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窖井 W10,北至1#北路 与7#路已建客井 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：工作井开挖一沉井制作-养护-沉井下沉一沉井封底一周围回填一 顶管设备安装一拆除封头-管道顶进一顶管设备拆除一沉井封顶。2、沉井制作(1)基坑开挖根据基坑底面几何尺

2、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。桩制控的程过沉下作制.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1.52.0m,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 1:0.331:0.67。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

3、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：B = b + 2HN+r.H （T 砂 B.上式中：B一砂垫层宽度（m）, B=0.6+2 X0.6=1.8m ,H一砂垫层厚度（m）,取0.6m ,b一硅垫层宽度，取0.6m,N一第一节沉井单位长度自重（Kn/m）,经计算为47.6Kn/

4、m ,r一砂的容重kn/m ,取17kn/m , 33砂6一土层容许承载力（Kpa）,取70Kpa ,N+r.H=47.6/1.8+17 x 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2025cm。硅垫层厚度为25cm,可按下式验算：G0R Kf1式中G为沉井自重K为下沉系数(11.25) if为井壁总的摩阻力。粘性土对井壁单位面积摩阻力：f = 2545Kpa(2)硅垫层的凿除凿除硅垫层时应先内后外，应对称按顺序凿除，凿断线应与刃脚底边

5、 平齐，凿断的板要及时清除，空穴立即用砂或砂夹石子回填。对硅垫 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5 / 15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

6、应注意观测，刃脚标高每班至少测量一次，轴线位移2 3班测一次，当沉井每次下沉稳定后应进行高差和中心位移测量，初 沉阶段每2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8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，对新老硅接触面应凿毛清洗，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，填平整实后浇筑素硅封底。此

7、类工作均须沉井壁四周 向中央进行。素硅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。素硅硅证保，以行进续连作工水，排没填得不 井水集时同的底封.在终浇前不浸水。素硅封底表面应平整，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 底板硅。当底板钢筋硅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。钢筋硅底板表面应平整，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3米需

8、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 X刀X DX e 2D一管节外径(m)e一全部顶进长度 m (m)f一采用注浆工艺的摩阻分数，其值一般取 2f=i2KN/m 22顶进长度e按 80m 计、D= 1.08m按 F=12 X 刀 X 1.08 X80=3256KN（1）顶管设备安装：7 / 15导轨）安装（a,位后导轨定硅基础面上，导轨采用装配式导轨，安 放在，形，不变负载时不位移固正确，在顶进中承受各种必须稳。心位置复核管道中导不沉降，轨安放前应先设按高应面轨的中心标须

9、 互相平行，等高，导二导轨必进顶确保复测调整，以设置，在顶进中 必须经常计沟底标高。一致道坡度相轨的坡度应在设计管轴线的进 度。导 成。和垫板组轨导，由钢轨、横梁导轨采用轻型算：按下式计导轨的轨距可B = 222RR外内式中：B 钢轨与硅管相接触的间距（mm）R外管节半径（mm）外R管节内半径（mm） 内（b）设置承压壁承压壁应承受和传递全部顶力，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 X 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。（c）安装主顶设备主顶设备由以下几部分组成：组合

10、千斤架主顶千斤。铁顶口接型。铁顶型U合组阀管及站泵油只4顶.4台千斤顶对称布置4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。U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。环形接口顶铁应与硅管口相吻合，中间用软木板衬

11、垫，防止承插口处 破损。(d)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，具组成部分为 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 设在硅沉井内，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。(e)安装顶管机头9 / 15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，

12、 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。工具管与第一节硅管连接时，其尾部至少须搁 在导轨上20

13、30cm 一并立即进行迹轨进顶道管内围范 10m后坑出 管顶制控格严。接连的管硅的偏差，以保持硅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

14、进工作坑安放管节的程序为：缩回主顶千斤顶活塞杆一拆除管内轨道、 电缆油路注泵管路接头一吊开顶铁一安放钢筋硅管节一安放橡胶圈接口一安放钢套环一安装顶铁一安装轨道连接电缆、油路注泵管路接头一伸出主顶千斤顶活塞杆 一继续顶进。(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。 11 / 15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，绘制管道顶进轨

15、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， 在中缝间和硅管

16、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：力压泵注，少动脉量流使以，泵杆螺用选宜：泵浆注a.平衡平稳。b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。c注浆管道：总管宜选用4050钢管，支管2530橡胶管。d管路连接：选择装拆方便，密封可靠的活络接头。e控制阀：在每个注浆断面上均加一组控制阀。f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。j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 (H)和土的天然垂度(r)而定，为 23Rh.在顶进

17、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：在每次顶进中心须对顶管机头后的第一个注浆断面上压注 足量的泥浆，以使其形成完整的泥套，其它断面则按依次顺序作定压 定量的跟踪补浆。13 / 15置换泥浆：顶进结束后，应对泥浆套的浆液进行置换，置换浆液可用 水泥砂浆并掺加适量的粉煤灰，以增加稠度，压浆体凝结后，(一般24小时)拆除管路换上闷盖，将孔口封堵。压浆结束后，所有设备 必须认真清洗。压浆机具由专人操作，并详细填写压浆的原始记录和当班工作情况。(6)进坑当顶管机头接近接收井外壁时，可拆除砖墙封堵。顶管机头进坑时， 接收井内应予先安置衬垫和滚筒。当管节顶入接收坑后，施工人员应考虑顶进坑和接收坑各留出的管节 长度，尽量避免拆钢筋硅管节，方便接口施工，落出的管段应小于管 长的三分之一，以使管节重心继续留在土层中。下接口顶进前对钢筋 硅成品管、钢套环、橡胶密封圈从尺寸、规格、数量等均作检查，必 须符合标准设计图的要求。钢筋硅管接头的梢口尺寸正确，光洁平整 无气泡。橡胶圈外观和任何断面都必须致密均匀，无裂缝孔隙和凹缝等缺陷， 橡胶圈应