钢筋混凝土顶管施工方案.docx

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钢筋混凝土顶管施工方案

钢筋混凝土顶管施工方案

顶管一

顶管穿越施工方案 

顶管施工工艺流程  

1. 测量放线 

依据设计施工图纸及控制桩点，用全站仪测量放出穿越管道的轴线、用地边界线及发送坑、接受坑的位置、尺寸线，撒白灰线进行标识。

2. 作业坑开挖、制做及沉井 

测量放线后，作业坑开挖作业坑深度根据穿越处管道设计管底标高确定。

人工配合单斗挖掘机进行发送坑开挖，每开挖1.0m深度后，采取混凝土支护，直至开挖到设计套管管底标高下0.1m─0.8m深处，底层浇筑顶管用混凝土靠背或放置钢靠背。

坑底先敷设200mm─500mm厚的碎石，再浇注200mm─300mm厚的C25钢筋混凝土，坑底浇筑500mm集水坑一个。

如通过勘探，发现开挖处有管道、电缆等隐蔽物，得到主管部门的认可并进行必要保护后，方能开挖。

工作井下沉时四周要平衡，发生倾斜时要及时纠正，抽木垫时间要一致，每挖500㎜下沉一次。

3. 顶管设备安装 

顶进设备主要包括钢后座、导轨、主顶液压油缸、泵站、顶铁、泥浆泵、四角支架等，用汽车吊将顶进设备吊入发送坑，并配合进行安装。

4. 管材顶进

为使后靠背受力均匀，液压设备与后背接触面加=30mm的钢板和道木，在液压缸与被顶管间加承力盘。

 液压系统包括高压油泵、动力传递机构等，液压缸按顶管中轴线对称布置，顶管中保持轴线重合。

做预顶试验：

检验液压系统性能，液压缸行程，传力设备的中心线和垂直度等。

对顶入管节做最后检查，如端面平直度，椭圆度，管壳任一侧母线直线度等。

顶入管节采用Φ1000mm钢筋混凝土管。

第一根管子必须加特制工具头，确保管子的承重面积。

用起吊设备将管节轻放在导轨上，测量中线与前后两端高程，管节端面垂直顶管中轴线。

人工在管子前端掏土，清出的土方用小车配以小型卷扬机外运出作业坑。

待管子前端形成略大于管子外径的圆形空间后，启动主顶液压油缸，慢慢向前推动，首节管子顶入后，液压缸退回到起始位置，

节质量要好，因为第一段管节在纠偏

过程中承受多次反复应力，容易损坏管节； 

纠偏过程中，要在网格底上绘制工具管的测点轨迹，推算出其行轨迹，根据行轨迹及时纠偏角度，避免纠偏过大产生过度的弯曲； 

及时了解穿越处的土层，特别是软土层，不均匀土层的土质情况。

顶进过程中常常出现管道扭转，须加强控制，避免扭转角过大，纠扭预防措施：

纠偏时，注意纠偏油缸不要对管节形成扭矩； 

稳定主顶油缸后座，主顶油缸后座不稳容易使主顶油缸工作时方向变化，产生扭转角； 

纠扭管节扭转的有效方法为压重纠扭，即在管道单边压重，使管道在相反方向扭转。

顶管施工方案与措施应根据施工实际需要，可采用单顶进法，双面顶进法和对接顶进法施工，方案需争得监理认可方得施工。

6. 顶管完毕检查验收 

混凝土管顶管作业完成后，及时对管子凹部进行注浆，防止管子下沉和路面塌陷,向监理报验并现场测量验收。

验收合格后，填写施工资料，请旁站监理检查签证。

顶管二

1顶管工作坑及附属设施 

1.1 顶管施工的工作坑是顶管施工时在现场设置的临时性设施。

工作坑是一个竖井，顶进过程中，顶管的管节不断被吊到工作坑内安装顶进，管内土方陆续从坑下提升到地面上运走。

竣工后在其地点修建检查井或阀门井。

1.2 工作坑附属设施包括接口操作井、集水井、工作棚、工作台、测量基准点、后背、导

轨和基础等。

2 顶管施工工艺设计 

2.1 千斤机顶的顶力计算的理论公式为：

Rf=K[f（2Pv+2PH+PB）+PA] 

式中 Rf----计算顶力（千牛）； 

Pv----管顶上的垂直土压力（千牛）； 

PH----管侧的土压力（千牛）； 

PB----全部欲顶进的管段重量（千牛）；

 PA----管端部的贯入阻力（千牛）；

 K----安全系数。

2.2 顶进钢筋混凝土管时，顶力计算的经验方式：

Rf=n.G.L  （千牛） 

式中    n----土质系数； 

      G----管节单位长度重量（千牛/米）；         

L----顶进管段长度（米）。

2.3 后背的设计计算：

Rc=Kr.B.H.（h+H/2）γ.Kp   （千牛） 

式中 Rc----后背土的承载能力（千牛）；         

B----后背墙的宽度（米）；        

H----后背墙的高度（米）；        

h----后背墙顶至地面的高度（米）；         

γ----土的容量（千牛/米3）；        

Kp----被动土压力系数；        

Kr----后背的土抗力系数。

2.4 顶进设备 

顶管施工采用的液压千斤顶大多为手动泵驱动和电泵驱动。

 顶铁一般由型钢焊成，强度和刚度应经过核算。

 刃脚装于首节管端部，由外壳、内环和肋板组成。

外壳以内环为界分成两部分，前面为遮板，后面为尾板。

刃脚外壳套于顶进管外部，外伸长度取决于土质。

遮板端部呈20--30°角，尾板长度15--20cm。

用肋板增加其刚度，多数肋板按中心角10--15°位置作放射形设置。

3普通顶管法的实施（见图1） 

3.1 普通顶管法的适用范围和工艺流程 

  普通顶管法一般用于顶入的管节内径不小于800mm的钢筋混凝土管和钢管。

顶进长度一般不超过60m。

施工的坐标误差一般可达到1cm以内。

但当管径大于1800mm时，工作面土壁可能会出现稳定性问题，尤其是土质松散或遇到地下水时。

普通顶管法的工艺流程：

3.2 顶进前的准备工作

3.2.1 安装管节 

  管节安装下管前应先进行外观检查，包括管端面的平直度，管壁表面的光洁度，端面上有无纵向裂缝等。

对马蹄形端面、裂缝超长或管壁粗糙者不应使用。

检查合格的管子用卷扬机或龙门吊吊到顶管的工作坑的导轨上，准备连接顶进。

6.2.2 管道接口 

管节稳好后，在管内侧两管节对口的地方用钢涨将两节管子连接起来，使接口处于刚性连接，避免在顶进中受力产生错口，保证顶进过程中管节高程和方向的准确度。

钢浇圈固定管口的方式如图2。

钢涨圈是用6~8mm的钢板卷焊而成圆环，宽度300mm。

涨圈环外径小于管节内径30~40mm。

接口时将钢涨圈放在两个管节的中间，并打入木楔。

操作时，先用一组小方木插入钢涨圈放在两个管节的中间，并打入木楔。

操作时，先用一组小方木插入钢涨圈上部与管壁的空隙内，将钢涨圈固定。

然后两个木楔为一组，方向相反、交错地打入缝隙内，将钢涨圈牢固地固定在接口处。

对于钢筋混凝土管，为了接口填封，应在管节口间预先留出空隙，称预留空隙。

平口钢筋混凝土管使用直径30~35mm的麻辫，放在管缝的外缘周围，借以留出空隙，如图2所示。

顶管竣工后将钢圈拆除，再往管缝内填打石棉水泥。

麻辫除有隔缝的作用外，在顶管过程中，尚能发挥均布顶力和保护管节的作用。

3.2.3 挖土 

顶进管节的方向和高程的控制，主要取决于挖土操作。

工作面上挖土不但影响顶进效率，更重要的是影响质量控制。

对工作面挖土操作的主要要求是：

3.3 必须在规定的范围内开挖，不得超挖；特别是管底土基弧度120°~135°范围内，一

定要保持管壁与土基表面吻合； 

3.4 不得扰动管底下部的地基土；

3.5 挖出的土要及时外运； 

3.6 开挖后要及时顶进，及时测量，可使顶力限制在较小的范围内。

3.6.1 运土 

从工作面挖下来的土，通过管内水平运输和工作坑的垂直提升运至地面。

 运土量的计算：

V=1/4.πD12.η （m3） 

式中    V----单位管节长出土量（m3）；  

D1----管节外径（m）；

η----可松性系数。

管内水平运输：

管径大于800mm可用如图3所示的四轮车运土；管径大于1500mm，可采用双轮手推车运土。

4顶管工程的测量监督及误差校正 

4.1 顶管施工时，为了使管道按照规定的方向前进，在顶进过程中必须不断观测管节前进

的轨迹，当发现偏离设计位置时，就要及时地进行校正。

因此要求顶管自始至终都要在测量工作的严格控制之下。

测量工作大致分为四个方面：

4.1.1 顶进前的准备阶段测量 

包括工作坑的方位、高程，标定管道中心线，设立临时水准点等。

开始顶进的第一节管测量工作非常重要， 第一节管顶得好，位置正确，以后的管子才能顶好。

4.1.2 顶进过程中的测量 

主要是对工具管和首节管进行测量，此种测量观测频繁，正常顶进时每顶进30~40cm就应测量一次，顶进第一节管时，测量的顶进间隔距离更要小些。

除对工具管和首节管频繁测量外，每顶进40~60cm还需对整个顶进管进行复测，主要是检查中间管节有无下沉现象。

4.1.3 工程竣工测量 

一般是每节管都应测量，根据测量结果绘出竣工图。

4.1.4 地面观察测量 

观察地面有无沉陷和隆起。

开始顶进前，要选好基线（即管道设计的中心线）和基点（即临时水准点）。

基线和基点一定要设置牢靠，在整个施工过程中不能发生移动，特别是基线若方向稍有移动则可能形成很大的误差。

基线设置好后，就以此基线为准测量顶管的中心。

中线的测量方法可根顶距的长短、精度要求的高底而不同。

常用的方法有：

三点移线法、经纬仪测量、连通管测量法、激光测量。

4.2 顶管工程产生误差的原因很多，主要有：

4.2.1 质构造的变化，基础土层软硬悬殊；  

4.2.2 顶进千斤顶用力不均； 

4.2.3 导轨移位，工作坑基础沉陷；

4.2.4 局部障碍物偏向施力； 

4.2.5 挖土操作时开挖的尺寸不合适；

4.2.6 顶进管节的端面不平行。

4.3 顶管误差校正是逐步进行的过程，一旦形成误差不易立即将已顶好的管进行校正，而

是逐步由误差调整到正确，常用的校正方法有：

4.3.1 挖土校正法：

采用在不同部位增减挖土量的办法，以达到校正的目的。

校正误差范

围一般不大于10~20mm。

该法多用于粘土或地下水位以上的砂土中。

4.3.2 强制校正法：

当偏差大于20mm时，用挖土法已不易校正，可用圆木或方木顶在管

子偏离中心的一侧管壁上，另一端装在垫有钢板或木板的管前土壤上，支架稳固后，利用千斤顶给管子施力，使管子得到校正。

4.3.3 衬垫校正法：

对淤泥、流砂地段的管子，因其地基承载力弱，常出现管子低头现象，