鋼筋混凝土管頂管施工方案（完整版）

1、廣州天然氣利用工程迎賓路車道下管段頂混凝土套管方案一、工程概況：埋設(shè)在番禺區(qū)迎賓大道快車道及路口的管段，由于路權(quán)單位（番禺區(qū)交通投資建設(shè)有限公司）及管理部門（番禺區(qū)交通局路政管理所）要求采用非開挖施工方法施工；考慮到日后便于高壓管道更換及維修，根據(jù)現(xiàn)場特點，采用頂鋼筋砼套管，在套管內(nèi)安裝燃氣管道的施工方法。具體位置（樁號）： 4+7005+435、7+981.048+151.87。二、現(xiàn)場施工條件分析：1.4+7005+435段：該段包括兩個路口及快車道， 4+700位置是綠化帶，#1坑）； 5+358處為塘西圖紙顯示沒有地下管線等障礙，可定為工作坑位置（酒家停車場，且地下管線非常密集，不適宜

2、做工作坑，因此，該段管線應延長#至 5+435處，該處為空地，障礙少，可做工作坑（ 5坑）； 4+915.38處為平面#轉(zhuǎn)點，在該處做工作坑（ 2坑：由于該處為轉(zhuǎn)點，故該坑只能做一個方向頂#進，最后做 3坑的接受坑）； 3坑及 4坑在樁號 5+000和 5+171.19處，該兩個地方均沒有地下障礙，同時可利用一半人行道，減少快車道占用面積。接受井在工作坑之間按現(xiàn)場實際布置，單向頂進最大長度130米。3、7+981.048+151.87段：7+981.04為綠化帶，地下管線較少 (只有一條電力電纜 ,可采取保護措施 ),可做頂管工作坑； 8+121處地下管線較多，不宜做工作坑，應將頂管段延長至

3、8+151.87沒有地下管線 ,且場地較好，很適合做工作坑。接受坑在 8+058.60處（綠化地上）。三、頂管工藝確定：1.頂進施工方法選用：采用中短距離直線法頂管，人工挖土的施工方法。2.管徑及管材：建議采用 DN1500MM二級鋼筋砼離心式 F型頂管，橡膠圈墊板石棉水泥接口。3.管內(nèi)底用 C15砼填充做安管平臺。 4.最大頂力計算及設(shè)備選型：按最大單向頂進長度（1）.頂力計算：130M、管頂埋深 5M計算對于頂力的計算，管徑、埋深、頂進長度、土質(zhì)、是否采用減阻礙措施，挖土工藝等都對頂力具有一定的影響，頂管的總頂力主要分為兩個部分：正面阻力和四周的摩擦力，即總頂力 F=F+F。12F1工具管

4、的正面阻力 (KN)，由于該工程采用擠壓式工具管，故2F =/4D（1-e）R1D工具管外徑（ M）；1.5+0.3=1.8M。e開口率 e=S/S =1.32732.545=0.5215。1 2S工具管開口面積； (取直徑 1.2M，0.78541.31.3=1.3273M 2)12工具管橫截面積（管道外徑 )；0.78541.81.8=2.545M。S222R擠壓阻力（ KN/M），取 R=400KN/M；故：F =3.14(41.81.8)（1-0.5215） 400=0.186（KN）。1F2管道摩擦阻力（ KN）：公式： FL管道總長度（ 130M）；f 單位長度管道摩擦阻力（ KN

5、/M）。管道的摩擦阻力是指管壁與土之2 2=f .L。2間的摩擦阻力，由于該工程采用觸變泥漿減阻措施，故f =.D.f；2D管道外徑（ M）(頂管所用管道壁厚一般為管內(nèi)徑為十分之一 )；2f管壁與土的平均阻力（取 4.5KN/M）；故：F = D f L2=3.14 1.85130=3673.8（KN）?？傢斄?F=F+F1 2=0.186+3673.8=3673.99(KN）。 （2）.頂管設(shè)備選型：從上面的計算結(jié)果可知，本工程的最大頂力為3673.99KN。為保證管道頂進時頂力有一定的富余系數(shù)，在選用頂管設(shè)備時，每坑采用2個 400T的千斤頂。單向頂進長度超過 90M時，加設(shè)中繼間。四、頂

6、管施工方案：1.工作坑施工：由于現(xiàn)場施工場地較狹窄，采用沉井施工方法，盡量減少工作面。2.接受坑施工：與工作坑同樣方法施工，在管道頂進到位時開始開挖，減少占用場地的時間。3.管道頂進：采用兩組 YDT4000型主油缸配對頂進，每個油缸的工作推力為 4000KN，油缸長度 2657MM。土方采用人工挖掘的方法施工。4.減阻措施： a.在管外壁均勻的涂上一層白蠟，減少管壁與土層的摩擦力； b.采用觸變泥漿減阻：膨潤土運到現(xiàn)場后分批測得膨潤土的膠質(zhì)值，按下表配制泥漿：膨潤土膠質(zhì)值6070膨潤土100水碳酸鈉2 352452461461470801001.522 3809010090 1001001.

7、52注： .泥漿要充分拌和并停滯 12小時以上方可使用。12 .注漿泵采用 BW250/50型注漿泵，壓力為 3050Kg/cm，排量為：150250升/分，在注漿時壓力控制在 0.10.2Mpa左右。3 .注漿孔位于管道兩側(cè)，每節(jié)管 2個注漿孔，頂管完成后要用水泥砂漿置換觸變泥漿，并將泥漿孔封堵。5.地下水排除措施：由于本工程地下水位較高，對安全施工構(gòu)成威脅，故考慮采用： a.當?shù)叵滤欢鄷r，在工作坑底板設(shè)置一集水坑，用抽水機直接排除；b.如遇地下水太大時，采用深井降水法降水。 6.遇淤泥流沙層措施：地質(zhì)資料顯示，沿線有淤泥流沙層，對管道頂進質(zhì)量及安全施工極為不利，宜采用分層注漿加固管道內(nèi)及

8、周圍土體的方法，具體為：采用管道內(nèi)“超前小導管注漿法”，即在管道內(nèi)按一定間距（宜）插注漿導管，外圈導管斜插角度為 15度；注漿材料為水玻璃水泥漿。五、工作坑結(jié)構(gòu)設(shè)計：0.5米為（一） .尺寸計算：1.長度:按正常狀態(tài)頂進時計算 :L b1+b2+b3+L1+L2+L3+L4其中： L 工作坑的最小長度；b1后座或后背墻厚度，設(shè)后座時取 b1=4060cm，設(shè)后背墻，無后座時取 b1=50160cm；由于本工程頂力較大，故取 b1=100cm；b2b3L1L2L3L4剛性頂鐵厚度，取 b2=30cm；環(huán)形頂鐵厚度，取 b3=15cm；下井管段長度，本工程管徑 DN1500，取 L1=800cm；

9、主油缸長度： YDT4000型工作推力為 4000KN，長度 1657。接管時留在坑內(nèi)管道的最小長度，取 L3=50cm；安裝富余量，由于本工程地方狹窄，故不作安裝富余量考慮，取 L4=80CM。故 L b1+b2+b3+L1+L2+L3+L4=1.0+0.3+0.15+8+1.657+0.5+0.8=12.4M取 L=12.4M2.寬度 :工作坑的寬度與管道外徑有關(guān)，另外還與坑的深度有關(guān)。因為較淺的坑，能放在地面的設(shè)備不再下坑，如油泵車、變電箱、電焊機和頂鐵等。較深的坑一般是井，為了提高施工效率，上述設(shè)備都要放在井下。所以前者工作坑較窄，后者較寬。淺工作坑： B=D+（2.02.4）深工作井

10、： B=2D+（2.02.4） 式中： B工作坑（井）的寬度（ M）；D管道的外徑（ M）；由于本工程工作坑深度在 6M以上，故其寬度按深工作井計算，即取：B=1.5D+（2.02.4）=1.51.8+2=4.7M，取 B=4.7M。3.深度：自地面至基坑（井）底板面的深度稱為工作坑（井）的深度，可按下式計算： H=H1+D+h式中： H1管頂覆土厚度 (M)；Dh管道外徑（ M）；操作空間高度（ M）取 h=0.8M，故工作坑的深度為H=H1+D+h=5+1.5+0.8=7.3M；（二） .坑壁及坑底結(jié)構(gòu)設(shè)計：地面142001000mm1620020mm厚鋼板預留孔洞C30鋼筋混凝土mm14

11、200004mm0碎石基層05500L500（三） .頂進后背墻設(shè)計：1.選用尺寸： 3500mm3500mm1000mm；2.做法：正面（與千斤頂接觸面）及側(cè)面用 20mm厚鋼板焊接成型，與剪力墻預埋件焊接，中間填充 C30鋼筋砼。 六、頂管工藝流程的質(zhì)量控制：頂管工作能否順利，導軌的安裝非常關(guān)鍵，本工程導軌采用軌道鋼，在安裝時應順直、平行、等高，縱坡與管道設(shè)計縱坡一致，安裝誤差為：軸線： 3MM；頂面高程： 0+3MM；兩軌內(nèi)距： 2MM；安裝軌道時應與底板預埋鐵牢固焊接，不能在使用中跑位。在頂管開始入土前，再仔細檢查一遍油泵，千斤頂?shù)陌惭b及運作狀態(tài)，注意設(shè)備的狀態(tài)，后背及軌道的安裝精度，

12、準確無誤后，方可放下工具管開始頂進工作。手工掘進頂管法前 10M非常關(guān)鍵，允許偏差必須控制在以下范圍內(nèi)，軸線3MM，高程 0+3MM，超過此范圍應及時糾正。在挖土時，要嚴格按下列要求挖掘，先中間，后四周，不超挖，勤收邊，四周的超挖量不大于 1.5CM。在頂進過程中要時刻觀察，并做好以下記錄：油泵油壓表讀數(shù)；注漿泵壓力讀數(shù)，過行管頭高程、軸線偏差；導軌及后背鐵的穩(wěn)定程度；土質(zhì)變化。如以上內(nèi)容正常，則繼續(xù)頂進；如發(fā)現(xiàn)異常，要仔細分析原因，并采取相應措施。七、頂管施工測量：先準確定出工作坑及接收坑的位置，坑底及走軌的標高；施工過程中重點控制軸線位置及高程；一般每頂進0.5米應對高程及軸線復核一次。八

13、、頂管糾偏： 糾偏是指工具管偏離設(shè)計軸線后，利用工具管的糾偏機構(gòu)或其它措施，改變管端的方向，減少軸線偏差的方法。當測量結(jié)果超出允許偏差范圍外，就要進行糾偏，糾偏主要靠工具管進行。糾偏時應做到以下幾點：1.糾偏應在頂進過程中糾偏，邊頂進邊糾偏；2.糾偏應用小角度來逐漸進行，不能急拐或突升突降；3.糾偏時應注意軸線校正后頂管頭的復位；4.每次糾偏均要仔細記錄其過程及糾偏值。九、頂管常見通病的分析與防治：頂管允許偏差控制：控制內(nèi)容管徑DN150050軸線位置管道內(nèi)底高程相鄰管間錯口30、4020(一).管道軸線偏差過大：1.現(xiàn)象：管道軸線與設(shè)計軸線偏差過大，使管道發(fā)生彎曲，甚至造成管節(jié)損壞，接口滲漏

14、。2.原因分析：(1). 地層正面阻力不均勻，使工具管受力不均勻，形成導向偏差，造成管道軸線偏差。(2). 頂管后背發(fā)生位移或不平整，使頂力合力線偏移，造成管道軸線偏差。(3). 千斤頂不同步，或千斤頂間頂力相差較大，或安裝精度不夠，造成頂力合力線偏差，使管道軸線發(fā)生偏差。3.預防措施： (1). 頂管施工前應對管道通過地帶的地質(zhì)情況認真調(diào)查，設(shè)置測力裝置，指導糾偏。糾偏應按照勤測量、勤糾偏、小量糾的操作方法進行。(2). 采用同種規(guī)格的千斤頂，使其頂力、行程、頂速相一致，保持頂力合力線與管道中心線相重合。(3). 加強頂管后背施工質(zhì)量的控制，確保后背不發(fā)生位移，并應使后背平整，以保證頂進設(shè)備

15、的安裝精度。(4). 頂進過程中應隨時繪制頂進曲線，以利指導頂進糾偏工作。4.治理方法：(1). 重新調(diào)整千斤頂行程、頂力、頂速，或重新調(diào)千斤頂?shù)陌惭b精度。(2). 對頂管后背進行加固，防止位移繼續(xù)發(fā)展，并確保后背平整。(3). 糾偏前應認真分析頂進曲線的發(fā)展趨勢，采取適當?shù)募m偏量，循序漸進，切不可操之過急，適得其反。(二).地面沉降與隆起：1.現(xiàn)象：頂管施工過程中或施工后，在管道軸線兩側(cè)一定范圍內(nèi)發(fā)生地面沉降或隆起，使管道周圍建筑物和道路交通及管道等公用設(shè)施受到影響，甚至危及到正常使用和安全。2.原因分析：(1). 開挖端面的取土量過多或過少，使工具管推進壓力與開挖土體壓力不平衡，造成地面沉

16、降或隆起。(2). 管道軸線偏差，或糾偏不當造成的土層土體損失。(3). 管道外圍環(huán)形空隙（工具管外徑與管外徑之差）引起的土層土體損失，或頂管完成后未置換泥漿造成的土體損失。(4). 管道接口不嚴密造成的水土流失。3.防治措施： (1). 施工前應對工程地質(zhì)條件和環(huán)境情況進行周密細致的調(diào)查，制定切實可行的施工方案，正確選用工具管，并對距離管道近的建筑物和其它設(shè)施采取相應的加固保護措施。(2). 設(shè)置測力裝置，以便掌握頂進壓力，保持頂進壓力與前端土體壓力的平衡。(3). 嚴密控制頂管軸線偏差，執(zhí)行勤測量、勤糾偏、小量糾的操作方法。(4). 在頂進過程中應及時足量地注入符合技術(shù)標準的潤滑支承介質(zhì)填

17、充管道外圍環(huán)形空隙。施工結(jié)束及時用水泥或粉煤灰等置換潤滑泥漿。(5). 嚴格控制管道接口的密封質(zhì)量，防止?jié)B漏。(三).頂力突然增大：1.現(xiàn)象：在頂進過程中頂進壓力突然增大。2.原因分析：(1). 土層塌方，或工具管前端遇障礙物，使摩阻力增大。(2). 管道軸線偏差形成彎曲，使摩阻力增大。(3). 減阻介質(zhì)，膨潤泥漿配比不當或注入不及時，或注入量不足，減阻效果降低，使摩阻力增大。(4). 頂進設(shè)備油泵、油缸、油路發(fā)生故障。(5). 頂進施工中，因故停頂時間過久，潤滑泥漿失水后，使減阻效果降低。3.防治措施：(1). 頂進過程中應嚴格執(zhí)行勤測量、勤糾偏、小量糾的操作要求，使管道軸線被控制在允許偏差

18、范圍以內(nèi)。(2). 按不同地質(zhì)條件配制適宜的泥漿，并采取同步注漿的方法，及時足量地注入泥漿。(3). 頂進施工前應對頂進設(shè)備進行認真的檢修保養(yǎng)。 (4). 停頂時間不能過久，發(fā)生故障應及時加以排除。4.治理方法：發(fā)生頂力過大的情況時，應立即停止頂進，查找原因，判明情況后采取相應措施進行處理。(四).鋼筋砼管道接口滲漏：1.現(xiàn)象：管道接口滲水、漏水。2.原因分析：(1). 管節(jié)和密封材料質(zhì)量不符合技術(shù)標準或在運輸、裝卸、安裝過程中管節(jié)被損壞。(2). 管道軸線偏差過大，造成接口錯位，間隙不均勻，填充材料不密實。(3). 接口或止水裝置選型不當。3.預防措施：(1). 嚴格執(zhí)行管節(jié)和接口密封材料的

19、驗收制度。(2). 嚴格控制管道軸線，按技術(shù)標準和操作規(guī)程進行施工。(3). 在管節(jié)的運輸、裝卸、停放、安裝過程中，應做到吊（支）點正確，輕裝輕卸，保護措施得當。(4). 認真進行接口和止水裝置的選型。4.治理方法：可采用環(huán)氧水泥砂漿或化學注漿的方法進行處理。(五).鋼筋混凝土管節(jié)裂縫：1.現(xiàn)象：管節(jié)縱向和環(huán)向有明顯裂縫，造成管道滲水、漏水。2.原因分析：(1). 管道質(zhì)量不合格。 (2). 頂進過程中頂力超過管節(jié)的承壓強度使管節(jié)損壞。或軸線偏差過大，致使管節(jié)應力集中而損壞。(3). 運輸、裝卸、停放、安裝方法不當，造成管節(jié)損壞。3.預防措施：(1). 嚴格執(zhí)行各管節(jié)質(zhì)量驗收標準。(2). 頂進時應嚴格控制管道軸線偏差，控制頂力在管節(jié)允許的承壓范圍以內(nèi)。(3). 在管節(jié)運輸過程中應采取管墊等保護措施，并應做到吊支點正確，輕裝輕卸。4.治理方法：應認真分析裂縫產(chǎn)生的原因和性質(zhì)，