顶管工程施工技术方案

1、顶管工程施工技术方案一、顶管工程概况：本工程的污水管道顶 管工程位于1#北 路 ， 污 水管 直径d900 ， 管中距离 道路 中 心 线 2 米， 全 长 660 米。管线南起江南路与1#北路交叉口已建污 水 窨 井W10，北 至 1#北路与7#路已 建 窨 井 W1 19， 包 括 5 个方形 工 作 井 、1个圆形工作井、5个 方形 接收井 。由于本工程时间紧、要求高，特安排一个高素质的专业 施工班组，负责顶管工程的施工。二、顶管工程具体施工安排如下：1、 施 工 顺 序 ：顶管工程施工工艺流程如下：工作 井开 挖 沉 井制 作养护沉井下 沉 沉 井封 底 周围 回 填顶管 设 备 安

2、装拆除 封头管道顶 进 顶管 设 备 拆除 沉 井 封 顶 。2、 沉 井 制 作（ 1） 基 坑 开 挖根据基坑底面几何尺寸开挖深度及边坡定出基坑开挖边 线 。整 平 场 地 后 根 据 设 计 图 纸 上 沉 井 中 心 座 标 定 出 沉 井 中 心 桩 以 及 纵 横 轴 线 控 制 桩 ，并 测 设 控 制 桩 的 攀 线 ，桩 作 为 沉 井 制作下沉过程的控制桩。基 坑 用 机 械 开 挖 ，自 卸 车 装 运 。为 了 减 少 沉 井 的 下 沉 深 度 可 加 深 基 坑 的 开 挖 深 度 ，但 若 挖 出 表 土 硬 壳 层 后 坑 底 为 很 软 弱 淤 泥 则 不 宜

3、 挖 除 表 面 硬 土 。决 定 合 理 深 度 应 通 过 综 合 比 较。刃 脚 外 侧 面 至 基 坑 底 边 的 距 离 一 般 为 1.5 2.0m ， 以 能 满足施工人员绑扎钢筋及树立外模为原则。边坡一般取 1:0.33 1:0.67 。基坑底部若有暗滨、土质松软的土层应予清除。在井壁 中 心 线 的 两 侧 各 1m 的 范 围 内 回 填 砂 土 整 平 振 实 ， 以 免 沉 井 在制作过程中发生不均匀沉陷。（ 2） 制 作 沉 井制作沉井的场地应预先清理，平整和夯实，使地基在沉 井制作过程中不致发生不均匀沉降，制作沉井的地基应具有足够的承载力，以免沉井在制作过程中发生不

4、均匀沉陷以致倾斜甚至井壁开裂，若地基承载力不够时必须采取地基加固等措施。（ 3） 砂 垫 层基坑面在 刃脚的 垫层采 用砂垫层 。砂 垫 层分布 在 井 壁刃脚 中 心线两侧 各一定 距离范 围内，砂 垫层 厚 度为 60cm ，下面对砂垫层的验算，根据下列公式计算： 2H+r 砂 .H 上式中:B砂垫层宽度 （ m） ，B=0.6+2× 0.6=1.8m ，H 砂 垫 层 厚 度 （ m） ， 取 0.6m ，砼垫 层宽度，取0.6m ，第一 节沉井单位长 度 自 重（Kn/m ） ，经 计 算 为 47.6Kn/m，r 砂 砂的容重kn/m3，取17kn/m 3， 土 层 容 许

5、 承 载 力 （Kpa） ， 取 70Kpa ，N +r 砂 .H=47.6/1.8+17 × 0.6=36.64 Kpa ， 符 合 要 求 。 B（ 4） 砂 垫 层 的 分 层 铺 设可根据具体备件选用振实、夯实或压实等方法。适当加 水 分 层 夯 实 ，做 好 一 层 经 检 验 合 格 后 再 做 一 层 ，采 用 平 板 式 振 动 器 时 松 砂 的 分 层 厚 度 取 20 25cm 。 砼 垫 层 厚 度 为 25cm ， 可 按 下 式 验 算 ：G02h+b上 式 中 ： 砼 垫 层 厚 度 （ ） ， 取 0.25mG0 沉 井 第 一 节 单 位 长 度 重

6、 量（ Kn/m ） ，取 47.6kn/mR 砂 垫 层 的 允 许 承 载 力 一 般 取 100kpab 刃 脚 踏 面 宽 度 ， 取 0.2mG047.6=68kpa R2h+b2× 0.25+0.2符合要求5） 壁 板 的 分 节 制 作 ， 安 装 和 支 撑 ， 钢 筋 绑 扎 及 砼 浇 灌沉井模板和钢筋的施工顺序为：支 设 内 模 绑 扎 钢 筋 支 设 外 模 沉井模板一律采用木模板。沉井的内模宜一次性安装完毕。刃脚底模应用水平尺进 行标平，使之保持在同一水平面上。外模按分节浇捣按装。沉 井 内 模 应 保 证 垂 直（ 第 一 节 制 作 时 ），外 模 跟

7、着 内 模 支 立 ，不 得 内 外 倾 倒 ，以 保 证 外 壁 面 平 正 垂 直 以 及 井 壁 厚 度 均 等 。内 外 模 板 及 模 板 支 撑 牢 固 性 、刚 性 、密 封 性 须 符 合 要 求 。（ 6） 沉 井 的 浇 筑沉 井 分 二 节 浇 筑 ，分 二 次 下 沉 ，沉 井 第 一 节 砼 浇 筑 高 度 应根据地基承载力和沉井的结构情况确定，至施工缝高度。 在 第 一 节 砼 达 到 设 计 强 度 ， 第 二 节 达 到 设 计 强 度 的 70% 后 可 下沉。沉井接高的轴线应与沉井中轴线重合或平行。在接高进 行 砼 浇 筑 过 程 中 应 尽 量 使 刃 脚

8、 踏 面 处 压 力 保 持 均 匀 ，防 止 因 荷载不均匀而引起沉井偏斜。接高处的砼表面应先进行凿 毛，清除表面的浮松石子等并冲浇干净。（ 7） 商 品 砼 浇 筑沉井刃脚和井壁砼均采用商品砼浇筑。在砼浇灌前应对模板钢筋预埋件及预留孔的位置和尺寸 等 按 照 “钢 筋 砼 施 工 及 验 收 规 范 ”和 设 计 所 提 出 的 特 殊 要 求 进 行仔细检查核对，经隐蔽工程验收手续合格后方可浇筑砼，刃 脚 砼 必 须 一 次 浇 灌 完 毕 ，不 得 中 途 停 顿 。浇 筑 砼 应 连 续 进 行 ，分 层 浇 筑 间 隔 时 间 不 应 超 过 砼 初 凝 时 间 ，否 则 应 按

9、施 工 缝处理。3、 沉 井 下 沉（ 1） 按 沉 井 下 沉 阶 段 计 算 下 沉 系 数 与 稳 定 系 数 。每节沉井下沉前须设计下沉系数，沉井自重须克服井壁 摩阻力才能下沉。 K f式中为沉井自重K 为 下 沉 系 数 （ 1.25 ）f为井壁总的摩阻 力 。粘 性 土 对 井 壁 单 位 面 积 摩 阻 力 ： 25 45Kpa（ 2） 砼垫层的凿除凿除砼垫层时应先内后外，应对称按顺序凿除，凿断线 应与刃脚底边平齐 ，凿 断的板要及时清除，空 穴立即用 砂 或砂夹石子回填。对 砼垫 层的定位支点处应最后 凿除，不 得 漏凿。（ 3） 下 沉用人工挖土，机械吊运出土的施工方法。人工

10、挖土时应 以 井 孔 中 心 划 分 工 作 面 ，挖 土 的 方 位 应 基 本 相 应 和 对 称 。定 位支点不宜固定，应对称稳定。沉井纠偏应根据测量资料随偏随纠，当沉井偏斜达到容许 值 的 1/4 时 便 要 纠 偏 ，沉 井 下 沉 过 程 中 要 做 到 勤 测 、勤 纠 、 缓沉。沉井初沉阶段应根据 “沉多则少挖”， “沉 少则多挖”的原则在开挖中纠偏。量脚下挖土要逐步扩大，不能一次过量掏挖。不要通过大量挖土来纠偏。当沉井分数次下沉时，在每次下沉终了前要严格控制偏斜。终沉阶段须加强观测，严格控制超沉。沉井下沉时应注意观测，刃脚标高每班至少测量一次， 轴线位移3班测一次，当沉井每次

11、下沉稳定后应进行高差和中心位移测量，初沉阶段每小时至少测量一次，必要时应连续观测，及时纠偏。终沉阶段每小时至少测量一次， 当沉井下沉接近设计标高时，应加强观测，待小时内沉井自 沉 累 计 不 大 于 10mm 时 方 可 进 行 封 底 ，此 时 井 体 的 标 高 位 移和倾斜应在允许偏差范围内，并须检验合格。4、 沉 井 封 底封底前应整理好锅底和清除浮泥，对新老砼接触面应凿 毛清洗，井内积水应尽量排干，并设置至少一个集水井，其 深度和大小要满足水泵吸水要求。封底前按照规定，一般先用大块石先将刃脚下垫实，整 修锅底用块石填满，铺碎石，填平整实后浇筑素砼封底。此类工作均须沉井壁四周向中央进行

12、。素砼封底浇筑应对称进行，不得中途停顿，避免产生施工缝而产生渗漏现象。素砼封 底 的 同 时 集 水 井 不 得 填 没 ，排 水 工 作 连 续 进 行 ，以 保 证 砼在终 浇 前不 浸水 。素 砼封 底 表 面应 平 整 ，当 强度 达到设 计 强度25% 以上 时才 允 许 在上 面 绑 扎底 板 钢 筋 ， 钢筋 绑扎经 检 验 合格后方可浇筑底板砼。当底板钢筋砼强度达到设计要求时方可停止抽水，封填 集水井，封填先应清洗 干净，封 填 必须密实防止渗 漏。钢 筋砼底板表面应平整，整 个底板不 得 有渗漏现象，如 发现有 渗漏点应压泵堵漏。漏水严重时应设置临时 水管引流，在压 泵堵漏后

13、再封闭水管。5、 顶 管 设 备 安 装该段管道埋深6 米 以上，管 径 d900 ，部分管顶以上不 足6、 需采取堆载措施 。 同时根据 地 质 状 况，拟采用手掘式 机头型式，管道外围压浆形成泥泵套。顶 力 估 算 ：按 采 取 管 壁 外 侧 同 步 注 入 触 变 泥 浆 处 理 ，顶 进阻力按下式计算。F=f 2× × D× e管节外径（）e 全 部 顶 进 长 度 m（ ）f2采 用注 浆工 艺 的摩 阻 分数 ， 其值 一 般 取f2=12KN/m 2顶 进长 度 e 按80m 计、 1.08m按 F=12 ××1.08 

14、5; 80=3256KN1） 顶 管 设 备 安 装 ：（ a） 安 装 导 轨导轨采用装配式导轨，安放在砼基础面上，导轨定位后， 必须稳固正确，在顶进中承受各种负载时不位移，不变形， 不沉降，导轨安放前应先复核管道中心位置。二导轨必须互相平行，等高，导轨面的中心标高应按设 计 沟 底 标 高 设 置 ，在 顶 进 中 必 须 经 常 复 测 调 整 ，以 确 保 顶 进 轴线的进度。导轨的坡度应在设计管道坡度相一致。导轨采用轻型导轨，由钢轨、横梁和垫板组成。导轨的轨距可按下式计算：R外2 R内 2式中：钢轨与砼管相接触的间距（）外外管节半径（）内管节内半径（）（）设置承压壁承压壁应承受和传递

15、全部顶力，必须具有足够的强度和 刚度，应 根 据 最大顶力计算具有较 大 的安全度，圆形沉井前垫以40 × 40cm方枫木,外衬的厚5cm 钢板作为承压面，钢板面必须 与 顶 进 轴线相垂直，钢板就 位 后，应用钢丝绳牵牢防止倾倒。（）安装主顶设备主顶设备由以下几部分组成：组合千斤架主顶千斤 顶只油泵站及管阀组合型顶铁型接口顶铁台千斤顶对称布置台千斤顶应共同作用，规格一致，行程同步，每台千 斤 顶 的 使 用 压 力 不 大 于 额 定 工 作 压 力 ，油 路 必 须 并 联 ，每 台 千 斤 顶 均 备 有 独 立 的 控 制 阀 ，千 斤 顶 伸 出 的 最 大 行 程 应 小

16、 于 油 泵 行 程 10cm 左 右 。油 泵 的 最 大 工 作 压 力 不 大 于 32Kpa ，装 有 限 压 阀 ，溢 流 阀 和 压 力 表 等 指 标 保 护 装 置 ，安 装 完 毕 后 必 须 试 车 ，在 顶 进 中应定时检修维护，及时排除故障。型顶铁必须符合要求刚度大，受力后无变形，相邻面 垂直，排列不扭曲，单块放置稳定性好，连续部位不脱焊， 凸 面 与 导 轨 的 接 触 面 必 须 平 整 ，顶 进 前 滑 动 部 分 应 抹 牛 油 润 滑。环形接口顶铁应与砼管口相吻合，中间用软木板衬垫， 防止承插口处破损。（）安装前墙水圈为了防止顶管机头进出工作坑洞口流入泥水，并

17、确保在 顶 进 过 程 中 压 注 的 触 变 泥 浆 不 致 流 失 ，必 须 预 先 安 装 好 前 墙 止 水 圈 ，其 组 成 部 分 为 予 埋 法 兰 底 盘 橡 胶 板 钢 压 板 垫 圈 和 螺 栓 。法 兰 底 盘 应 予 先 埋 设 在 砼 沉 井 内 ，中 心 正 确 端 面 平 整 ， 安 装 牢 固 ，螺 栓 的 丝 口 应 妥 善 保 护 ，水 泥 浆 应 予 先 清除。）安装顶管机头顶管机头的尺寸和结构应符合要求，在吊入顶进坑前应 作详细的检查。起重机械应根据机头重量，现场条件和方位，角度经过 详 细 的 调 查 核 算 ，选 用 有 富 裕 承 载 力 的 吊

18、机 ，卸 机 头 时 应 平 稳，缓慢避免冲击、碰撞，并由专人指挥。机头安放在导轨上后，应测定前后端的中心方向偏差和 相对高差，并做好记录，机头和导轨的接触面必须平衡吻合。6、 顶 进（ 1） 出 坑出洞前必须对所有设备进行全面检查，液压、电气、压 泵 、气 压 、水 压 、照 明 、通 讯 等 操 作 系 统 是 否 正 常 进 行 工 作 ， 各 种 电 表 、压 力 表 换 向 阀 、传 感 器 、流 量 计 等 是 否 能 正 确 显 示其进入工作状态，然后进行联动调试，维修或更换。拆除沉井洞口砖封堵后 ，必 须 在 确 保 人 身 安 全 的 前 提 下 ，立 即 清 除 洞 口 外

19、 可 能 存 在 的 金 属 物 件 ，（ 如 短 钢 筋 、 钢 管 等 ） 或 较 大的硬块等障碍物，而 后将 机 头 随 即 切 入 土 层 ，避 免 前方土体松动坍落。（ 2） 顶 进工具管切入土体后，应严格控制其水平偏差不大于 5mm ，其高程为设定标高加以抛高数 。工具 管与第一节砼管连 接 时，其尾部至少须搁在导轨上2030cm， ，并立即进行砼 管 的连接。严格控制顶管出坑后10m范 围 内管道顶进轨迹 的偏差，以保持砼管有一个良好的导向。开始人工挖土前，应先将刃口部分切入周边土体中，挖 土程序处自上 而下分层开挖，严 防正面坍 方。挖 土当遇到地下障碍物，应 在采取安全措施条

20、 件下，先 清除后 予以继续顶进，如遇特殊或紧急情况，应及时采取应变技术措施管道内运土采用小型轨道车，由吊机从沉井吊出，根据 出 土 量 、运 距 和 现 场 堆 土 条 件 ，可 将 余 土 用 机 动 翻 斗 车 或 自 卸汽车运送至堆土场。当因故暂时或较长时间停止顶进时，为防止开挖面的松 动或坍陷，应采取正面支撑或全部封闭的措施。顶管交接班就将开挖情况和排除故障所采取垢措施作逐 一详细交换。顶进工作坑安放管节的程序为：缩 回 主 顶 千 斤 顶 活 塞 杆 拆 除 管 内 轨 道 、 电 缆 油 路 注 泵管 路 接 头 吊 开 顶 铁 安 放 钢 筋 砼 管 节 安 放 橡 胶 圈 接

21、 口 安 放 钢 套 环 安 装 顶 铁 安 装 轨 道 连 接 电 缆 、 油 路 注 泵 管 路 接 头 伸 出 主 顶 千 斤 顶 活 塞 杆 继 续 顶 进 。（ 3） 测 量顶管必须按照设定的管道中心线和工作坑位建立地面和 地下测量控制系统 ，控 制点应设 在 不易扰动，视 线清楚，方便校核的地方，并 加以 保护，必 要 时增设每点有 二个以上便于校核攀线桩。顶进坑内应设置由地面水准点引入的临时水准点，在交 接 班 时 进 行 仪 器 高 程 的 校 对 和 调 整 ，顶 进 轴 线 由 设 计 管 道 中 心通过经纬仪引入坑内，然后对中观测。每个顶程结束贯通后必须全线复测，绘制管道

22、顶进轨迹 图（ 含 高 程 、方 向 、顶 力 曲 线 ）并 由 施 工 质 监 人 员 检 查 复 核 。（ 4） 纠 偏顶进纠偏可以采用调整正面开挖部位，范围和深度的办 法，也可采用调整千斤顶编组方法。若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩方法，反之亦然。如同时有高程和方向偏差，则应 先 纠 正 偏 差 大 的 一 面 。发 生 较 大 偏 差 应 分 析 发 展 趋 势 ，采 用分次逐步纠正，勤调微纠，若偏差超过标准，应通知停止顶进，研究有效措施，方可继续顶进。（ 5） 压 浆必须将压注触变泥浆填充管道的外周空隙作为减少地层 损 失 ，控 制 地 面 沉 降 、减 少 顶 进 阻 力 和 长 距

23、 离 顶 管 的 最 重 要 措施。对顶管机头尾端的压泵要紧随管道顶进同步压浆，为使 管道外周形成的泥浆套始终起到支承地层和减摩作 用，在 中缝间和砼管道的适当点位道必须进行跟踪补浆，以 补充在 顶进中的泥浆损失量。压浆设备的组成：注浆泵：宜选用螺杆泵，以使流量脉动少，注泵压力平衡平稳搅拌器：具备充分拌和泥浆的功能，并具有所需要的 供浆容量。 注 浆 管 道 ：总 管 宜 选 用 40 50 钢 管 ，支 管 25 30 橡胶管。管路连接：选择装拆方便，密封可靠的活络接头。 控制阀：在每个注浆断面上均加一组控制阀。 压图表：在泥浆出口和顶管机头后的一二个注浆断面 上设置腾膜式压力表，在补浆范围也适当设置。压浆设备安装完毕后，由专人进行检查，然后作压水 试验。压浆量为管道外围环形空隙的1.52.0 倍，压注 压力 根据埋设深度（）和土的天然垂度（）而 定，为23Rh.在顶进过程中，还应按地面变形的测试资料 适当调整 压泵 量及压力。按单液注浆要求配制浆液，其配制材料为膨润土，化碱 CNC 和 水 .注 浆 孔 的 布 置 :每 个 注 浆 断 面 设 3 个 压 浆 管 道 采 用 多 点 压浆，相邻注浆断面的孔位交错布置。压浆方法：在每次顶进