DN1600人工顶管施工解决方案Word文件下载.docx
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长度（m）
顶管方法
备注
1
5#—7#DN1600
35.5
人工顶管
1.3加固处理
本工程顶管段为人工顶管，人工顶管处砼管分为DN1600和DN2400两种，由于地质勘察报告中显示地面9米以上为杂填土，为防止开挖过程中土体塌落
需沿管线对管体上方进行注浆加固，孔距1m梅花形布置，加固范围管中心外扩3.44m（即管外壁外扩2m），加固宽度6.88m,施工工艺同竖井注浆加固方案，
注浆量：
3.14*2.962*35.5*0.4=488.33m³
附图：
1.4过河段处理措施
1、本工程为北京市东北热电中心再生水供水工程东坝南二街再生水管线（机场二通道—东高路）中水人工顶管段，管材为DN1600双胶圈钢承插口钢筋混凝土排水管，本段设计为人工顶管，但顶管需下穿18米宽的河道，且管线在河道下方的覆土为1.2米。
2、施工中遇到的问题
在顶管下穿河道时由于覆土为1.2米，且河道内有水，淤泥为0.5米，顶管管头顶到河道下方时，管道上方的土体由于河道内的水长时间浸泡开始出现塌方。
3、施工措施
由于管道上方覆土较浅，因此采用开槽方式，首先对管线两侧10米河道进行截流，然后在把截流段内的水抽干，进行前边钩机开槽0.5米，人工配合清槽，后面推顶0.5米，重复施工的方法推进。
管线施工完成后再对河道进行恢复。
4、人工、材料、机械
项目名称
工程量
150钩机
6天
土车
7车次
人工
100工日
5KW水泵
5天
5、附图
现况平面图
剖面图
二、顶管方法
根据地质资料揭露情况，本工程管线穿越之处均处于地下水位以下，根据图纸设计情况，本工程沿线管段均为直线段顶管，在顶管过程中，应控制顶管的走水方向，以及坐标控制，保证管道顶进之后，其坡度、坐标符合设计要求。
为保证管道顶进、挖土作业顺利进行，管内及工作井不能有积水现象，在工作井设置集水井，用抽水机抽出至地面的沉淀池，经沉淀后排至市政雨水井。
顶管时，在防止塌方管头加一个及可纠偏挤压式工具管，并采用触变泥浆减阻措施，采用机械配合人工掘进出土的方法进行管道顶进。
三、施工工艺流程
测
量
放
线
四、地质情况及工作井、接收井的设置
（一）地质情况
详见地质勘察报告
（二）、顶管工作井及接收井的设置
1、工作井的位置
顶管工作井是顶管起始点，这里除安装有顶进设置外，还设置有穿墙孔、后背以及各种预埋件。
工作井根据设计尺寸已考虑管道下放、各种设备进出、人员上下、井内操作等必要的空间以及排放弃土的位置等等。
本工程顶管工作井的位置设计院已充分考虑，根据设计院所设计的工作井进行施工。
2、后背及后座
后背是将主油缸顶力传递到承重工作井墙。
后背的结构要根据计算而定，
五、顶管工具管
顶管专用钢砼管前面的是工具管，在下钢砼管前，需先顶进工具节，然后顶进钢砼管。
工具管主要是控制管线方向、坐标、高程。
六、顶力计算及顶时设备的配置
对于顶管顶力的计算，管径、埋深、顶时长度、土质是否采用减阻措施，挖土工艺等都对顶力具有一定的影响，顶管的总顶力主要分为两个部分：
下面阻力和四周的磨擦力，即总顶力F=F1+F2。
本工程采用挤压式工具管。
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=πD2（l-e）×
R
D—工具管外径（m）E—开口率e=S1/S2S1—工具管开口面积S2—工具管横截面积
R—挤压阻力（KN/M2），取R=300~500KN/M2F2—管道磨擦阻力（KN），F2=f2·
L
L=管道总长度（m）
F2—单位长度管道磨擦阻力（KN/M）。
管道的摩阻力是指管壁与土之间的磨擦阻力，由于该工程采用触变泥浆减阻措施，故f2=π·
D·
f
D—管道外径（m），顶管采用的管材一般其壁厚为其内径的1/10。
F—管壁与土的平均阻力（KN/M2）（见下表）
触变泥浆中管壁与土地的平均磨擦力（f）
土的类别
软粘土
粉粘土
粉细土
平均磨擦阻力
（KN/M2）
砼管
4.0~6.0
6.0~10.0
10.0~16.0
钢管
3.0~5.0
5.0~8.0
8.0~12.0
本工程采用双胶圈钢承插口钢筋砼管，其顶力计算如下。
故5#-7#最大顶力：
F=F1+F2
=（π/4）/[D2（l-e）R]+f2L
=（π/4）/[D2（l-S1/S2）R]+πDfL
=（3.14/4）/[1.922（l-0.4）*400]+3.14*1.92*8*35.5
=1712.179KN
最大顶力
（KN）
1712.179
工具管外径、管道外径（m）S1—工具管开口面积（m2）S2—工具管横截面积（m2）
R—挤压阻力，取R=300~500KN/M2D—管道外径（m）
f—管壁与土的平均阻力（KN/M2）（见下表L=管道长度（m）
在选用顶管设备时,每坑采用2个200t的千斤顶作业,上下各两个,额定最大顶力为400t，最大顶力均不超过2个200t千斤顶的顶力，最大工作顶力为1712.2KN，这里暂以1712KN考虑。
七、顶管工作平台及棚架搭设
（一）顶管工作平台
1、工作平台搭设在工作井的顶面，主梁采用型钢，上面铺设150*150枋木，作为承重平台，在平台上口装设有带滚动轮和导轨的活动盖板。
2、承重主梁必须根据荷载计算选用，一般采用30号以上工字钢，本工程拟采用32b工字钢，主梁两端伸出工作坑壁搭地不得小于1.2M。
3、平台口的长度和宽度各大于管节长度及管外壁0.8M，即平台口的尺寸为：
长度L>
L1+0.8
宽度B>
D1+0.8
式中：
L1—管子长度（M）
D1—管外径（M）
本工程估计每节管道长度为3M，故L>
L1+0.8=3+0.8=3.8M
B>
D1+0.8=3.36+0.8=4.16M，取B=4.2M。
4、工作井口上的平台孔口必须安装护拦，上下入设置牢固的爬梯。
（二）、棚架
本工程起吊设备采用门吊，具体详见本章第四节顶管设备的选用中的吊装设备，支搭于工作平台上的门吊宜安装在防雨棚下面，防雨棚采用铁支架，上盖镀锌波纹铁皮，并安装牢固。
八、设备的安装
（一）顶管设施安装
1.后背安全系数的核算
土体的被动泥水力：
p－土壤的总被动泥水力
r—土壤容重（KN／m3）r=19.8
Ф—（土壤的内摩擦角度）Ф=15.6°
c—土壤的粘聚力（KN／m2）c=27
h—天然土壁后背墙高度h=10.4m
以上土质参数是根据岩土勘察报告中的数据，按不同的土层厚度加权平均，计算得出。
＝2282（kN/m）
顶进时所需最大后背宽度：
B=F
P
B—后背受力宽度
F—顶管中的最大顶推力，F=3516KNP—土体被动泥水力，P=2558kN/m
经计算，顶管过程中，需要后背宽度为1米，实际施工时考虑顶镐架后背宽度设为5米，可以满足施工需要。
2.后背安装
基坑验收合格后，安装顶管设备，首先安装后背。
（1）机械顶管后背结构为：
锚喷墙+混凝土后背+后背铁。
（2）混凝土后背为钢筋混凝土结构，与锚喷墙浇筑成为一个整体，长度为5米，高度为5米，厚度0.6米。
Φ22钢筋双向双层排列，混凝土强度C30。
（3）在混凝土后背前垂直地面放置后背铁，后背铁与锚喷墙面之间的空隙以C10素混凝土浇灌填充。
（4）后背墙表面要平顺，并且垂直于顶进管道的轴线，避免产生偏心受压。
（5）后背的安装允许偏差为：
垂直度：
0.1%H
水平扭转度：
0.1%L
其中H为后背的高度，L为后背的宽度。
（6）顶管完成后需对后背进行破除。
3.基坑导轨安装
导轨安装是顶管施工中一项重要的工作，安装的准确与否直接影响管道的顶进质量。
1.导轨内距的确定：
其中：
A—两导轨内距（mm）
D—管内径（mm），D=1600mmd—管壁厚（mm），d=160mm
导轨安装内距为1061毫米，这样确定的导轨顶面与管道流水面高程相同。
2.导轨安装
1.在基坑底部设置150×
150毫米的方木，方木长度为2米，方木间距为400毫米，测量每根方木的高程，使其与顶进坡度相一致。
2.将钢质导轨平铺于方木之上，测量导轨的中线位置与高程偏差，其允许偏差为：
导轨内距：
±
2mm；
中心线：
3mm；
顶面高程：
0～10mm。
3.两导轨要平行、等高，或略高于该处管道设计高程，其纵坡与管道设计坡度一致。
4.使用30#工字钢稳固导轨，工字钢一端须牢牢抵在基坑侧墙上，另一端与导轨焊接，每根导轨不小少三根工字钢。
5.安装后导轨要牢固，不得在顶进施工中发生位移，且设专人每天进行检查。
（二）、洞门处理
若土质松散，为防止顶管入洞时土体滑塌，涌入基坑，可对洞门采用全断面注浆加固。
设置DN32、长度4.0米的注浆导管，导管之间间隔0.5米，加固范围宽度5米、高度5米。
向小导管内注入水泥+水玻璃浆液，注浆压力维持到0.1-0.15Mpa。
注浆24小时后，使用风镐将洞门处的混凝土凿除，洞口为圆形，直径为1500毫米。
洞门处使用Φ22钢筋将钢格栅内、外连接焊牢后，再将其钢格栅割断。
洞口处，人工向前挖土300～500毫米，将混凝土、钢筋及其它杂物清除干
净。
（三）、出泥设备
本工程由于顶管的管段距离较长，出泥拟采用轨道矿车进行运输，采用人工手推车运土。
（四）、通风设备及送风
对于长距离和超长距离顶管，操作人员在地下作业要不断补充新鲜空气，作业中产生的废气需要及时排除，管道通风是必要的。
地下作业通风的最低标准是每人每小时30M3，即0.5M/min。
管内通风通常采用鼓风机，并配上鼓风管。
鼓风管一般采用塑料布加工的软皮管，距离增加后再设轴流风机接力通风。
但它受季节性的影响。
本工程拟采用一套专用通风设备，该设备采用压缩空气通风。
九、顶进设备的试车运行
1、设备试车运行及顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并应随时观察顶铁有无异常迹象。
2、顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部分密合后，再按正常顶进速度顶进。
3、顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进。
4、液压油缸活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。
十、顶管施工照明
一、施工照明要求
1、一般场所采用电压2
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