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)。 (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

2、、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，

3、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

4、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= /4D2K0rH D管外径； K0r(H+2/3D1)tg(450+ø/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）F2DfL D管外径； f采用注浆工艺的摩阻系数（此处取4KN/M2）； L全部顶进长度； (4)计算不同直径工具管迎面阻力F11000 F1=3.14÷4×1.22×16×(6.2+2/3×1.2)×tg2(450+150/2)=218.

5、15(KN) 1400 F1=3.14÷4×1.642×16×(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；F23.14×1.2×4×211.013180.34（KN）F23.14×1.64×4×289.795969.20（KN）1000总推力F218.15+3180.343398.49（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

6、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，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

7、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、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。

8、安装要求，垂直度为后背高度H=0.1H，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。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L×B×H5m×4m×4.5m90m3，接收井加固范围为L×B×H2.5m&#

9、215;4m×4.5m45m3，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，

10、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

11、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

12、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PaRHKa-2C(Ka) 1/2 主动土压力PaRHKa-2C(Ka)