最形象的桥梁顶推施工动画演示视频,这下能理解苏州太湖大道是如何增设人非桥工程的吧!
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大块头“接龙”!郑州彩虹桥钢箱梁东侧跨顶推顺利完成!
(顶推到位)
郑州彩虹桥,又有新进展!继11月10日新桥东侧跨钢箱梁首轮71.5米钢箱梁顶推到位后,12月11日上午10时许,又完成一次“接龙”:历经四天,接长后的钢箱梁,向东跨越郑州北编组站下到场多股铁道顶进52米,顺利落上新建桥18号墩顶。
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(大河报·豫视频记者 蔡君彦 线索提供:罗闪闪 张梦杰)