顶进涵管施工技术方案

顶进涵管施工方案一、调查准备工作：施工地点的工程地址及水文地质情况，土壤种类及物理力学性质，地下水位的高低和流量的大小。被顶进路线的地下障碍物情况调查：了解其用途、规格、位置、基础及使用情况，并与有关单位联系，决定相应措施。被顶进路线一段的交通运输调查：了解交通运输情况，并征得有关单位的同意，以便决定加固措施。施工地点周围环境的调查：堆土堆料地点、地面排水、水源、电源、道路等情况。施工组织设计所需资料调查：除上面有关资料外，尚需机具设备、劳力情况、材料供应情况、施工期限等资料。二、涵管的预制要求：两管节间的接榫以采用企口形式，接榫的平整是保证顶入顺直的必要条件，使用前必须检查修理。管节每节3米，管节上下口必须平行并与侧面垂直，以防连接后成折线，促成管壁承受不均匀压力，而引起管口破裂。每节间榫口垫料可采用四层沥青麻布，厚约9毫米（顶压后约为5毫米）。三、路基加固管顶距路面有4米的覆土厚度，顶管时为了控制路基的不均匀沉降，增加路基的整体刚度，满足路基承载的需要，顶管前首先对管顶中线两侧各2.4米范围内注浆，对路基进行固化处理。路基注浆孔布置图根据图示位置，首先在距注浆孔处4m的位置埋设枕木后背，在路肩处埋下地锚，将后背拉住，然后用枕木垫平放置顶镐的位置。将Φ79mm厚壁钢管切割成3米一节，用200T千斤顶顶入路基，电焊连接，顶到路基中部，再用倒链将铁管拉出，这时就可以注浆了。成孔、注浆顺序为先做顶管工作坑一侧，然后再做另一侧。注浆材料为用P52.5的高标号水泥做的水泥浆，每孔注入量根据地层孔隙率、浆液渗入距离、灌段长度及结合实际施工经验来确定。四、公路防护101国道是北京通往东北的一条重要干道，车流密度大，一昼夜通车一万次以上，因此，确保公路畅通、确保交通安全是本工程管理的关键点。在施工中、不仅在技术上确保公路路基的稳定，还要在管理上确保行车安全。警示牌：在施工地点两端各1000米处设置施工告示牌，告知车辆前方1000米处有施工点，提醒注意行车安全。限速牌：在施工地点两端各800米处设置限速告示牌，通知车辆减速行驶，限速60km/h通过施工地点。施工地点标示牌：在施工地点两端各20米处设置作业地点标牌。五、工作坑：1、工作坑设置要求：、位置：应根据公路平面、堆放材料的场地、公路两侧的地面高程、土质情况和地形、地物等情况全面考虑。将工作坑放在靠近公路正线一侧。、坑深及边坡：工作坑的挖深，视公路路基与地面的高差而定，边坡为1：1.2。、工作坑尺寸大小详见平面布置图。2、开挖工作坑的测量和放线：（1）、测设中心线：工作坑中心线与顶进管涵中心线一致，是顶进施工全过程的标准线，也叫基线。设置方法是：在工作坑两侧钉基桩，桩距槽边应不小于1.5米，以防止塌土丢桩。桩基一定要保护好，竣工前不能移动或丢失。（2）、设置水准点：工作坑附近应设临时水准点，坑内设备安装完毕后，在坑内两端也要设1~2个临时水准点。水准点应妥加保护，竣工前切勿移动。工作坑与后背：工作坑的开挖需与后背的修筑一并考虑。本工程拟采用圬工后背，开挖时将圬工后背位置挖出，不可扰动后背的原土层，保证后背土壤的密实性。工作坑的形式：工作坑设置马道，用来下涵管，其宽度管长+0.5米，坡度为1：1.5，设在侧面，如在侧面其位置需距顶进端最少40厘米，以防管下到底板后与后背顶进设备碰撞。工作坑的排水：为了保证顶进施工正常进行，顶进的工作面上不塌方、不涌泉，竣工后顶进线路内不渗入地下水，则需在施工的始末要保持地下水降至工作坑底以下最少30厘米，保证坑底不泡槽；在轻亚粘土和砂类土等恶劣条件下，沿线地下水位应降低至坑底不出现涌泉现象。排水沟和集水井：即将地下水经排水沟江集到集水井后，用水泵抽走。在挖工作坑的同时，要陆续挖排水沟和集水井，使坑内地下水即时排出，保持坑内土壤干燥，易于开挖。如遇流砂，造成排水沟或集水井壁坍塌，则可在沟壁及沟底用草席、草袋围铺并用小支撑撑住，集水井可用片石或砖干砌而成或用混凝土管下沉法设置。在开挖工作坑时还应考虑暴雨淹没工作坑的雨季施工排水问题，要事先为雨水寻找出路，以防影响施工进展，并保证公路的安全。顶管时导轨安装：导轨是顶进中的导向设备、安装得好坏对顶进质量影响很大，故装导轨时要反复校测，使中线、高程、坡度务必符合设计要求，常用导轨有钢、木两种材料，本工程采用钢导轨。导轨选用P38钢轨每组两根，每根长4米。安装时用道钉固定于枕木上，钉距85厘米，管节按内径1200mm、外径1376mm查表两轨轨顶净距为802mm，两轨中心距为862mm。导轨安装要求：、钢导轨用道钉稳定于枕木上。、导轨前端30厘米以内不钉道钉，以便于拆除。、下管后管节与轨面之接触应成直线，管外皮与基础面距离为1厘米。、高程、坡度、方向线一定要符合设计要求，安装后要在轨前轨中轨尾左右检查6~8点，允许误差高小于等于3毫米，低于或等于2毫米，稳定第一管节后应测量加载后之变化，并加以校正。7、后背的基本要求：、要具有一定刚度，压缩变形尽量小。、具有足够强度和稳定性，不致因顶力大而坍塌。、后背土壤应一致，压缩均匀，以免顶力大时后背倾斜。、后背土壁面要求平整，垂直于中轴线，以便安装。、顶管后背面积为8平方米，高2~2.5米。8、千斤顶配置按照铁四院肆桥8030—Ⅱ顶进长度配置千斤顶，采用3台200t千斤顶。管涵顶进：顶进工艺过程包括：下管、测量、挖土、出土、顶进、控测、二次注浆、下管、接口、顶进等项。下管：将工作坑上面的管节吊装于工作坑内的导轨上。稳管及接口：稳管是每下一节管子，要检查一下和管节高程和方向。看其是否符合设计要求。检查管节是否完全贴卧于导轨上。接口时用涨圈和木楔将下入管节与前节管联接一起，成为刚性联接以保证高程、方向正确。涨圈是用厚5毫米，宽20~30厘米的钢板卷成的圆环，其外径小于管节内径30~40毫米。接口时将涨圈放在两管中间，并打入木楔以固定之。木楔由小方木砍成，固定时先用一组小方木插入管顶上将涨圈固定，然后以木楔两个一组方向相反交错打入缝内以紧固之。平口管接口处理：平口管在两管接口间留缝，用￠35毫米的麻绳放于管口间的管口外侧作隔缝，以便竣工后在管口内侧填石棉水泥，绳子除做为隔缝外能垫平管口，使顶进中均匀受压。挖土：顶管挖土一般用人工挖土，并需特别注意掌握管节的走向，走向发生偏差时要用不同的挖法加以校正、挖土使用短把小平镐，短把铁锹。挖土要求如下：、土质好能形成土拱，允许在管前方挖入10~30厘米长后，再顶管前进。、土质差易坍方，不能形成土拱时，管前方挖土不宜多，要随挖随顶。、管节下部135°范围内不应超挖，土弧要与管外壁吻合，保持原状土地基。、管顶超挖厚度最大允许量为1.5厘米。、上部土壤不允许下沉，四周一律不准超挖。出土：管内出土水平运输采用双筒卷扬机往复牵引平车运土。土运到管外后，再用卷扬机将土车吊到工作坑上面，运到弃土场，车容积为0.17立方米。顶进：顶进管节要坚持“先挖后顶”，“随挖随顶”的原则。事先应检查顶铁安装是否平直，以防顶进时产生偏心荷载，顶铁崩出伤人。顶铁安装高度要考虑顶进时的着力点。着力点位置在管子全高的1/4至1/5间，靠管子下方。着力点过高易导致管节低头。采用双管千斤顶顶进时应保持两者的行程一致，以免发生水平倾斜，千斤顶中心应分别对着两排纵向顶铁。顶进程序如下：安装顶铁、开油泵（千斤顶开始伸出活塞）、千斤顶不断伸活塞管节前进、关油泵（千斤顶伸出活塞全长）、开截门回油（千斤顶退活塞）、加顶铁、拧紧截门、开油泵前进。顶进过程中注意事项：、及时注意油泵上的压力表的变化，发现压力骤然增大时，应立刻停泵检查原因。、千斤顶活塞伸出长度，应在规定的冲程范围内，不要超出，以防损坏设备。、连续顶进，不能长期停顿。顶进间隔时间过长时，地下水渗出，土拱坍塌，会使顶力实增。、千斤顶排列要与管中线对称。以便着力均匀。、测量与校正：测量的目的是：检查首节顶管的高程、中线和车身坡度；计算管端高程；测量管端方向与设计比较所得之偏差值，是否在规定的范围内，以了解顶管的质量。决定校正方法。一般是每顶进一米测量一次，首节管起导向作用，要求质量高，因此在开始顶时时要随时检查，一般30~50厘米就测量一次。当发现误差超过规定要求时，也要边校正边测量。高程测量：使用水平仪测量，工作坑内要引下两个临时水准点，观测尺用略短于管径的短尺，以便管内外均能使用。观测点设于第一节管的首尾，管顶或管底称为第一点，第二点通过二点的观测，可测得首节管的实际高程，与管节之坡度和走向，与设计高程比较即可得到偏差值。管子高程指流水面，即管内最低点的绝对高度。中线测量：主要是测量管子方向与设计中心线比较的偏差值，采用“三点移线法”观测。先将工作坑上中心线引至工作坑内，钉桩挂线。在坑内中心线上挂两个垂球，垂球间距尽可能远，首节管测点处放中线尺，将尺子平放于测点上，管内外拉线。操作时：先令小线对准后垂球，并固定之，再观测前垂球是否对准小线，如有距离时，由管外观测者不断令管内拉线人缓缓移线，直至线对正前垂球为止，这时令管内拉线人观测小线位置是否与中线尺的中心吻合，如吻合即方向正确，无偏差，不吻合时，则线与尺上中心的距离即为偏差值，方向与尺上指示方向相反。操作要求：中线尺放平，小线拉紧，垂球距离尽量远，线一定要对准垂球尖，否则易发生误差。测量应做记录，并填于值班记录表内。中线校正：为了避免管子偏差大了难于校正，则需在顶进中及时掌握管子的走向，随时校正，其方法有二：第一种：挖土校正法：当管头发生偏差时，一侧超挖，一侧不超挖，或留5~10毫米土坎在顶进中使管中心徐徐复位，土坎不应过厚以防矫枉过正。第二种：横木支顶法：用挖土法效果不明显时，可同时加横木采用支顶法来校正。如管端同时有高程误差时，可将木柱斜支以使中线高程同时校正。高程校正；有以下四种校正方法：第一种：挖土校正法：根据不同情况又分三种方法：逐步超挖法：管前下部90°范围内不超挖，90°~180°范围内逐步超挖至10毫米。顶进时利用下部原土承托使管子有上升趋势，随顶随测直至管体复位，高程合乎要求后再按正常挖土顶进。留土坎法：管前下部90°范围内留5~10毫米土坎不挖，土坎不能留得太大，自90°~180°范围内逐渐超挖到10毫米，顶进中利用土坎使管受托而上升，随顶随测直至接近设计高程为止，保留土坎，照常挖土顶进。留缝法：管前下部180°范围内超挖1~5毫米缝隙，利用管身自重使管头缓缓下降至复位止，挖时要从略有缝隙逐步到5毫米，180°两侧应保持与下部同样空隙以防止管为土包着不动。第二种：木柱支顶法：用于使管子抬头。在管前端设短木柱斜支于管内顶上，上下垫木托，随顶进随将管子顶起，顶进中不应使木柱吃力过大使管端徐徐上升，当管端接近设计高程时，再拆除木柱。第三种：千斤顶支顶法：当木柱支顶无效时，可采取5~15吨小千斤顶加木柱支顶，即以小千斤顶代替木柱支顶，长度不够时再加短木柱。第四种：杠杆支托法：在流砂地段顶进时，无论误差多少，必须立即快速校正，采用前两种办法无效时，就用杠杆支托法。校正时根据不同条件，不同因素采用不同方法。拔管校正法：顶进过程中，由于未及时测量或校正方法无效使高程或中心偏差远远超过规定标准时，采用拔管法校正，即将已超过误差的管节拉开，用挖土法如是第三节管超过误差标准，即将第一、二、三节管缝拉开，加上顶铁在管缝间挖土校正，向前顶进时，使前四节管端全按首节管的控制方向前进，待完全复位后，再取出管缝间的顶铁，然后逐节密合，继续顶进。拆除一、二节管之间的内涨圈。拔开第一节管：方法是以小千斤顶起管端，使一、二节底缝张开，填以木楔，急退千斤顶，使管端突然下落，则上缝张开，在上端再填上木楔，如此反复操作，直至把管缝拉开30厘米以上，在两管间放上小千斤顶，将第一节管顶出。￠1000以下小口径管，用短撬棍插入管缝内就能拔开。同上法拔出二、三节管，节间管缝放入30厘米顶铁，位于90°以下两侧各一块。管节拔开后，用正常顶进法施工，这时在四个管端同时挖土同时校正。顶进2米后，当第四节到达未拔管前第三管头的位置时，就可全部消除误差，使管身复位。复位后取出管缝间顶铁，逐个对口，安装内涨圈，继续照常顶进。拔管校正法操作麻烦，费时间，不得已时不采用。最好勤测量勤检查，使偏听偏差经常保持在规定范围内。6、顶进中顶力变化原因：实际顶进中，顶力变化甚大，除土质管径、管长等因素外，尚有以下原因：、地下水位变化：排水发生故障地下水位上升顶力增加。、顶进工作中断：顶进中断，遇有顶过之土拱坍塌或水位再变化更增加管与土壁间之阻力。致顶力增加。、附近有振动，如上面行车或沿壁施工、打桩等振动土拱造成坍塌，也可增加顶力。、纠偏校正：顶进质量差，经常校正纠偏，管子前进不是直线，造成顶力增加。上述情况中，以经常校正致管线走向不直影响最大，故操作时一定要保证质量，否则顶力增大引起后背超过原设计能力造成崩坍。7、二次注浆：在顶管时每顶进一节，对顶管周围土体进行注浆固化。顶管顶进前，用Φ50mm水钻在顶管上侧距中心线20cm处，各钻一个Φ50mm预留孔，待顶进后用于注浆。每顶进一节，在预留孔处先用铁丝钩掏出土窝，使注浆管伸入土层，然后注浆。预留孔待顶进完毕封堵。详见下图五、收尾工作：顶进完成后即进行收尾工作，其内容包括：、拆除全部铁涨圈并运至工作坑上，整理放齐。、清扫管内杂土。、逐节测量高程，中线，并作好竣工记录。、填石棉水泥接口以防渗漏。材料配比是：水：石棉：水泥=1：3：7，操作是先将石棉水泥混合均匀后，用喷壶向上喷水，边喷水边用手搓匀，拌好后的材料是湿润状态但不成团。将拌好的材料填入预留管缝内，用铁钎子打入，直至表面呈现黑色光泽为止，拌好之材料要用湿布盖上，使用时不超过60分钟，要根据需要随拌随用。顶进时的劳动组织顶进作业开始，就要三班轮换工作，日夜不停地连续顶进，每班工作7人，具体分工如下：工作坑内5人，其中管内挖土运土2人，安装顶铁、挂车钩2人，操作油泵、千斤顶1人。工作坑上2人：负责弃土及向下运送工具，下管时用人较多，由坑下人员支援。顶进完成时的允许偏差顶进涵管就位后容许偏差如下（mm）：高程+10-20中线30管涵错口10对顶接头的管涵错口30八、顶进施工的事故预防及处理顶进施工中的重型机械安装、垂直运输、高压油泵等如不注意，很易发生事故。主要发生部位、原因、预防及处理办法有：（一）、顶铁外崩产生偏心荷载的原因有：⑴顶铁安装不直；⑵管壁强度不匀，一边被顶破裂（如发现表面灰皮脱落，即是破裂之象征）；⑶后背土质不均，受压不匀，发生倾斜。上述三项在顶进期间要加强检查，在高压顶进时若发现压力表指针突然上升，即可能有崩铁征兆，立即停止顶进，退回千斤顶，检查原因，针对不同情况采取措施处理后，再继续顶进。预防处理措施⑴高压顶进涵管时，管口一定要加上整体边圈，或弧形顶铁，使顶力分布均匀，减少应力集中，避免管壁破裂。⑵安装后背时，仔细检查后背土质是否一致，如不一致，对易压缩部分土壤应采取加密措施。⑶高压顶进时，顶铁两侧绝对不准站人，操作人员应在工作坑两头，以利安全。（二）后背破坏顶进中如发现管节不前进，而后背压缩，或纵向顶向上隆起，或向下啃垫木，这都是后背破坏的征兆，应立