顶管、拉管施工工艺及施工方法

1、顶管、拉管施工工艺及施工方法1、工具管选型（1）根据福州市勘测设计院提供的地质资料，本工程LG-06标段顶管、拉管推进主要穿越（3）淤泥及（4）粉质粘土层，外壁与土体 间将产生单位摩阻力，沉井工作坑基础持力层可置于（4）粉质粘土中，局部可置于（3）淤泥，但应采用抛石挤淤法进行适当处理。由 于存在（3）淤泥软弱层，施工时应注意护壁和排水。因此我公司选 用泥水式顶管、拉管掘进机头。该工具管适用此种土质，该机形对地 下特殊地质构造如水包、暗滨等具有很强的适应能力。（见下图：顶管、拉管施工工艺图）。-2说明:1.TML掘进机；2.注浆系统；3.洞口止水装置；4.5.U 型顶铁；6.主顶油泵;7.主顶油

2、缸；8.基坑导轨-nHI卜（2）泥水式顶管、拉管的特点：a、适用的地质范围较广，如遇地下水压力高以及地质变化范围大的土质条件b 、可以保持挖掘面的稳定，对周围土层的影响比较小。c 、与其它类型顶管、拉管相比，泥水顶管、拉管的推力比较小， 最适宜长距离顶管、拉管。d 、工作井内作业环境较好，如挖掘面稳定，不太会造成地面沉 降而影响交通及各种公用管线的安全。2、砼管材与接口形式本工程按设汁选用管材为 T 形接口形式，管材可承受最大顶力应 大于3000KN管材进场必须为合格产品，施工技术专人过检，尺寸、 外观不合格要求退场。3、顶进设备(1) 主顶千斤顶采用15台200KN油缸，行程1.5米，油缸安

3、装 要垂直于后背平行于导轨，使顶进受力点和后背受力保持良好状态。弧型分力环，整体后背均按 3000KN顶力配备。通风设备，电力照 明设备配齐，管内照明用 36 伏低压安全电压。(2) 中继间安装，根据主顶系统，工作井和管材的最大承受推力， 工作井设计最大顶力2000KN,次顶进不能完成，而设置数量、位置 按顶力计算安排，中继间油缸安装。中继间设计安装 200KN油缸。 800中继间安装油缸12台，每套最大推力2400KN1200中继间安 装油缸18台，每套最大推力3600KN1400中继间安装油缸21台, 每套最大推力4200KN中继间制做要严格按设汁要求，内径误差士 1.5mm与中继间连接管

4、材采用特殊管材，入场时要加强检验，符合设计要求方可使用。 油缸要在安装前认真查验保养。 在安装中继间环 密封时，要粘结牢固， 在止水带外表面均匀涂满润滑油， 以减少磨损。4、顶进总推力计算和继间设置(1) F = F1+F2F总推力；F 1顶管、拉管机头迎面阻力；F 2顶进阻力(2) Fi= n /4D2K)rHD 管外径；K 0 = r(H+2/3D i)tg(45 0+?/2)静止土压力系数；r 土的天然重度(取 16KN/M3)； H 管顶土层厚度；(3) F2=n DfLD 管外径；f 采用注浆工艺的摩阻系数(此处取 4KN/M);L全部顶进长度；(4) 计算不同直径工具管迎面阻力 F

5、12 1000Fi=3.14 - 4 X 1.2 X 16 x (6.2+2/3 X 1.2) Xtg 2(450+150/2)=218.15(KN)2 1400 F仁3.14 - 4 X 1.642 X 16 X (6.895+2/3 X 1.64) Xtg(45 °+15°/2)=458.31KN(5) 计算不同直径顶管、拉管摩阻力 F21000:顶进长度L=211.01m;F2= 3.14 X 1.2 X4X 211.01 = 3180.34 (KNF2= 3.14 X 1.64 X 4X 289.79 = 5969.20 (KN 1000总推力 F= 218.15+

6、3180.34 = 3398.49 (KN 增加一套中继间中继间设置在实际施工操作中，要根据顶进过程中的工作压力适当 调控合理安排中继间放置位置，避免造成不必要的损失。5、泥浆减阻措施顶进时采用泥浆减阻，是降低顶进阻力的最有效方法。触变泥浆的配方和性能指标配方膨润土纯碱掺加剂漏斗粘 度（秒）视粘度CP失水量ml终切力（达因/mm3比重稳定性A浆12%6%CMC适量3630.591301.0370注浆压力：大于地下水压，注浆量为建筑空隙的 68倍。注浆方法是由地面液压注浆泵，通过 2”注桨管路压送到各注浆 孔。砼管注浆孔为设计预留孔。在顶进时每 3节安放一节有孔砼管， 注浆孔在管头cm4个均布，

7、通过1橡胶支管接入，在所有注浆孔 内要设置球阀，橡胶支管和接头的耐压为 2Mpa注浆要在管道推进 时，这样可以在管外壁形成泥浆套，起到减阻降压的作用。6、泥水输送与排放泥水管路系统是泥水顶管、拉管中的重要环节，它包括泥水钢管、 泥水软管、各种阀门、流量计和压力表、排水泵等（见下图）R-.泥浆排放采用集水池沉淀方法二次处理， 达标排放，沉淀土方运至 弃土场。7、顶管工作坑布置(1) 导轨安装测量放样按设计顶管轴线、高程。用经纬仪定位，中线位移左右不 大于3mm高程误差+3mm- 0。安装时导轨与底板预埋铁焊牢，并与 井壁支撑加固，确保导轨在受撞击的条件下不移动，不变形。(2) 主顶油缸安装：安装

8、要水平且平行于顶进轴线，受力点要正确。高程和平面误差小于20mm(3) 后背安装：整体式后背，按顶力900KN配备。安装要求，垂直 度为后背高度H=0.1%H,水平线与中心线的偏差，导轨长度L= 0.1% L。后背与后背井壁之间的空隙用细石砼浇筑密实，确保后背顶进时不移位及传递顶进全部顶力。8洞口止水：根据设计预留法兰，在法兰上安装工作井洞口止水装置止水法兰。止水法兰密封为橡胶止水法兰。安装时要与顶进管边同心。安装误差小于20mm （洞口止水装置见下图）9、顶管、拉管进出洞口地基加固措施1）顶管、拉管进出洞口措施是施工成败的关键。在进出洞口先进行压密注浆地基加固，（工作井加固范围为 LX BX

9、 H= 5mx 4mX 4.5m =90m3接收井加固范围为 LX BX H= 2.5mX 4mX 4.5m= 45m3以保 证施工时顺利进出洞口，此外在进出洞口过程中还应保留喷射井点降 水措施作备用。2）压密注浆施工注浆浆液采用42.5普通硅酸盐水泥浆，水灰比0.6 ,外掺2%水玻 璃及2%膨润土，水泥掺量8%。a.压密注浆施工工艺对于不宜用清水冲洗的场地，可考虑用纯水玻璃或陶土浆灌满阀 管内。b.施工方案(a) 因压密注浆影响半径为600mm有效半径为500mm故确定 布孔的排距和孔距均为 lm。(b) 注浆采用先从外围， 后内部的施工方式， 以防止浆液流失；(c) 改进注浆喷头，将常规直

10、喷式改为滤网式喷头旨在增加注 浆压力，扩大有效半径，增加水泥浆的渗透力。(d) 每孔注浆时，自下而上远段注浆，每次拨管间距 0.5m,注浆压力为0.250.35孔MPa(e) 先将注浆管压入土层至设计深度，然后接上压浆机，边向 上拔起注浆管边向土层内注浆。 通过控制注浆量和注浆压力来达到设 计要求。10、顶管管内通风：该顶管、拉管工程为长距离顶管，管径小，在 管道推进大于 80 米至 100 米，设置通风管道，采用 1 寸木橡胶管安 置于管侧壁， 出风口设置在机头操作间顶管主坑安置空压机送气， 确 保施工安全。11、顶管、拉管工程测量：(1) 顶进导向是顶管、 拉管工程的重要环节之一。 首先将

11、设计顶进 轴线用经纬仪放样于井下作好标记， 每顶进 50 米要对轴线进行复核， 确保正常顶进的轴线正确。(2) 顶进控制测量采用激光经纬仪， 在初顶阶段要随时监控工具管在正确轴线上稳步推进，每顶进 20cm测量一次，严格控制工具管姿 态，发现误差及时调整，初顶阶段控制不少于 20M在正常顶进阶段 每顶进50cm进行测量，并做好测量记录，在顶时发现误差较大时要 加强测量。在终顶阶段距接收井约 15 米左右要对顶进中心轴线复核， 确保顶管、拉管出洞顺利。(3) 沉降观测点布置：每井之间在顶进前要布设沉降观测点 20 米 布设一点，做好标记。在沉井周围加密布设。在顶进过程中发现地面 沉降隆起及时调整

12、顶进压力和速度。(4) 置换泥浆措施： 在顶进结束时根据设计要求对顶进管边外壁进 行纯水泥浆置换，使顶管、拉管周围土体强度得以加强。置换水泥浆时， 将浆管接入管两侧注浆孔， 并将注浆孔打开， 自 机头至工作井方向依次注入水泥浆。注意控制注浆量。12、保护地面构筑物的措施 在顶进时，为更好的发挥泥水平衡顶进的优势，具体格施是：(1) 在顶管、拉管接进民房或河道之前要加强地面上的建筑物及 地表变化的观测， 每次顶进时观测机头压力变化及土质变化、 保证压 力处于平衡状态下工作，确保安全通过河底。如发现路面有隆起、下 陷，随时调整推进速度和顶力，保持机头前进与土压力平衡，达到不 扰动管外四周的原状土，使路面不隆起、不下陷，起到保护建筑物和 河床的目的。(2) 通过对土压力的理论计算来指导施工，其计算公式如下：被动土压力 Pp二RHKp+2C(Kp)1/2 主动土压力 Pa= RHKa-2C(Ka) 1/2主动土压力 Pa= RHKa-2C(Ka) 1/