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LG06 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 )。21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

2、;6.主顶油泵 ; 7. 主顶油缸 ;8.基坑导轨(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 200K

3、N 油缸，行程 1.5 米，油缸安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, 一次顶进不能完成， 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2400KN ；1200 中继间安装油缸 18 台，每套最大推力3600KN ；1400 中继间安装油缸21 台，每套最大推力4200KN 。中继间制

4、做要严格按设汁要求，内径误差±1.5mm ，与中继间连接管材采用特殊管材，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)FF1+F2F总推力；F1 顶管、 拉管机头迎面阻力；F2顶进阻力（ 2）F1 = /4D 2K0rHD管外径；K0 r(H+2/3D 1)tg(45 0 +?/2) 静止土压力系数；r土的天然重度（取16KN/M 3 ）；H管顶土层厚度；（ 3）F2 DfLD管外径；f采用注浆工艺的摩阻系数 （此处取 4KN/M 2）；L全部顶进长度

5、；(4) 计算不同直径工具管迎面阻力 F1 1000F1=3.14 ÷ 4 × 1.22 × 16 × (6.2+2/3× 1.2) ×tg2(450 +150 /2)=218.15(KN)1400F1=3.14 ÷4×1.64 2×16 ×(6.895+2/3 ×1.64) ×tg(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 ；F23.14 ×1.2×4

6、×211.01 3180.34 （KN）F23.14 ×1.64 ×4×289.79 5969.20 （KN）1000 总推力 F218.15+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终切力稳纯漏斗粘视 粘 度失 水配 方膨润土掺加剂（ 达 因比 重定碱度（秒）CP量ml/mm3 ）性CM6A 浆12%C3630.591301.0370%适量注浆压

7、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，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）。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

8、、高程。用经纬仪定位，中线位移左右不大于 3mm ，高程误差 +3mm0。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L01L。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。

9、安装误差小于20mm 。（洞口止水装置见下图）钢封门槽钢预埋注浆管预埋法兰焊接法兰橡胶法兰井壁锚固钢筋机头顶进方向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 L×B×H5m×4m×4.5m 90m3 ，接收井加固范围为L×B×H 2.5m ×4m ×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

10、 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 0.25 0.35 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

11、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

12、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=RHKp+2C(Kp)1/2； 主 动 土 压 力Pa RHKa-2C(Ka) 1/2主动土压