土法掘进顶管施工工艺工法Word格式文档下载.docx
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5施工方法
在敷设管道前，先建造一个工作井。
在井内顶进轴线的后方，布置一组行程较长的千斤顶，一般每组为4只到6只，将敷设的管道放在千斤顶前面的导向轨架上，管道的最前端是一台二段式手掘式工具管（由钢板焊接而成），工具管与管段之间需刚性连接。
千斤顶顶推时，以工具管开路，推进管段穿过坑壁上的穿墙孔，把管道压入土中。
与此同时，将管中的泥人工挖掘并运至工作井中，吊出外运。
当千斤顶达到最大行程后，全部缩回，放入顶铁，千斤顶继续前进。
如此不断加入顶铁，管段不断向土中延伸，当工具管和第一节管段几乎全部顶入土中后，吊去全部顶铁，将第二节管段吊入，接好，继续顶进，如此循环施工，直至全部顶完。
管道外壁注活性膨润土润滑浆，以减少四周的摩阻力。
当管道顶进阻力超过主千斤顶的顶进能力时，则采用中继接力技术，将管段分成数段，段间加入中继节，以接力方式分段克服摩阻力。
管道的顶进方向与高程采用激光经纬仪进行测量监控。
其设备布置图如图1：
1.管节2.工作井3.7.洞口止水环8.导轨
龙门吊4.
9.中继节
后背墙5.千斤顶10.运土小车11.
6.顶铁
工具管
图1
顶管施工示意图
6工艺流程及操作要点
6.1施工工艺流程
施工工艺流程如图2所示：
2
工程开始
放样复核
工程结束
装
图2
土法顶管施工流程图
6.2操作要点
6.2.1施工准备
工程施工前，应根据业主提供的地勘报告确定施工工艺，必要时应进行补充勘察；
工程施工前，应组织施工人员认真学习施工图纸、相关规范、标准，明确工程施工内容和技术要求，对图纸中与现场不符内容联系设计人员进行补充设计或变更设计。
对顶管轴线两侧各5m范围内进行地质勘察，核对地质是否与设计相符，并核对附近是否有既有建筑物。
如地质与设计不符或有不良地质（如流砂层），则要扩大勘察范围，并与设计单位联系，采取相应的措施。
6.2.2工作井设备安装
顶管施工质量的好坏与设备的安装精确度有直接的关系。
安装前，根据已知的控制点、标高，准确无误的测放进出洞口的标高和顶管的轴线，并依此测放设备的安装位置。
导轨、千斤顶支架、靠背等设备必须安放准确牢固，以保证顶管的顺利进行。
在正式顶进前对油泵、油缸、注浆设备进行试运转，确定符合性能要求后方
3
可正式顶进。
应重点注意以下几点：
1止水橡胶板和钢压板的安装必须保证橡胶板的圆心、钢压板的中心和顶管洞口轴线重合；
在掘进机具进洞时，应使机具对准止水橡胶板的中心均匀切入，以保证顶管施工时泥浆和土体不从此处流入井中。
2靠背安放时必须精确测放，保证靠背和顶管轴线垂直。
后靠背采用整体式钢后背，直接靠在井壁上，安放时必须垂直于顶管轴线，并应将后靠背与井壁空隙用混凝土填充密实。
3千斤顶和导轨的安装除保证其中心位置和顶管轴线重合外，还必须保证标高符合设计要求。
安放千斤顶时，顶缸轴心必须和顶管轴线平行，且顶缸的合力点在顶管中心点以下R/2处。
4导轨、千斤顶支架必须保证加固牢靠，防止顶进过程中发生位移，影响顶力的传递造成顶管偏差。
6.2.3工具管出洞、进洞
1顶管施工的进出洞是顶管成功与否的关键所在，由于工具管进出洞持续时间较长，必须有效的防止地下水的流入，避免洞口的坍塌，必要时应事先采取加固措施。
2工具头出洞前必须对所有设备进行全面检查，包括液压、电气、压浆、照明、通讯、电机、油泵、管路等操作系统是否能正常进行工作，各种电表、压力表、换向阀、等是否正确显示其工作状态，同时认真核对止水橡胶板的安装位置是否准确，压板安装是否牢固，然后进行联动调试，确认没有故障后，经顶管负责人检查签署意见后方可准备出洞。
3出洞时应注意止水橡胶板压入是否均匀，有无翻转、破损等问题，如有则应将工具头拔出处理好后重新出洞。
工具头进洞时，要严格控制进洞时的顶进偏差。
中心偏差不得大于50mm，高低偏差宜抛高5～10mm。
若达不到上述要求，也应拉出工具管，作第二次进洞。
顶进初始阶段的顶进质量对后续顶进的管道轴线等有重要的影响。
4顶管工具头进洞时，在接收坑内应预先安置枕垫和滚筒。
在进洞口处，工具管距接收井洞口外壁还余200mm时应拆除洞口封门，快速推进工具管进入接收井。
并应及时将管节外壁和工作井、接收井预留洞的环向间隙使用快硬微膨胀水泥进行
4
封堵。
6.2.4顶进及测量
1出洞后的5～10m以内的顶进，称为初始顶进，这是顶管施工成败的关键。
在第一节管入土0.5m左右即应开始注浆，前三节管应都能注浆，使管外壁形成完整的浆套，利于后续的顶进，以后每隔4节管设一节可注浆管，进行补浆，在初始顶进段，尽量少使用纠偏油缸，通过工具管内挖土人员的精心操作使管道保持高低、左右的准确性。
可以说初始段成功了，顶管也就成功了一半。
2当遇到管涌、坍土及大量地下水等情况时，应果断采取措施，如降水、注浆加固等，待处理完毕后再行顶进，绝不能图省事，遇到紧急情况就贸然顶进，导致竖向“爬坡”，甚至跑出地面的质量事故。
3在顶进的整个过程中，均应加强测量工作，发现误差，采用不同的挖土量及纠偏油缸来效正方向及高低。
坚持“勤测、勤纠”的原则。
纠偏角度保持在
10′～20′，不大于1°
。
纠偏应逐步进行，坚持“缓纠、慢纠”的原则。
4测量仪器固定安放在工作井的后部、千斤顶架子中心，并在工作井内建立临时测量系统。
在管道顶进之前，从地面上引中轴线方向控制点、标高到底板、井壁上，管道顶进开始时必须控制好工具头的走向，测量采用经纬仪测量，要注意勤测量、勤纠偏、少纠偏的原则，保证管道偏差控制在±
50mm。
5顶进过程中应根据顶力变化和偏差情况随时调整顶进速度，速度一般控制在50mm/min左右，最大不超过70mm/min。
6顶进过程中根据顶力计算和实际顶力变化情况及时安放中继环，坚持安放后即使用，以减小后方千斤顶的工作负荷，减小设备磨损。
7在工具管与顶进首管之间安装拉杆螺栓，严格控制工具管在顶进施工时的旋转，当工具管旋转超出10°
转角时，值班技术人员应及时报告顶管负责人，由顶管负责人会同总工程师及技术负责人共同制定出可靠的处理方案，报项目经理审批后，下发值班技术人员进行处理。
8为有效控制地面出现沉降偏差，工具管必须始终切进土内，严禁超挖，以防止发生土体坍塌事故。
6.2.5安放管节
当一节管道顶程结束，收回千斤顶和环型垫铁后，即可在工作井内再下一根管
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节。
操作要点如下：
1在管节吊入工作井以前，应首先在地面上进行质量检查，确认合格后，在管前端口安放楔型橡胶圈，并在橡胶圈表面涂抹润滑剂，减小管节相接时的摩擦力。
2在企口端面安放胶合板衬垫，衬垫采用胶粘在管端面，以防止顶进过程中管端面局部破坏。
3下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可下井准备对口。
对口时应将管节吊放在工作井内轨道上稳好，使管节插口端对正前管的承口中心，缓缓顶入，直至两个管节端面密贴挤紧衬垫，并检查接口密封胶圈及衬垫是否良好，如发现胶圈损坏，扭转、翻出等问题，应拔出管节重新插入，确认完好后再布置顶铁进行下一顶程。
6.2.6出土
在管道内采用自制小斗车出土，在井内使用电动葫芦起吊或吊车垂直运输出土斗车；
顶管出土需在现场临时堆放，堆放时离井边最少不小于3m，堆土高度不能大于2m，围栏必须围好，土方要及时运走。
不得堆土过多。
6.2.7建筑物的保护措施
如在顶管轴线10m范围内存在房屋及水、煤气管、电缆等地下建筑物，则要按照实际情况采取相应的保护措施。
1对于地质相对较好的粘质土、强风化砂岩等地层，一般不对建筑物进行加固处理，在顶进通过建筑物时，顶进速度放慢，尽量减少对既有建筑物的扰动。
2对于地质相对较软、自稳能力差的地层，一般要对该范围内的建筑进行加固处理。
加固处理的方式可采取地面注浆及打桩等形式。
3顶管穿越既有建筑物时，根据实际情况，除对建筑物进行加固处理外，还要进行监控测量，如发现建筑物及地表有沉降现象，应立即会同监理单位、设计单位采取必要的保护措施。
7劳动力组织
土法掘进顶管施工劳动力组织如表1所示：
表1
土法掘进顶管施工劳动力组织表
序号
工种
单位
数量
工作内容
工长
人
现场工作协调安排
油泵操作工
操作主顶油泵车、注浆设备
6
起重工
顶管吊土石方
机修工
保持设备正常运转
测工
测量顶进轴线及高程
焊工
7
电工
现场供电、照明维护
8
普工
10
工具管内挖土、土方运输、井下拼装管节、连接各种管线、膨润土拌浆
8主要机具设备
手掘式顶管施工的主要设备如表2所示：
表2
土法掘进顶管施工主要设备
名称
规格
备注
两段式工具管
1台
视管道直径选用
手动纠偏千斤顶
4台
中继节
若干
中继油泵车
2.2千瓦
主顶站
1个
顶进油缸
300t
根据计算顶力确定
顶进油泵
顶进系统
1套
9
小型龙门吊
40t
压缩空气站
11
通风系统
视工作环境增加
12
触变泥浆供压系统
13
发电机
120kw
14
激光经纬仪
9质量控制
9.1控制标准
9.1.1在管道顶进施工之前，首先要确定管道在垂直和水平方向上与设计轨迹的允许偏差，在这一最大偏差
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