淮安市某污水管网顶管施工方案

淮阴市污水管网工程（专项施工方案案）顶管施工方案编制人：审批人：建设单位：施工单位：1994.4一、工程概况本工程大大部分主管采采用顶管施工工工艺。具体工程数量如如下：d80029444米；d1000014002米；d120004773米；d150004495米；d16500120米。.工程特点点:地质结构复复杂，埋置深深、地下管线线及构筑物众众多，施工难难度较大，工工期较紧。为保证证工程顺利进进行，应考虑虑各种不利因因素条件下工工程施工时如如工作面通风风、排水、衬衬砌的技术措措施和各种事事故如管道及及竖井补漏、工工作面塌方处处理方法，制订合合理技术措施施，精心组织织施工，以确确保优质、高高速、顺利完完成施工任务务。二、施工部署根据工程场地管管线较多，地地质条件复杂杂，工期较紧紧的特点，采采取顶管工作作井和接收井井同时施工,工作井完成成后,各条管道同同时顶管施工工。1.施工顺顺序顶管施工泥水平平衡掘进顶管管施工，如遇遇流砂层，则则将工具管密密封，加气排排水，水力出出泥。施工顺顺序为:先施工顶进进工作井和接接收井,再进行管道道顶进,后在工作井井和接收井中中施工检查井井。2．施工维护现场穿越高速公公路的顶管施施工，必须采采取一定的维维护措施。由由于顶管工作作井和接收井井均设在高速速公路红线范范围外。所以以只考虑在工工作井、接收收井施工的范范围内采取打打桩维护，以以防基坑坍塌塌。影响高速速公路路基稳稳定性。至于于高速公路路路基基底情况况及沿线的管管线资料，希希望有关部门门提供。在施施工时侯，我我们要考虑避避让或调整管管底标高。3.施工工艺流流程工作开始测量放线测量放线放样复核放样复核工作井施工工作井施工地面设备安装工作坑设备安装地面设备安装工作坑设备安装2#管出洞准备注浆材料准备1#管出洞准备注浆材料准备2#管出洞准备注浆材料准备1#管出洞准备注浆材料准备挖土运土挖土运土挖土运土注浆推进推进注浆注浆推进推进注浆卸管、接口安装卸管、接口安装卸管、接口安装卸管、接口安装进洞进洞进洞进洞取工具管取工具管取工具管取工具管检查井施工检查井施工工作结束工作结束三、施工准备工工作1.生产准准备⑴进行施工测量量和放线工作作。⑵确定管线范围围内及施工用用地内所有障障碍物，如管线、电电线杆、高架架桥墩等的准准确位置。现现场调查顶管管地段内主要要障碍物有排排水管、供水水管、水掣井井、电力电讯讯管道和渠箱箱位置和标高高，地面交通通情况较复杂杂。⑶按施工平面布布置图修建临临时设施，安安装临时用水水、用电线路路，并试水、试试电、修好临临时排水沟。⑷订购所需铁井井盖、井圈。⑸进行顶管所用用非标准设备备的安装。2.技术准准备⑴组织现场施工工人员学习，审审查施工图纸纸和进行各专专业图纸会审审，进行设计计要求和施工工技术交底。⑵编制好顶管施施工工艺卡，做做好顶管施工工人员的再培培训工作。⑶绘制临时工程程及施工非标标准设备工具具图纸。四、主要项目施施工方法顶管法是依依靠人工或机机械在管内端端部挖掘土壤壤，然后在工工作坑内借助助顶进设备，把把敷设的管子子按设计中线线和高程的要要求顶入，并并用水力或小小车将土从管管中运出。掘掘进顶管采用用承口钢筋混混凝土管。管节与接头由于本本管道为污水水管道，为防防止污水渗漏漏和地下水涌涌入，管节间间必须有可靠靠的防水措施施。顶管管材材采用承口加加强型钢筋混混凝土管，双双层钢筋网在在端部加密。接接头采用“T”形钢板套环环。钢套环厚厚度6毫米，管端端面安装“O”形橡胶止水水环，顶进完完毕后填塞环环氧树脂砂浆浆。2、工作作坑的布置工作坑是顶顶管施工的工工作场所。其其位置可根据据以下条件确确定:⑴根据管线设计计，工作坑可可选在检查井井处；⑵单向顶进时，应应选在管道下下游端，以利利排水；⑶考虑地形和土土质情况,有无可利用用的原土后背背；⑷工作坑与可能能穿越的建筑筑物要有一定定安全距离；；⑸距水、电源较较近的地方等等。根据施施工现场实际际情况，拟设设顶管工作井井一个，接收收井一个。3、工作坑坑的尺寸工作坑应有有足够的空间间和工作面，保保证下管、安安装顶进设备备和操作间距距，坑底长、宽宽尺寸可按如如下公式计算算：底宽W＝D＋(2..4～3.2)式中W──工工作坑底宽度度(m);D──被顶进管管子外径(m);底长L＝L1＋L22＋L3＋L4＋L5式中L──工工作坑底长(m)；L1──管子顶顶进后，尾端端压在导轨上上的最小长度度，混凝土管管一般留0.3m。L2──每节管管子长度(m);L3──出土工工作间隙，根根据出土工具具确定,一般为1.0～1.5m;;L4──千斤顶顶长度(m)L5──后背所所占工作坑厚厚度(m)。考虑到坑内内后背采用人人工挖孔桩和和混凝土墩，受受力面铺设钢钢板，壁后灌灌注水泥浆加加固,本工程工作作井Y5和接收井Y7采用6×4m矩形井，井井内设集水坑坑。4、工工作井的施工工顶管法施工的工工作坑，它作作为临时施工工过程进、出出口以及建成成永久性地下下管线检查井井。工作井采用沉井井法施工。考考虑到此处地地下水位较高高，且井穿透透砂层，为防防止流砂，采采用不排水下下沉的施工方方法，必要时时还可向井内内注水，使井井内水位稍高高于地下水位位。为防止井筒倾斜斜，挖土时注注意对称均衡衡挖土。且锅锅底深度不应应超过0.5米。待下沉沉到施工所需需高程时，立立即在水下封封底。封底时时，先铺垫碎碎石垫层和进进行混凝土垫垫层的水下浇浇筑，并留钢钢封水管，待待混凝土达到到应有强度后后将水抽去，封封闭钢封水管管，再做底板板。沉井过程中常见见问题的处理理（1）井筒倾斜斜的观测及校校正：由于刃脚脚下面的土质质不均匀井壁壁四周的土压压力不均衡，挖挖土操作不对对称以及刃脚脚下有障碍物物，可能造成成井筒倾斜。因因此在沉井过过程中，必须须随时观测倾倾斜情况。采采用垂球观测测的方法。由于井筒筒内四周挖土土不均或土质质不均，地耐耐力不一致导导致的井筒倾倾斜，可采用用挖土的方法法加以校正。即即在下沉较慢慢的一侧多挖挖土。如此法法不足以校正正时，可在井井筒外壁一边边开挖土放，相相对一边回填填土方。此外外还可以采用用加载的方法法加以校正。（2）井筒不不沉或突沉如井壁四四周的土不易易下滑导致下下沉缓慢或不不能下沉时，采采用高压水枪枪进行冲射，水水枪沿井壁布布置，冲动刃刃脚部分的土土，使井下沉沉。若是由于于障碍物阻挡挡，则挖去障障碍物。为防止突沉，锅锅底开挖深度度一般不得超超过0.5米。（3）井筒裂裂缝由于井筒四周土土压力不均，挖挖土时遇到障障碍物支撑井井筒的若干点点而混凝土强强度较低都有有可能产生裂裂缝。因此，施工时应应使井筒达到到规定强度后后，方可下沉沉。也可在方方便挖土的前前提下在井筒筒内安设支撑撑。井筒产生裂缝后后，必须在井井筒外面挖土土，减少该向向的土压力，或或拆除障碍物物，防止裂缝缝继续扩大。同同时用水泥沙沙浆，环氧树树脂或其他补补强材料涂抹抹裂缝进行补补救。（4）沉井的抗抗浮由于沉井位于于地下含水层层内，可能产产生上浮。施工过程中，可可以采取增加加构筑物的附附加荷载，增增加下沉摩阻阻力，减少刃刃脚开挖深度度，防止地面面水流入等措措施抗浮。封封底时结构重重量为：w结=1884吨封底时水位约33米，浮力为为：w水=1228吨结构重量大于浮浮力，符合抗抗浮要求。w结>w水水5、工作作坑导轨设置置及基础加固固工作坑底可可根据土质、管管子重量及地地下水情况,做好基础，以以防止工作坑坑底下沉，导导致管子顶进进位置的偏差差。⑴导轨的作用是是引导管子按按设计的中心心线和坡度顶顶进，保证管管子在顶入土土之前位置正正确。导轨安安装牢固与准准确对管子的的顶进质量影影响较大，因因此，安装导导轨必须符合合污水管中心心、高程和坡坡度的要求。本工程采用用38kg钢轨作导轨轨。⑵基础采用钢筋混混凝土基础，当当工作坑底土土质松软，有有地下水时,应采用C20混凝土封底,厚度为30～50cm，混凝土底底板漏水处应应灌注水泥浆浆。6、顶顶管工程力学学参数确定顶管过过程是一个复复杂的力学过过程，它涉及及材料力学、岩岩土力学、流流体力学、弹弹塑性力学等等诸多学科。但但顶管计算的的根本问题是是要估算顶管管的推力和后后背承载能力力。顶管的的推力就是顶顶管过程管道道受的阻力，包包括工具管切切土正压力、管管壁摩擦阻力力及工具管气气水压力。⑴工具管切土正正压力：与土土层密实度、土土层含水量、工工具管格栅形形态及管内挖挖土状况有关关。根据有关关工程统计资资料，软土层层一般为20-300t/m2,硬土层通常常在30-600t/m2。大于40t/mm2时表明土质质较好，可考考虑取消格栅栅,采用开敞式式工具管。F1=S1×KK其中F1--顶管正正阻力(t)S1--顶管正正面积(m2)K---顶管管正阻力系数数(t/m2)⑵管壁摩擦阻力力：管壁与土土间摩擦系数数及土压力大大小有关。根根据有关工程程统计资料，管管壁摩擦阻力力一般在100-5500kg//m2之间。通常减减少管壁摩擦擦阻力的措施施有：管壁与与泥土间加泥泥浆套减阻，使使管外壁形态态规则和表面面光洁、减少少管道拐弯等等。⑶泥水平衡压压力：在封闭闭的冲泥舱内内加泥水压力力平衡地下水水压力，是防防止泥砂涌入入的重要方法法。泥水压力力一定要合理理。压力过小小，大量的泥泥砂涌入，会会造成路面破破坏，压力过过大，会增大大主千斤顶负负荷，严重的的可能产生冒冒顶现象。泥水平平衡压阻力计计算如下：F3=×D2××P/4其中F3--顶管泥泥水阻力(t)D--顶管外径径(m)P--一顶管泥泥水最大压力力(t/m2)在考虑虑最大一次顶顶进距离为53m时，顶管总总阻力为以上上三种阻力之之和：F=F1+F22+F3360t考虑地地下工程的复复杂性及不可可预见因素，顶顶管设备取2倍能力储备备，设备顶进进能力应为700t。7、后背结结构及抗力计计算后背作为千千斤顶的支撑撑结构。因此此，后背要有有足够的强度度和刚度，且且压缩变形要要均匀。所以以，应进行强强度和稳定性性计算。本工程采用用厚钢板后背背，这种后背背设置简单，安安装时应满足足下列要求:A..使千斤顶的的着力中心高高度不小于后后背高度的1/3；B..后背垫铁可可用70mm钢板。C..后背后松散散砂层灌注水水泥砂浆。⑵后背的计算后背在顶力力作用下，产产生压缩，压压缩方向与顶顶力作用方向向相一致。当当停止顶进，顶顶力消失，压压缩变形随之之消失。这种种弹性变形现现象是正常的的。顶管时，后后背不应当破破坏，以免产产生不允许的的压缩变形。后背不应出出现上下或左左右的不均匀匀压缩。否则则，千斤顶支支承在斜面后后背的土上，造造成顶进偏差差。为了保证证顶进质量和和施工安全，应应进行后背的的强度和刚度度计算。根据顶进需需要的总顶力力，运用朗肯肯土压力公式式核算后背受受力及挡桩的的长度，使土土体所受的力力小于土壤的的允许承载力力。关于后后背详细计算算，可分为浅浅覆土后背和和深履土后背背。具体计算算可按挡土墙墙计算方法确确定。8、顶进设设备顶进设备主主要包括千斤斤顶、高压油油泵、顶铁等等。⑴千斤顶千斤顶是掘进顶顶管的主要设设备，本工程程拟采用12台300t液压千斤顶顶。千斤顶的工工作坑内的布布置与采用个个数有关，如如一台千斤顶顶，其布置为为单列式，应应使千斤顶中中心与管中心心的垂线对称称。使用多台台并列式时，顶顶力合力作用用点与管壁反反作用力作用用点应在同一一轴线，防止止产生顶时力力偶，造成顶顶进偏差。根根据施工经验验，采用人工工或机械挖运运土方，管上上半部管壁与与土壁有间隙隙时，千斤顶的着着力点作用在在管子垂直直直径的1/4～1/5处。⑵高压油泵由电动机带带动油泵工作作，选用额定定压力为62MPa的ZB－500柱塞泵，经经分配器，控控制阀进入千千斤顶，各千千斤顶的进油油管并联在一一起，保证各各千斤顶活塞塞的出力和行行程一致。⑶顶铁顶铁是传递递和分散顶力力的设备。要要求它能承受受顶压力而不不变形，并且且便于搬动。根据顶铁旋旋转位置的不不同，可分为为横顶铁、顺顺顶铁和U形顶铁三种种。1)横向顶顶铁安装在千千斤顶与方顶顶铁之间，将将千斤顶的顶顶推力传递给给两侧的方顶顶铁上。使用用时与顶力方方向垂直，起起梁的作用。横顶铁断面面尺寸为300×3300mm，长度按被被顶管径及千千斤顶台数而而定，本工程程选用长度为为1.6m的横顶铁；；用型钢加肋肋和端板焊制制而成。2)顺顶铁铁(纵向顶铁)放置在面铁铁与被顶的管管子之间，使使用时与顶力力方向平行，起起柱的作用。在在顶管过程中中起调节间距距的垫铁，因因此顶铁的长长度取决于斤斤顶的行程、管管节长度、出出土设备等而而定,通常有100、200、300、400、600等几种长度度。横截面为为250×3300mm，两端面用用厚25mm钢焊平。顺顺顶铁的两顶顶端面加工应应平整且平行行。防止作业业时顶铁发生生外弹。3)U形顶顶铁安放在在管子端面，顺顺顶铁作用其其上。它的内内、外径尺寸寸与管子端面面尺寸相适应应。其作用是是使用顺顶铁铁传递的顶力力较均匀地分分布的到顶管管端断面上，以以免管端局部部顶力过大，压压坏混凝土管管端。大口径管口口采用环形，小小口径管口可可采用半圆形形。⑷其它设备工作坑上设设活动式工作作平台，平台台用25号工字钢梁梁，上铺15×155cm方木。工作作坑井口处安安装一滑动平平台，作为下下管及出土使使用。在工作作平台上设起起重架，上装装电动卷扬机机，其起重量量应大于管子子重量。工作棚用帆帆布遮盖，以以防雨水。9．顶进施施工工作坑内设设备安装完毕毕，经检查各各部处于良好好状态，即可可进行开挖和和顶进。首先将管子下到到导轨上，就就位以后，装装好顶铁，校校测管轴线和和管底标高是是否符合设计计要求，合格格后即可进行行管前端挖土土。顶进利用千千斤顶出镐。在在后背不动的的情况下将被被顶进管子推推向前进，其其操作过程如如下:安装好顶铁铁挤牢，管前前端已一定长长度后，启动动油泵，千斤斤顶进油，活活塞伸出一个个工作行程，将将管子推向一一定距离。停止油泵，打打开控制阀，千千斤顶回油，活活塞回缩。添加顶铁，重重复上述操作作，直至需要要安装下一节节管子为止。卸下顶铁，下下管，用钢套套环连接混凝凝土管，在混混凝土管接口口处放一圈麻麻绳，以保证证接口缝隙和和受力均匀或或彩和其他防防渗漏措施，保保证管与管之之间的连接安安全。重新装好顶顶铁，重复上上述操作。顶进时应注注意事项:⑴顶进时应遵照照“先挖后顶，随随挖随顶”的原则。应应连续作业，避避免中途停止止，造成阻力力增大，增加加顶进的困难难。⑵首节管子顶进进的方向和高高程，关系到到整段顶进质质量，应勤测测量，勤检查查及时校正偏偏差。⑶安装顶铁应平平顺无歪斜扭扭现象，每次次收回活塞加加放顶铁时，应应换用可能安安放的最长顶顶铁，使连接接的顶铁数目目为最少。⑷顶进过程中，发发现管前土方方坍塌、后背背倾斜，偏差差过大或油泵泵压力表指针针骤增等情况况,应停止顶进进，查明原因因，排除故障障后，再继续续顶进。管前挖土土是保证顶进进质量及地上上建筑物安全全的关键，管管前挖土的方方向和开挖形形状，直接影影响顶进管位位的准确性，因因为管子在顶顶进中是循已已挖好的土壁壁前进的。因因此，管前周周围超挖应严严格控制。对对于密实土质质,管端上方可可有≤1.5cm空隙，以减减少顶进阻力力，管端下部部135°中心角范围围内不得超挖挖，保持管壁壁与土壁相平平，也可预留留1cm厚土层，在在管子顶管过过程中切去，这这样可防止管管端下沉。在在不允许顶管管上部土壤下下沉地段顶进进时，管周一一律不得超挖挖。管前挖土深深度，一般等等于千斤顶出出镐长度，如如土质较好，可可超前0.5m。超挖过大大，土壁开挖挖形状就易控控制，容易引引起管位偏差差和上方土坍坍塌。在松软土层层中顶进时，应应采取管顶上上部土壤加固固或管前安设设管檐，操作作人员在其内内挖土，防止止坍塌伤人。管内挖土工工作条件差，劳劳动强度大，应应组织专人轮轮流操作。管前挖出的的土，及时外外运。管径较较大时，可用用双轮手推车推运。管径径较小，应采采用双筒卷杨杨机牵引四轮轮小车出土，土土运至管外，再再用工作平台台上的电动卷卷扬机送至平平台上，然后后运出坑外。顶管遇流流砂层或淤泥泥层时，采用用泥水压力平平衡顶管，使使工具管内保保持一定压力力，平衡土体体和地下水压压力，使土体体保持稳定。应应及时封闭工工具管，采用用水力出泥。在在工具管中接接入含有一定定泥量的泥浆浆，通过水枪枪射水冲泥，泥泥水通过吸泥泥泵排到地表表泥浆池中沉沉淀，反复循循环使用，泥泥浆用槽车运运走。冲泥和和吸泥泵稳定定工作时，调调节冲泥和吸吸泥的泵量，冲冲泥舱内应保保持一定压力力，舱内泥水水压力应与地地下水压力相相平衡，泥水水压力过大，将将增加主千斤斤顶负荷，泥泥水冲破上覆覆地层，达到到地表，造成成突顶事故；；泥水压力过过小，地下水水涌入冲泥舱舱，工具管前前方塌方，将将破坏上覆地地层，造成地地面建筑物破破坏。在顶管管过程中，由由于泥水平衡衡压力控制不不当或停顿时时间过长，可可能会造成突突水冒顶事故故和工作面塌塌方事故。发生突突顶时：应该该逐渐降低工工具管内泥水水压力，使泥泥水压力略小小于地下水压压力，关闭冲冲泥水枪和吸吸泥泵，启动动千斤顶缓慢慢顶进一缎距距离，待顶力力升高，采用用小水力冲泥泥，间歇启动动吸泥泵排泥泥，做小量排排泥。发生塌塌方时：应该该逐渐升高工工具管内泥水水压力，使泥泥水压力略大大于地下水压压力，关闭冲冲泥水枪和吸吸泥泵，启动动千斤顶缓慢慢顶进一缎距距离，待顶力力升高，采用用小水力冲泥泥，间歇启动动吸泥泵排泥泥，做小量排排泥。10、管管道渗漏的治治理对管道道渗水和漏水水点，先凿V形槽，埋入入导水水管，用用双快水泥封封闭管周，待待水泥由一定定强度后，用用手动泵压入入水