頂管沉井施工工藝

1、頂管法施工技術(shù)頂管施工即在地表不挖下槽溝，以液壓為動(dòng)力將鋼管（含多節(jié)鋼管）或混凝土管從 A 點(diǎn)頂至 B 點(diǎn)的施工工藝，我公司經(jīng)多次工程實(shí)踐，形成該施工技術(shù)。工藝特點(diǎn)及適用范圍1、路下頂管，路上暢通；2、建筑物下頂管，不影響建筑物使用功能；3、縮短管道鋪設(shè)周期，降低工程造價(jià)顯著；4、設(shè)備單一，操作簡(jiǎn)便；5、本工藝所用管道的管節(jié)必須是國(guó)家定點(diǎn)廠家生產(chǎn)的合格產(chǎn)品；6、適用于鐵路、公路及不易或不宜開挖溝槽的地下管道施工。工藝原理及工藝流程明鋪管道改為以機(jī)械為動(dòng)力在地表下使管道從A 點(diǎn)轉(zhuǎn)移至 B 點(diǎn)。施工準(zhǔn)備 ?測(cè)量高程及軸線 ? 挖頂管工作坑 ?鋪頂管導(dǎo)軌 ?設(shè)置頂進(jìn)后背 ?安裝頂進(jìn)設(shè)備及吊放管節(jié) ?

2、挖土頂進(jìn) ?測(cè)量及糾偏 ?再次挖土（管中土）頂進(jìn)?測(cè)量循環(huán)作業(yè)直致完成。主要機(jī)械設(shè)備：吊裝設(shè)備、高壓油泵、大噸位千斤頂、后背樁及后背梁、導(dǎo)軌及出土工具、經(jīng)緯儀、水平儀。機(jī)具功能及數(shù)量根據(jù)被頂進(jìn)管節(jié)的直徑長(zhǎng)度及重量而定。施工要點(diǎn)1、頂管工作坑開挖要依照施工方案及具體環(huán)境進(jìn)行，坑的長(zhǎng)寬要視土質(zhì)，被頂管節(jié)的直徑、 長(zhǎng)度，機(jī)具設(shè)備，下管及出土方法而定。工作坑除安裝頂管的機(jī)具設(shè)備后背、導(dǎo)軌、頂進(jìn)管節(jié)以外，還要有利于向坑外出土和作業(yè)人員的操作。一般要求，工作坑上口前緣距路緣2m，安放管節(jié)后每側(cè)要有 1m 的工作面，管節(jié)后側(cè)與千斤頂之間要有利于出土的空間， 在有水的環(huán)境中要設(shè)置水坑及排水設(shè)施， 工作坑壁的放

3、坡系數(shù)根據(jù)土質(zhì)情況應(yīng)符合要求，坑底要夯實(shí)。2、導(dǎo)軌由四根鋼軌和若干枕木組成，枕木置在工作坑底下1/2枕木高的基土上，枕木間距800?1000mm ，鋼軌的長(zhǎng)度等于工作坑底面的長(zhǎng)度減去鋼軌樁所占的位置，鋼軌的間距要視被頂管節(jié)的外徑而定，一般要保證管節(jié)安放后下皮高出枕木上皮20mm ，千斤頂安裝后要與管節(jié)的橫截面有最大的接觸面，鋼軌安裝要平直， 前端抬頭要有 0.5-1.0% 的坡度。3、頂進(jìn)后背：后背的堅(jiān)固與否直接影響頂管的效果，所以，后背所具有的能力必須能滿足最大頂力的需要，后背由后背樁及后背梁，后背樁后面的夯實(shí)土所組成，后背樁一般以鋼軌代替，埋入坑底以下 1.5m 左右，樁后填土分層夯實(shí)，后

4、背樁平面垂直于頂進(jìn)方向的軸線，鋼制后背梁放在樁前的導(dǎo)軌上。頂進(jìn)后背的其它組成型式有砌筑毛石的，有預(yù)制鋼筋混凝土塊組合的。4、安裝頂進(jìn)設(shè)備和管節(jié)：頂進(jìn)設(shè)備由一臺(tái)高壓油泵和兩臺(tái)200?500t 千斤頂組成，千斤頂安在后背梁與管節(jié)之間，管節(jié)后端和千斤頂之間有專用鋼護(hù)圈及麻辨或橡膠墊對(duì)混凝土管端保護(hù)，管外壁涂石蠟做潤(rùn)滑劑， 減少頂進(jìn)摩阻力， 千斤頂通過傳力柱將管節(jié)頂入路基。5、挖土、頂進(jìn)、測(cè)量及糾偏：設(shè)備安裝后經(jīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)無異常即可掏土頂進(jìn)，掏土視土質(zhì)及管頂上部覆土厚度而掌握進(jìn)尺深度，土質(zhì)較密而且覆土較厚，有利于形成卸力拱，可以適當(dāng)多挖，土質(zhì)松散或覆土厚度較小，則要少挖，勤挖勤頂，挖土直徑不可超過管節(jié)的外

5、徑。挖土及運(yùn)土的工具根據(jù)管徑的大小而定，內(nèi)徑在 880?1500mm 的制做專用小車，內(nèi)徑在 1500mm 以上的可用雙輪小車直接出土，土的垂直運(yùn)輸可用吊車或電動(dòng)葫蘆。頂進(jìn)過程要時(shí)刻測(cè)量， 每一頂程過后， 要對(duì)管的高程及左右偏差測(cè)量一次，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾偏，糾正左右偏及抬頭扎頭的措施，可以在管的前端設(shè)一斜撐支于管前的土壁上，結(jié)合一側(cè)超挖土方， 隨頂隨糾偏。前兩節(jié)的銜接處，用鋼板焊制的鋼脹圈加固，做為防止偏差的一項(xiàng)措施。質(zhì)量要求及安全措施質(zhì)量要求：管道頂進(jìn)要求平直，管的中心偏離軸線不超過 3cm 為優(yōu)良。安全措施：1、施工前先與鐵路、公路及市政的有關(guān)部門進(jìn)行協(xié)調(diào)，施工方案經(jīng)有關(guān)管理部門同意后方可施

6、工。尤其是鐵路路基下進(jìn)行施工時(shí)，要隨時(shí)和鐵路部門聯(lián)系， 掌握過往列車的情況， 線路上有列車通過時(shí)嚴(yán)禁挖土和頂進(jìn)；2、挖土和頂進(jìn)時(shí)洞內(nèi)照明使用低壓行燈變壓器，洞內(nèi)不準(zhǔn)用明火；3、頂進(jìn)時(shí)停止挖土，傳力柱上和兩側(cè)不準(zhǔn)站人，所有傳力柱必須擺放順直；4、吊裝時(shí)坑內(nèi)人員要做好防護(hù)措施，并有專人指揮。5、頂管長(zhǎng)此 76m 時(shí)應(yīng)設(shè)給風(fēng)設(shè)施，防止缺氧。頂管施工工藝簡(jiǎn)介：本工程共有頂管工作井和接收井各一座，均位于蘇州工業(yè)園區(qū)內(nèi)，采用沉井施工， 工作井尺寸為 99米，壁厚 750mm，接收井尺寸為 95米，壁厚 600mm?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為 C30，抗?jié)B強(qiáng)度 0.6Mpa。頂管工作井為單向頂進(jìn)，沉井允許最大頂力為

7、6000KN。關(guān)鍵字： 市政工程，頂管，施工，工藝一、 工程概況本工程共有頂管工作井和接收井各一座，均位于蘇州工業(yè)園區(qū)內(nèi)，采用沉井施工，工作井尺寸為 99米，壁厚 750mm，接收井尺寸為 95米，壁厚 600mm?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為 C30，抗?jié)B強(qiáng)度 0.6Mp a。頂管工作井為單向頂進(jìn)，沉井允許最大頂力為 6000KN。以下為工作井沉井的主要施工方法。二、 地質(zhì)情況根據(jù)該地區(qū)的地質(zhì)勘察報(bào)告 顯示頂管主要位處于灰色粘質(zhì)粉土層。該土層含云母碎片，夾粉質(zhì)粘土及薄層粉砂。該土層特點(diǎn)：1、 含水率高； 2、重度高； 3、孔隙比高； 4、滲透系數(shù)高三、 工程特點(diǎn)在做沉井是時(shí)， 需注意周圍的官銜和建筑物，

8、 在沉井時(shí)需注意時(shí)刻進(jìn)行觀察，以確保施工安全和施工順利進(jìn)行。四、 沉井施工工藝井位測(cè)量定位 基坑開挖 分節(jié)高度的確定 刃腳支墊 刃腳模板支設(shè) 刃腳鋼筋的綁扎 刃腳混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù) 井壁模板支設(shè) 井壁鋼筋綁扎 井壁砼澆筑及養(yǎng)護(hù) 刃腳墊架拆除 挖土下沉 土方吊運(yùn) 測(cè)量控制與觀測(cè) 封底五、主要施工方法1、井位測(cè)量定位根據(jù)圖紙要求，定出井位中心點(diǎn)，放出基坑開挖范圍，并在四周放出攀線樁。2、基坑開挖根據(jù)沉井中心坐標(biāo)及水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量放樣?；娱_挖深度為原地面下 1.5m?？紤]到拆除墊層、支模、腳手架操作的需要，基坑四周寬比沉井寬 1m，四周挖排水溝、集水井。挖土用 1 臺(tái) 1m3履帶式反鏟挖土機(jī)挖土， 配

9、合人工修破和平整場(chǎng)地， 挖出的土方用汽車駁運(yùn)至棄土場(chǎng)地，基坑按 1：1 放坡。3、分節(jié)高度的確定根據(jù)設(shè)計(jì)要求，沉井分二節(jié)制作、一次下沉。一次制作總高度一般不超過短邊。依次高度若過大，施工比較困難，下沉?xí)r易引起傾斜，本工程沉井尺寸為99m，故采取分節(jié)澆注，一次下沉。分節(jié)高度應(yīng)保證其穩(wěn)定性， 并使沉井能在自重狀態(tài)下順利下沉，其下沉系數(shù) K 不小于 1.15 ?？砂聪率接?jì)算：K=（QB/ （ L（H-2.5 ）F+H） 1.15 （當(dāng) H5m時(shí)）式中 Q沉井輜重及附加荷載（t ）B被井壁排除的水重（ t ）當(dāng)采取排水下沉B=0H- 沉井下沉深度（ m）L沉井外部周長(zhǎng)（ m）2.5 按摩擦力在深5m時(shí)

10、達(dá)到最大值， 5m以下保持常值F單位面積摩擦力的平均值R刃腳反力，當(dāng)挖空時(shí)R=0.6下沉中如遇下沉困難， 在井壁與土層 2cm3cm間隙間進(jìn)行灌水，保證下沉順利進(jìn)行。施工順序是：第一節(jié)沉井混凝土澆好后 ，強(qiáng)度達(dá)到 75% 澆筑第二節(jié)混凝土，強(qiáng)度達(dá)到 100% 沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高處。4、刃腳支墊1）刃腳支設(shè)模板，有墊架法，半墊架法和無墊架法，本沉井高度比較高、重量重、忍腳踏面面積較小、地基強(qiáng)度較低，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)若采用枕木，枕木不易躊躇，施工時(shí)不理想，本沉井電曾采用黃砂基層上加砼墊層澆筑法， 墊層只做刃腳及底部隔梁， 砼墊層上刷隔離劑，然后在其上支設(shè)刃腳及井壁模板，澆筑混凝土。2）砼墊層根據(jù)刃

11、腳、井壁厚度、砼墊層寬度定為 1.5 米，經(jīng)計(jì)算砼墊層標(biāo)號(hào)選用 C20；墊層厚度為 20cm。（3）砂墊層砂墊層厚度根據(jù)沉井重量和墊層底部地基上的承載力計(jì)算。 經(jīng)計(jì)算采用 0.3m 厚砂墊層，寬度為 1.8m，選用中砂，用平板振動(dòng)器分層振搗（層厚小于 30cm）并灑水，控制干容重 1.6KN，地基應(yīng)清理整平后鋪設(shè)砂墊層， 使頂面保持在同一水平面上， 用水準(zhǔn)儀控制其標(biāo)高在 10mm偏差以內(nèi)，并在其空隙中墊砂夯實(shí)。5、模板支設(shè)沉井井壁采用定型模板組裝，不規(guī)則的地方， 以及井壁穿對(duì)穿螺栓處，軍采用非標(biāo)準(zhǔn)木模板。刃腳墊架上模板應(yīng)分段安裝，以便墊架拆除，刃腳上部井壁模板采用鋼模板進(jìn)行循環(huán)周轉(zhuǎn)?？紤]澆筑速

12、度快，由于是泵送商品砼對(duì)模板產(chǎn)生很大的側(cè)壓力，用28 槽鋼，以 16mm對(duì)拉螺栓固定，穿螺栓部位用10010055mm木模（等以后模板拆除后，用與砼成分相同的水泥砂漿替換），螺栓縱橫向間距均為0.750.6m，中部設(shè)止水片，與螺栓接觸的一圈滿焊。槽鋼用適當(dāng)支撐頂在外腳手架上保持模板穩(wěn)定， 并利用上一節(jié)沉井模板固定下一節(jié)沉井模板。外壁支模和混凝土澆筑， 在井架外搭設(shè)雙排鋼管腳手架。 內(nèi)壁模板支設(shè)，采取在上節(jié)沉井預(yù)埋鐵件的辦法焊懸腳手架， 隨著沉井下沉，而不影響井內(nèi)挖土，吊運(yùn)土等作業(yè)。對(duì)于井壁上預(yù)留管道孔，在制作時(shí)可保留外層鋼筋及澆筑外層砼， 內(nèi)側(cè)用磚臨時(shí)封堵， 待下沉就位后制作接頭或頂管頂進(jìn)時(shí)，

13、再鑿去，以利下沉?xí)r保證沉井的強(qiáng)度。6、鋼筋的制作安裝鋼筋在加工場(chǎng)機(jī)械成型，用雙輪水平運(yùn)輸，用 5T 履帶吊車進(jìn)行垂直吊裝就位人工綁扎。每節(jié)井壁豎筋分段綁扎，與上節(jié)井壁連接處，伸出插筋，接頭錯(cuò)開 1/4 ，并采用焊接連接方法，焊接長(zhǎng)度為 10cm雙面焊。為保證鋼筋位置正確，垂直鋼筋間距采用開槽口的木卡尺控制，水平筋間距選用一批豎筋按間距焊上短鋼筋頭控制。7、混凝土澆筑混凝土采用商品砼， 澆筑采用泵車輸送澆筑， 澆筑采用分層平鋪法，每層厚度控制在30cm-50cm均勻澆灌，一次連續(xù)澆灌完，灌注混凝土?xí)r應(yīng)沿著井壁四周對(duì)稱進(jìn)行，避免混凝土面高低相差懸殊 , 壓力不均而產(chǎn)生基底不均勻沉陷，每層混凝土要求

14、在 2 小時(shí)內(nèi)振搗完畢。兩節(jié)混凝土的接縫處設(shè)凹型水平縫，接縫處應(yīng)經(jīng)鑿毛及沖洗處理，先鋪上與砼內(nèi)砂漿成分相同的砂漿一層后再澆新砼。 混凝土采用自然養(yǎng)護(hù)。8、刃腳墊層拆除沉井井壁模板在混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%即可拆除，刃腳墊架在混凝土達(dá)到 100%強(qiáng)度始可拆除破土下沉。在破碎砼墊層之前，應(yīng)對(duì)封底及底板接縫部位混凝土進(jìn)行處理。破碎砼墊層應(yīng)在專人指揮下分區(qū)、依次、對(duì)稱、同步地進(jìn)行。拆除方法是先將砼墊層底部的砂挖去，使墊層沉，利用空壓泵汽錘或人工重鎊榔頭破碎，刃腳下隨即用砂或砂礫回填夯實(shí)，在刃腳內(nèi)外側(cè)應(yīng)夯實(shí)筑成小土堤， 以承擔(dān)部分井筒重量，接著破碎另一段，如此逐點(diǎn)進(jìn)行，破除墊層時(shí)要加強(qiáng)觀測(cè)，注意下沉是否均勻

15、，如發(fā)現(xiàn)傾斜，應(yīng)及時(shí)處理。9、挖土下沉該沉井采用派水下沉，因此，在沉井下沉?xí)r，采用吊機(jī)挖土，根據(jù)土質(zhì)情況，采用鍋底形挖土自重破土方式。抓斗在井內(nèi)抓土?xí)r，從中間向四周抓土，均衡對(duì)稱地進(jìn)行，使其能均勻豎直下沉。每層挖土厚度為 0.5m 左右，在抓斗施工不到的地方，用人工進(jìn)行挖掘，按順序分層逐漸往刃腳方向削薄土層，每次削 515cm，當(dāng)土垅擋不住刃腳方向全面、均勻、對(duì)稱地進(jìn)行，使均勻平穩(wěn)下沉。如碰到砂礫石或硬土層， 當(dāng)土垅削至刃腳， 沉井仍不下沉或下沉不平穩(wěn)，則需考慮在井壁上加壓鐵，以增加沉井的重量，使沉井能夠順利下沉。在沉井開始下沉和將沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，周邊開挖深度應(yīng)小于 30c m，避免發(fā)生傾斜。 尤其在開始下沉 5m以內(nèi)時(shí)，其平面位置與垂直度要特別注意保持正確，否則繼續(xù)下沉不易調(diào)整。在離設(shè)計(jì)深度20cm左右應(yīng)停止取土，依自重下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。10、土方吊運(yùn)沉井內(nèi)挖出的土方， 由人工鏟入 1m3左右的特制鐵桶， 用吊車垂直運(yùn)輸?shù)醭鼍猓糜谶吘売梅菲囘\(yùn)到棄土場(chǎng)堆放。11、測(cè)量控制與觀測(cè)沉井位置的控制，在井外地面設(shè)置縱橫十字控制樁，水準(zhǔn)基點(diǎn)。下沉?xí)r，在井壁上設(shè)十字控制線，并在四側(cè)設(shè)水平點(diǎn)，于壁外側(cè)用紅鉛油畫出標(biāo)尺