顶管工程施工方案方案

柳明家园东区顶管工程施工方案1、工程概况本次施工中顶管施工部分（φ1050）约47米。由于此次施工深度土层为回填砂石土层，为了保证顶进的可行性，同时降低顶进成本，我项目部计划设置一座顶管工作坑，分别向两条市政干线顶进，一条为雨水管线，长度约为25米，深度约为7.5米，一条为污水管线，长度约为22米，深度约为5.5米，分别直接顶进下游雨水及污水干线。2、顶管工作坑施工2.1、顶管工作坑施工流程：测量定位测量定位开挖顶坑支立侧墙板撑两道工字梁加固继续开挖随挖随撑技术准备交验2.2、顶坑位置的选择a.考虑到现况道路、材料、设备、电源、水源干扰及节约等因素；b.有可利用的坑壁原状土作后背；c.尽量选择在管线上的附属构筑物处，所以工作坑都设在检查井处；d.工作坑处应便于排水，出土和运输，并具备有堆放少量管材及暂时存土的场所；e.工作坑设置尽量远离建筑物；f.设置双向顶管即每一个井位设一个顶坑并且尽可能选带转向的井位2.3、顶管工作坑尺寸计算：A、工作坑的宽度：B＝D＋2C＋2A式中：B――工作坑底宽D――顶进管子外径C――管两侧的工作宽，取2.0米A――撑板的厚度取0.3米则坑宽B＝1.25＋2*2.0+2*0.3=5.85米（φ1050）故坑底宽可为5.85米（φ1050）。ACDCAACDCABB、工作坑的长度:L=L1+L2+L3+L4+L5式中:L――工作坑的长度L1――管子顶进后，顶进管节留在导轨上的最小长度，取0.4米L2――出土工作区长度，取1.5米L3――管节长度，取3米L4――顶镐长度，取1.2米L5――后背厚度，取1米由于还要调头顶进，故考虑附加0.3米则L＝0.4+1.5+3++1.2+1+0.3=7.4米故坑长度可设计为7米。（顶镐和出土工作区重合）L5L4L3L2L1L5L4L3L2L1L因此，顶管工作坑尺寸为：L＊B＝7米*5.85米。2.4、工作坑支护测量定位后，开挖工作坑，当挖至2m以下后，要随挖工作坑随支立侧墙板撑，并且在板撑外加两道工字梁（I20工字梁）加固，起固定板撑和抗土侧压力的作用。开挖工作坑时要随时注意对地下其它管线的保护。2.5、坑下布置2.5.1、顶力计算：经验公式P＝1.1*n＊Po式中P――最大顶力；Po――顶进管子的全部自重N――土壤系数Po=管自重*最大顶进距离=1.77*54=95.4吨（φ1050）N=3.5P=3.5*95.4*1.1=367.3吨（φ1050）即后背土所承受的压力将为368吨、472吨。后背为砂性土,经查表,允许承载力[R]=20吨/平米则受力面积S=总压力P/允许承载力[R]=368/20=18.4平米（φ880）而顶坑（φ1050）后背为5m*4m=20平米,材料选用15cm*15cm截面的方木,下方插入土中1米,外露3米,密撑。方木与顶镐之间加垫两块400＊1200接触面积的立铁，以使后背受力均匀分布。经验算，S＝20平米＞[S]＝18.4平米，顶坑（φ1050）设计满足顶力要求。后背土壁后背土壁方木立铁顶镐顶镐立铁顶镐横铁顶镐2.5.2、导轨间距计算：导轨采用重轨，H＝152mm，1050管外径为1250mm，设计管外皮离地面为30mm。AB＝OB＊OB－OA＊OAOB＝R＝1250／2＝625mm（φ1050）OA＝R＋30－H＝625＋30－152＝503mm（φ1050）AB＝625＊625－503＊503＝370.9mm（φ1050） L＝2＊AB＝741.8mm（φ1050）经计算，导轨间距为741.8mm（φ1050）。OOLABHR30mm2.5.3、后背a.后背设置在能够满足负荷的土基上，采用人工基本削平，并使壁面与管道顶进方向垂直，如不能满足要求，则采取浇筑加固混凝土等措施。b.后背选用型钢或方木，型钢或方木各放一层，型钢不能小于25，方木不能小于15cm×15cm，码放好后立放σ＝30KN/m2钢板一块，面积不小于3m2，并用横铁挤牢稳固。c.检查后背是否有空隙、可能产生的变形回弹，防止发生的措施为对后背加以锚固或填充。2.5.4、顶进设备a.顶镐安放在固定导轨上，必须栓固或锚固，以防不同心产生侧滑、顶力跑偏等，并随时观察顶管设备的完好情况。b.顶坑上下均可放置高压泵油箱控制箱等，原则是有足够的操作空间和保证安全的空间，设备使用前需检定合格方可进入现场，油箱回流时需有过滤系统，控制箱必须可靠灵活。c.顶进时为保证混凝土管受力均匀，且不使母材受伤，必须加置护铁，短距离行程（10m）时可用其他方法代替。d.坑下必须设置安全梯，坑内严禁使用易燃、易爆器具，碘灯不准在顶管时使用。2.5.5、坑下平台a.与顶管垂直方向埋设15×15cm方木，长度为4m，间距为0.8m。b.在方木上稳安钢导轨，并加以锚固，测量其高度是否符合要求。c.钢导轨锚固后在两侧外密排σ＝5cm大板作为工作平台。2.5.6、坑上平台a.顺长向码放四根地梁（30#工字钢），中间要求满足下管的宽度，工字钢比工作坑长4-5米，并且嵌入土内夯实。外侧工字钢之间应用短钢管4根（φ100）焊牢。b.工字钢上码放15×15cm的方木，并留出下管所需的洞口（≥3.5m），并用扒钉固定。c.在平台上搭设起重架，材料用4×φ133钢管，架子高度应满足下管所需的提升高度，架子顶部的穿心棒应用≥40mm的钢棍，穿心棒有销孔并锁死。架子脚部与方木平台用扒钉锁死，必要时可与地梁锁死或焊接。d.坑口分别在两侧或对角位置设置卷扬机一台，设1吨～2吨出土卷扬机一台，坑口预留洞使用翻板或垡板，翻板必须牢固，中间不得有空隙，垡板使用的减速机必须符合安全要求，坑口四周设栏杆，四周要求整洁无杂物。e.为满足上管出土的作业要求，坑口平台比现状地面高0.5～1.0m，坑口四周设有土埝以防杂物坠落。顶管工作坑平台示意图顶管工作坑平台示意图2.5.7、油压控制箱与千斤顶a.油压控制箱设置在千斤顶附近，与千斤顶配套，油管直顺，尽量减小转角。b.千斤顶固定在支架上，并与管道的中心垂直。c.多台千斤顶规格相同，如规格不同时其行程应同步，千斤顶的油路必须并联。d.千斤顶安装的高程使千斤顶的着力点位于管线端面垂直直径的1/4左右处。2.5.8、顶铁a.顶铁要求无歪斜扭曲现象，安装必须顺直。b.顶进时，顶铁上方及侧面不得站人，并随时观察有无异常现象，以防崩铁。2.5.9、起重设备a.起重设备安装后，在正式作业前应试吊，吊离地面1米左右时，检查重物、设备有无异常，确认安全后方可起吊。b.起重设备设专人操作，必须制定并严格遵守操作规程。2.5.10、顶进设备安装依据顶力计算，采用1或2台320T顶镐顶进，油压控制箱宜设置在千斤顶附近，必须与千斤顶配套，油管必须直顺、减少转角。千斤顶固定，并与管道中心线垂直。千斤顶的安装高度，使千斤顶的着力点在管端面垂直直径的下1/4左右处。3、顶进首先试顶一根管，经严格测量高程及中线合格后，再进行施工。顶进过程中严格测量，每顶一镐测一次高程，两镐测一次中线，以确保施工质量。高程测量时可略高于设计1cm左右，以抵消在顶进过程中管道与土摩擦向前带土而造成的下移。顶进挖土禁止超挖，每次挖进30cm左右，管道上可略多挖1－2cm，以减少顶进时的阻力。管道下方135度范围内不得超挖，使顶管为吃土顶进。顶管一旦开始，必须昼夜不停连续施工。下管采用卷扬机或电葫芦进行，出土采用双向卷扬机进行。如果发现下例任一种情况，应立即停止顶进，待纠正后再正常施工。不得猛纠硬调。a发生塌方或地下物；b后背倾斜或严重变形；c顶铁发生扭曲；d管位中线或高程偏差过大；e顶力较预计大，超过管口承力。每班认真填写顶管记录，如实进行交接工作，下一班人员必须复核无误后，方可施工。4、接口处理4.1、在顶进过程中每顶一根管时，必须在外管缝承插口处安装一个胶圈，并塞、挤严实。4.2、当顶进5－6根管后，视顶力大小安放涨圈，防止错口。4.3、顶管完毕后，使用1：3水泥砂浆勾内缝。5、触变泥浆减阻5.1、由于可能会有地下水，土层会成泥状包住管壁，严重影响顶进，使用触变泥浆是为了减少顶力和防止坍塌。5.2、配制触变泥浆，要严格按照配比进行。5.3、使用触变泥浆，在管子顶入土内的工作坑壁修建后封闭，防止泥浆从工作坑壁漏出。5.4、顶进距离过长，泥浆压力下降，在适当部位进行补浆，一般在离灌浆罐15－20米处设第一个补浆孔，随后补浆孔间距可为30－50米。5.5、在顶管接口处要衬垫麻辫或塑料片等材料，防止接口漏浆。5.6、触变泥浆拌和要按下列程序进行：a、将定量的水放入搅拌罐内，并取其中一部分水溶化碱。b、在搅拌过程中，将定量的膨润土徐徐加入搅拌罐内，搅拌均匀。c、将溶化的碱水倒入搅拌罐内，碱水必须在膨润土搅拌均匀后加入，再搅拌均匀放置12小时后即可使用。5.7、触变泥浆的配比：膨润土：水：碱＝1：3.3：0.036、顶管闭水试验闭水试验在管道填土前进行，并在管道满水后浸泡一至二昼夜再进行。闭水试验的水位为试验段上游管内顶以上2m，闭水试验时对接口和管外身进行外观检查，以无漏水、无严重渗水为合格。渗水的测定时间应不少于30min。闭水试验允许漏水量，以小于市政管道闭水允许漏水量标准为准。7、顶坑回填7．1、对新施工检查井周围回填检查井周围采用9%灰土回填，且要确保使用压实机具进行回填，其工作面宽度不应小于50cm；特殊情况可采用低标号混凝土进行灌注；如有水的情况下，采用级配砂石料而后用水沉的方法进行回填。7.2、基层范围内检查井回填①保证基层二灰砂砾施工质量，路床位置处检查井要用钢板把检查井遮盖。②基层二灰砂砾施工后，采用反挖法长井子，井周50cm内基层深度范围内用C10混凝土处理。7.3、面层范围内检查井回填①在表面层施工前，用C20豆石混凝土稳井盖。检查井的高程要求与油面的高程一致，用三米直尺进行十字交叉法控制，符合市政工程质量检验评定标准。②层层必须验收，并且每个检查井都有回填记录，作为施工试验最后进入竣工资料内。8、顶管工程质量通病及预防措施a.质量通病：掏土超挖预防措施：掘进入员必须按如下规定进行挖土：管前允许超前掏挖300mm（砂土，粉砂）至500mm（粘土、亚粘土），管周下135°范围的土层一般情况不得超过管外皮，管周上225°范围的土层允许超出管外皮15mm，严禁超挖；当穿越建筑物时，管前掏土不得大于100mm，管周上225°范围不得超出管外皮；开动顶镐时，管前挖土人员必须全部进入管内；砂砾类土，首节管前加高掘进罩。坚持每顶一镐，对管道中心及高程校测一次，发现偏差，随时纠正；对于已经发生的管周超挖，必须在顶进完成后，从管内钻孔或从地面钻孔，向超挖空隙处进行压浆填充，以防地面或建筑物下沉；对于粉砂和砂砾石地层，应进行加固处理后再顶进。b.质量通病：顶进初期，产生中心及标高偏差超标预防措施：项管工作坑后背，必须按设计的最大项力进行强度和稳定性验算，保证整个后背具有一定的刚度和足够的强度。后背安装时，注意原状土壁面不得扰动，土壁面必须平整，且垂直管道中心轴线。应根据施工环境、材料供应条件、设备条件等选择适宜的后背形式。可供选择的后背有原土后背、人工后背（钢板桩后背及排管后背）、方木后背和管道式后背；导轨可采用铁轨(轻型或重型钢轨)、木轨两种。导轨是顶进中的导向设备，其安装质量对管道项进质量影响极大。导轨安装要求反复校测，使导轨中线、高程、轨距、坡度符合设计要求。导轨面应光滑，安装应牢固。顶进中管节不发生跳动和侧向位移。下管后管节与轨面的接触应成直线，稳定第一节管前后都应检测导轨的高程、坡度及是否平行，发生问题应纠正后再顶时；导轨基础形式，取决于工作坑槽底土基的土类、管节重量及有无地下水等条件，可采取土槽木筏基础，通铺方木基础，卵石木筏基础，和混凝土基础中的任一种适合上述条件。总体要求导轨在稳放管节后，导轨及枕木不发生任何沉降弯形；顶镐安装前要校验，以确保两个顶镐行程一致。顶镐安装时，其布置要与管道中轴线相对称，顶镐要放平、放安稳。并应进行试运转和试顶检验，表明顶镐正常后方可进行顶进。顶镐在管上的着力点应在管全高的下1/4处。顶进中，顶铁安装要使着力点通过管壁中心线。双行纵顶铁的模数对称，长度应相等；首节管入土前，应严格校对其中心及高程，合格后方可进行顶进。每顶进300mm，即对其中心线和高程校测一次，避免首节管出现中心及高程偏差超标；顶进工作面挖土的方法，必须根据工作面的地质及地下水位高低来决定。c.质量通病：顶进误差严重超标预防措施：必须在顶进中，建立和执行严格的校测制度和交接班制度，严格控制顶进中心和高程，及时校测、纠偏。