顶管施工在宝应县城市河道整治工程中应用

1、顶管施工在宝应县城市河道整治工程中应用【摘要】顶管施工经济，施工简便，在保证正常交通的 小型涵洞工程中多有使用。【关键词】顶管施工；质量控制；宝应县1. 工程概况(1) 宝应县地处江苏省中部，夹于江淮之间，京杭运 河纵贯南北，是扬州市的北大门。始建于秦，古称安宜，风 光宜人，设施配套，悠久历史与现代文明交相辉映，是国家 卫生县城，国家园林城市。(2) 随着城市化进程的加快，宝应县城区城市河中段、 大寨河、三支排河、西湾坏漕河等河道多年未清淤，目前河 床淤积、堵塞；河道坍塌，侵占河床的现象日益严重，向河 道内大量倾倒垃圾的现象亦随处可见，河道断面大幅度缩 小。(3) 因此，迫切需要对上述河道进行

2、整治，提高宝应 县城活水水源能力，并通过实施城区内其他绿化景观工程， 共同打造生态城市，综合提高城市文化品味，提升城市形象。(4) 宝应县城市河道整治工程规模包括：河道清淤(包括现状垃圾等杂物的清理)2500m,驳岸建设1735m,顶管等 工程，投资总概算为504万元。(5) 为保证城市交通畅通，避免城市道路开挖，沟通宝应公园纵棹园与人医支河段,穿安宜东路65m涵洞(直径150cm)采用顶管施工方法。2. 工程地质在场地勘探范围内，根据土层的成因类型，物理力学性 指标，分别描述如下：(1) 第1层：人工堆土，为灰黄色重粉质壤土与砂壤 土互杂，土质不均。标准贯入击数n二5击，比贯入阻力ps二l2

3、8mps, r=70kpa,层厚 1.32. 5m,平均层厚 1.9m, 场地普遍分布。(2) 第2层：灰、灰黄色重粉质壤土与砂壤土互夹，n二3 击，ps二2llmps, r=80kpa, es二5. 69mpa。层厚 0. 37 2.0m,平均层厚1.2m,场地普遍分布。(3) 第3-1层：灰、灰黄色淤泥质中粉质壤土，流塑状态。n二1 击,ps二068mps, r=60kpao 层厚 0.8-2. 7m, 平均层厚1. 7m,场地普遍分布，局部缺失。(4) 第3层：灰黄色粉质粘土、重粉质壤土，可塑 硬塑状态。n二9 击，ps=2. 8mps, r=220kpa, es=9. lmpao 层厚

4、0. 52. 3m,平均层厚1. 7m,场地普遍分布。(5) 第4层：灰黄色重粉质壤土、粉质粘土夹砂壤土, 含铁猛质结核，多数可塑状态，局部硬塑状态，n=12. 5击， ps=3. 38mps, r=180kpa, es=3. 38mpao 层厚 0. 92.5m, 平均层厚1.8m,场地普遍分布。顶管底高程位于-1.0m,位于第三层，土质为灰黄色 粉质粘土、重粉质壤土，有上层潜水，无承压水。3. 顶管施工本工程沟通纵棹园与人医支河段采用人工顶管施工，设 计长度50m,管材采用dn1500f型顶管，管道埋深约5m,详 见工作井平面示意图、工作井剖面示意图、顶管施工平面示 意图(见图l)o3.

5、1人工顶管顶力计算及顶进设备选择：(1) 由于顶管顶进深度范围土质较好，管前挖土能形 成拱，可采用先挖后顶施工方法。根据经验公式：p二np 0其中：p总顶力n土质系数，取n=2. 0op 0为顶进管子全部自重。(2) 每节顶管自重约为4t,最长段以50m计，每节管 长2m,共要顶进25节管，则p0=4*25=100to则总的顶力为： p=n p0=2. 0*100=200t,考虑地下工程复杂性及不可预见因 素，顶管设备取1.3倍左右储备能力，设备顶进力为260t, 选用两个200t千斤顶作为顶进动力设备，以保障顶管顺利 进行。3. 2顶管施工工艺流程。施工准备、工作井施工、设备安装、管吊装就位

6、、开机 顶进、结束、测量控制及纠偏、复测、施工下一节顶管。3. 3施工顺序。(1) 施工顺序为：工作井施工一顶进设备安装调试一 吊装论管到轨道上一连接好工具管一装顶铁一开启油泵顶 进一管道贯通一拆工具管一砌检查井。(2) 工作井的施工方法采用人工+机械沉井法施工。工 作井的结构设计见附图。工作井采用沉井结构。工作井尺寸 净空为5x5m,开挖深度为5.0m左右，壁厚50cm。因工作 井临近水源，为保证工作井内干燥，在工作井外打设3 口降 水井。3. 4工作井内顶管设备安装。3. 4.1导轨安装。严格控制导轨的中心位置和高程，确 保顶入管节中心及高程能符合设计要求。(1) 由于工作井底板为50cm

7、厚碗，地基承载力高，导 轨直接放置在工作井底板上。(2) 严格控制导轨顶的高程，其纵坡与管道纵坡一致。(3) 导轨采用浇注栓予以固定，导轨长度采用23m, 间距设置为60cm。(4) 导轨严格控制导轨的高程和中心，必须直顺。3.4.2下管、顶进、出土和挖掘土设备：采用电动卷扬 机下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用斗车、垂直 牵引的卷扬机作为出土设备，用空气压缩机带风镐机作为挖 土设备。3. 4. 3照明设备：井内使用电压不大于12v的低压照明。3.4.4通风设备：人工挖土前和挖土过程中，采用轴流 鼓风机通过通风管进行送风。3. 4.5工作棚架：作为防雨及安装吊装设备。工作坑上 设活动式工

8、作平台，平台用大于20#工字钢梁。在工作平台 上设起重架，井旁边装置电动卷扬机。3. 5引入测量轴线及水准点。(1) 将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上(两个 点)，作为顶管中心的测量基线。(2) 将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的 地方，作为顶管高程测量的临时水准点。3.6下管。(1) 下管前，要严格检查管材，不合格的严禁使用。(2) 第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程，以校定导轨安装的准确性。(3)要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。3. 7顶进施工。工作坑内设备安装完毕，经检查各部分状态良好，进行 试顶。首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求， 合格后即可顶

9、进工具头，然后安放混凝土管节，再次测量标 高，校定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进 施工。在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进 施工时，主要利用风镐在前取土，千斤顶出镐在后背不动的 情况下将污水管向前顶进。3. 8顶进施工中的重点工序。3. 8. 1测量。(1) 测量次数：在顶第一节管时及校正顶进偏差过程 中，应每项顶进2030cm,即对中心和高程测量一次；在正 常顶进中，应每顶进50100cm时，测量一次。(2) 中心测量：根据工作井内测设的中心桩、挂中心 线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。(3) 高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端 内底高程，以控

10、制顶进高程；同时，测首节管后端内底高程, 以控制坡度。工作井内应设置两个水准点，以便闭合之用， 经常校正水准点，提高精度。(4) 一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工 测量，一个接口测一点，有错口的测两点。3. 8. 2纠偏：(1)当测量发现偏差在1020mm时，采用超挖纠偏法, 即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形 成阻力，施加顶力后，使偏差回归。（2）当偏差大于20mm时，采用千斤顶纠偏法，当超挖 纠偏不起作用时，用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁 上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可 施加顶力。同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回 归。3.8.3管前挖土要求。（1）在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外100mm, 管周不得超挖，并随挖随顶。（2）在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端300 500mm,在管周上面允许超挖15mm,下面135度范围内，不 得超挖。3.8.4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。选用硅酸盐彭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。4. 结语由于顶管施工对地层条件适应性