鋼筋混凝土管頂管施工方案

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(diǎn)，采用頂鋼筋砼套管，在套管內(nèi)安裝燃?xì)夤艿赖氖┕し椒?。具體位置（樁號）：4+7005+435 7+981.04 8+151.87。二、現(xiàn)場施工條件分析：1.4+7005+435段：該段包括兩個(gè)路口及快車道，4+700位置是綠化帶， #坑） ； 5+358 圖紙顯示沒有地下管線等障礙，可定為工作坑位置（ 1 處為塘西酒家停車場，且地下管線非常

2、密集，不適宜做工作坑，因此，該段管線應(yīng)延長#坑）； 4+915.385 處為平面至 5+435處，該處為空地，障礙少，可做工作坑（#坑：由于該處為轉(zhuǎn)點(diǎn)，故該坑只能做一個(gè)方向頂 2 轉(zhuǎn)點(diǎn)，在該處做工作坑（#坑在樁號5+000和45+171.19 進(jìn)， 最后做 3 處，該兩坑的接受坑） ； 3坑及個(gè)地方均沒有地下障礙，同時(shí)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(shí)際布置，單向頂進(jìn)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(hù)措施）, 可做頂管工作坑； 8+121 處地下管線較多，不宜做工作坑，

3、應(yīng)將頂管段延長至 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(jìn)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 DN1500MML級鋼筋硅離心式F型頂管，橡 膠圈墊板石棉水泥接口。硅填充做安管平臺。C15管內(nèi)底用3.4.最大頂力計(jì)算及設(shè)備選型：按最大單向頂進(jìn)長度130M管頂埋深5M計(jì)算（ 1） . 頂力計(jì)算：對于頂力的計(jì)算，管徑、埋深、頂進(jìn)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(gè)部分：正面阻力和四周的摩

4、擦力，即總頂力F=F+E 21F工具管的正面阻力（KN）,由于該工程采用擠壓式工具管，故 12 （1-e） X RF=k /4Di D 工具管外徑（M）; 1.5+0.3=1.8M。e 開口率 e=S/S=1.3273 +2.545=0.5215。212） X1.3=1.3273M,0.7854X 1.3（ S 工具管開口面積；取直徑 1.2M12 1.8=2.545M X 1.8 X0.7854 S 工具管橫截面積（管道外徑）； 222； R=400KN/MKN/M ,取 R-擠壓阻力（故：F=3.14+ （4 X 1.8 X 1.8） X （1-0.5215 ） X 400=0.186 （

5、KN）。尸管道摩擦阻力（KN： 公式： F=f.L 。 222 L 管道總長度（130M） ；f 單位長度管道摩擦阻力（ KN/M） 。 管道的摩擦阻力是指管壁與土之 2 間的摩擦阻力，由于該工程采用觸變泥漿減阻措施，故f=兀.D.f ; 2 D 管道外徑（MD （頂管所用管道壁厚一般為管內(nèi)徑為十分之一） ；2）; 管壁與土的平均阻力（取 4.5KN/Mf故：F=% - D- f L 2=3.14 x 1.8 X5X 130=3673.8（ KN） 。總頂力 F=F+F 21 =0.186+3673.8） 。=3673.99（KN （ 2） . 頂管設(shè)備選型：從上面的計(jì)算結(jié)果可知，本工程的最大

6、頂力為3673.99KN。為保證管道頂進(jìn)時(shí)頂力有一定的富余系數(shù)， 在選用頂管設(shè)備時(shí)， 每坑采用 2 個(gè)400T 的千斤頂。單向頂進(jìn)長度超過90M時(shí)，加設(shè)中繼間。四、頂管施工方案：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(jìn)到位時(shí)開始開挖，減少占用場地的時(shí)間。3. 管道頂進(jìn)：采用兩組YDT40001主油缸配對頂進(jìn)，每個(gè)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(yùn)到現(xiàn)場后

7、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)值膨潤土水碳酸鈉2100 3 524 60 701.5100 2 80 70 5242100 614 80 90 3 1.5100 100614 290.泥漿要充分拌和并停滯12小時(shí)以上方可使用。注：O.注漿泵采用BW250/50型注漿泵，壓力為3050Kg/cm,排量為：O2150250升/分，在注漿時(shí)壓力控制在 0.10.2Mpa左右。.注漿孔位于管道兩側(cè)，每節(jié)管2個(gè)注漿孔，頂管完成后要用水泥O 3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(dāng)?shù)叵滤欢鄷r(shí)，在工作坑

8、底板設(shè)置一集水坑，用抽 水機(jī)直接排 如遇地下水太大時(shí)，采用深井降水法降水。b.除；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(jìn)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)及周圍土體 的方法，具體為：采用管道內(nèi)“超前小導(dǎo)管注漿法”，即在管道內(nèi)按 一定間距（0.5米為宜）插注漿導(dǎo)管，外圈導(dǎo)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(jì)：（一）.尺寸計(jì)算：1 .長度：按正常狀態(tài)頂進(jìn)時(shí)計(jì)算：L A b1+b2+b3+L1+L2+L3+L4其中：L工作坑的最小長度；bl 后座或后背墻厚度，設(shè)后座時(shí)取 b1=40 60cmi,設(shè)后背墻，無后座時(shí)取b1=50160

9、cmi由于本工程頂力較大，故取 b1=100cm；b2剛性頂鐵厚度，取b2=30cm；b3環(huán)形頂鐵厚度，取b3=15cm；L1下井管段長度，本工程管徑DN1500取L1=800crr(L2 主油缸長度：YDT400理工作才隹力為4000KN長度 1657。L3 接管時(shí)留在坑內(nèi)管道的最小長度，取L3=50cm；L4 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LAb1+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?yàn)檩^

10、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(jī)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 )2.42.0 (B=2D探工作井：M工作坑（井）的寬度（）； 式中：B M）;管道的外徑（6M以上，故其寬度按深工作井計(jì)算，即?。?由于本工程工作坑深度在 B=4.7M。X1.8+2=4.7M,取 B=1.5D+（2.02.4 ） =1.5深度：自地面至基坑（井）底板面的深度稱為工作坑（井）的深 3.H=H1+D+h 度，可按下式計(jì)算：；H1式中：管頂覆土厚度（M）; D 管道外徑（M ,故工作坑的深度

11、為 M取h=0.8M h操作空間高度（；H=H1+D+h=5+1.5+0.8=7.3M 坑壁及坑底結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（二）.地面，。14200 1000mm。16200 20mm 厚鋼板C30鋼筋混凝土預(yù)留孔洞m 200。14m004mm辛石基層005 500L500（三）.頂進(jìn)后背墻設(shè)計(jì)：1 .選用尺寸：3500mrK 3500mrK 1000mm2 .做法：正面（與千斤頂接觸面）及側(cè)面用20mmi鋼板焊接成型，與剪 鋼筋砼。 C30 力墻預(yù)埋件焊接，中間填充六、頂管工藝流程的質(zhì)量控制：頂管工作能否順利， 導(dǎo)軌的安裝非常關(guān)鍵， 本工程導(dǎo)軌采用軌道鋼，在安裝時(shí)應(yīng)順直、平行、等高，縱坡與管道設(shè)計(jì)縱坡一致

12、，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(shí)應(yīng)與底板預(yù)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(xì)檢查一遍油泵， 千斤頂?shù)陌惭b及運(yùn)作狀態(tài)，注意設(shè)備的狀態(tài)，后背及軌道的安裝精度，準(zhǔn)確無誤后，方可放下工具管開始頂進(jìn)工作。手工掘進(jìn)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(yīng)及時(shí)糾正。在挖土?xí)r，要嚴(yán)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(jìn)過程中要時(shí)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(dǎo)軌及后背鐵的穩(wěn)定程度；土質(zhì)變化。如以上

13、內(nèi)容正常，則繼續(xù)頂進(jìn)；如發(fā)現(xiàn)異常，要仔細(xì)分析原因, 并采取相應(yīng)措施。七、頂管施工測量：先準(zhǔn)確定出工作坑及接收坑的位置，坑底及走軌的標(biāo)高；施工過程中重點(diǎn)控制軸線位置及高程；一般每頂進(jìn)0.5米應(yīng)對高程及軸線復(fù)核一次。八、頂管糾偏：糾偏是指工具管偏離設(shè)計(jì)軸線后，利用工具管的糾偏機(jī)構(gòu)或其它措施，改變管端的方向，減少軸線偏差的方法。當(dāng)測量結(jié)果超出允許偏差范圍外，就要進(jìn)行糾偏，糾偏主要靠工具管進(jìn)行。糾偏時(shí)應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：1 .糾偏應(yīng)在頂進(jìn)過程中糾偏，邊頂進(jìn)邊糾偏；2 .糾偏應(yīng)用小角度來逐漸進(jìn)行，不能急拐或突升突降；3 .糾偏時(shí)應(yīng)注意軸線校正后頂管頭的復(fù)位；4 .每次糾偏均要仔細(xì)記錄其過程及糾偏值。九、頂管

14、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DN1500軸線位置50管道內(nèi)底高程+ 30、-40相鄰管間錯(cuò)口20管道軸線偏差過大： ( 一).1. 現(xiàn)象：管道軸線與設(shè)計(jì)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。 原因分析： 2. 地層正面阻力不均勻，使工具管受力不均勻，形成導(dǎo)向偏差，造成管(1). 道軸線偏差。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 (2). 差。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(3) . 力合力線偏差，使管道軸線發(fā)生偏差。 預(yù)防措施： 3.(1) . 頂管施工前應(yīng)對管道通過地帶的地質(zhì)情況認(rèn)真調(diào)查， 設(shè)置測

15、力裝置，指導(dǎo)糾偏。糾偏應(yīng)按照勤測量、勤糾偏、小量糾的操作方法進(jìn)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(qiáng)頂管后背施工質(zhì)量的控制，確保后背不發(fā)生位移， 并應(yīng)使后背平整，以保證頂進(jìn)設(shè)備的安裝精度。(4) .頂進(jìn)過程中應(yīng)隨時(shí)繪制頂進(jìn)曲線，以利指導(dǎo)頂進(jìn)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(jìn)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(yīng)認(rèn)真分析頂進(jìn)曲線的發(fā)展趨勢， 采取適當(dāng)?shù)募m偏量，循序漸進(jìn)，切不可操之過急，適得其反。(二). 地面沉降與

16、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(jìn)壓力與開挖土體壓力不平衡，造成地面沉降或隆起。(2) .管道軸線偏差，或糾偏不當(dāng)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(yán)密造成的水土流失。防治措施： 3.(1) .施工前應(yīng)對工程地質(zhì)條件和環(huán)境情況進(jìn)行周密細(xì)致的調(diào)查，制定切實(shí)可行的施工方案， 正確

17、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(yīng)的加固保護(hù)措施。(2) . 設(shè)置測力裝置， 以便掌握頂進(jìn)壓力， 保持頂進(jìn)壓力與前端土體壓力的平衡。(3) .嚴(yán)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(jìn)過程中應(yīng)及時(shí)足量地注入符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的潤滑支承介質(zhì)填充管道外圍環(huán)形空隙。 施工結(jié)束及時(shí)用水泥或粉煤灰等置換潤滑泥漿。(5) . 嚴(yán)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(jìn)過程中頂進(jìn)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) .

18、減阻介質(zhì)， 膨潤泥漿配比不當(dāng)或注入不及時(shí)， 或注入量不足，減阻效果降低，使摩阻力增大。(4) .頂進(jìn)設(shè)備油泵、油缸、油路發(fā)生故障。(5) .頂進(jìn)施工中，因故停頂時(shí)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(jìn)過程中應(yīng)嚴(yán)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(shí)足量地注入泥漿。頂進(jìn)施工前應(yīng)對頂進(jìn)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真的檢修保養(yǎng)。 (3).(4) . 停頂時(shí)間不能過久，發(fā)生故障應(yīng)及時(shí)加以排除。4. 治理方法：發(fā)生頂力過大的情況時(shí)，應(yīng)立即停止頂進(jìn)，查找原因，判明情況后采取相應(yīng)措施進(jìn)行處

19、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(biāo)準(zhǔn)或在運(yùn)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(cuò)位，間隙不均勻，填充材料不密實(shí)。(3) .接口或止水裝置選型不當(dāng)。3. 預(yù)防措施：(1) .嚴(yán)格執(zhí)行管節(jié)和接口密封材料的驗(yàn)收制度。(2) .嚴(yán)格控制管道軸線，按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程進(jìn)行施工。(3) .在管節(jié)的運(yùn)輸、裝卸、停放、安裝過程中，應(yīng)做到吊(支)點(diǎn)正確，輕裝輕卸，保護(hù)措施得當(dāng)。(4) .認(rèn)真進(jìn)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(xué)注漿的方法進(jìn)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。管道質(zhì)量不合格。 (1).(2) . 頂進(jìn)過程中頂力超過管節(jié)的承壓強(qiáng)度使管節(jié)損壞。 或軸線偏差過大，致使管節(jié)應(yīng)力集中而損壞。(3) .運(yùn)輸、裝卸、停放、安裝方法不當(dāng)，造成管節(jié)損壞。3. 預(yù)防措施：(1) .嚴(yán)格執(zhí)行各管節(jié)質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。(2) .頂進(jìn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)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(yùn)輸過程中應(yīng)采取管墊等保護(hù)措施， 并應(yīng)做到吊支點(diǎn)正確，輕裝輕卸。4. 治理方法：應(yīng)認(rèn)真分析裂縫產(chǎn)生的原因和性質(zhì)， 根據(jù)不同受力情況