砼顶管施工方案改动.docx

1、砼顶管施工方案改动一、工程概况1二、施工准备 1三、主要施工方法2四、顶管施工2五、基坑排水和防止沉降措施15六、安全文明施工措施17七、施工机械及劳动力配备组织安排18一、工程概况（1）工程名称：供热工程天津市交通路、与南新道过建设路顶管，本工程是为过路的热力管道施工套管。设计为穿越不同路段的单根钢筋混凝土管。管径分别是2000mm、1800mm、1600mm，穿越长度依次是110m、90m、110m。（2）施工布置:见施工图纸（3）工程地质情况：根据对本工程的初步了解，地表以下5m为回填土，可能含有建筑废渣，5-7m约为粉土，6m以下为砂质土、细砂；地下水位于地面以下6-7m。根据工程特点

2、和类似工程的施工经验，拟采用泥水平衡顶管施工。经了解顶管上方有已建污水管道，管道底6m，本工程顶管穿越深度暂定7.5m（管顶）。 (4) 本工程执行标准如下:给水排水管道工程施工及验收规范GB5026897天津市市政工程施工技术规范城市排水工程质量检验评定标准二、施工准备工作（一）水电系统1、施工用电： 泥水平衡顶管机系统主要由主顶液压站、纠偏液压站，注浆泵、搅拌泵、刀盘电机、送水泵、排泥泵和电焊机构成，单组设备总功率150kw。夜间施工照明的主照明可采用固定灯架的3kw探照灯，并用活动灯架配500w碘钨灯，灯盏数以覆盖工作坑、吊车施工区域等保证安全施工为原则。2、施工用水：由于本工程采用泥水

3、分离机对循环泥浆进行泥水分离，大部分水可以循环利用，施工用水量不大。泥水平衡式盾构机的泥水处理系统所需水源可由附近河水提供，部分也可由地下水降水系统提供。3、施工降水：基坑深度初步确定为10.2m，属深基坑，考虑到基坑周围100m无重要建筑物，施工基坑之前首先进行降水，保证基坑无水作业。基坑四周设置大口井降水，顶进坑与接收坑各设置4口，井深20m。要求在每步开挖前水位降到开挖线0.5m以下。4、施工道路：施工道路：借用现有道路，或根据施工需要，在施工区铺设满足需要的临时道路。(二) 工作坑的施工 工作坑平面形状采用矩形，采用钢筋混凝土结构。尺寸为如下：顶进坑内尺寸：8m*8m；接收坑内尺寸：8

4、m*6m（顶进方向6m）工作坑采用逆作法施作，每步施工1.5m。坑壁采用挂网喷射混凝土施工，厚度300mm，间隔1.5m设置圈梁。本工程计算顶力约700t，采用混凝土灌注桩作为后背，灌注桩为单排6根直径1200mm。可承受 t顶力。施工步骤：1、打桩。灌注桩采用反循环钻机施工。灌注桩布置详见附图。2、基坑开挖工作坑均采用机械挖土，前4m采用长臂挖机出土，6m以下设置卷扬机出土,土方外运。3、制作围护结构每步开挖到位，整修坡面，编制钢筋网，设置双排12200网片。喷射混凝土面层，混凝土采用C25级细石混凝土。待混凝土强度达到设计要求时，再进行下一步开挖。4、浇筑工作坑底板、后背梁。底板厚0.3米

5、，采用C25商品混凝土；浇筑砼前将导轨预埋件安装到位，预埋件沿轨道中线对称布置。浇筑后的底板面层低于轨道底面2cm，以便于后期轨道调平。底板四周设置排水沟、集水井。顶进后背梁断面尺寸0.8*2.5m，采用钢筋混凝土结构，混凝土强度等级C35，后背梁中心高度与管道中心一致。配筋见附图三、顶管的施工方法工艺流程(见下图) 否 是 1、设备选型根据顶管工程设计要求，地质条件等，我公司拟选用泥水平衡式顶管工法施工，本工法是以装有回转运动的刀盘的顶管机为先导体，由顶进装置、泥浆输送装置以及减摩剂注入装置等构成的系统，在工作井对顶进管（钢筋砼管）远距离操纵，进行顶进作业。根据本工程顶管高精度的质量标准，我

6、公司选用日本RASA公司制造的DT-1800型成套顶管机（外径1800），DT机型适用于普通土质、砂质地层。本顶管机从前端开始，由挡板式切削刀盘、刀盘驱动部分、方向控制千斤顶、液压动力站、电气控制台、方向指针和仪表板以及电视摄像机所组成，在它们的下部设有流体输送用的送排泥管。机手在顶管机的远距离操作台上操作。（1）、机头旋转控制措施 a设置机头偏转传感器，即时显示机头的偏转姿态数据。 b依靠过渡钢管之间的防转块来控制机头的旋转。 c通过刀盘逆转使正面土体对刀盘产生反向力矩来纠正偏转。 d通过单侧压重来纠正偏转。（2）、本机装备有RSG 激光诱导纠偏系统，在顶进中，机内光靶上可出现一个激光点，可

7、以直接读出机头尾部的偏移量。本工程顶管施工距离长，对纠偏操作要求严格，顶进时应保持偏移量在规定范围以内。在施工中，应勤测勤纠。（3）、后方顶进装置a 用两段等推力后方顶进装置，最大总推力达12000KN，顶进行程可达2.5m.b系统采用液压回路调节压力的方法，设置泄压阀，并配置有速度和行程检测、显示装置。顶力骤然增大时，停止顶进，分析原因。C根据机头前方泥水压力等调节顶进速度。在一般泥土中顶进速度50100 mm/min，砂土中3050 mm/min。（4）、泥水平衡、输送系统a系统通过调节送浆压力平衡地下水压力，顶进前无须降水，顶进中也不会引起地下水的流失，从而可最大限度保持地层原始状态。b

8、顶进中通过观察顶进面的土压和排泥流量来调节顶进速度，可精确控制地面隆沉量至最小。c顶进过程中残土的排出，完全由以送排泥泵为动力的泥水输送系统全自动进行，在大大提高施工效率的同时，环境保护和施工形象也大为改善。(5)、操作系统：a顶管系统为遥控操作，即由控制电缆和同轴电缆分别将机内电气和图像信号传送至工作坑内操作盘仪表或表示屏上，供操作员观察，再由操作员通过电气系统进行顶管机的各种操作。2、减阻措施与洞口止水（1）、减阻泥浆顶进力理论计算所取管外表面综合摩阻力平均值0.8t/，在选用优质化学泥浆减阻后，用其管外综合摩阻力值可降低50%（0.4t/），那么采用进口泥浆后的最大顶进力约为800t，比

9、之前减小近一半。顶进施工中，减阻泥浆的应用是减小顶进阻力的重要措施。顶进时通过顶管机铰接处及管节上预留的注浆孔，注浆孔间距2.4m，每组3个。向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道四周外围形成一个泥浆套，改变原来的干摩擦状态，减小管节外壁和土层间的摩阻力，从而达到减小顶进力目的。顶进时，顶管机尾部的压浆孔要及时有效地跟踪压浆，始终保持顶进过程中环状间隙泥浆压力土应力，对周围土体起到支撑作用，确保形成完整有效的泥浆套。减阻泥浆的性能要稳定，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结，既要有良好的流动性，又要有一定的稠度，为保证支撑润滑双重作用，必须具有足够的运动粘滞度。顶进施工前要做泥浆配合比试验，

10、找出适合于施工的最佳泥浆配合比，常规以膨润土水=18为宜。其理论要求：比重为1.061.10， 粘度为2030s，静切力80130mg/cm2, 含砂率9095%， 失水率14ml/30min配置时膨润土、CMC须水浸12h以上。注浆程序：地面拌浆启动压浆泵总管阀门打开管节阀门打开送浆（顶进开始）管节阀门关闭（顶进停止）总管阀门关闭井内快速接头拆开下管节接总管注浆注意事项：a.压浆要以与顶进同步注浆为主，补浆为辅。通过补浆措施保持环状间隙基本处于衡压状态。b. 注浆设备和管路要可靠，具有足够的压力和良好的密封性能。c. 注浆工艺必须有专职人员进行操作，质检员定期检查。d. 注浆压力基本保持在管

11、顶覆土压力的2.5倍，即P=2.5 rh. R覆土重度平均值，h覆土厚度。 e、注浆孔布置：在每个管节内布置一组注浆孔，每组三个孔，呈间隔120环行布置，保证有一个注浆孔位于管子正上方。（2）、洞口止水为使顶管进出洞口不发生水土流失，导致工程受损，在进出洞口安装可靠的止水装置是十分必要的，并具备良好的水密性能和安装简便易行的特点。顶管施工前，在洞口用混凝土砌筑衬墙封堵，洞口直径1.55m。顶管施工时，安装止水圈，并用外压板压住，拆除衬墙。然后机头快速入洞。在出洞侧工作坑中预留出洞口，盾构机直接钻穿或人工凿除洞口护壁层，机头快速出洞。准备好棉纱等封口材料立即封堵空隙，根据设计要求对洞口进行封闭。

12、3、顶进精度控制在推进过程中对设于顶管机后部的光靶不断投射激光点，在产生偏差时迅速对设于顶管机内的2 组方向控制千斤顶从远距离操作台进行操作，使顶管机能在上下左右方向改变其姿势。推进精度的控制方法，是用设置在工作井内的激光经纬仪（设置在基准线上）向推管机内的光靶进行投射，由操作员根据操作盘上的TV 监视器映出的激光点的位置进行判断，通过操纵遥控操作盘上的操纵杆，遥控起动方向修正千斤顶，将推管机从推进基准线上的偏离限制到最小程度。如果基准管精度良好，下一管的推进，依靠接头的联接顺向而行，只要不遭遇任何障碍物，方向修正次数可大幅度减少。顶进精度的控制需要通过控制顶进速度来实现：（1）、主顶启动时，

13、必须检查千斤顶是否靠足，开始顶进和结束顶进之前速度不宜过快。每节顶进开始时，应逐步提高顶进速度，防止启动速度过大。 （2）、一节顶进过程中，顶进速度值应尽量保持恒定，减少波动，保证切口水压稳定和送、排泥管的畅通。 （3）、顶进速度的快慢必须满足每节润滑泥浆注浆量的要求和环状间隙浆液压力的基本均衡（保压），保证润滑泥浆系统始终处于良好工作状态。（4）、根据实际施工经验，正常顶进条件下，顶进速度应设定为5cm/min左右；如正面遇到障碍物或地基加固土，顶进速度降低。通过入洞口的凹口限制，并通过不断改变刀盘旋转方向即能防止机头旋转。（5）、旋向纠偏通过不断改变刀盘旋转方向防止管端旋转。4、泄压应急措

14、施：顶进过程中，对管外浆液泄漏危险主要采取以下措施（1）、各注浆孔通过单向阀和节门形成双保险。（2）、顶进接近设计长度时，在接收洞口提前安排专人进行孔口密封与接收工作。（3）、在出、进洞口准备一定数量废棉絮、棉丝类，出现漏浆先用其进行封堵，然后进行进一步密封处理。（4）、坚持确保孔口密封圈的密封效果和质量验证工作。（5）、顶进过程中突遇松散软弱土层（填土等），出现浆液超量流失，给保压造成威胁的解决方案：在砼管第一节前端加工一流线型“扩径”，比刀盘外径大20mm（通过试验管试验封堵效果确定），扩径的作用是将减阻泥浆 与循环泥浆隔断，达到减阻泥浆保压的目的。通过顶进仓向软弱土层压注混合浆对土体进行

15、加固与封闭，（施工前对混合浆的配比、初凝时间通过试验确定）在浆液初凝前0.51h开始缓慢顶进，以防浆液凝固造成顶进失败。四、顶进系统管道顶管中的顶管系统包括：导轨、顶铁、千斤顶(油泵)、后背及后背墙。4.1、导轨的作用是引导管子按设计的中心线和坡度顶入土中，保证管子在将要顶入土中前的位置正确，因此，导轨的安装是保证顶管工程质量的关键一环。4.1.1、安装导轨安装导轨前先复核管道中心线的位置,导轨由钢轨、横梁和垫板组成，采用50#的重型钢轨。安放在4.2、顶铁 顶铁是为了弥补千斤顶行程不足而设置的，是管道顶进时，在千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其作用是将千斤顶的合力通过顶铁比较均匀地分

16、布在管端；同时也是调节千斤顶与管端之间的距离，起到伸长千斤顶活塞的作用。因此，顶铁两面要平整，厚度要均匀，要有足够的刚度和强度，以确保工作时不会失稳。顶铁的安装和使用应符合下列规定： (1)安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污； (2)更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁，顶铁拼装后应锁定；(3)顶铁的允许连接长度应根据顶铁的截面尺寸确定。当采用截面为20cm30cm顶铁时，单行顺向使用的长度不得大于1.5；双行使用的长度不得大于2.5，且应在中间加横向顶铁相连； (4)顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加

17、U形或环形顶铁；(5)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。 顶铁与管口之间的连接，无论是混凝土管还是金属管，都应垫以缓冲材料，使顶力均匀地分布在管端，避免应力集中对管端的损伤。当顶力较大时，与管端接触的顶铁应采用U形顶铁或环形顶铁，以使管端承受的压力低于管节材料的允许抗压强度。缓冲材料一般可采用油毡或胶合板。4.3、千斤顶和油泵 千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；千斤顶合力作用点除与管道中心的垂线对称外，其高提的位置，一般位于管子总高1415处，若高提值过大则促使管节愈顶愈低。当千斤顶多于一台时，宜取偶数，且

18、其规格宜相同；当规格不同时，其行程应同步，并应将同规格的千斤顶对称布置；千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。 油泵宜设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；油泵应与千斤顶相匹配，并应有备用油泵。油泵安装完毕，应进行试运转；顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。 4.4、后背及后背墙 后背及后背墙是千斤顶的支撑结构，在管子顶进过程中所受到的全部阻力，可通过千斤顶传递给后背及后背墙。为了使顶力均匀地传递给后背墙，在千斤顶与后背墙之间设

19、置厚钢板等传力构件。后背墙的强度和刚度应满足传递最大顶力的需要。4.4.1、顶管后背处理 顶管后背采用现浇的钢筋混凝土后背梁，后背梁采用C40商砼。千斤顶和后背梁之间安装厚钢板扩散集中应力，这样使千斤的应力传导至后背梁上，然后传递到后背桩上，再由后背桩传递给土体。后背铁的摆放垂直度满足规范的要求。后背铁的摆放要对称于管道中线，后背和管道轴线必须垂直，同时千斤架的摆放满足对称要求，反方向施工顶进以己经顶进的管道为后背，在原有管道的接口处放置大于1cm厚的橡胶板，再放环形顶铁一块，保护好原有管口。 后背墙的受力状态比较复杂，影响因素众多，难以进行精确的计算。装配式后背墙的允许抗力，应根据顶力的作用

20、点与装配式后背墙被动土压力的合力作用点相对位置，按下列条件计算。（2）顶力计算：顶管的总顶力分两部分：正面阻力和四周的摩擦阻力。F = F1 + F2式中: F = 总顶力(KN)； F1 = 工具管正面阻力(kN) F2 = 管道摩阻力 F2 = 2L L = 管道总长度(m)；2 = 单位长度管道摩阻力(kNm)泥水平衡工具管正面阻力计算:式中： F1 工具管正面阻力（KN）D 工具管外径（m） 土的重度(kNm3) （砂类土粘类土的重力密度为:17.521.0） H 管顶覆土高度（m）摩阻力计算:2 = D 式中：2 = 单位长度管壁阻力(kNm) D = 管道外径（m） = 管壁与土的

21、平均摩阻力(kNm2)（触变泥浆中管壁与土的平均摩阻力为:4.016.0）（3）钢板桩后背墙土体允许抗力计算：式中:P 计算最大顶力（KN） B 承压壁宽度（） h1 承压壁主钢板桩桩顶高度（） h2 承压壁主钢板中部高度（） h3 承压壁主钢板桩底高度（） y 土的天然重力密度（KN/3） KP 被动土压力系数 K2 钢板桩工作坑土体稳定系数（一般取1.01.2）经验算：顶管的总顶力 7000KN 后背墙土体抗12000KN满足要求。四、顶管施工1、顶进中的测量控制1.1、测量 顶管施工中的测量，应建立地面与地下测量控制系统，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、利于保护处。在管道顶进的

22、全部过程中应控制工具管前进的方向，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施。 管道顶进过程中，应对工具管的中心和高程进行测量。测量工作应及时、准确，以便管节正确地就位于设计的管道轴线上。测量工作应频繁地进行，以便及时发现管道的偏移。当第一节管就位于导轨上以后即进行校测，符合要求后开始进。一般在工具管刚进入土层时，应加密测量次数。常规做法每顶进30cm，测量不少于1次，进入正常顶进作业后，每顶进100cm测量不少于1次；每次测量都以测量管子的前端位置为准。 一般情况下，高程测量可用水准仪测量；轴线测量可用经纬仪监测；转动测量常用垂球进行测量。如采用较先进的测量方法，可采用激光

23、经纬仪测量。测量时，在工作坑内安装激光发射器，按照管线设计的坡度和方向将发射器调整好，同时管内装上接收靶，靶上刻有尺度线。当顶进的管道与设计位置一致时，激光点直射靶心，说明顶进质量良好，没有偏差，如下图所示。 方形靶 装有硅光电池的圆形靶 全段顶完后，应在每个管节接口处测量其轴线位置和高程；有错口时，应测出相对高差。测量记录应完整、清晰。2、顶管常见问题的防治2.1、管道轴线偏差过大现象，管道轴线与设计轴线偏差过大，使管道发生弯曲，甚至造成管节损坏，接口渗漏:A、原因分析 (1)地层正面阻力不均匀，使工具管受力不均匀，形成导向偏差，造成管道轴线偏差。 (2)顶管后背发生位移或不平整，使顶力合力

24、线偏移，造成管道轴线偏差。 (3)千斤顶不同步，或千斤顶间顶力相差较大，或安装精度不够，使顶力合力线偏差，使管道轴线发生偏差。B、预防措施 (1)顶管施工前应对管道通过地带的地质情况认真调查。设置测力装置，指导纠偏。纠偏应按照勤测量、勤纠偏、小量纠的操作方法进行。 (2)采用同种规格的千斤顶，使其顶力、行程、项速相一致，保持顶力合力线与管道中心线相重合。 (3)加强顶管后背施工质量的控制，确保后背不发生位移，并应使后背平整，以保证顶进设备的安装精度。 (4)顶进过程中应随时绘制顶进曲线，以利指导顶进纠偏工作。C、治理方法 (1)重新调整千斤顶行程、顶力、顶速，或重新调整千斤顶的安装精度。 (2

25、)对顶管后背进行加固，防止位移继续发展，并确保后背平整。 (3)纠偏前应认真分析顶进曲线的发展趋势，采取适当的纠偏量，循序渐进，切不可操之过急，适得其反。2.2、地面沉降与隆起现象，顶管施工过程中或施工后，在管道轴线两侧一定范围内发生地面沉降或隆起，使管道周围建筑物和道路交通及管道等公用设施受到影响，甚至危及到正常使用和安全。A、原因分析 (1)开挖端面的取土量过多或过少，使掘进机推进压力与开挖士体压力不平衡，造成地面沉降或隆起。 (2)管道轴线偏差，或纠偏不当造成的地层土体损失。 (3)管道外围环形空隙引起的地层上体损失，或顶管完成后未置换泥浆造成的全体损失。 (4)管道接口不严密，造成的水

26、土流失。B、防治措施 (1)施工前应对工程地质条件和环境情况进行周密细致的调查，制定切实可行的施工方案，对距离管道近的建筑物和其它设施采取相应的加固保护措施。 (2)设置测力装置，以便掌握顶进压力，保持顶进压力与前端土体压力的平衡。 (3)严格控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作方法。 (4)在顶进过程中应及时足量地注人符合技术标准的润滑支承介质填充管道外围环形空隙。施工结束及时用水泥或粉煤灰等置换润滑泥浆。(5)严格控制管道接口的密封质量，防止渗漏。2.3、顶力突然增大现象，在顶进过程中顶进压力突然增大:A、原因分析 (1)七层塌方，或掘进机前端遇障碍物，使摩阻力增大。 (2)

27、管道轴线偏差形成弯曲，使摩阻力增大。 (3)减阻介质，膨润泥浆配比不当或注入不及时，或注入量不足，减阻效果降低，使摩阻力增大。 (4)顶进设备油泵、油缸、油路发生故障。 (5)顶进施工中，因故停顶时间过久，润滑泥浆失水后，使减阻效果降低。B、防治措施 (1)顶进过程中应严格执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作要求，使管道轴线被控制在允许偏差范围以内。 (2)按不同地质条件配制适宜的泥浆量地注入泥浆。并采取同步注浆的方法，及时足量地注入泥浆。 (3)顶进施工前应对顶进设备进行认真的检修保养。 (4)停顶时间不能过久，发生故障应及时加以排除。 C、治理方法 发生顶力过大的情况时，应立即停止顶进，查找原

28、因，判明情况后采取相应措施进行处理。2.4、钢筋混凝土管道接口渗漏现象，管道接口渗水、漏水。A、原因分析 (1)管节和密封材料质量不符合技术标准或在运输、装卸、安装过程中管节被损坏。 (2)管道轴线偏差过大，造成接口错位，间隙不均匀填充材料不密实。 (3)接口或止水装置选型不当。B、预防措施 (1)严格执行管节和接口密封材料的验收制度。 (2)严格控制管道轴线，按技术标准和操作规程进行施工。 (3)在管节的运输、装卸、码放、安装过程中，应做到吊(支)点正确，轻装轻卸，保护措施得当。 (4)认真进行接口和止水装置的选型。C、治理方法 可采用环氧水泥砂浆或化学注浆的方法进行处理。2.5、 钢筋混凝

29、土管节裂缝现象，管节纵向和环向有明显裂缝，造成管道渗水、漏水。A、原因分析 (1)管节质量不合格。 (2)顶进过程中顶力超过管节的承压强度使管节损坏。或轴线偏差过大，致使管节应力集中而损坏。 (3)运输、装卸、码放安装方法不当，造成管节损坏。B、预防措施 (1)严格执行各管节质量验收标准。 (2)顶进时应严格控制管道轴线偏差，控制顶力在管节允许的承压范围以内。 (3)在管节运输过程中应采取管垫等保护措施，并应做到吊(支)点正确，轻装轻卸。C、治理方法 应认真分析裂缝产生的原因和性质，根据不同受力情况，分别采取不同的治理方法，处理后应能保证结构原有的承载能力、整体性。2.6、顶管前端正面土体拥塌

30、现象，顶管施工中实际出土量远远大于理论出土量，地面有明显塌陷。A、原因分析 (1)前端土层性质发生变化，顶进量过小，没有起到防护和平衡的作用。 (2)遇有流砂情况。B、预防措施 (1)顶进施工中应采取短开挖、勤顶进的方法，严禁超挖，并随时注意到土质的变化情况，以便采取相应措施防止明塌。 (2)认真做好土体的降水工作。2.7、管道纠扭造成管道扭转的原因主要有以下几点： (1)管道向左、向下纠偏，管道反时针扭转。 (2)后座或后背不稳或主油缸与管轴线不平行，使主油缸在工作时方向变化，因此管道形成一个扭矩。促管道扭转。 (3)全段面钻削机具单方向旋转，使管道反方向扭转。 (4)管道内施工设备布置不对称，构成一个固定方向的扭矩，使管道按某一方向触