顶管方案01之欧阳术创编Word文档格式.docx

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4、操作坑开挖

顶管作业坑包括一个作业坑和一个接受坑，作业坑开挖选用单斗挖掘机进行。

选择地势平坦的一侧开挖顶管作业坑，超过4m采用分台阶开挖，深度比设计套管底深0.5m，另一侧开挖一个接收坑，深度比设计套管底深0.5m以上。

工作坑底要抄平压实，高差不超过20mm。

顶管平面布置图

5、制作顶管靠背

5.1后座墙位于顶管工作坑内顶进方向的对面，是顶进管节的设备的支撑面，要考虑有充分的强度，在顶进中能承受顶管机的最大反作用力而不破坏。

有必要时，要浇筑厚1.0m、宽2.5m、高1.5m的C25混凝土靠背墙。

5.2当受到顶管机的反作用力时，应使压缩变形小，当反作用力取消时，应能基本恢复原位，以充分发挥顶管机的有效冲程。

5.3靠背表面要平直，并且垂直于顶进管道的轴线，以充分避免产生偏心受压。

5.4根据土质情况，必要时后背墙要采取相应的支撑措施，例如加道木，加止推平台或混凝土基础，避免造成后背墙受力不均，发生倾斜现象。

6、设备安装就位

在操作坑内安装轨道、顶管设备等，并进行预顶管。

顶管轨道的中心线和顶管机的中线必须与穿越套管的中心线重合。

6.1轨道安装时将发送轨道固定在操作坑底部并校正其方向，保证两轨道之间的中心线与设计穿越套管中心线在同一垂直面上，两轨道之间的间距为0.7m－0.8m，轨面与基坑底部之间的高度为0.12m－0.15m，顶管机的尾部要紧靠在靠背墙上。

6.2传力板采用钢板制作，作用是将顶管机的顶力均匀的分布在套管上，保证套管受力均匀，传力板的中心线与套管中心线、顶管机顶进油缸中心线在同一直线上。

6.3顶管机安装在轨道上，顶管机尾部应紧靠在抗力挡墙上。

6.4工具切屑管的安装

在顶进过程中，若有必要需在第一根套管的前端安装切削管。

在第一根套管上安装Φ140mm×

400mm切屑管。

切屑管采用δ=10mm的钢板卷制而成，切屑管的长度约0.4m。

顶管作业坑布置图

7、顶管

7.1顶管设备全部安装就位后，即可开始安装第一节套管，并连接传力板、传力轴。

第一节套管紧贴前壁，开始挖土，挖到约0.5m时进行第一次顶管。

人工在套管里清理和修理，防止套管顶部悬空。

7.2第一根套管顶进方向的准确性是顶管的关键，在顶进之前先校核套管中心线与设计中心线的偏差，其位置偏差不得超过管长的3%。

同时测量套管管顶埋深是否达到设计要求。

7.3套管顶进作业按照掘进开挖→顶进主油缸→回收主油缸→添加顶铁→掘进的顺序循环进行。

7.4套管顶进施工采用人工掘进，电动油泵驱动顶进，人工掘进时只能在套管内进行，开挖完成后应立即顶进套管。

严禁超前开挖掘进。

7.5掘进过程中遇岩石，用风镐进行人工开挖，严禁采用爆破开挖。

7.6挖掘出的土石方采用小车运送出套管，然后采用挖掘机或小型卷扬机将土石方运送出操作坑。

7.7按照上面的顶进程序，逐根顶进套管直到套管到达接收工作坑，然后卸下工具切削管，撤出顶进设备。

顶管具体见下图：

顶管作业示意图

7.8套管每顶进1.0m都必须进行一次顶进方向检测，发现偏移及时纠正。

方向纠偏可以在工具管的前端底部支垫楔形垫块逐渐进行方向纠偏，方向纠偏量每次不能超过5´

～20´

。

7.9套管顶进允许偏差：

套管顶进中心线偏差不应大于套管长度的5%。

8、接口的处理

由于顶管的管材为F型接口，顶管完毕后，对于管与管之间的缝隙，采用膨胀水泥砂浆压实填抹。

选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂，配合比（重量比）为：

膨胀水泥：

砂:

水=1:

1:

0.3,随拌随用，一次拌和量应在半小时内用完。

填抹前，将接口湿润，再分层填入，压实填抹平整后，在潮湿状态下养护。

泥水平衡顶管穿越

1、生产准备

临时生活区建设：

现场搭设帐篷，供施工人员居住。

临时办公室建设：

施工现场附近租赁民房，作为临时办公用房，如果附近缺少适当民房，在施工现场搭设帐篷作为顶管临时指挥部用房。

临时用水：

生活用水从附近解决，施工用水由现场降水井抽取的地下水提供。

临时用电：

本工程生活用电根据现场提供的位置临时搭接，顶管机施工用电提供，建立临时供电系统，要求供电能力不小于75KW。

临时通讯：

施工工地与公司总部的联系，使用移动通信设施；

数据往来采用公司网上交流的方式。

临时道路：

施工前先修建设备和材料进场的临时通道。

临时场地：

选好弃土暂存场地及施工配套设施的安装场地；

确定配浆工作区、管材暂放区及顶管辅助设施排放位置。

顶进坑布置如图所示：

顶进坑平面布置示意图

2、泥水平衡顶管施工工艺流程

泥水平衡顶管工艺流程

3、顶管施工测量

顶管施工采用连续测量与间断测量结合的方式。

连续测量：

在顶进坑后方安放一台激光经纬仪，激光经纬仪按照设计顶进轴线方向发出一束激光，照射到掘进机的光靶上，机手按照激光指示路线操控机械顶进。

间断测量：

每顶进一节管后，测量人员对激光经纬仪进行校核，并使用水准仪，测量已顶进管道高程偏差情况；

采用水平尺测量管道水平偏差情况。

测量结果填表上报到项目部。

4、降水施工

机械顶管过程中不需降水，但是在顶管工作坑开挖时需进行降水处理。

拟定采取以大口井井点降水为主、辅以工作坑内集水井明排的降、排水措施。

大口井点设在工作坑周围，沿两个侧边布置，距离坑边的边线1.5米，降水井深度20米。

顶进坑设大口井六口，接收坑设大口井四口，其平面位置如图3-4。

使用反循环钻机成孔，钻孔孔径φ600，井管使用外径DN400、内径DN300的无砂混凝土管，滤料使用3mm的豆石或石屑。

如果在工作坑开挖过程中，降水效果不好，工作面有渗水的现象时，可安装明排水设施，是在工作坑开挖面底部，设置一至二个集水井，排水与开挖同时进行，集水井直径500毫米、深1米左右，井内放水泵，地面设置D100PVC排水干管。

当地下渗水时，排水与开挖同时进行，水泵随时将积水抽出，导入排水干管，随管道流入现况水渠中。

降水施工工艺流程：

场地平整—井点放样—钻机对位—成孔—下放井管—填充滤料—洗井—下放水泵—抽水。

降水施工在工作坑开挖前7天进行，降水工作持续整个工作的全过程，包括工作坑开挖、顶管、直到工程结束。

5、工作坑占地

泥水平衡顶管需开挖工作坑，工作坑分为顶进坑与接收坑。

工作井可采用沉井法施工，如遇地下水较丰富，在沉井施工前可设置双排搅拌桩止水帷幕。

●工作井尺寸计算:

工作井宽：

W=D+（2.4～3.2）m

D：

被顶进管子外径（m）

工作井长：

L=L1+L2+L3+L4+L5

L1：

管子顶进后，尾端压在导轨上的᳔小长度，混凝土管一般取0.3mL2：

每节管子的长度（m）

L3：

出土工作间隙，根据出土工具确定，一般为1.0～1.5mL4：

千斤顶长度

L5：

后背所占工作井厚度

●沉井下沉力计算

G1=Ks*Tf−（G−Pfw）

式中G1：

需加荷载

Ks：

1.15

Tf:

沉井井壁外侧的总磨擦阻力

Pfw:

地下水浮托力

6、工作井（接收井）施工方法

工作井（接收井）采取两次浇筑成型的方式制作，即刃脚混凝土浇震憾这到一定强度后，再浇筑上部混凝土井壁，每次浇筑均须连续施工，不留施工缝。

●做好钢模板设计计算，确保沉井筒体大体积混凝土施工安全。

●脚手架搭设、钢筋笼制作安装、模板安装均应符合规范要求，特别应注意对拉螺栓定位准确与沉井平面位置准确。

●沉井下沉必须保持垂直，可根据地质状况采取不排水挖土下沉、钻吸排土法下沉和带水下沉等方法。

●沉井排土地下沉中，应加强观测，如下沉困难，及时采取措施。

7、顶力计算

通常确定机械顶管总顶力，使用经验计算公式：

P＝NGL

其中：

G—单位长度管体自重（KN/m）

N—土质系数

P—总顶力

L—最长顶距

本工程管道位于粉砂层，N取2。

8、后背安装

工作坑验收合格后，安装顶管设备，首先安装后背。

●机械顶管后背结构为：

锚喷墙+混凝土+后背铁。

●在锚喷墙壁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。

●顶进坑后背要有足够的强度，在顶进过程中能承受千斤顶的最大作用力；

●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。

●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。

9、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。

导轨内距的确定：

A—两导轨内距（mm）；

D—管外径（mm），

d—管壁厚（mm），

这样确定的导轨顶面与管道流水面高程相同。

●在工作坑底部上铺洒一层厚约15厘米的豆石，豆石之上铺设置150×

150毫米的方木，方木长度为2米，方木之间的间距为400毫米，测量每根方木的高程，使其与顶进坡度相一致。

●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：

0～3mm。

●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；

●使用30#工字钢稳固导轨，工字钢一端须牢牢抵在工作坑侧墙上，另一端与导轨焊接，每根导轨不小少三根工字钢。

●安装后导轨要牢固，不得在顶进施工中产生位移，且需设专人经常进行检查；

10、顶管机就位

使用50吨吊车吊装，将掘进进机轻轻放入顶进坑内的导轨上，前端距井壁约400毫米。

就位后检查掘进机的轴线是否与顶进坑轴线、导轨轴线以及主顶油缸的轴线保持一致，发现偏差立即调整。

一切正常后再进行电路、油路、注浆系统的安装调试。

11、机头入洞

因地下水丰富，为防止顶管入洞时泥砂涌入工作坑，在洞门顶部须预设管棚。

在洞门之上方加设Ф32毫米，长度4.5米的注浆小导管，小导管之间间隔200毫米，共设14根小导管，总宽度为2.6米。

向小导管内注入水泥浆，注浆压力维持到0.1Mpa。

注浆24小时后，使用风镐将洞门处的混凝土凿除，洞门处的钢筋需进行侧向连接后，再将其割断。

洞口处，人工向前挖土500～800毫米，将混凝土、钢筋及其它杂物清除干净。

将机头徐徐推进洞口里，待刀盘全部进洞，调整止水圈位置，使其完全封闭地下水。

然后开动顶管机刀盘，待土仓压力升到0.1MPa时，螺旋输送机的土压也上升到0.07MPa左右时，可以进行排土操作。

掘进机开始入土时，机头外露，只存在轨道对机头的摩擦力，机头易发生旋转，故在入土前两米顶进时，顶进速度控制在5毫米/分钟以下，以防机头整体旋转，并观测机头倾角和旋转变化，及时修正和调整。

倾角的变化用纠偏千斤顶调正，旋转