顶管施工部分.docx

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顶管施工部分

顶管施工部分

3.2.1工艺流程（见图）

3.2.2测量控制：

A、技术标准：

水准点闭合差：

mm，L为水准点之间的水平距离，单位为km。

导线方位角闭合差：

秒，n为测站数。

直接丈量测站允许偏差：

固定测桩间距离（m）允许偏差

<2001/5000

200～5001/10000

>5001/20000

B、建立地面与地下测量控制系统，在施工范围内建立导线控制网和高程控制网，并得到监理和指挥部认可，以此作为施工依据。

控制点设在不易扰动、方便校核、易于保护处。

C、测量工作应及时、准确。

第一节管就位于导轨上以后即要进行校核，符合要求后开始顶进。

工具管刚进入土层时，每顶进30cm，测量不少于1次。

进入正常作业后，每顶进0.5m，测量不少于1次。

以便于及时检查管道是否偏移，并根据测量结果分析偏差产生的原因，制定纠偏措施。

D、建立测量复核制度，考虑到本次施工受施工场地限制，工程测量时需避绕障碍物，在房屋拆迁，渣土运输等过程中，所布置的桩易受损坏，因而更应建立完善的测量复核制度，减少错误。

3.2.3质量标准允许偏差

中线位移：

50mm

管内底高程：

+40mm、-50mm

相邻管间错口：

15%管壁厚，且不大于20mm

对顶时管子错口：

50mm

3.2.4施工技术措施

A、工作坑、接收坑的布置

工作坑、接收坑位置原则上利用检查井位置，但由于要堆放管子、注浆材料和提供渣土运输及其他材料堆放场地。

若工作坑和接收坑太靠近房屋和地下管线，在施工过程中可能造成它们的损坏，为避免延误工期，工作坑布置将作适当调整。

P136－P138，P326－P328段管道中心间距为6.5米，合用工作坑是更为经济有效的方案。

因此，本方案考虑调整检查井井位，两道管道顶进合用一个工作坑。

（见下页“工作坑平面布置图”）。

B、开挖工作坑

（1）工作坑采用直槽式工作坑，坑壁采用30cm厚防渗钢筋砼护壁，护壁每级高度1.0m-2m左右。

墙体连接截面安放止水带。

工作坑宽度：

管外径+工作宽1.0m×2

工作坑长度：

钢筋砼管管长2m+0.5m+护口铁0.5m+千斤顶长1.7m+钢靠背0.3m+砼后背厚0.3+运土车出入1.2m=6.5m

（2）工作坑上部2m深采用人工开挖、人工出土，2m以下采用人工开挖，龙门架、电动葫芦车出土。

（3）工作坑开挖后，土方先堆放在坑外，然后再由人工装车外运。

工作坑内四周设0.3×0.3米排水沟，两角设集水井，并由潜水泵将集水井内集水随时排入附近下水道。

（4）为便于及时检查中线和进行标高复测，在工作坑附近设临时水准点，工作坑两头钉基桩控制中线。

C、工作坑护壁施工

护壁施工顺序为：

土壁修整→钢筋绑扎→模板安装→砼浇筑→养护→拆模→下一级护壁

砼采用的强度等级为C25，抗渗S6级，分级浇筑。

模板选用定型钢模，竖向拼装。

模板要有足够的强度，刚度和稳定性，采用钢管作满支撑。

钢筋一律现场配制加工，保护层用水泥砂浆垫块隔开。

砼浇筑时沿护壁均匀下料，以每层50cm左右成阶梯推进，为做好初凝前砼上下层衔接应保证砼的供应。

D、工作坑设备安装

（1）提升设备安装

工作坑开挖的同时进行提升设备---龙门吊的安装，龙门架基础采用C25混凝土基础，待混凝土强度达到规定要求后，方可进行安装。

龙门架立柱采用24cm槽钢拼接成箱梁，根据工作坑长度作三排共六根立柱，横向采用30#工字钢联结成三榀排架结构，各排架间用角钢焊接，以增强稳定性及安全性，主梁采用30#工字钢梁，提升设备采用2t和10t电动葫芦，安装于主梁上，用于下管及出土升降。

起重设备下管必须符合下列规定：

a、正式作业前应试吊。

吊离地面10cm左右时，检查重物捆扎情况和制动性能，确认安全后方可起吊。

b、下管时工作坑严禁站人。

当管节距导轨50cm时，操作人员方可近前工作。

（2）工作平台防雨棚搭建

根据需要，每坑均搭设工作平台及防雨棚，工作平台采用12#工字钢及钢架管进行搭建，搭建尺寸为2.5×6.5m2，中设出土口，上铺方木及竹架板，以利出土方便。

防雨棚尺寸为14×12m2，采用石棉瓦搭建，龙门架上部用角钢焊成人字形屋架，利用钢架管作槽条，上铺石棉瓦。

（3）动力电缆安装

各坑动力电缆使用φ100VPUC套管接入坑内，供顶机、风机、水泵、照明用电。

（4）管内照明设备及通风设备安装

管内使用不大于36V的低压照明，电线缴设于管壁中部。

管内采用人工挖土，需考虑通风。

每坑通风设施需安装鼓风机及抽风机各一台，通风管道缴设于管内壁中，随时检查管内通风情况。

D、导轨安装

工作坑成型后在坑底浇注40公分厚钢筋混凝土基础，并在基础上预埋槽钢作为导轨固定桩，砼终凝后将导轨焊接于预埋铁上，导轨前端30厘米以内不设预埋或焊接，以便拆除。

导轨安装应具备如下几点：

导轨高程允许偏差，＋3，0毫米，轴线位移左、右在3毫米内,两导轨间的间距±2mm。

E、顶进设备安装

顶力计算：

P=fvD1[2H+（2H+D1）tg2（45°-Φ/2）+w/rD1]×L+π×Dw×t×R

P总顶力：

（吨力）

r土容量：

r=1.98t/m3

D1管道外径：

管径D=2M时，D1=2.4M

管径D=1.8M时，D1=2.08M

管径D=1.5M时，D1=1.74M

H管道顶部以上覆土层厚度H=8m

Φ摩擦角Φ=20°

w管道单位长度自重：

D=2mW=2.6t/m

D=1.8mW=1.6t/m

D=1.5mW=1.1t/m

L管道顶进长度L=55m

f摩擦系数0.3

Dw工具刃脚直径取D1

t工具刃脚厚度0.25m

R工具迎面阻力取50t/m2

计算得出：

D=2m时，P=2098.97吨力

D=1.8m时，P=1797.67吨力

D=1.5m时，P=1490.40吨力

根据本地区施工经验，通过管道外壁涂蜡，并注触变泥浆，阻力可减少1/3。

D=2m时，P´=2098.97×2/3=1399.31吨力

D=1.8m时，P´=1797.67×2/3=1198.45吨力

D=1.5m时，P´=1490.40×2/3=993.60吨力

导轨就位后，安装顶进设备。

顶进设备分液压传动及千斤顶至后背间的传力设备，据计算的总顶力，每组配置中心液压泵站一台，320t千斤顶四台，千斤顶的布置以管涵中心线为轴线，对称设置。

（1）油泵安装和运转必须符合下列规定：

a.油泵设置在千斤顶附近，油管顺直、转角少；

b.油泵与千斤顶相匹配，并有备用油泵。

油泵安装完毕后进行试运转；

c.顶进开始时缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；

d.进中若发现油压突然增高，立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进；

e.千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。

（2）顶铁安装与更换

a.安装后的顶铁轴线与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污；

b.更换顶铁时，应使用长度合理的顶铁，顶铁拼装后应稳定；

c.顶铁的允许联接长度，应根据顶铁的截面尺寸确定。

当采用截面为20cm×30cm顶铁时，单铁顺向使用的长度不得大于1.5m，双行使用的长度不得大于2.5m，且应在中间加横向顶铁相联。

d.顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加U形或环形顶铁；

e.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。

F、后背设置

（1）修筑后背要求壁面平整，垂直于顶进管边中轴线，土壤应一致，压缩均匀，以免顶力大时后背倾斜，要求后背有一定刚度，具有足够强度和稳定性。

（2）后背的布置形式应通过计算求得最大顶力时后背所需承载力后再进行合理配置。

（3）根据顶进所需总顶力，为保证后背单位面积上受力不超过土壤的总被动土压力，后背布置形采用钢筋砼后背，后背尺寸通过计算如下：

S=P/[σ]=1156/60=19.27m2

取后背面积为S=4.0×5.0=20m2

安全系数为：

20/19.27=1.04

G、测量控制

（1）测量次数：

在顶第一节管子时及在校正纠偏过程中，每顶进20－30cm，即对中心线及高程测量一次，正常顶进中，每顶进50－100cm测量一次。

（2）中心线测量：

在工作坑内设置中心桩挂设中心线，利用特制的中心尺，测量头一节管前端的中心偏差。

（3）高程测量：

在坑内设备水准点，采用水准仪，除测头一节管前端管底高程，以检查与设计高程的偏差外，还要测量头一节管后端管底高程，以掌握头节管子的走向（即坡度）。

工作坑内水准点需设置2个，以使测量高程时的闭合。

（4）在完成一个顶管段后，对管道的中心线及高程重新进行测量，每个接口测一点，有错口时测量两点。

H、顶进

（1）顶进前需在适当位置安设测量设备，即水准仪和激光直线仪，并将中线、水准点移至坑内并加固，保证安全使用。

本工程采用直线仪随时对中线进行校核。

（2）顶进前，需将工具管吊装于导轨上并校正中线与标高。

（3）切土顶进时，严格按照下管、测量、挖出土、注浆、顶进、校测、下管、接口、顶进的工艺流程施工，坚持先切土后顶进，随切随顶的原则。

（4）开始顶进时检查是否具备以下条件：

a.全部设备经过检查并经过试运转，工具管在导轨上的中心线、坡度和高程符合要求；

b.防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施；

c.开启封门的措施。

（5）在不稳定土层中顶管时，封门拆除后应将工具管立即顶入土层。

（6）在软土层中顶管时，为防止管节飘移，将前3－5节管与工具管联成一体。

工具管开始顶进5－10m范围内允许偏差为轴线位移3mm，高程0－+3mm，当超过允许偏差时应采取措施纠正。

（7）如果中线或标高发生偏差，采用机头纠偏油缸并遵守如下的规则：

a.在顶进中纠偏；

b.采用小角度逐渐纠偏；

c.纠正工具管旋转时，宜采用挖土法进行调整或采用改变削刀角度以及削刀盘的转动方向，或在管内相对于机头旋转的反向增加配重。

（8）采取触变泥浆减阻措施

为减小顶管顶进过程中的阻力，在管道顶进时由管内向管外同步注触变泥浆。

a、触变泥浆减阻措施施工工艺流程图

b、注浆：

砼管在制作时预留注浆孔，管道顶进时，在注浆孔管节头处设一单向阀，使浆液注入后不能返回，同时孔外的土、砂也不会堵塞注浆管道。

注浆压力不大于0.1Mpa，避免过高的压力作用于管子上，增加管道周边的正压力，反使顶进时阻力增大。

（9）管节未入土前，接头外侧应垫麻丝、油毡或木垫板，管口内侧应留有10－20mm的空隙，顶管后两管间的孔隙控制在10－15mm。

管节入土后，管节相邻接口处安装内胀圈时，应使管节接口位于内胀圈的中部，并将内胀圈与管道间的缝隙用木楔塞紧。

（10）工具管出土后的管端处理措施：

a.在进入接收坑的工具管和管端下部设枕垫；

b.管道两端露在工作坑中的长度不小于0.5m，且不得有接口；

c.管道端部应及时浇筑砼基础。

（11）顶进记录

a.记录管道所处环境，管道材料、管径、土层土类性质，覆盖土层厚度等。

b.记录顶力及顶进长度，出现的偏差和纠偏的方法效果。

c.记录塌方、暂停顶进等事故发生原因及其处理的方法与效果。

d.记录每班顶完后管道轴线位置及高程的测量记录等。

e.这些记录在交接班时交代清楚，以利下一班顺利顶进。

（12）每段顶进完成后，注入水泥浆置换出触变泥浆，并在管道周围形成水泥保护层。

I、坑内管道全部完成后进行检查井或密封井的施工，井围与工作坑护壁间建议用砂砾石回填。

4、重点部位的施工技术措施

4.1与原有地下管线的协调处理措施

根据现场勘察，沿线有架空管线以及各种地下管线（下水、电讯、自来水等），在施工中我们将对管线进行详细调查，并采取如下处理措施：

4.1.1管线交底，调查测量。

施工前必须进行管线交底，并根据交底情况，进行详细测量、放样，掌握现有地下管线与设计管道位置对比情况，并制定相应处理措施。

4.1.2明挖施工遇到地下管线，采取设立标志人工开挖方式进行，并对暴露的地下管线采取悬吊保护措施。

4.1.3顶管施工遇到地下管线，可适当调整工作坑位置避开原有管线，对不能避开的地下浅埋管线加固后进行悬吊或在场地.

4.3异形工作坑的施工

当顶进管道交角不等于180°时，或同一工作坑内有两道或叁道管道需要顶进时，该坑为异形工作坑。

异形工作坑设置原则：

①各后座方向垂直管道顶进方向；②顶进管道每侧工作宽度不小于1m；③工作坑长度不小于6.5m。

各异形坑由施工单位出施工设计图，交监理、业主及设计院审核后施工。