高层建筑试题及答案.doc
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1、市天然气利用工程 南门至土华线路施工工程1广州天然气利用工程迎宾路车道下管段顶混凝土套管方案一、工程概况:埋设在番禺区迎宾大道快车道及路口的管段,由于路权单位(番禺区交通投资建设有限公司)及管理部门(番禺区交通局路政管理所)要求采用非开挖施工方法施工;考虑到日后便于高压管道更换及维修,根据现场特点,采用顶钢筋砼套管,在套管内安装燃气管道的施工方法。具体位置(桩号):4+7005+435、7+981.048+151.87。二、现场施工条件分析:1.4+7005+435 段:该段包括两个路口及快车道,4+700 位置是绿化带,图纸显示没有地下管线等障碍,可定为工作坑位置(1 #坑);5+358 处
2、为塘西酒家停车场,且地下管线非常密集,不适宜做工作坑,因此,该段管线应延长至 5+435 处,该处为空地,障碍少,可做工作坑(5 #坑);4+915.38 处为平面转点,在该处做工作坑(2 #坑:由于该处为转点,故该坑只能做一个方向顶进,最后做 3#坑的接受坑);3 #坑及 4#坑在桩号 5+000 和 5+171.19 处,该两个地方均没有地下障碍,同时可利用一半人行道,减少快车道占用面积。接受井在工作坑之间按现场实际布置,单向顶进最大长度 130 米。3、7+981.048+151.87 段:7+981.04 为绿化带,地下管线较少(只有一条电力电缆,可采取保护措施),可做顶管工作坑;8+
3、121 处地下管线较多,不宜做工作坑,应将顶管段延长至 8+151.87 没有地下管线,且场地较好,很适合做工作坑。接受坑在 8+058.60 处(绿化地上)。三、顶管工艺确定:1.顶进施工方法选用:采用中短距离直线法顶管,人工挖土的施工方法。2.管径及管材:建议采用 DN1500MM 二级钢筋砼离心式 F 型顶管,橡胶圈垫板石棉水泥接口。3.管内底用 C15 砼填充做安管平台。市天然气利用工程 南门至土华线路施工工程24.最大顶力计算及设备选型:按最大单向顶进长度 130M、管顶埋深 5M 计算(1).顶力计算:对于顶力的计算,管径、埋深、顶进长度、土质、是否采用减阻碍措施,挖土工艺等都对顶
4、力具有一定的影响,顶管的总顶力主要分为两个部分:正面阻力和四周的摩擦力,即总顶力 F=F1+F2。F1工具管的正面阻力(KN),由于该工程采用挤压式工具管,故 F1=/4D 2(1-e)RD工具管外径(M);1.5+0.3=1.8M。e开口率 e=S1/S2=1.32732.545=0.5215。S1工具管开口面积;(取直径 1.2M,0.78541.31.3=1.3273M 2)S2工具管横截面积(管道外径);0.78541.81.8=2.545M 2。R挤压阻力(KN/M 2),取 R=400KN/M2;故:F 1=3.14(41.81.8)(1-0.5215)400=0.186(KN)。
5、F2管道摩擦阻力(KN):公式:F 2=f2.L。L管道总长度(130M);f2单位长度管道摩擦阻力(KN/M)。管道的摩擦阻力是指管壁与土之间的摩擦阻力,由于该工程采用触变泥浆减阻措施,故 f2=.D.f;D管道外径(M)(顶管所用管道壁厚一般为管内径为十分之一);f管壁与土的平均阻力(取 4.5KN/M2);故:F 2=DfL=3.141.85130=3673.8(KN)。总顶力 F=F1+F2=0.186+3673.8=3673.99(KN)。市天然气利用工程 南门至土华线路施工工程3(2).顶管设备选型:从上面的计算结果可知,本工程的最大顶力为 3673.99KN。为保证管道顶进时顶力
6、有一定的富余系数,在选用顶管设备时,每坑采用 2 个 400T 的千斤顶。单向顶进长度超过 90M 时,加设中继间。四、顶管施工方案:1.工作坑施工:由于现场施工场地较狭窄,采用沉井施工方法,尽量减少工作面。2.接受坑施工:与工作坑同样方法施工,在管道顶进到位时开始开挖,减少占用场地的时间。3.管道顶进:采用两组 YDT4000 型主油缸配对顶进,每个油缸的工作推力为 4000KN,油缸长度 2657MM。土方采用人工挖掘的方法施工。4.减阻措施:a.在管外壁均匀的涂上一层白蜡,减少管壁与土层的摩擦力;b.采用触变泥浆减阻:膨润土运到现场后分批测得膨润土的胶质值,按下表配制泥浆:膨润土胶质值
7、膨润土 水 碳酸钠6070 100 524 237080 100 524 1.528090 100 614 2390100 100 614 1.52注: .泥浆要充分拌和并停滞 12 小时以上方可使用。 1.注浆泵采用 BW250/50 型注浆泵,压力为 3050Kg/cm,排量为: 2150250 升/分,在注浆时压力控制在 0.10.2Mpa 左右。.注浆孔位于管道两侧,每节管 2 个注浆孔,顶管完成后要用水泥 3砂浆置换触变泥浆,并将泥浆孔封堵。5.地下水排除措施:由于本工程地下水位较高,对安全施工构成威胁,故考虑采用:a.当地下水不多时,在工作坑底板设置一集水坑,用抽水机直接排除;b.
8、如遇地下水太大时,采用深井降水法降水。市天然气利用工程 南门至土华线路施工工程46.遇淤泥流沙层措施:地质资料显示,沿线有淤泥流沙层,对管道顶进质量及安全施工极为不利,宜采用分层注浆加固管道内及周围土体的方法,具体为:采用管道内“超前小导管注浆法”,即在管道内按一定间距(0.5 米为宜)插注浆导管,外圈导管斜插角度为 15 度;注浆材料为水玻璃水泥浆。五、工作坑结构设计:(一).尺寸计算:1.长度:按正常状态顶进时计算:Lb1+b2+b3+L1+L2+L3+L4其中:L工作坑的最小长度;b1后座或后背墙厚度,设后座时取 b1=4060cm,设后背墙,无后座时取 b1=50160cm;由于本工程
9、顶力较大,故取 b1=100cm;b2刚性顶铁厚度,取 b2=30cm;b3环形顶铁厚度,取 b3=15cm;L1下井管段长度,本工程管径 DN1500,取 L1=800cm;L2主油缸长度:YDT4000 型工作推力为 4000KN,长度 1657。L3接管时留在坑内管道的最小长度,取 L3=50cm;L4安装富余量,由于本工程地方狭窄,故不作安装富余量考虑,取 L4=80CM。故 Lb1+b2+b3+L1+L2+L3+L4=1.0+0.3+0.15+8+1.657+0.5+0.8=12.4M取 L=12.4M2.宽度:工作坑的宽度与管道外径有关,另外还与坑的深度有关。因为较浅的坑,能放在地
10、面的设备不再下坑,如油泵车、变电箱、电焊机和顶铁等。较深的坑一般是井,为了提高施工效率,上述设备都要放在井下。所以前者工作坑较窄,后者较宽。浅工作坑:B=D+(2.02.4)深工作井:B=2D+(2.02.4)市天然气利用工程 南门至土华线路施工工程5式中:B工作坑(井)的宽度(M);D管道的外径(M);由于本工程工作坑深度在 6M 以上,故其宽度按深工作井计算,即取:B=1.5D+(2.02.4)=1.51.8+2=4.7M,取 B=4.7M。3.深度:自地面至基坑(井)底板面的深度称为工作坑(井)的深度,可按下式计算:H=H1+D+h式中:H1管顶覆土厚度(M);D管道外径(M);h操作空
11、间高度(M)取 h=0.8M,故工作坑的深度为H=H1+D+h=5+1.5+0.8=7.3M;(二).坑壁及坑底结构设计:地面碎石基层500 L 500(三).顶进后背墙设计:1.选用尺寸:3500mm3500mm1000mm;2.做法:正面(与千斤顶接触面)及侧面用 20mm 厚钢板焊接成型,与剪力墙预埋件焊接,中间填充 C30 钢筋砼。500mm16200142001420020mm 厚钢板预留孔洞400mm1000mmC30 钢筋混凝土市天然气利用工程 南门至土华线路施工工程6六、顶管工艺流程的质量控制:顶管工作能否顺利,导轨的安装非常关键,本工程导轨采用轨道钢,在安装时应顺直、平行、等
12、高,纵坡与管道设计纵坡一致,安装误差为:轴线:3MM;顶面高程:0+3MM;两轨内距:2MM;安装轨道时应与底板预埋铁牢固焊接,不能在使用中跑位。在顶管开始入土前,再仔细检查一遍油泵,千斤顶的安装及运作状态,注意设备的状态,后背及轨道的安装精度,准确无误后,方可放下工具管开始顶进工作。手工掘进顶管法前 10M 非常关键,允许偏差必须控制在以下范围内,轴线3MM,高程 0+3MM,超过此范围应及时纠正。在挖土时,要严格按下列要求挖掘,先中间,后四周,不超挖,勤收边,四周的超挖量不大于 1.5CM。在顶进过程中要时刻观察,并做好以下记录:油泵油压表读数;注浆泵压力读数,过行管头高程、轴线偏差;导轨
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