DN1000mm钢管顶管施工方案

1、docD1000钢管顶管施工方案1、工程概况本标段顶管长2108.7 m;其中六环路绿化带内2013m,穿越京开高速95.7m, 穿京九铁路、其他铁路、林校路顶管共 301m,顶管材质为di000mm钢管，钢管防 腐形式为玻璃钢外防腐、水泥砂浆内防腐。2、施工部署2.1 施工程序2.1.1 按总体布局本标段顶管施工时间安排在2月底，日平均气温低、顶管工作量大、所耗用的工期最长、施工难度较大，因此顶管工程要先行施工。2.1.2 由于顶管在高速路绿化带内施工，具工作坑和检查井的施工给周边美观带来不 利影响，为了及时恢复原貌，因此每施工完一个井（坑）段，及时回填。2.2 施工顺序2.2.1 按照先准

2、备后施工，先地下后地上，先深后浅的施工程序。2.3 施工段的划分2.3.1 根据本工程的特点，顶管工程共分三个施工段：1）第一段顶管长1000m，桩号为2+8003+754;顶管工作井共11个，在桩号为3+10R 3+200、3+70R 3+733井体位置设立工作井，其余没有工作井的直线段按每最大间隔 不超过120米设立工作井。2）第二段顶管长1013m，桩号为3+7544+700;顶管工作井共12个，在桩号为3+10R 3+200、3+70R 3+733井体位置设立工作井，其余没有工作井的直线段按每最大间隔 不超过120米设立工作井。3）第三段顶管长 301m,桩号为4+280-4+345

3、（京九铁路顶管）、5+256.3-5+279.8 5+310.7-5+332.6、5+414.5-5+464.9 （铁 路顶 管）、6+023-6+120 （京 开高 速）、 6+164.7-6+207.9（林校路）；顶管工作井共6个，分别设立在桩号4+280、5+256.3、 5+310.7、5+414.5、6+023、6+164.7处。2.4 施工进度安排2.4.1 根据工程特点以及工期的要求，拟计划开工时间2010年2月18日，2010年12月10日竣工，总工期292日历天。2.5 主要施工机械的选择2.5.1 选择原则：为了加快施工进度，提高机械化施工程度，减轻劳动强度，并根据公司自身

4、的条件以及施工经验来选择本工程的施工机械，详见机械/设备/仪器表。械/设备/仪器表序号机械/设备/ 仪器名称规格型号 广地国、商标 等购置 年份数量（台）新旧 程度已使用 台时自有租赁1反铲挖土 2 台PC32020033台80%20002自卸汽车8T20049台70%15003汽车5T20063台75%10004叉车5T20033台80%16005电焊机300A20086台70%4006汽车起重机16t20083台80%20025t20053台85%12007CO2焊机6台8烘干箱6台9角向磨光机D150、D125200812台80%20010砂轮切割机D40020036台60%130011

5、电动套丝机19993台60%50012排污泵200112台90%90013倒链2-5T200312台90%14倒链1T200312台75%doc1515压力表、0 2.5 MP20046块80%16打压泉、堵头20053套85%17简易龙门架2T现制2套80%18电动试压泉0 160kg/cm220054台90%110019空气压缩机20052台80%70020两轮小推车200412辆21千斤顶320吨42.6劳动力选择详见劳动力计划表劳动力计划表工 种时间管工焊工起重 工电工防腐 工普工合计人工工日 数人数2010 年2月189636181800602010 年3月1896361818006

6、02010 年4月189636181800602010 年5月189636181800602010 年6月189636181800602010 年7月189636181800602010 年8月189636181800602010 年9月189636181800602010 年10月189636181800602010 年11月189636181800602010 年12月18963618180060总计1989966336619819800 .21003、施工方法工艺流程测量放线-工作井、接收井开挖、支护一顶管机及泥水处理设备安装一试运转一 顶管一到达接收井-设备吊出一拆除辅助设备一管道安装

7、-检查井砌筑、回填工作井 接收井一闭水试验。3.1 测量放射线3.1.1 采用经测量监理工程师批复的测量控制网进行施工放样，固定保护好控制点, 并经常复核。工作坑定位采用全站仪，管道中线控制采用经纬仪，标高控制采用水 准仪。3.1.2 地面坐标点导入井下采用直接导入法，利用坑口埋设的坐标点和测量控制网控 制点，以支导线的形式，建立井下顶管掘进使用控制点。3.1.3 地面高程点导入井下采用悬挂刚卷尺，导入标高时，用两台S3水准仪同时进行，并独立导入三次，其互差不超过井筒深度的1/8000。每一个工作坑设置三个水准点。（3.2 工作井、接收井开挖、支护3.2.1 工作井、接收井位的布置工作井、接收

8、井位的布置根据现场道路通行条件，设计管线位置、顶进距离、土质等因素综合确定，在施工沿线每间隔120米设置一个顶坑，上下对顶，顶进距离60米，如遇检查井部位距离根据实际尺寸作出调整，以节省成本。3.2.2 工作井、接收井位下口尺寸1）长度计算L=L+L2+L3+L4+kL工作坑的最小长度（m）L1钢管单根长度（m）取6 mL2下井管段长度（m）取0.3 mL3主油缶I长度（m）取1.2 mL4未顶出顶的管道最小长度（m）取0.5 mk后座、刚性顶铁和环形顶铁厚度之和，再加上安装富余量（m）取1.6 m则:L=6+0.3+1.2+0.5+1.6=9.6m （取 10m）2）宽度计算B=D+（2.（

9、H 2.4）B工作坑的宽度（m）D管道白外径（m）则:B =1.000+2.0=3.28m （取 4 米）3）深度计算H=Hi+DH工作坑的深度（m）Hi顶管覆土厚度（m）D管道白外径（m）贝U: H=6.0+1.00=6.0m经计算取为长*宽*深=10*4*6m。3.2.3 工作井、接收井位支护流程人机配合挖至自然地面下0.8m7设第一道盘撑一插大板-挖土 一降大板-第一道盘撑设八字撑一挖土降板至第一撑下2m设第二道撑一循环施工一工作坑底。3.2.4 土方开挖工作坑开挖采用人机配合作业，在挖至距离底标高20cm时，采用人工挖土，以防拢动坑底原状土。开挖过程中根据挖深情况进行边坡支坑避支护，严

10、禁一步到底 开挖后再支护的开挖方法，开挖时必须有专职安全人员进行看护，发生异常情况及 时停止开挖并立即撤人，待处理完成后再开挖。3.2.5 坑底支护采用钢木支撑法支护。工作井、接收井位分两层支护，第一道支护设在自然地 面下80cm处，第二部设在第一道盘撑下2米位置，第三道盘撑设第二道盘撑下1.5m 位置。支撑材料采用4米长大板及30#工字钢。每步大板支撑两道盘撑，底部盘撑设 不小于2m八字撑。3.3 顶管机及泥水处理设备安装3.3.1 顶管工作井、接收井基础：工作井、接收井位基础采用土梢木枕基础。将工作 坑底部平整后，在坑底挖梢并埋枕木，枕木上安放导轨并将导轨用道钉固定于枕木 上。离顶管管口

11、1m位置设置长度*宽*高度=500*900*600mm的焊接工作坑，以便 两管焊接连接时使用。3.3.2 顶管后背墙设计卧铁 15X 46cm2台320t顶镐横向顶铁竖向30#工字钢密排 _20X 20cm横方木2000500顶管后背图顶管利用坑壁土体作后背，后背所能承受的最大的顶力取决于顶管管道所能承受的 最大顶力，在最大顶力确定后，据此可进行后背的结构设计。后背的尺寸主要取决 于管径大小和后背土体被动土压力。所设计的后背具有充分的强度、刚度、且后背 墙表面要平直。1）后背墙布置顶管后背采用拼装式，在墙面横排 200mm x 200mm枕木，枕木前密排30#工字钢, 在工字钢前再横排顶铁。横

12、排枕木是为了使顶力均匀的分散在后背墙上，同时将工 字钢下扎500mm是为了加强锚固。2）后背墙核算工作坑后备的受力分析见右图： 反力R应为总推力P的1.21.6倍，确保安全。后背墙每米宽度上的被动土压力:P 被=0.5*rh2* Kp+2chKP0.5' . < 工=0.5*19*2.5*2.5*5.26+2*7.8*2.5*2.29=401.62kN/m总被动土压力R总=P 被 *B*H=401.62*4*2.5=4016kN式中：P被：每米宽度上的被动土压力（kN/m）R总总的被动土压力kN:土的容重（KN/m3）取 19 KN/m3h:后背墙的高度（m）取3mB:后座墙的宽

13、度取4mKp:被动土压系数 Kp= tg2（45 +31.7 /2）c： 土的内聚力（KPaj）取 7.8 kN/m2R/P=40161982 =2.03，可确保安全（P值计算详见3.9.2）3.3.5 起重架1）下管起重架采用4根？ 219厚壁钢管L=9m,顶部用60mm圆钢连接，两端索紧， 架底部焊接在平台上横向放置的30梢钢上，支架加肋。出土及下管采用卷扬机，设 2t卷扬机1台，5t卷扬机1台。先在地面上组装好四根腿柱及顶部穿械，挂好定滑 轮及钢丝绳，再用吊车吊起人工定位焊接。架子顶部用 ？60圆钢连接，两端锁紧， 架底部焊接在平台上横向放置的30梢钢上，支架加肋，增加稳定性。2）出土及

14、下管采用卷扬机，设2T卷扬机1台，10T卷扬机1台。下管用10T卷扬机, 吊土用2T卷扬机。安装要牢固、线路要清晰，滑轮要转动灵活。3.3.6 平台1）主梁使用40#工字钢四根，其上满铺150*150方木，留出下管管口位置，焊接好工 字钢使其稳定。下管及出土口尺寸为 6*2.5m,三面用架子管焊出围栏。详见工作 平台及起重架示意图3.3.7 设备安装3.3.7.1 工作井导轨安装1）导轨的作用是引导管节按设计的中心线和坡度顶进，导轨安装时必须安装牢固，满足管节中心高程及坡度的要求，导轨面标高与管子内管底面的标高相等。 两导轨要 顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致。安装后的导轨要牢固，不

15、得在使 用中产生位移，并应经常检查校核。2）本工程导轨为双排120工字钢、20梢钢焊接而成，导轨为预制加工3）导轨安装利用测量仪器监控，导轨安装允许偏差为轴线位置：左右 3mm;顶面高程：工作平台及起重架示意图0 +3mm ;两轨 内距： 士M两轨距算 2m4)导净计B=2*（D-h-e）* （h-e） 0.5=2*（1000-140-25）* （140-25） 0.5=619mm其中：B基坑导轨间距（mm）D管外径（mm）h 导轨图（mm）e管外底距枕铁面的距离（mm）1000798mm导轨安装图按上述公式求出DN1000顶管导轨之间的宽度为619mm 3.3.7.2千斤顶安装1）本工程采用

16、2台320t的千斤顶。千斤顶固定在支架上，并与管道中心的垂线对称， 要求其合力的作用点与管壁反作用力作用点在同一轴线上，防止产生顶进偏差。根 据施工经验，千斤顶的着力点作用在管节垂直直径的1/41/5为宜。2）千斤顶选用ZB.50型的高压油泵，由电动机带动油泵工作，经分配器、控制阀进 入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致， 油管安装时做到顺直、转角少。3）油泵宜设置在千斤顶附近，油管要顺直、转弯少，油泵与千斤顶相匹配，并有备 用油泵，油泵安装完毕，进行试运转。3.3.7.3顶铁的安装1）顶铁是顶进管道时，千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其作用是将一 组

17、千斤顶的合力，通过顶铁均匀地分布在管端，并起调节千斤顶与管端之间距离的 作用。顶铁可分为环形顶铁和 u形顶铁两种，本标段用U型顶铁。2）安装顶铁时，顶铁与导轨之间、顶铁与顶铁之间的接触面，要擦拭干净，防止接 触不良，相互滑动。安装后，要使千斤顶轴线、顶铁轴线和管道的轴线相互平行。顶铁轴线必须与管道中心的垂线对称， 避免顶力产生偏心，导致 崩铁"。顶铁拼装后 要进行锁定。3）顶铁与管口之间垫缓冲材料联接（胶合板），使顶力均匀地分布在管端。4）安装后的顶铁轴线与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污。顶铁要原地足够的刚度，顶铁单块放置时能够保护稳定，顶铁的相 邻

18、面互相垂直，顶铁上有锁定装置。顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫，当顶务接 近管节材料的允许强度时，管端应增加 U型或环形顶铁。5）管节未进入土层前，接口外侧垫麻丝、油毡或木垫板，管口内侧留有1020mm的空隙；顶紧后两管间的孔隙宜为 1015mm。6）顶铁布置顶铁选用1组3200kN （320t）级专用配套顶铁（顺铁）。每组配套顶铁 的规格见顶铁规格选用表顶铁规格选用表200*300 顶铁 L=mm600250备注顶铁数量（块）24243.4试运转1.1.1 操作工人：操作工作均应经培训上岗，有特种作业上岗证并经项目部培训合格后 方可上岗作业。1.1.2 安全防护装备、设施、安全用品使用，如安全

19、帽的配戴、安全绳的使用，吊钩 保护器的使用，吊装钢丝绳绑扎固定、坑内上下扶梯的使用等进行演练，合格后方 可使用。1.1.3 顶进设备、工作平台及起重架：顶进设备即千斤顶安装完成后，进行加压和卸 载试验，检查千斤顶行程是否达到设计要求的标准，泵管是否有漏油现象发生，顶 铁等规格型号是否满足顶进作业要求和受力要求，合格后方可使用。1.1.4 工作平台搭设完成后，应经项目部安全、技术人员验收合格后方可进行起重架 的搭设，搭设完成后对安全保护装置检查，调试，试运转，合格后方可进行正式吊 运。1.1.5 坑内外人机配合：吊装过程坑内外作业人员必须熟悉起重机械的性能和被吊物 体的实际重量，操作人员必须服从

20、指挥人员的信号指挥，先进行适当演练，当演练 二次以上，配合无空缺后方可进行正式作业。3.5 顶管3.5.1 顶管采用D1000钢管顶管，焊接接口。3.5.2 顶力计算及顶镐选择1)计算总顶力：P= f*r*D i2H+(2H+D)tg2(45 - © /2)+ w/rD1*L+Pf=0.14*19*1.02*6+(2*6+1.0)* tg 2 (45 -31.7/2)+2.9/(19*1.0)*60+0=1982 KN其中：P一计算总顶力KNr一管道所处土层的重力密度取19kN/m3Di一管道的外径取1mH一管道顶部以上覆盖土层的厚度取6m。一管道所处土层的内磨擦角取31.7

21、6;一管道单位长度的自重取2.9 kN/mL一管道的计算顶进长度 取60mf一顶进时，管道与周围土层之间的内磨擦系数取0.14选用2台320吨顶镐（行程1.2m）3.5.3 施工顺序导轨、后背完成顶管设备安装就位后，即可进行顶进工作。将第一节管下至导 轨上，校核导轨的中线和高程以及坡度，合格后即可顶进。第一节管安放合格后，管前端安装钢刃角一开启高压油泵、千斤顶工作一管道顶 入土内300mm停止顶进，进行人工掏土作业，到管前端钢刃角边止 一开启高压油泵 再顶进300mm-人工的掏土，以上操作反复进行，最终达到全部顶完。3.5.4 顶进由于本工程顶管穿越的障碍物为路面，所以在顶管作业中必须严格遵守

22、“先顶 后挖”的原则，严禁超挖。人工掏土必须先上部后下部，挖土坡度不得大于60?,以防止塌方事故。管前掏土距离50cm/镐，管顶超挖不超过1.5cm,管下部135范围内严禁超挖。 出土有固定的出土方向，出土采用专用运土斗车，每处二台交替使用。斗车行进由 卷扬机拉动，斗车装土运到工作坑内后由升降滑动组设备吊到自然地面，按固定的 出土方向，堆入在规定的弃土场。施工人员应协调配合，随时清走坑上堆土。顶进过程中，应随时进行高程和中 心的校核测量，每班应有顶管记录和交接班记录，及时控制高程与中线，随时纠偏。对顶管施工，在两管端相距100cm时，在两管端中心挖一个小洞，贯通后，校 核两管的中心线，做最终纠

23、偏、对口。顶进过程中，要随时检查顶铁情况，特别注意顶铁摆放是否直顺、换放顶铁时， 要用1.2米的长铁。200X300型顶铁双行每镐顶进长度不大于 2.5米。顶管结束后，检查管口部位焊接质量，检查有无空洞、漏焊、气孔、夹渣等现 象。并做管道严密性试验。3.5.5 测量、纠偏顶进高程测量首先在顶管工作坑内设置 3个稳固的临时水准点，每次高程测量都要进行闭合 检验。在第一节管入土时，高程测量间隔为30cm/次。特别注意第一管节的末端高程 的测量，以掌握首节管坡度。在以后的正常顶进中，测量间隔放大至50cm/次。每顶完一程后，对前端进行水平测量，若发现“扎头”或“抬头”问题，认真 作记录，为下一程顶进

24、时纠正提供依据。3.5.6 中心偏差测量中心测量采用经纬仪定位。在顶管的前端及最后端管内顶部标注顶进中心轴标尺，用经纬仪测量每顶一程 的左右偏差变化，认真作顶进测量记录，为下一程顶进时纠偏调整提供依据。3.5.7 纠偏误差校正应逐步进行，测量密度增加到 10cm20cm/次。视管道偏差量采用超挖纠偏和顶土纠偏。超挖纠偏一般在12cm偏差时采用,在管子偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧留土坎，形成阻力，使管在顶进中向阻力 小的超挖侧偏向。顶土纠偏适用于偏差大于2cm的情况，用方木顶在管子偏离中心一侧的外管壁 上，另一端在垫有钢板或木板的管前土壤上，经顶镐施力，使管子得到校正。D1000顶管允许偏差见

25、顶管允许偏差表。顶管允许偏差表序号项目允许( mm)检验频率检验方法范围点数1中线位移<30每节管1测量并检查测量记录2管内底高程+ 10 -20每节管1用水准仪检查3相邻管间错口<10每个接口1用尺量工具管开始顶进5 10m的范围内，允许偏差为：轴线位置3mm,高程0+3mm 当超过允许偏差时，采取措施纠正。3.5.8 顶管过程需注意的问题顶进开始时，要缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进。顶进中若发现油压突然增高，立即停止顶进，检查原因并经过处理后方可继续顶进。千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可近前工作。顶进时，工作人员不得在顶铁上方侧面停留，并随时观察顶铁有无