dk3000顶管培训资料.docx
- 文档编号:27866571
- 上传时间:2023-07-05
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:27.53KB
dk3000顶管培训资料.docx
《dk3000顶管培训资料.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《dk3000顶管培训资料.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
dk3000顶管培训资料
DK式土压平衡顶管机培训资料
一、机器性能及如何控制土压,真正做到土压平衡。
DK式土压平衡顶管即幅条式全断面切削顶管机。
它由切削头、泥土搅拌仓、纠偏系统、螺旋出土系统等组成。
它的主要特征是在顶进过程中,利用土仓内压力螺旋出土机排土,平衡地下水压力和泥土压力。
所谓土压平衡,它必须满足两个条件:
一、掘进机在顶进过程中与它所处的土层地下水压力和土压力处于一个平衡状态。
二、它的排土量与掘进推进所占去的土体积也处于一种平衡状态,才能算是真正的土压平衡。
从理论上讲,掘进机在顶进过程中,其中土仓的压力P如果小于掘进机所处土层的主动土压力Pa,即P 反之,如果土仓的压力大于掘进机所处土层的被动土压力Pp,即P>Pp时,地面就会产生隆起。 并且,上述施工过程的沉降是一个逐渐演变的过程。 尤其在粘性土中,要达到最终沉降所经历的时间会比较长。 然而,隆进却是一个立即会反映出来的迅速变化的过程。 隆起的最高点是沿土体的滑裂面上升,最终反映到距掘进机前方一定距离的地面上。 裂缝最高点呈放射状延伸,我们所处的西安地区的土层就是这种特性。 但是,只要我们把土压力控制在Pa 根据西安地区的地质报告,土的自立和形成的土弓能力很好。 局部有中粗沙含量不是很高。 这给长距离顶管带来有利的条件。 但地质报告中所揭示的土质为湿陷性粘土,加水要适量控制。 这一点厂家在设计时也充分考虑到了。 在周边切削刀上没有布置注水孔,但主轴上和刀臂2/3处,开始按螺旋线均衡布置了注水孔,面板上布置了8只,螺旋输送机上布置了一个。 这就保证了机头推进的地方不塌方,机头的切削力不会加大,也能充分冷却切削刀具,减少磨损。 掘进机土压力大小的控制与以下几个运转条件有关: 1.与顶进速度有关,如果螺旋输送机出土量不变,顶进速度与土压力成正比,因此,要保持机内控制土压力不变就必须把顶进速度调节在一个适当的范围以内。 2.与螺旋输送机的排土量有关。 如果推进速度恒定,那么控制土压力与螺旋输送的排土量成反比。 3.顶进速度和排土量同时改变,也可以保持控制土压力在规定的范围内。 当推进速度提高时,土压力随之上升,与此同时,也提高螺旋输送机的排土量。 以第三种控制方法最为理想。 那么,我们为什么不采用第三种方法呢? 因为在大管径里出土往往是次后的,出土跟不上。 我们按外径3.6米计算,管长2.5米,按常规土的容量,每立方1.8吨计算为45.7吨,按每立方2吨计算为48吨。 运土和弃土是影响推进速度的关键问题。 加上该地区土体的塑限指数不是很高,不易采用螺旋出土变速这一方案。 在初始顶进时,必须反复试验,只有当初始顶进比较正常了,才可对掘进机进尺时所占有的空间及排土的质量之间进行比较。 一般情况下,在排土量达到进尺空间土体积的95%—100%都应视为正常。 为此,我们根据贵处施工的埋深,建议迎面压力控制在0.03Mpa—0.1Mpa之间。 即当土压力开始出现时,土压力随主顶油缸的推进,逐步升高到0.1Mpa时开始出土,当土压力下降到0.03Mpa时停止出土。 当土斗装满外运时,主顶油缸不得推进。 总之,不出土,主顶油缸不推进。 或土压力低于0.1Mpa时,主顶油缸推进,当土压力到达0.1Mpa时,主顶油缸立即停止推进。 二、出土和运输。 大口径顶管中,出土方法有三种: 一、卷扬机出土;二、电瓶车出土;三、大排量土沙泵出土。 下面我们分别介绍三种出土方法。 一、卷扬机出土,见图 (一)。 由底盘和土斗两部分组成的小车,依附在车轨道上行走,它的动力是由卷扬机通过钢丝绳牵引小车前进和后退,它的牵引速度是通过小车上的一个被动卷筒由行走轮一端加装的一对齿轮,保持小车的匀速运动。 当初始时,距离短,小车被动卷筒留绳不多,随距离加长,小车卷筒留绳越来越多。 因是双向,按顶段500米计算留绳,须1000米以上。 所以钢丝绳直径不易很粗,一般是9毫米到12毫米,多股不旋转,西鲁式软性钢丝绳牵引力一般为5吨。 如果用单向牵引,留绳量小一半,仅在重车是由卷扬机牵引,空车脱开卷扬机离合器由人工推到机头部,螺旋机出土口下,装满土后由卷扬机拖出。 当然可以事先把空车用电动小葫芦吊到水泥管顶部,空中交会。 但只能两部车同时在同一轨道上行走。 当重车走过空车时,空车立即放下,由人工把空车推向机头部出土,重车牵引到井口,由行车提升到地面。 反复循环。 出土速度比单车增大一倍。 但出土速度仍然不够。 最大的缺点是钢丝绳磨损太厉害,须经常更换,有时,钢丝绳打结会造成翻车。 优点是一次性投入较少。 二、电瓶车出土。 这是在大型顶管中最常见的一种方法,由螺旋出土机先送到皮带输送机上,由皮带机送到一定的高度,皮带输送机呈300摆布,力求皮带机下部有最大的有效空间,供电瓶列车停放,一般电瓶车拖叁列土斗,一次装送约10m3。 电瓶列车的牵引力约15-20吨,装一列一般可顶进1.5米左右。 电瓶车行走速度约每小时10-15公里。 不能很快,否则也会出轨。 优点是一次出土量大,安全。 缺点是一次投入大,机坑长,应需最少6-7米的出土空间。 三、土沙泵出土。 土沙泵出土是发展方向。 它是连续顶进连续出土,但用电量巨大,对土的土质、含水量有一定的要求。 制造成本很高,维修不易。 如果用在3米的顶管中,每小时的出土量最少得30m3,仅电机功率就得95KW,加上是全液压的,在管内散热,条件不好,必须水冷却液压油,用水量也很大。 不经济。 目前,国内土沙泵仅我们生产一种型号为BTS11/5,出土量每小时11立方,在3米管径中不实用。 三、大型顶管进洞常见方法: 大型顶管进洞和中小型顶管进洞方法有很大的区别。 首先机头重,3米顶管机头重量就约50吨,而且机头的重心靠前,约在机头前1/3处。 除了导轨、顶铁钢性要好以外,洞口的布置也和中小型顶管不同。 1、必须加装延长导轨,防止机头向下倾斜。 一旦倾斜无法挽救,可以说也就宣布顶管失败。 延长导轨的形式见图 (一)a。 进洞口的形式有二种: 一种是制井整体制作,仅在进洞处不布置钢筋,充填低标号素混凝土或砖块,待井整体制好后打井洞口二次制作洞口,打开洞口后把预先制作好的钢圈(比机头外径一边大10-15cm)放入洞口内和井壁主筋电焊连接后二次补浇混凝土,可加速凝剂待到70%的强度时,焊接延长导轨。 延长导轨的高低和两边角度也必须和机坑导轨完全一致,不得有误。 焊接好后再安装止水圈护口铁 (1),洞口止水圈,止水圈护口铁 (2),见图 (一)b。 进洞前将洞口土向挖开800-1000mm。 这时,将机头徐徐推进洞口里,待刀盘全部进洞,止水圈全部顺好后,开动刀盘待土压升到0.1Mpa时,这时出土机的土压也上升到约0.07Mpa,机器各部都正常开始出土(详见机器操作规程)。 另一个方法是将洞口钢圈和延长导轨全部焊好,要和井壁主筋连好,衬好砖块,和井体一同浇捣,预埋好止水圈、护口铁螺栓,进洞后的操作和前一种方法一样。 前一种方法标高好控制,周期长。 后一种方法标高不好控制,周期短。 机器的操作规程: 1、机器放置在机坑导轨上,应离井壁有约30厘米的距离,供安装止水圈之用。 2、检查机器的轴线是否和机坑轴线、导轨轴线和主顶油缸的轴线是否保持一致,发现偏差立即调正。 3、加油,先加液压油,我们推荐使用68号抗磨油压油。 西北地区最好选用兰州炼油厂原装的。 待主顶泵站和机头纠偏泵站都加好后,再加机头大减速箱润滑油,大减速箱加双曲线齿轮油。 机头纠偏泵站必须加上油标顶部,主顶泵站和大减速箱分别加到油标中心位置即可。 电子油泵说明书上已说明。 加二号锂基脂,如果买来的锂基脂比较干,须加煤油稀释,稀释成粥状即可。 锂基脂一个班加一次,一次加3公斤左右。 4、接水管。 本机主轴通道和出土机通道及机头面板上都有进水管,主轴通道和出土机通道必须接好,因它一工作就得供水。 机头面上的水管也同时接好,可暂不使用。 5、接电。 机头接电须用一个独立的电箱,主顶泵站、水泵、压浆泵可合用一个电箱。 一旦电源反相,机头内反相报警立即报警,电工应立即调正外电箱的相位。 接好电后用套筒扳手压紧各部电桩螺丝。 完成后空气开关送电,同时转动相位平衡开关,看看三相电是否平衡,然后启动刀盘电机,刀盘电机按钮有自动、手动二档(详见说明书)。 正转后,不能立即反转,须停机后再按动反转开关,一切正常后再开动出土机。 出土机也有正、反转,它的反转开关在操纵台内侧。 空转一切正常后,开动纠偏泵站,把纠偏油缸打在下伸档,这时,纠偏泵站油压表,油压会升高。 当油压升到一定时候,纠偏油缸: 下油缸组计6只,会同时慢慢升出,这时操纵箱上的数显仪会灵敏地反映出油缸伸出的长度。 动作正常后,把操纵台上油缸开关打在下缩档,油缸会慢慢回缩,数显仪同时显示回缩长度,回缩到位后显示零位。 其它动作以此类推。 但左、右动作不能做,因机器卡在导轨上会把导轨挤坏。 地面空车运转,请各班机手和班长共同熟悉,熟悉后才能正常顶进。 6、顶进。 开动刀盘电机正常后通知主顶泵站操作员开动主顶泵站先工作最下部2个油缸,把主顶油缸的推进速度调整到每分钟伸出3公分,最多不超过4公分这样的速度。 机内外联系一般用哨声,一声停,二声顶,三声注水,四声注浆。 正常顶进过程中,机手必须精力集中,观察各种仪表: 1)电压表。 电压表一般上限在410V,下限在375V,高了低了都不行。 2)电流表。 主刀盘电流表正常电流应在50A以下,过高了要加水。 出土机电流表正常电流应在30A以下,过高了也要加大注水量或打开反转开关,从出土口加水,当电流小下来以后开动反转开关恢复正转。 3)当主电机电流加水后不见减小,应将主顶油缸回缩3-5厘米,这是水还没有充分软化土层的现象,待电流正常了,再推进。 4)当各种仪表都正常后,机手在观察各种仪表的同时也要不断地观察光靶上的激光点是否偏移,如发生偏移,一般在一公分左右不去管它,2公分左右就必须纠偏。 纠偏原理是这样的: 当激光点偏向右侧,说明机头向左偏,须将左侧纠偏油缸伸出一次,不需伸出很多,走一段,一般待一到二根管子过后,观察激光是否有变化。 1、激光向左偏回来了,但不能等到回到原点,油缸及时回缩;当激光点没有变化或比原先扩大方向了,就得把油缸再伸长一点。 但它伸多少,缩多少,什么时间伸,什么时间缩,需要机手相当时间的摸索。 机头的纠偏效果和土层的反力,机器的埋深,迎面土压推进速度都有关系。 西安地区土比较硬,土层反力大,应掌握及时纠偏、及时回缩、勤纠、少纠的原则,很快就能掌握。 这一点我们到现场再讨论。 另外一点很重要,机头和第一个水泥管必须连接,它拉紧螺帽,紧到位就行了,不得加力死紧,否则纠偏时纠不动。 必要时,需松一松,待复位后再紧一紧。 5)机手必须做好应记的记录,机头的电流、电压、平均出土压力、迎面土压、纠偏量、纠偏时间、回缩量、回缩时间、有无异常情况,并向下一班机手书面交待,双方同时在交接班簿上签字。 后方顶力控制及注浆减摩的方法: 大型顶管的顶力控制是比较难的,尤其是长距离顶管,尽管主线准备了四套中继间,是否能顺利出洞,是需要方方面面的紧密配合。 我们来分析造成顶力过大的几个原因: 1)、顶线不直,歪歪扭扭,造成主顶油缸的有效推力作用在管子上产生分力。 2)、注浆不及时,注浆量过少,注浆配比不对,膨润土质量不好,止水圈跑浆。 3)、大面积塌方,尽管地面上不会很快地反映出来它已经塌方,这种塌方并不是在机头的正面,而在顶过去的管子上面,这是造成顶力瞬间增大的主要原因。 我们谈到这里是否有防治的方法和解决的手段呢? 当然有,首先我们要把管子顶直。 当然,第一次使用机械化顶管需要熟练的操作人员带一带的,这一点我们向贵方建议过。 4)、顶力控制的方法: 就顶管而言,当然谁都希望顶力越小越好,但实际情况不是这样,尤其是大型顶管。 首先我们谈一谈注浆,我们这次的注浆方法是隔二个管设置一个注浆管,这也符合常规。 大型管每个进浆口必须设置阀门和压力表,并加装压力表保护装置,当每组进浆口发生压力不平衡的情况时,有以下几种原因: 造成顶部压力过高,有局部塌方,两侧压力过高,注浆口阻塞,解决的办法是关闭相邻的注浆口,待压力下来后再打开其它注浆口。 这一工作需要心细、劳动态度认真的同志来完成。 注浆压力一般控制在0.3-0.5Mpa为好,压力过高会对管子产生负荷,造成顶力过大的假象;过低有可能有跑浆现象。 建议主顶泵站一推进,注浆泵同时打开,注浆泵一般工作30秒至1分钟,就这样反复循环。 5)、因埋深浅,顶过的管线不允许有汽车、装载机通过,以减少塌方的可能性。 一塌方立即关闭低压处阀门,待高压处压力降下来,再正常注浆。 顶过的管子设置观察浮标见图 (一)c。 它的原理是这样的,当外套插入土体中,离管顶部约10-20厘米放置一个活塞,上连活塞杆,活塞和外套之间每边留3-5毫米间隙,当塌方时活塞随之下沉。 当隆起起活塞随之上浮。 并在活塞杆顶做好明显标记。 这个办法简单可靠,不防试一试。 6)、理论顶力的确定和中继间的布置: 当初始顶进3-5根管子时也就是说约15-20米时一切正常,确定这一段的顶力,因为机头的迎面反力是恒定的,不过多长都一样。 这样就可以计算出全线的理论顶力多大,画出顶力曲线图,找好坐标就知道每前进一米顶力应该多大,同时作出实际顶力多大,顶力接近或略超出理论力,问题不大,过大立即向主管领导汇报,但不得停机减慢推进速度。 一旦停机就有管子被抱死的危险。 同时加大注浆量,分析原因后,再采取措施。 中继间的布置: 我们在主线布置了4道中继间,中继间的摆放不是顶力大了就摆放,而是根据理论计算,需要摆放时才摆放,摆放前先处理好顶力大的其它原因。 一般是阶段顶力的60%时摆放,各部分都连接好,摆放前充分注浆,摆放的时间尽量短,并接电待用。 当顶力到了阶段顶力的70%时启动中继间。 一般第一个中继间距离短一些,第二和第三个、第四个距离长一些。 因为随着顶线的延伸,管子的导向和浆套形成越完美,那么,它的单位顶力会随之下降。 7)、测量: 机械化顶管和手掘式顶管差不多。 测量时要注意机头激光点和管子的中心轴线,计算好夹角,算出延线再推算出速度和顶进长度到恢复理想轴线的距离和时间。 通知机手及时回缩,并做详细记录,上报项目经理。 这里就不多说了。 8)、出洞: 机头出洞比进洞简单多了。 当机头推进到洞口约1.5米处,打开砖墙中心部分用一根钢钎插到中心部分或碰到机头了。 这时,机头的土压表和出土机土压也会随之消失。 由于没有土压螺旋机也不出土了,机头电流也变小了,砖缝开裂向外凸出,这时需仔细测量四个方向,无误后关机。 这时主顶油缸继续推进,当中心刀露头时,停止推进。 做好接收准备,安置机头接收托架。 接收托架应用,机头位置低3-5厘米,准备吊车,挂勾起吊。 9)、泥浆置换: a)根据设计要求有时要求把原注入的膨润土浆置换成水泥浆。 一般常见的水泥浆配比为水灰比为1: 0.6+0.3%CMC溶液(饱和),按容积+15%的石灰浆。 b)把原来的注浆泵清洗干净。 把注浆泵吸浆龙头放入灰浆桶内,打开第一组注浆口,当第一组注浆口冒出灰浆后,关闭阀门。 打开第二组,以此类推,直到全线。 再保压十分钟后,关闭所有阀门,保压时注浆压力为1Mpa。 这时,应拆除主通道浆管和弧形浆管就地清洗,以免凝固。 机坑的布置: 在选择工作坑地点时,应注意地面和地下两方面的情况。 在地面上,应尽量避开高压线、电话线,还应尽量避开地面建筑物。 要选择在作业条件较好的位置。 如果在交通较为繁忙的道路上选择工作坑,则应设置好隔离装置和醒目标志。 夜间应有良好的照明和明显的识别标志。 有条件的话,尽可能离机动车道远些。 工作坑还应远离河道、池塘及低洼地。 尤其是作为承受主顶油缸反力的后座一端。 上述地形会影响工作坑的后座力。 如果实在无法避免,则应对工作坑后部土体进行必要的加固。 如果上述地形条件下,工作坑同时起两个方向顶进的作用时,应先向上述地形一方先顶,然后再调头向另一个方向顶。 这时,已顶进的管子可承受一部分后座力。 工作坑的布置分地面布置和机坑布置。 a)地面布置: 起吊设备的安装、供电、供水、供浆、现场办公室、生活设施、道路及堆土场地等。 b)机坑布置: 首先是工作坑尺寸的确定。 基坑导轨、洞口止水圈、后靠背、主顶油缸及油缸架。 主顶泵站的布置下面我们分别叙述: 1、必须在其后座方向的地面上堆上准备顶进的管子和弃土,这样布置可减少顶进过程的地面荷载,从而减小顶进的阻力。 2、供电设备。 我们这次3米直径的顶管周期长,用电量大,可单独制作一间配电房。 现场配电箱都必须有触电、漏电保护装置。 接到管内的电缆必须有防水接头,并用防水胶布包好。 如果注浆管、水管在一侧,电缆必须放到另一侧,必须把它挂起来。 管内照明应采用12V或24V的低压照明。 我厂制造机头内有24V备用电源可逆向供电。 有一点必须向贵方说清楚,尽管我们在设计3米机头时,选用智能化软起动器,但是500-600米的电压降是一个不能忽视的问题。 为此我方建议必须使用干式自耦式变压器来解决电压降的问题。 最好提前安装好。 3、供水设备: 本机器用水量不大,需接两只0.5”-1”的自来水龙头即可。 4、供浆设备: 供浆设备主要由搅浆桶和盛浆桶组成。 盛浆桶与注浆泵连通。 因为现在都用膨润土润滑浆,它不仅需要搅拌,也要有足够时间浸泡,这样才能使膨润土浆充分膨化。 膨化池上还必须搭一个雨棚防止下雨稀释浆液。 另外,膨润土粉需要堆放在架上防止地面潮气浸入,也需要搭个雨棚。 总之,膨润土要保持干燥。 5、主顶泵站: 主顶泵站可以置在地面上,也可以置在机坑内。 因这次顶管埋深较浅,建议置地面,把它摆布在靠进扶梯一侧后座方即可。 6、机坑布置: a、止水圈的安装。 见大型顶管进洞一章节。 b、安装基坑导轨。 在放基坑导轨时,前端应尽量靠近洞口。 左、右两边可以用槽钢和枕木支撑。 大型顶管导轨应焊在预埋的钢板上。 因本次作业方法两边调头顶,故预埋钢板两条,应和机坑长度一样长。 c、安装后靠背: 本顶段管径较大,采用两块后靠背,使用运输起吊方便。 d、安装主顶油缸: 主顶油缸架,为了方便安装和运输,也做有左、右两只,中间用角钢连接(螺栓固定)。 本次用8只油缸,它的合力中心应比管中心低5%-3%的管内径。 e、测量仪器的安装: 测量仪器必须架在独立的基础上,可在导轨预埋件中间、两端分别置到预埋钢板上,把仪器架焊上即可。 10)、后座力的分析: 在一般情况下,顶管工作坑所能承受的最大推力,应由所顶管子的最大推力为先决条件,然后再反过来验算工作坑后座是否能承受最大推力的反作用力。 如果工作能承受,那么就把这个最大推力作为总推力。 如果不能承受,则必须以后座所能承受的最大推力作为总推力。 不管采用何种推力作为总推力,一旦总推力确定了,在顶管施工的全过程决不允许有超过总推力的情况发生,不然不是管子被顶坏,就是后座被顶翻了,这都是非常麻烦的事。 我们这次决定采用8台油缸,它是总推力为1600T,C50,3米水泥管,极限推力为1200T,水泥管总重,按500米计算为1000T,按保险系数1.6倍计算,也就是1600T,所以后座的反力必须大于2000T—2200T为好。 下边推荐常用的计算方式: R=aBCrH2 +2(H +rћHKP) 式中: R—总推力之反力(KN) ạ--系数(取1.5—2.5之间)该地区取2.5。 B—后座墙的宽度(M) γ—土的容量(KN/m3),该地区取(1.8—2)T/m3 KP—被动土压系数[为tg2(45°+ )] H—后座墙的高度(m) C—土的内聚力(KPa),看地质报告把它代入 h—地面到后座墙顶部土体高度 有关总推力计算,我们没有经验,正确的计算请贵处计算为准。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- dk3000 培训资料