2m×9m矩形顶管施工方案

1、doc3.施工筹划施工进度计划本工程顶管工程施工计划需根据始发井、接收井的土建施工进度进行安排。当 两井的混凝土结构浇筑完成，并经养护达到设计规定的强度指标后，即认为具备顶 管进场施工条件。我方将根据总包要求的时间组织人员进场进行场地布置，并随即 进行设备的安装和调试工作。总工期 30日历天。附图-03施工进度计划图。机械设备计划根据工程量及施工需要，顶管顶进主要施工机械设备配备情况见表3-1。主要施工机械设备配备表表3-1序号机械或设备名 称型号规格数量国别制造年份额定功率kW1矩形顶管机及配套设施4.2m X 6.9战尺寸）1套中国20103302主顶装置自制1套中国20103注浆泵SYB

2、50-50-11台中国20054docldoc4汽车吊300T1台中国20055履带吊150T1台中国20066潜水泵2.2KW3台中国20052.27污泥泵NL100-162台中国200598电焊机ZXG-3002台中国2006219空压机3m31台中国200610全站仪GTS-61台日本200611经纬仪J21台中国200612水准仪S31台中国20063.3材料供应计划根据工程量和施工需要，顶管顶进主要材料供应见表3-2。顶管主要材料供应表表3-2序号主要设备用 量1矩形管节（1.5m/节）23节2特殊管节1节3袜套（橡胶帘布）1根4止水带24根5150kgdoc2doc6水泥10吨7膨

3、润土10吨820mm厚胶交板200m292寸白铁管 -r r r.id100m3.4劳动力安排计划根据工期及顶管施工工艺要求，现场劳动力配置见表3-3劳动力配置表表3-3工种 人数2工作内谷管理和指导各工种工作电焊工-Uf、J) 4现场焊接、切割等起重指挥1Tt*=1 士口2指挥管英吊车巾牛口机2现场以备巾力和自|J、_L和巾放挖机司机J、1,)1勺 、24出土4怦制育尖浆液电工1c电布和电路检修机修工r I / / , -r L 2负责机械设市维修保养J _Lr / /J rt操作司机 辅助工212贝责操作顶管机 负责配合顶管施工测量人员H计2 35负贡-L程放样及测量3.5施工现场平面布置

4、根据甲方提供的现场允许使用范围，结合实际的施工需要，在始发井附近地面配置一台150T的桁架式履带吊，同时在场地内进行顶管动力站、集土坑、拌浆系统、 管节堆场、料库、危险品仓库、办公区域等设施的布置。由于涉及到顶管机头和管 节的吊装，使用包括300吨汽车吊在内的大量重型机械，要求施工便道具备相应的 承载力。doc3doc为此施工道路施工前首先使用压路机压实路面，先铺15cm厚的碎石基层压实，在此基础上制作钢筋混凝土道路，承重道路结构为厚20cm的C30混凝土，配筋16200双向网片。我方同时配备一定数量的路基板和厚钢板，满足某些重型机械 施工临时需求。场地内各材料堆场采用 10cm厚道渣基层，上

5、设10cm厚素硅面层。 为了防止扬尘，在施工围墙内其它位置设 57cm厚素硅。附图-04施工场地平面布置图4.顶管施工方案及技术措施顶管施工工艺流程doc4docJ顶管机力解、吊一接I浆液置换I拆除管内设备、嵌缝、清理、附图-05顶进工艺图。顶进前的施工准备工作地面准备工作1）在顶管推进前，按常规进行施工用电、用水、排水及照明等设备的安装。2）施工材料、设备及机具必须备齐，以满足本工程的施工要求。3）井上、井下建立测量控制网，并经复核、认可。井下准备工作1）洞门密封圈安装由于洞圈与管节间存在着10cm的建筑空隙，在顶管出洞及正常顶进过程中极易 出现外部土体涌入始发井内的严重质量安全事故。为防止

6、此类事故发生，施工前在 洞圈上安装帘布橡胶板密封洞圈，橡胶板采用 12mm厚钢压板作靠山，压板的螺栓孔 采用腰子孔形式，以利于顶进过程中可随管节位置的变动而随时调节，保证帘布橡 胶板的密封性能。doc5doc2）基座安装基座定位后必须稳固、正确，在顶进中承受各种负载不位移、不变形、不沉降。 基座上的两根轨道必须平行、等高。后靠自身的垂直度、与轴线的垂直度对今后的顶进也至关重要。钢后靠根据实际顶进轴线放样安装时，与始发井内衬墙预留一定的空隙，固定后在空隙内填C2磕硅，使钢后靠与墙壁充分接触。这样，顶管顶进中产生的反顶力能均匀分部在内衬 墙上。3）顶管机吊装下井矩形顶管机头设计总重量约130余吨，

7、可以分为前后两段：前段重约80吨，后段 重约50吨。吊装时选用性能优良的300吨汽车调来吊装机头，为了避免顶管机头吊装 中工作井、路面及路面下管线的损坏，在起吊时，在四个支腿下方铺钢制路基箱（7m x 2.2m x 0.43m）四块，降低吊车对地面的压强。顶管机头的吊装：顶管机从平板车上被吊起后，要作片刻的停顿，一是确定顶 管机头的实际重量是否在吊车的起重范围内；二是观察吊车对路面及工作井的影响。 在确定是安全的情况下，将顶管机头缓慢吊入工作井，准确地停放在基座的轨道上。 先吊前段再吊后段，分两次吊装完毕。在顶管机头起吊过程中，加强对周围地面的观测，如发现路基变形，立即将机 头放下，吊车移位，

8、同时对井周围原有的混凝土地面下进行注浆加固。4）主顶的定位及调试验收主顶的定位将关系到顶进轴线控制的难易程度，故在定位时要力求与管节中心 轴线成对称分布，以保证管节的均匀受力。主顶定位后，需进行调试验收，保证12个千斤顶的性能完好。5）顶管机就位、调试验收doc6doc为保证顶管出洞段的轴线控制，顶管机吊下井后，需对顶管机进行精确定位， 尽量使顶管机轴线与设计轴线相符。在顶管机准确定位后，必须进行反复调试，在确定顶管机运转正常后，方可进 行顶管出洞和正常顶进工作。附图-06始发井内平、剖面布置图； 附图-07管节断面布置图。技术交底、岗位培训在顶管施工前，对参加施工的全体人员按阶段进行详细的技

9、术交底，使施工人 员全面了解施工中将可能出现的各种工程难点，并努力提供施工人员的质量和安全 意识。参与施工人员需按工种进行岗位培训，考核合格后方可上岗操作。顶管出洞段顶进施工顶管机顶出洞圈至顶管机切口距工作井 2.65m范围为出洞段。封门形式本工程始发井围护为小800钻孔灌注桩，混凝土挡墙内预埋钢洞圈，灌注桩外采 用4排三轴搅拌桩做出洞加固，靠近灌注桩的一排三轴搅拌桩内密插型钢，该排密插 型钢的三轴搅拌桩即为工作井的洞圈封门，顶管的出洞过程即为凿除出洞口范围内 灌注桩，搅拌桩内拔除H型钢和顶管机头经过出洞段加固区并进入原状土体的过程。顶管出洞的施工步骤凿除出洞口范围内钻孔灌注桩 设备调试 顶管

10、机头靠上搅拌桩封门 H型钢 拔除 顶管机切削加固土体 机头切口进入原状土、提高正面土压力值至理论计 算值。出洞段顶进施工1）起拔H型钢前的准备工作doc7doc对全套顶进设备做一次系统调试，由于本工程始发井出洞加固区搅拌桩设计强 度为1.2MPa,在顶管机进入加固区时，应注意刀盘在穿越加固层时的切削性能，把 机头顶进洞圈内距SMW桩10cm左右。H型钢拔除前工程技术人员、施工人员应详细了解现场情况和封门图纸，分析可 能发生的漏水情况，并准备相应措施，制订拔桩顺序和方法，分工明确，并由专人 统一指挥。2）起拔H型钢措施H型钢拔除按由一边向另一边一次拔除的原则进行。起拔时，起重吊装人员应配 合默契

11、，保证H型钢拔出时迅速和安全。3）顶进施工在洞圈内的H型钢全部拔除后，应立即开始顶进机头，由于正面为全断面的水泥 土，为保护刀盘，顶进速度应放慢。另外，可能会出现螺旋机出土困难，必要时可 加入适量清水来软化或润滑水泥土。 顶管机进入原状土后，为防止机头 磕头”，拉紧 机头和前三节管节之间的拉杆螺丝，同时适当提高顶进速度，使正面土压力稍大于 理论计算值，以减少对正面土体的扰动及出现地面沉降。出洞段的各类施工参数顶管机从始发井出洞后，应尽量减少水土流失，控制好地面沉降。应不断根据 地面沉降数据的反馈进行参数调整，及时摸索出正面土压力、出土量、顶进速度、 注浆量和压力等各种施工参数最佳值，为正常段施

12、工服务。顶管正常段顶进施工各类施工参数的控制1）正面土压力的设定doc8doc本工程采用土压平衡式顶管机，是利用土压力平衡开挖面土体，达到支护开挖 面土体和控制地表沉降的目的，平衡土压力的设定是顶进施工的关键。土压力采用Rankineffi力理论进行计算：P=K）Pr = K0,下P:管道顶部的侧向土压力Pr：管道下部的侧向土压力K0：软粘土的侧向系数（参考基坑开挖手册及本工程详堪资料），此处取0.573丫 土的容重，取17.7kN/m。Z:覆土?采度。Z上约为5.68m, Z下约为9.88m根据以上理论计算，本工程初始土压力设定为 P上=0.057Mpa, P下=0.10Mpa。以上数据为理

13、论计算值，只能作为土压力的最初设定值，随着顶进施工，土压 力值应根据实际顶进参数、地面沉降监测数据作相应的调整。2）主顶力的设定总拉力为初始拉力与各种阻力之和。Fo 冗 DM NfFo :总顶力标准值（KN）Di :管道的外径（m）Fk :管道外壁与土的平均摩阻力（KN/m2）,此处取5.0 KN/m2doc9docL :顶进长度（m）Nf ：顶管机的迎面阻力（KN）Nf a*b* sHs=4.2X6.9X 17.7X 5.0=2565KN贝U总顶力 Fo=2X （4.2+6.9） *36*5+2565=6561KN主顶力随顶进距离的增加而增大。顶管掘进机头出洞，在进入原状土且正面土 压力没有

14、建立之前，要控制主顶力不能过大。在正常推进中，要注意主顶力的增大 应该是缓慢的，而不允许有突变。经计算，实际最大主推力为 6564kN ,远小于顶管 机额定主顶力（为24000kN），小于管道允许顶力（Fdc 0.5 fcAp,取fdc=0.309fcAp Qd 5计算，为 23127KN）。3）出土方案及出土量控制本工程管节内铺设16kg/m轨道，采用1台平板车和1只3.0 m3土箱出土运输方案。 在主顶平台上固定一台卷扬机用作拖动平板车的动力。一节管节的理论出土量为6.9X4.2X1.5=43.47m在顶进过程中，应尽量精确地统 计出每节的出土量，力争使之与理论出土量保持一致，确保正面土体

15、的相对稳定， 减少地面沉降量。顶进轴线控制顶管在正常顶进施工中，必须密切注意顶进轴线的控制。在每节管节顶进结束 后，必须进行机头的姿态测量，并做到随偏随纠，且纠偏量不宜过大，以免土体出 现较大扰动及管节间出现张角。由于是矩形顶管，因此对管道的横向水平要求较高，所以在顶进过程中对机头 的转角要密切注意，机头一旦出现微小转角，应立即采取刀盘反转、加压铁等措施 回纠。doc10doc顶进轴线偏差控制要求：高程 +100mm, -80mm;水平：100mm。地面沉降控制在顶进过程中，应合理控制顶进速度，保证连续均衡施工，避免出现长时间搁 置情况；不断根据反馈数据进行土压力设定值调整，使之达到最佳状态；

16、严格控制 出土量，防止欠挖或超挖。管节减摩为减少土体与管道间摩阻力，在管道外壁压注触变泥浆，在管道四周形成一圈 泥浆套以达到减摩效果，在施工期间要求泥浆不失水，不沉淀，不固结。1）泥浆配比（按公斤每立方米计）见下表：表5-2膨润 土水纯碱CMC稠度40085062.51214备注：此配比为重量比。2）压浆孔及压浆管路布置压浆系统分为二个独立的子系统。一路为了改良土体的流塑性，对机头内及螺 旋机内的土体进行注浆。另一路则是为了形成减摩泥浆套，而对管节外进行注浆。3）压浆设备及压浆工艺采用泥浆搅拌机进行制浆，按配比表配制泥浆，泥浆要充分搅拌均匀。压浆泵 采用HENYC,将其固定在始发井口，拌浆机出

17、料后先注入储浆桶，储浆桶中的浆液doc11doc拌制后需经过一定时间方可通过HEN源送至井下。注浆压力控制在0.05MP必右。4)压浆施工要点：.压浆应专人负责，保证触变泥浆的稳定，在施工期间不失水，不固结，不沉 淀。.严格按压浆操作规程施工，在顶进时应及时压注触变泥浆，充填顶进时所形 成的建筑空隙，在管节四周形成一泥浆套，减少顶进阻力和地表沉降。.压浆时必须遵循 先压后顶、随顶随压、及时补浆”的原则。.压浆顺序地面拌浆 启动压浆泵 总管阀门打开 管节阀门打开 送浆(顶进开始)管节阀门关闭(顶进停止)总管阀门关闭 井内快速接头拆开 下管节 接2寸总管循环复始。5)压浆量的计算(每节管节)为了保

18、证注浆效果，注浆量应取理论值的 23倍。V= (6.960 X 4.260-6.9 )X4,2,5 绍00300%) =23m34.4.5止退装置由于矩形顶管掘进机的断面较大，前端阻力大，实际施工中，即使管节顶进了较 长距离，而每次拼装管节或加垫块时，主顶油缸一回缩，机头和管节仍会一起后退 2030cm。当顶管机和管节往后退时，机头和前方土体间的土压平衡受到破坏，土 体面得不到稳定支撑，易引起机头前方的土体坍塌，若不采取一定的措施，路面和 管线的沉降量将难以得到控制。本工程采取特有的止退装置，可有效阻止管节的后 退和避免由此带来的前方土体沉降问题。doc12doc4.5顶管进洞段施工接收井封门

19、形式本工程接收井围护为钻孔灌注桩，灌注桩外采用4排三轴搅拌桩做出洞加固，靠近灌注桩的一排三轴搅拌桩内密插型钢，该排密插型钢的三轴搅拌桩即为工作井 的洞圈封门。顶管机开始顶进时，即可开始灌注桩混凝土的剥离凿除工作，顶管机 进洞前预留20cm左右厚度的混凝土，待机头进洞时拔除H型钢后，再开始凿除预留 的混凝土。顶管机位置、姿态的复核测量当顶管机头逐渐靠近接收井时，应加强测量的频率和精度，减少轴线偏差，确 保顶管机能准确进洞。对洞门位置的坐标测量确认，根据实际标高安装顶管机接收 基座。顶管贯通前的测量是复核顶管所处的方位、确认顶管状态、评估顶管进洞时的 姿态和拟订顶管进洞的施工轴线及施工方案等的重要

20、依据，使顶管机在此阶段的施 工中始终按预定方案实施，以良好的姿态进洞，正确无误地坐落到接收井的基座上。进洞接收架搭设由于机头重量重达100吨，加上土仓内残留的土，重量将达到135吨左右，如果 机头直接推进到接收井底板上，容易造成接收井底板结构的损伤，因此，进洞前， 应在接收井内预先搭设接收架。接收井施工时底板上预制两条400cm宽的钢筋硅梁作 接收架的基础（高度为底板至洞圈面，长度为接收井后壁至洞圈前200mm）,上部焊接法30钢板和12#工字钢轨道制作而成。接收架的具体高程根据进洞前实测的机头姿 态计算确定，应保证机头顺利跑上接收架，同时不产生大的落差。顶管进洞因接收井洞门和管节间存在15c

21、m的周边间隙，顶管机头进洞时容易引起水土流doc13doc失，严重时会导致路面沉降、损害地下管线，所以必须采取相应的措施，让顶管机 头顺利进洞。.在顶管机到达距接收井6m后，开始停止第一节管节的压浆，并在以后顶进中压 浆位置逐渐后移，保证顶管进洞前形成完好的 6m左右的土塞，避免在进洞过程中减 摩泥浆的大量流失而造成管节周边摩阻力骤然上升。.在顶管机切口进入接收井洞口加固区域时， 应适当减慢顶进速度，调整出土量， 逐渐减小机头正面土压力，以确保顶管机设备完好和洞口结构稳定。.顶管机切口距接收井H型钢50cm左右时，顶管机暂停顶进，等待H型钢的拔 出。H型钢拔除后，顶管机继续推进，缓缓地靠上预留

22、混凝土。此时要掌握好实际顶 进距离和主顶的压力，当主顶压力突然升高，立即停止推进，等待预留混凝土的凿 除。.当预留混凝土凿除完毕后，应立即进行推进，第一节管节前端离接收井内壁 约35cm时停止推进。然后将顶管机头与管节脱开，当顶管机完全推入接收井内，用 300吨吊车将顶管机头吊出。顶管进洞后的施工顶管机头吊出顶管机吊出接收井的具体实施步骤如下：1）清除机头土压仓内和螺旋机内的土体；2）拆除刀盘、螺旋机系统相关的液压油管和电线电缆；3）拆除两台螺旋机，将拆下的螺旋机用出土小车拉至工作始发井，吊上地面；4）通过伸缩纠偏千斤顶和加设垫块使机头与管节脱开，机头整体向前顶出，并 平稳地落在接收平台上；d

23、oc14doc5）利用300吨吊车将顶管机头吊出接收井。浆液置换顶管机头吊出接收井后，马上用砖头砌墙，将两头洞门与管节间的间隙封堵。然后在首末各三节管壁后注入双液浆，双液浆注入 24小时后，在中间管节后注入水 泥浆，置换出触变泥浆，对管节外的土体进行加固。浆液置换结束后尽快将管节和工作井钢洞门用钢板焊接连成一体，浇注混凝土， 和工作井内壁浇平。管节间嵌缝顶管施工结束后，管节间的缝隙采用双组分聚硫密封膏填充。嵌缝前必须将缝 隙内的杂质、油污清理干净，做到平整、干净、干燥。配制好的聚硫膏在缝两侧先 刮涂一遍，第二次在缝中刮填密封膏到所需高度。要求压紧刮平，防止带入气泡而 影响强度和水密性。密封膏表

24、干时间为 24h, 7天后才达到80%强度，在密封膏在未 充分固化前要注意保护，防止雨水侵入。顶管施工测量顶进轴线架设按业主所提供的城市坐标点和水准点连接出洞和进洞之间的两点坐标及高程， 以坐标值的计算建立独立坐标系。建立施工顶进轴线的观测台按独立坐标系放样后靠观测台（后台），使它精确地移动至顶管轴线上，用它正 确指挥顶管的施工，以后按施工的情况，决定定期复测后台的平面和高程位置。坡度计算按三等水准连测两井之间的进出洞的高程，计算实际顶进坡度。doc15doc施工顶管测量在后台架设J座经纬仪一台，在井壁上设置后视控制点（顶进轴线）测顶管机的 前标和后标的水平角和竖直角的全测回，采用 fx450

25、0P#算器编排程序计算顶管的头 尾的平面和高程偏离值，正确指导顶管施工。注意事项由于顶管施工不同于盾构施工，所以初次放样及顶进中测量极为重要。另外由 于顶管后靠位置在顶进中可能发生变化，后台的布置应保持固定不动，确保顶管施 工测量的正确性。施工用电顶管内照明隧道照明电源电压采用220v,带隔离变压器和漏电开关，供电线路采用三相五 线制，用蝴蝶绝缘夹子敷设电线。场地照明在工作井井口处，管节堆放场地及其它需要照明处设置场地照明。场地照明采 用投光灯立杆架设，每杆装设投光灯二个和相应电缆配线。井口照明采用 DDG-3500 铺灯，在井口安置二个。施工用电负荷统计顶管施工用电负荷统计表表5-5白亥 (IZi.AKW) 33025八r叨30doc16doc合计385因此需要总包单位提供不