中建市政道路排水管道工程施工技术

市政道路排水管道工程

施工技术目录CONTENTS1道路排水管道工程概况2开槽法排水管道施工控制要点顶管法排水管道施工技术及控制要点3常见质量问题及系统思考4排水管道工程概况01一、排水管道工程概况1.1、概述市政排水管道系统的作用主要是收集、输送雨水、污废水，主要由管道、检查井、雨水口等组成。其管道材料常见的有钢筋混凝土管、双臂波纹管等，其中钢筋混凝土管材管口有承插式、企口式、平口式、钢边承口式等。检查井一般采用圆形或方形，由井底(包括基础)、井身和井盖三部分组成，井室可用砖、石砌筑，也可用钢筋混凝土现场浇筑或预制。现阶段，排水管道砖砌检查井已基本淘汰，本次不再讨论。钢筋混凝土排水沟双壁波纹管预制检查井现浇检查井一、排水管道工程概况1.1、概述井盖、雨水篦子按其材料不同可分为铸铁、钢筋混凝土、新型复合材料等。混凝土井盖、雨水篦子新型复合材料井盖、雨水篦子铸铁井盖、雨水篦子一、排水管道工程概况1.2、工程概况柳州市三合大道及地下综合管廊工程，位于柳州市柳北新区，主要包括市政道路工程及综合管廊工程，本工程西起于滨江路，东至北进路，全长7270m，其中道路工程等级为城市主干路，红线宽度66m，四幅路断面形式，机动车双向六车道，综合管廊工程位于道路北侧景观提升带下方，距离人行道外边线为5.0m。柳州三合大道及地下综合管廊效果示意图本项目排水管道工程布置断面示意图一、排水管道工程概况1.2、工程概况本项目排水工程主要为雨污水管道工程，其中雨水管道布置在道路辅道下方，为0.8m～2.4m的Ⅱ级钢筋混凝土，埋深3.1m～6.5m，采用明挖法（开槽法）施工，污水管道布置在道路人行道下方，为0.6m～1.2m的Ⅲ级或特制钢筋混凝土管，埋深6.8m～13.6m，采用明挖法和顶管法施工，其中采用顶管法施工的管道总长度为1558m，平均埋深12.3m。分类划分方式管道种类施工方法雨水管道工程D＜1000Ⅱ级钢筋混凝土承插口管开槽法D≥1000Ⅱ级钢筋混凝平口管污水管道工程管顶覆土＜4.5mⅡ级钢筋混凝承插口管4.5≥管顶覆土小于9.0mⅢ级钢筋混凝土承插口管管顶覆土＞9.0m特制钢筋混凝土钢边承口管顶管法本项目排水工程管道种类及施工方法汇总本项目排水管道工程布置断面示意图一、排水管道工程概况1.2、工程概况本项目实施涉及土层的工程特性及分布特征自上而下分别为：杂填土①1层（Q4ml），素填土①2层（Q4ml），耕表土②层（Qpd），可塑状黏土③层（Q4al），硬塑状红黏土④1层（Qel），可塑状红黏土④2层（Qel），强风化白云岩⑤1层（C2d），中风化白云岩⑤2层（C2d）。本项目实施区域地下水丰富，主要存储于强风化白云岩⑤1层（C2d），中风化白云岩⑤2中，水位高度与岩面高度基本一致，平均为地面下5.0m。本项目排水管道工程地质纵断面示意图设计污水管底实际岩面设计路面设计雨水管底原状地面开槽法排水管道施工控制要点02二、开槽法排水管道施工控制要点2.1、施工准备1)熟悉图纸、了解设计意图，对特殊部位进行统计并交底；2)对与周边已建成使用的管道位置、标高进行复核；3）统计所需材料的品种、规格、数量，并对进场材料进行检验；污水管横穿道路及管廊（从管廊下方穿过）无法接入周边已运行排水管道二、开槽法排水管道施工控制要点2.1、施工准备（混凝土管材）序号检测构件检测项目1现场检测（1）查“三证”（2）看进场管材是否有露筋、裂缝、碰伤或修补；

（3）看进场管材有无蜂窝、麻面、空鼓等；

（4）看进场管材的长度、内径、壁厚、接口等尺寸是否满足要求。2场外送检（1）混凝土强度、内外保护层厚度；

（2）外压荷载实验；

（3）吸水实验；

（4）内水压实验。提醒：混凝土排水管材检测周期较长，施工员应及时上报物资计划，试验室根据进场材料取样送检！二、开槽法排水管道施工控制要点2.1、施工准备（双壁波纹管）1、管材要求外观一致，内壁光滑平整，管身不得有裂缝，管口不得有破损、裂口、变形等缺陷。

2、管材端面应平整，与管中心轴线垂直，轴向不得有明显的弯曲出现。

3、管材耐压强度及刚度应满足设计要求。

4、套管内外壁光滑、平整，厚薄均匀，外观及内层不允许有明显气泡、砂眼、裂纹缝隙等缺陷。尺寸符合设计要求。5、橡胶圈尺寸应符合设计要求。外观应光滑平整，不得有气孔、裂缝、卷皱、破损、重皮和接缝现象。二、开槽法排水管道施工控制要点2.2、主要施工工序二、开槽法排水管道施工控制要点2.3、沟槽开挖施工控制要点（1）严格按设计放坡比例开挖，特别是周边地质较差或开挖深度较大时，一般情况下，挖出土的堆放位置距离沟槽开挖线不应小于沟槽的开挖深度。（2）当挖土深度距离沟槽底标高时200～500mm处，应测设轴线及标高控制桩，间距不大于10m，距离沟槽底200mm时，采用人工开挖，严禁超挖。开挖至沟槽底后，应及时对其地基承载力进行检测。（3）管道沟底开挖宽度宜按下列公式计算：

BH=Ｄ+2t+2a当排水管道采用混凝土基础时，还应考虑两侧支模宽度。槽底需设排水沟时，工作面宽度a应适当增加。二、开槽法排水管道施工控制要点2.3、沟槽开挖施工控制要点注意：当地基承载力不满足要求时，可采用片石或砂砾石等换填。开挖过程遇地下水片石换填级配碎石换填二、开槽法排水管道施工控制要点2.3、沟槽开挖施工控制要点序号检查项目允许偏差（mm）检查数量检查方法范围点数1槽底高程土方±20两井之间3用水准仪测量石方﹢20，-2002槽底中线两侧宽度不小于规定值两井之间6挂中线，用钢尺测量，每侧测3点3沟槽边坡不陡于规定值两井之间6用坡度尺两侧，每侧测3点沟槽开挖允许偏差及检查标准二、开槽法排水管道施工控制要点2.3、管道基础施工控制要点（1）验槽合格后及时摊铺砂砾石基础或浇筑混凝土基础，不使沟底土基暴露时间过长。（2）砂砾石基础应按规定的沟槽宽度满堂铺设、并采用打夯机、小型压路机等碾压密实。管座与平基分开浇筑时，应先将平基凿毛冲洗干净，并将平基与管体相接触的腋角部位，用同强度等级的水泥砂浆填满、捣实后，再浇筑混凝土，使管体与管座混凝土结合严密。（3）混凝土基础应采用插入式振动器振密实，基础浇筑完毕后2小时内不得浸水，并进行养护。（4）管道基础应按设计要求留变形缝，变形缝的位置应与柔性接口位置相一致。二、开槽法排水管道施工控制要点2.3、管道基础施工控制要点项目允许偏差值（mm）垫层中线每侧宽度不小于设计文件规定标高0/-15管道基础混凝土平基中线每侧宽度+10/0标高0/-15厚度不小于设计文件规定管座肩宽+10/-5肩高±20抗压强度不小于设计文件规定蜂窝麻面面积每侧不大于1%土弧、砂或砂砾厚度不小于设计文件规定支撑角侧边高程不小于设计文件规定管道基础允许偏差及检查标准二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、管道安装施工控制要点（1）管道安装前，应再次对其外观质量进行严格检验，不符合标准的不得使用。（2）管道铺设顺序应按“先深管后浅管，先大管后小管”的原则，一般情况下，应自下游向上游排管。（3）根据管材的大小，重量，沟槽的深度等选择施工机具，确保施工过程安全可控，管道敷设中断时，应将管口临时封堵。（4）下管前应在基础面上标记出管道中心线，稳管后再对其轴线、高程逐节进行复核调整，使其轴线及管底高程符合设计、规范要求，平口管节对口间隙不得大于15mm。二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、管道安装施工控制要点非金属管道基础及管道安装允许偏差单位：mm管道安装管道类型无压管道压力管道检测数量检测方法轴线位置1530范围点数经纬仪测量或挂中线用钢尺测量管道内底标高DN≤1000±10±20每节管1点水准仪测量DN＞1000±15±30刚性接口相邻管节内底错口DN≤100033DN＞100055管道安装允许偏差及检查标准二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、管道安装施工控制要点（管道接口）管道接口根据管材、基础、用途设计的不同，分为刚性接口和柔性接口；刚性接口是不能承受一定量的轴向线变位和相对角变位的管道接口，如用水泥类材料密封或用法兰连接的管道接口；柔性接口是能承受一定量的轴向线变位和相对角变位的管道接口，如用橡胶圈等材料密封连接的管道接口。施工方法开槽法施工顶进法施工管口形式平口管、企口管企口管承插口管双插口管钢承口管企口管接口形式钢丝网水泥砂浆抹带接口现浇混凝土套环接口橡胶圈刚性填料橡胶圈橡胶圈橡胶圈橡胶圈整体混凝土加止水带接口类型柔性接口--√√-√√√√刚性接口√√--√----基础形式混凝土基础√√-√----砂石（土弧）基础--√-√√√√排水管道接口类型及基础形式选择表二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、管道安装施工控制要点（柔性接口）（1）清理管膛、管口，将承插口内的所有杂物予以清除，并擦洗干净。（2）清理橡胶圈，将胶圈上的粘接物清擦干净，并均匀涂抹非油质润滑剂。（3）上套胶圈，密封胶圈应平顺、无扭曲。安装时，顶、拉速度应缓慢，并应有专人查胶圈滚入情况，如发现滚入不均匀，应停止顶、拉，用凿子调整胶圈位置，均匀后再继续顶、拉，使胶圈达到承插口的预定位置。二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、管道安装施工控制要点（刚性接口——水泥砂浆捻缝）当管道为刚性承插接口时，采用1:2水泥砂浆捻缝，并加抹三角灰，抹灰区域应提前用花垂凿毛并清理干净。管道刚性承插接口捻缝示意图（无橡胶圈）管道刚性承插接口捻缝现场施工效果二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、管道安装施工控制要点（刚性接口——抹带）（1）操作程序：基础和管口凿毛洗净→勾捻管内外部管缝→外部管口结合处凿毛→抹第一层水泥砂浆→安装钢丝网片→抹第二层水泥砂浆→养护。（2）抹带前先刷一道水泥砂浆（1:2.5），然后安装好弧形边模。第一次砂浆厚度约为抹带总厚度1/3,两边对称居中。抹完后稍凉有浆皮儿出现时，安装钢丝网，紧贴底层砂浆，上部搭接处用绑丝扎牢，钢丝网头应塞入网内使网表面平整。（3）第一层水泥砂浆初凝后再抹第二层水泥砂浆，初凝后赶光压实。管径小于1m时，抹带总厚度为20mm，管径大于1m时，抹带总厚度为25mm。（4）抹带完成3-4h后，覆膜洒水养护。二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、管道安装施工控制要点（刚性接口——抹带）管口结合处凿毛勾捻管内外部管缝抹第一层水泥砂浆安装钢丝网抹第二层水泥砂浆覆膜养护二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、管道安装施工控制要点（刚性接口——抹带）抹带施工完成后，应及时浇筑管道两侧管座混凝土，浇筑混凝土时，应振捣密实，且应两侧同时进行，以防将管节挤偏。抹带应嵌入管座混凝土10～15cm。抹带施工BIM建模抹带施工现场效果二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、管道安装施工控制要点（双壁波纹管）1、采用承插式(或套筒式)接口时，宜人工布管且在沟槽内连接；槽深大于3m或管外径大于400mm的管道，宜用非金属绳索兜住管节下管；严禁将管节翻滚抛入槽中；2、采用电熔、热熔接口时，宜在沟槽边上将管道分段连接后以弹性铺管法移入沟槽；移入沟槽时，管道表面不得有明显的划痕。承插式接口波纹管安装热熔式接口波纹管下管二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、管道安装施工控制要点（双壁波纹管）3、管道连接时必须对连接部位、密封件、套筒等配件清理干净；4、承插式柔性接口连接宜在当日温度较高时进行，插口端不宜插到承口底部，应留出不小于10mm的伸缩空隙，插入前应在插口端外壁做出插入深度标记；插入完毕后，承插口周围空隙均匀，连接的管道平直；用紧线器使管道连接紧密。承插式接口波纹管安装用紧线器使接口连接紧密二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、管道安装施工控制要点（双壁波纹管）热熔连接应在当日温度较低时进行；电熔连接、热焰连接时电热设备的温度控制、时间控制，必须严格按接头的技术指标和设备的操作程序进行。承插式热熔连接电熔连接二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、管道安装施工控制要点（管道接口）1、柔性接口的橡胶圈位置正确，无扭曲、外露现象；承口、插口无破损、开裂；2、刚性接口的强度符合设计要求，不得有开裂、空鼓、脱落现象；3、刚性接口的宽度、厚度符合设计要求；其相邻管接口错口允许偏差：Di小于700mm时，应在施工中自检；Di大于700mm，小于或等于1000mm时，应不大于3mm；Di大于1000mm时，应不大于5mm；4、刚性接口的纵向间隙应符合下表。管材种类接口类型管内径Di(mm)纵向间隙(mm)钢筋混凝土管平口、企口500～6001.0～5.0≥7007.0～15承插式乙型口600～30005.0～1.5管道接口质量要求及安装允许偏差二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、检查井施工控制要点（装配式）待基础砼强度达到70%后可进行检查井吊装。装配式预制检查井吊装使用25T汽车吊或计算确定，各构件拼块之间，垂直方向的接缝为企口连接，由1:2防水水泥砂浆密封。安装时注意井室垂直，注意井室预留口轴线与管道轴线相符合。预制检查井构件预制检查井吊装井室下半部分井室上半部分井筒调节块井圈二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、检查井施工控制要点（装配式）（1）检查井与管底连接一般采用管顶平接，采用1:2防水水泥砂浆或聚氨酯掺和水泥砂浆嵌缝封堵。其具体做法为：在管道伸入井室前，在管道下部120°范围内坐防水砂浆，挤压管道使管道与防水砂浆连接密实。将管道周围以防水砂浆填满，插捣防水砂浆，直至完全饱满，最后抹出三角状防水砂浆，宽度保持在5-6cm。（2）井室盖板、井筒吊装时应先将接缝区域清理干净，然后铺设1:2防水水泥砂浆，以砂浆可以外溢为宜，并调节和控制盖板水平和预埋爬梯的位置。二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、检查井施工控制要点（现浇式）（1）施工工序：井基础垫层混凝土---井室模板支搭---井室钢筋绑扎安装---井室混凝土浇注---井室模板拆除---井室现浇混凝土养护。（2）钢筋骨架绑扎前，应在底板上弹线，对井室的底板标高、位置、尺寸等进行复核。钢筋间距、保护层厚度，钢筋连接等应符合规范要求。（3）井室模板，不可采用对拉螺杆，井底和井壁混凝土宜采取一次浇筑法，当分两次浇筑时，相接处应按施工缝处理；二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、检查井施工控制要点（现浇式）（4）底板浇筑：底板浇筑完成后要把与侧墙连接处凿毛，底板顶面用抹子压平。（5）支井室内模：内模模板采用竹胶合板和方木或钢管支护，方木支撑按井室高度三等分分三层支撑，且支护间距不大于1200mm。（6）模板拼缝应严密，模板与混凝土管节处要用棉条堵缝，防止漏浆。（7）侧墙宜分层、对称浇筑，每层30cm至40cm，并按要求振捣密实，避免出现蜂窝麻面。（8）拆模后安装井室爬梯，爬梯位置正确、牢固，可用砂浆或水泥浆修补。模板安装接缝处理混凝土浇筑、振捣二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、检查井施工控制要点（盖板现场预制）支模时注意预留井孔位置，预留孔必须与装爬梯一侧的侧墙在同一垂线上，盖板与侧墙、井筒连接面需要凿毛。模板安装钢筋绑扎混凝土浇筑拆模养护二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、检查井施工控制要点检查项目允许偏差（mm）检查数量检查方法范围点数1平面轴线位置（轴向、垂直轴向）15每座2用钢尺量测、经纬仪测量2结构断面尺寸+10，02用钢尺量测3井室尺寸长、宽±202用钢尺量测直径4井底高程开槽法管道铺设Di≤1000±102用水准仪测量Di＞1000±15不开槽法管道铺设Di＜1500+10，-20Di≥1500+20，-405踏步安装水平及垂直间距、外露长度±101用尺量测偏差较大值6脚窝高、宽、深±107流槽宽度+10检查井施工允许偏差及检查方法二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、闭水试验控制要点（1）项目总工或项目试验工程师应编制闭水试验方案，包括试验计划，试验程序，试验方法，评定标准，以及试验用水灌入及抽排等。（2）主要工序：施工准备→清理检查井内壁→封堵井口→灌水浸泡→检查沿线管道外壁及检查井渗水情况→计算渗水量→验收。（3）灌水至设计水深后至开始进行渗水量测定的时间，应不少于24小时。测定稳定后，报闭水试验验收相关单位，现场验收时，试验测读水位的时间为30分钟。闭水试验合格后，应及时进行下一道的工序及回填,不合格应缓慢放水并重新处理再做闭水试验检测,直至合格气囊封堵比上游水头高2m二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、管道回填控制要点（1）回填土的含水量必须符合要求，宜控制在最佳含水量的±2%范围内，每层回填土的虚铺厚度，应根据所采用的压实机具选取，每回填压实一层，应及时对其压实度进行检测。（2）井室周围的回填，应与管道沟槽回填同时进行；不便同时进行时，应留台阶形接茬；（3）管道两侧和管顶以上500mm范围内胸腔夯实，应采用轻型压实机具，管道两侧压实面的高差不应大于300mm。（4）同一沟槽中有双排或多排管道但基础底面的高程不同时，应先回填基础较低的沟槽。二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、雨水口、井盖施工控制要点——（雨水口）（1）雨水篦子及井盖，其规格尺寸、外观质量、承重性能等指标必须满足设计及规范要求。（2）砌筑雨水口时应预留支管，随砌随安，预留管的管径、方向、标高应符合设计要求。管与井壁衔接处应严密不得漏水；（3）雨篦子周围用1：2水泥砂浆嵌牢，与雨篦子四周成45°夹角。安装雨篦子核正标高后，用C20细石砼圬牢，雨水篦子宜比旁边路面低5mm。（4）位于行车道上的雨水口四周宜采用混凝土回填，当回填粘土、碎石时，回填必须分层填筑，分层厚度不大于20cm，回填采用打夯机进行夯实。二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、雨水口、井盖施工控制要点——（井盖）按地面高度安装好井筒调节块及井盖。位于路面的井口采用反做法。工艺流程：井筒修整→井口覆盖→水稳基层及沥青中下面层施工→沥青切割→基层破除清理→钢筋加工安装→加固井圈混凝土第一步→安装井盖螺栓紧固→加固井圈混凝土第二步→铺设沥青上面层→井内抹面清理。井口用圆形钢板覆盖水稳基层摊铺沥青下面层、中面层摊铺二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、雨水口、井盖施工控制要点（1）底、中面层沥青砼摊铺完成后，由测量员根据隐蔽前采集的井口坐标，测设出井盖中心位置，并做好标记；根据井中心位置确定开挖区域，开挖半径应大于井身外圈半径50cm以上。（2）沥青面层采用切割锯割缝，采用风镐破除结构层，破除不得扰动路面结构；基坑预留边缘部分采用人工凿除，保证坑壁整齐、圆顺、坚实；取出孔口钢板，将基底清理干净。井口位置确定井口周围凿除取出钢板，基底清理干净二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、雨水口、井盖施工控制要点（3）模板可采用0.5mm厚铁皮卷制而成，也可采用折叠式定型钢模板，将折叠模板延井筒内壁撑开，用双十字线调整模板高程（设计路面高程减去井圈高），旋拧支顶丝杠固定，根据设计要求安装爬梯，安放钢筋笼并用砼垫块垫起，保证保护层厚度。（4）井圈钢筋宜在钢筋加工场集中加工，其规格、几何尺寸、绑扎要求等应符合设计要求。双十字线调整模板标高井坐加固钢筋运至施工区域井座加固钢筋、模板安装二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、雨水口、井盖施工控制要点（5）井圈、井盖高程采用三至六根螺丝杆支撑的方法，井圈上下各设螺母及垫片，下螺母进行高程调整，上螺母进行井圈固定，具体工艺如下：先在中面层沥青砼上安放与面层沥青砼同等高度的垫块，并挂上双十字线，将螺丝杆点焊在钢筋骨架上。在螺栓上安装下层螺母和垫片进行高度调整，然后装上井盖及上层垫片和螺母，最后人工依据双十字线进行精确高程与位置调整，直至位置与高程均满足设计要求，然后拴紧螺母并进行混凝土浇筑。井圈用长螺丝杆固定调整井圈标高安装完成二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、雨水口、井盖施工控制要点（6）第一步砼浇筑高度低于井圈底3-5cm。振捣砼时尽量不要碰到钢筋、预埋螺栓及井圈，边角处尤其要振捣密实。振捣完毕后对预埋螺栓进行精确定位，必须在砼初凝前完成，并做好保护。第二步为至中粒式的剩余部分砼浇筑。调整固定好井圈，紧固好螺栓。浇筑第二步砼，成活高程要求与中面层沥青砼高程相同或略低，表面拉毛处理，确保表面粗糙，苫盖洒水养生7天。第一步砼浇筑第二步砼浇筑拉毛处理二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、雨水口、井盖施工控制要点（7）混凝土强度达到设计的70%后，对检查井井筒内的模板进行拆除。（8）在摊铺表面层沥青砼前，对井盖周围加固砼表面喷洒或涂刷粘层油，要求涂刷均匀，井盖上涂抹隔离油，表面层沥青砼摊铺过程中派专人对检查井周边用小型压路机碾压密实，确保井盖与路面顺接，平整度要求满足路面标准。井筒内模板拆除喷洒粘层油井口周边采用小型压路机碾压二、开槽法排水管道施工控制要点2.4、雨水口、井盖施工控制要点序号验收项目允许偏差（mm）检验频率检验方法范围频率1井筒直径（井筒园度）±5每座2点用尺量2钢筋笼保护层距模板（≥20mm，≤30mm）±10每座3点用尺量3距井圈（≥20mm，≤20mm）±10每座3点用尺量4距井筒（≥20mm，≤30mm）±10每座3点用尺量5距基底（≥30mm，≤50mm）±20每座3点用尺量6模板安装中心偏位±10每座3点用尺量7顶面高程（路面高度减去井圈高度）-5每座3点挂双十字线用尺量8模板与井筒内壁缝隙±5每座3点用尺量9踏步（水平与垂直间距、外露长度）±10每座1点用尺量取偏差较大值10调高螺栓垂直度（长度26cm）±5每座3点用垂线11井盖安装中心偏置±5每座1点全站仪或用尺量12顶面高程（路面设计高程相同）0，-5每座3点挂双十字线用尺量13井盖开启方向及牢固度沿行车方向开启每座各1次目测14混凝土浇筑后高程（与中面层沥青砼相同）0，-5每座3点三米直尺15混凝土强度≥C30满足设计要求每浇筑批1组强度试验雨水口、井盖施工允许偏差及检查方法顶管法排水管道施工控制要点03三、顶管法排水管道施工控制要点3.1、简介顶管法是一种非开挖的敷设地下管道的施工方法，能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。国内排水管道常见顶管法施工主要为人工顶管和机械顶管，其中机械顶管按平衡原理又可分为泥水平衡式顶管机、土压平衡式顶管机等。覆土要求：管顶覆土宜大于管道外径的1.5倍，且应大于1.5m；且穿越河底覆土不宜小于2.5m。适宜地质条件：可在淤泥质粘土、粘土、粉土及砂土、风化岩、硬岩等各类地层中顶进。不适宜地质条件：不宜在存在3m以上溶洞区域或土层软硬明显的界面上顶进。三、顶管法排水管道施工控制要点3.1、简介人工顶管顾名思义就是靠人工在管道前挖掘岩土，前些年在我国应用比较常见，因安全风险大，事故频发，对地质及管径要求高，现已被各省市禁止或限制使用。当遇到没有条件开挖较大的机械顶管工作井、接收井时，或遇到微风化硬岩，缺水等情况时候，可采用人工顶管。微风化岩层人工顶管施工粉质黏土层人工顶管施工三、顶管法排水管道施工控制要点3.1、简介土压平衡顶管机的基本工作原理是切削下的土体进入密封土仓与螺旋输送机并被挤压，形成一定的土压；控制螺旋输送机的出土量或顶管机前进速度，来控制密封土仓内的土压力值，使此土压力与切削面前方的静止土压力和地下水压力保持平衡，从而保证开挖面的稳定。优点：覆土要求小，地层扰动小，弃土为干土，运输、处理都比较方便。缺点：施工速度慢，对地质情况要求较高，对地下水较为丰富的区域不适用。土压平衡顶管机土压平衡顶管出土方式土压平衡顶管机内部构造图三、顶管法排水管道施工控制要点3.1、简介泥水平衡式顶管机是将切削刀盘切削下来的土砂用搅拌机搅拌成泥水状，使其充满开挖面，通过控制进浆量和出浆量控制泥浆压力，使开挖面稳定。优点：施工速度快，精度高，适用的土质范围广。缺点：文明施工差，占场地较大，弃土的运输和存放都比较困难，对渗透系数极高的砂砾地层不适用。泥水平衡顶管机现场设置泥浆箱三、顶管法排水管道施工控制要点3.1、简介本工程采用泥水平衡式顶管法施工机头构造示意图工作原始示意图进浆管出浆管三、顶管法排水管道施工控制要点3.1、简介三、顶管法排水管道施工控制要点3.2、施工准备1、进行现场调研，核实确认顶管路由范围地质、水文、环境，以及周边管线、构筑物等，必要时可进行补勘或管探。2、编制顶管专项安全施工方案及应急预案，组织专家论证，认真对相关人员进行交底。3、修建相关的临时生产设施，满足顶管施工用水、用电、照明、材料加工和存放等基本要求，并配备应急发电机，防止停电导致施工中断。现场补勘方案专家论证应急发电机三、顶管法排水管道施工控制要点3.3、总体工艺流程三、顶管法排水管道施工控制要点3.4、工作（接收）井施工控制要点1、常见的工作（接收）井围护结构施工工法有，逆做法,沉井法，钢板桩，SMW工法桩，钻孔灌注桩，地下连续墙等，因本工程岩面较高，井深较大，因此，工作（接收）井采用逆作法施工。2、工作井的最小长度：L≥L1+L2+L3+S1+S2+S3式中：L——工作井最小长度（m）；L1——顶管机长度（m）；L2——千斤顶长度（m）；L3——后座厚度（m）；S1——顶入管段留在导轨上的最小长度，可取0.5m；S2——顶铁厚度（m）；三、顶管法排水管道施工控制要点3.4、工作（接收）井施工控制要点1、采用逆作法施工时，单层开挖深度不超过1.0m,井壁浇筑砼时采用模板+内支撑形式支护。采用人工配合机械从上至下逐层进行挖土，挖土顺序为先中间后周边。2、如遇局部地下水较大时，出现塌方、流砂等现象，应采取井壁节高适当缩减到300～500mm、并在支模前先采取特殊的防护措施，如堵沙包、护壁砼加厚、钢筋加密等加固措施。3、当挖进过程中遇到岩石时用水钻掘进，长臂破碎机配合，为加快挖井进度，护壁混凝土可以加入早强剂，提前拆模(12h内)或带模开挖下一节。4、如工作（接收）井开挖区域地下水丰富，水位较高，可采用提前沿井壁外圈注浆止水的方法。三、顶管法排水管道施工控制要点3.4、工作（接收）井施工控制要点5、拱墙水平受力钢筋、单面焊10d，双面焊5d，冷驳长度42d，上节护壁的竖筋须伸入下节护壁内，其搭接长度不小于250mm。6、模板安装前，先用十字交叉法拉出井孔中心，下层模板与上一层混凝土层搭接不得少于100mm。安装模板必须做到：①接缝严密、表面平顺；②浇筑混凝土时不跑模、不爆模。7、护壁砼采用早强型商品混凝土，用溜槽、串筒的方式均匀地在模板的各个方向同时浇注，以防模板受砼挤压而偏移，并用振动棒振捣，防止产生蜂窝、漏水现象。待混凝土强度达到80%时，方可拆模。三、顶管法排水管道施工控制要点3.4、工作（接收）井施工控制要点（安全措施）上下梯笼井口指挥孔工作井周边应设置不低于0.3m的挡水坎，井口周边应设临边防护，临边防护高度不低于1.2m，并悬挂警示标识，当工作井较深时候，宜采用定做爬梯或梯笼作为上下通道，并在临边防护留设一指挥孔，方便施工。三、顶管法排水管道施工控制要点3.4、工作（接收）井施工控制要点（地面设施安装）泥水处理系统及管道触变泥浆系统及管道工作井施工期间，进行工作井上的设备安装准备工作，包括安装泥水处理系统、安装进出泥浆的渣浆泵及管道系统、压触变泥浆的螺杆式泥浆泵及管道系统、安装地面操作系统及具有防雨功能的操作间、接好水电等工作。操作系统安装三、顶管法排水管道施工控制要点3.4、后背墙施工控制要点工作井完成后，开始施工后背墙施工，后背墙施工工艺如下：本工程后背墙设计为0.8m厚2.5m高的整体现浇C30钢筋混凝土结构+12mm厚预埋钢板。后背墙拆除时，使用水钻将后背墙与工作井分离开来，并分割成小块，用起重设备吊出。也可将后背墙用彩条布与井壁隔离，方便拆除，采用此工法时，预埋钢板务必与井壁通过钢筋可靠连接。后背墙表面应平直，并垂直于顶进管道的轴线，以免产生偏心受压，发生质量、安全事故。三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶进设备安装控制要点1、导轨安装：先复核管道中心位置，计算导轨轨距。二根轨道必须互相平行、等高，坡度与设计管道坡度相一致。导轨安装允许偏差如下表：2、千斤顶安装：将主顶千斤顶对称布置为4只，固定在组合千斤顶架上作整体吊装。每台千斤顶规格一致，行程同步，油路并联，共同作用，均备有独立的控制阀，伸出的最大行程小于油缸行程10cm左右。项目偏差轴线位置±3mm标

高0～+3mm轨道内距±2mm三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶进设备安装控制要点3、止水环安装：穿墙止水环安装在始发井预留洞口，具有防止地下水、泥砂和触变泥浆从管节与止水环之间的间隙流到始发井，安装固定好后，预埋钢环板与混凝土墙接触面处采用防水水泥砂浆堵缝止水。4、顶管机头就位后，必须对电路、油路、水路、泥浆管路和操纵系统等设备进行逐一连接，各部件连接牢固，不得渗漏，安装正确，并对各分系统进行认真检查和试运行，组织相关单位进行条件验收。三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶管顶进施工控制要点（管道接口）排水顶管常用管材为钢边承口式钢筋混凝土特制管。为防止钢套环与混凝土结合面渗漏，在该处设了一个遇水膨胀的橡胶止水圈。橡胶止水圈在顶进前安装在管节雄口端凹槽内，安装前应对接口处进行清理，并涂抹润滑油，管节全部顶进后，在管内用聚硫密封膏嵌补什木衬垫接口处的空缺，并管内抹平。钢边承口式顶管管材接口连接示意图三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶管顶进施工控制要点（始发）1、始发前对所有设备进行全面检查，刀盘、液压、电气、压浆、等操作系统是否能正常进行工作，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，确认没有故障后，方可准备始发，如存在问题要及时调整、维修或更换。2、检查洞口止水圈密封情况；拆除洞口封门，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或较大的硬块等障碍物，而后将机头随即切入土层中，避免前方土体松动坍落。3、顶管机和后续管段顶部宜叠加配重，防止顶管机出洞“叩头”。三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶管顶进施工控制要点（顶进）1、进出洞顶进a、顶进速度：初始顶进速度不宜过快，一般控制在10～20mm/min左右，根据偏差和旋转情况进行调整。b、出土量：一般控制在95%左右。2、正常顶进a、顶进速度：一般情况下，顶进速度控制在30～50mm/min，如遇正面障碍物或地质情况复杂区段，应控制在10mm/min以内。b、出土量：严格控制出土量，防止超挖及欠挖，正常情况下出土量控制在理论出土量的95%～105%。三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶管顶进施工控制要点（顶进）1、顶管机头的操作全部采用在管道外控制台控制，控制台实现对工具头刀具的转动、纠偏控制、压力显示、实时监控，顶进千斤顶，观察工作仓的土压力表，调节渣浆泵的流量达到工作仓的泥水平衡。2、采用进出浆管上的流量计、密度计，计算偏差流量及开挖量，从而控制开挖量与出渣量平衡。3、泥水平衡顶管施工对泥水管理这一环节要求比较高，进水必须是比重在1.03～1.3之间的泥水。４、当顶完1个行程后，停止顶进，调节整体式顶进系统顶块，可继续顶进下一个行程。三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶管顶进施工控制要点（管道通风、照明）

1、施工人员需进入管道内作业或检查维修设备时，施工前须对管道内进行通风，通风时间不小于30min，并对管道内进行气体检测，明确安全后才能进入管道内作业，施工过程中应连续对管道内通风；2、管内照明电源应与动力电源分开，设置独立电源控制；管内照明电压应采用低压，电压一般采用12V、当管道内气体严重潮湿时宜采用6V电源；三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶管顶进施工控制要点（触变泥浆减租）1、在顶进过程中，通常情况下往管外侧涂蜡和喷射触变泥浆，降低顶进的阻力。2、触变泥浆一般由膨润土、水组成，当遇特殊地质时候，可添加纯碱、CMC等成分进行改良。2、触变泥浆管设置一般在顶管机后面3－4节管每节管都设置触变泥浆管，以后的管节间隔2－3节管设置一道，用来对浆套进行补浆。注浆孔一般为3个，120°布置。3、一般压浆量为管道外周环形空隙1.5～2.0倍，在顶进过程中要根据地面变形监测资料适当调整压浆量及压力。4、采用在顶管机压浆、管节补浆的方法，应遵循“同步注浆与补浆相结合”和“先注后顶、随顶随注、及时补浆”的原则。三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶管顶进施工控制要点（顶进）穿越建筑物、道路时必须控制好地表沉降。顶进施工前，沿线布置好沉降观测点，顶管出洞后，即进行定时沉降观测，及时反馈施工。顶管机进入建筑物、道路底部后，及时调整正面土压力设定值，选择合理的顶进速度，减少正面土压的波动，实时计算开挖量与出渣量差，防止超挖。顶进过程中要及时进行管节背后注触变泥浆，减少地面沉降，顶管结束后，通过管道的压浆孔压注水泥浆置换与固化该段泥浆，减少其后期沉降。顶进时，由于周围土质变化，顶管机在刀盘的旋转力矩作用下会发生旋转，主要采取加压重块的方法。采用铅块作为压重块，事先在顶管机两侧做好的支架上，均衡堆放压重块。顶进时，视掘进机旋转方向，相应搬动铅块以纠正和控制旋转。还可采用将顶管机头与其后两节管可靠连接的方式，抵抗刀盘旋转力矩。三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶管顶进施工控制要点（测量纠偏系统）严格控制地面导线测量、地面水准测量、定向测量和高程传递测量。井下定向的平面测量应采用固定观测墩的形式。顶进施工过程中，每一节管节进行一次轴线测量，顶进距离到了一定的长度后，轴线测量采用接站测量，常采用坐标法，以保证测量数据的准确性。顶管偏差校正要以预防为主，不能等产生明显超差时再进行校正。施工过程中应“勤测勤纠，小纠缓纠”。当偏差范围大于20mm时，采取纠偏千斤顶强制纠偏。机头内激光靶激光经纬仪顶管控制台纠偏千斤顶三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶管顶进施工控制要点（中继间）当顶管单程顶进的长度较长时，需要采取相关的措施，可中途设置辅助千斤顶——中继间。中继间安放时，需要根据地质情况计算总推力等相关参数后确定。当后座总推力达到中继间总推力的40%－60％时，放置第一个中继间；当总推力达到中继间的总推力的70%－80％时安置一个中继间，当顶进的总推力达到主顶千斤顶的总推力的90％时，应启动中继间接力顶进。三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶管顶进施工控制要点（到达）顶管机到达前，应低速掘进，并加强接收井井壁及周边地表的监测，必要时需做洞口止水及洞口加固。顶管机头到达时，接收井内预先安置枕垫和滚筒，当顶管机头前部将近接触接收井外边时，拆除封门。当管节顶入接收井后要考虑留出的管节长度，以尽量避免敲拆管道，方便接口施工。每段顶进结束后，采用1:2的水泥浆液对管壁周围的触变泥浆进行置换，压浆结束后所的设备必须认真清洗。三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶管顶进施工控制要点（质量要求）顶管的管道接口应无渗漏泥水，管节应无错口、无裂缝，管底坡度应无倒落水。顶管的工作井进出洞口连接应牢固，洞口应无渗漏泥水，且洞口的标高应符合设计要求。直线顶管的顶进允许偏差表（毫米）顶进长度（m）钢管钢筋砼管、特种材料管

高程平面高程平面<300±60±100±50±801000≥l≥300±80±150±80±100>1000±100±200±80±150三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶管顶进施工控制要点（顶力计算）以本工为例：设计条件：特制钢筋混凝土钢承口管d(管内径)=1.20m，D(管外径)=1.44m，t(管壁厚)=0.120m，砼强度C50；顶进方式采用机械顶管；最大顶程为100米。计算：总顶力：F0=πD1Lfk+Nf式中：L---管道设计顶进长度（m）；fk---管道外壁与周边岩土平均摩擦力（KN/㎡），根据实验数据，本工程fk取7KN/㎡；Nf---工具管（顶管机头）的正面阻力（KN/㎡）；D1---管道外径；

其中：Nf-＝π/4

*Dg2P式中:Dg---顶管机的外径（m）P---控制土压力（kN/m2），根据经验，取38kN/m2F0=3.14*1.44*100*7+(3.14/4)*1.46*1.46*38=3228KN三、顶管法排水管道施工控制要点3.5、顶管顶进施工控制要点（顶力计算）管材轴向允许推力Fde=0.5Ф1Ф2Ф3fcAp/rQdФ4式中：Ф1---混凝土材料受压强度折减系数，取0.9；

Ф2---偏心受