頂管專項方案

宿松縣污水處理工程（管網(wǎng)工程）頂管施工方案

施工單位：宜興市和橋市政工程公司編制人:李漢強

一、頂管工程簡介

本工程按設(shè)計圖紙統(tǒng)計頂管工作坑23個，管徑為800MM，1000MM1200MM三種規(guī)格管徑，根據(jù)設(shè)計情況，本標(biāo)段工程我公司將投入機械頂管設(shè)備3臺（配置4種規(guī)格的工具機頭）。

三臺設(shè)備流水施工網(wǎng)絡(luò)圖

(流水作業(yè)在時間、空間上聯(lián)系，以此類推整個頂管施工勞動力、機具計劃安排)

二、頂管施工原理

頂管施工的工藝原理是：在鋪設(shè)管道前管道線的一端事先建造一個工作坑，在坑內(nèi)的頂部軸線后方，布置一組行程較長的導(dǎo)軌。將敷設(shè)的管道放在主油缸前面的導(dǎo)軌上，管道的最前端安裝工具管，主油缸頂進(jìn)時，以工具管開始推著前面的管道擠過坑壁上的穿墻管，把管道壓入土中。與此同時，進(jìn)入工具管的泥土被不斷挖掘排出管外(取土的方法分機械取土、人工取土)。當(dāng)主油缸達(dá)到最大行程后縮回，放入頂鐵，主油缸繼續(xù)頂進(jìn)。如此不斷加入頂鐵，管道不斷向前延伸，當(dāng)坑內(nèi)上的管道幾乎全部頂入土中后，縮回主油缸，吊去全部頂鐵，將下一節(jié)管段吊下坑，安裝在管段的后面，接著繼續(xù)頂進(jìn)，如此循環(huán)施工，直至頂完全程。

三、頂管施工技術(shù)分析

（1）由于頂管為隱蔽工程，施工前需詳細(xì)了解和掌握地質(zhì)狀況和障礙狀況，根據(jù)我公司多年從事地質(zhì)工作的優(yōu)勢，施工前我們對頂管沿線將做一次全面的高密度電法（設(shè)備為地質(zhì)專用設(shè)備，可以探明地質(zhì)狀況、走向及地下障礙，德國進(jìn)口），使施工人員心中有數(shù)，并提前做出貼合實際的施工方案，采用有效防護(hù)措施。

(2)管道頂力計算

頂管施工技術(shù)的頂力計算是一項很重要的工作，它是正確選用施工機具和確定后背墻加固方案、施工進(jìn)度的依據(jù)。頂力計算公式較多，計算也相當(dāng)復(fù)雜，為了減少計算復(fù)雜程度和方便施工，結(jié)合我公司多年來的實際經(jīng)驗和有關(guān)技術(shù)資料提供的數(shù)據(jù)，可以按下列經(jīng)驗公式進(jìn)行計算。I、DN1200頂管工程單元頂管長度最大為160米，計算結(jié)果如下。

T=n*G*L=2×1.4×160=448(T)

T——總頂力

G——混凝土管單位重量（1.4t/m,DN1200F管）

L——單元頂距（M）

n——土質(zhì)系數(shù)（1.5—2.5），本工程計算取2

鋼筋砼管允許頂力為：

F=π/Kσt(d+t)

式中：F－混凝土管允許頂力；

K—安全系數(shù)取K=4

σ—混凝土抗壓強度（kpa,至少C40混凝土）

t—壁厚（m）,取t=0.12m

D—鋼筋混凝土管內(nèi)徑（mm）取d=1200mm管，

F=3.14/4*4000*(1.2+0.12)*0.12=II、D1000頂管工程單元頂管長度最大為100米，計算結(jié)果如下。

T=n*G*L=2×0.9×100=180(T)

T——總頂力

G——混凝土管單位重量（0.9t/m,DN1000F管）

L——單元頂距（M）

n——土質(zhì)系數(shù)（1.5—2.5），本工程計算取2

鋼筋砼管允許頂力為：

F=π/Kσt(d+t)

式中：F－混凝土管允許頂力；

K—安全系數(shù)取K=4

σ—混凝土抗壓強度（kpa,至少C40混凝土）

t—壁厚（m）,取t=0.1m

D—鋼筋混凝土管內(nèi)徑（mm）取d=1000mm管，

F=3.14/4*4000*(1.0+0.1)*0.1=345.4(T)采用640T頂管設(shè)備，滿足設(shè)備頂力大于要求總頂力。

T<F，保證頂進(jìn)長度時要求III、D800頂管工程單元頂管長度最大為70米，計算結(jié)果如下。

T=n*G*L=2×0.5×70=70(T)

T——總頂力

G——混凝土管單位重量（0.5t/m,DN800F管）

L——單元頂距（M）

n——土質(zhì)系數(shù)（1.5—2.5），本工程計算取2

鋼筋砼管允許頂力為：

F=π/Kσt(d+t)

式中：F－混凝土管允許頂力；

K—安全系數(shù)取K=4

σ—混凝土抗壓強度（kpa,至少C40混凝土）

t—壁厚（m）,取t=0.1m

D—鋼筋混凝土管內(nèi)徑（mm）取d=1000mm管，

F=3.14/4*4000*(0.8+0.1)*0.1=282.6(T)采用640T頂管設(shè)備，滿足設(shè)備頂力大于要求總頂力。

T<F，保證頂進(jìn)長度時要求

（4）后背墻結(jié)構(gòu)及抗力計算

后背墻作為千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu),要有足夠的強度和剛度,且壓縮變形要均勻.頂管過程中,后背壓力遠(yuǎn)大于土壁允許承載力f0一般粘土淤泥可按承載力僅150Kpa遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,因此我們將采取必要措施:采用雙層鋼板加雙排枕木，使f0達(dá)600Kpa。再根據(jù)頂進(jìn)需要的總頂力，核算后背受力面積，使后背墻單位上所受的力小于土體的允許承載力。

后背墻總承載力R＞T（總頂進(jìn)力）

R=S?f>TS=R/f

S=448/80=5.6M2

S—后背墻所需承壓面積（M2）

f—處理后背墻單位承載力80Mpa/m2

T—總頂進(jìn)力（T）

R—后背墻總承載力（T）

為加強安全系數(shù)D1200，D1000，D800的頂管后背墻寬度取3.5米，高取1.8四、設(shè)備選擇、頂進(jìn)

（1）設(shè)備選擇

頂進(jìn)設(shè)備主要包括千斤頂、高壓泵、頂鐵、工具管及運土設(shè)備等。千斤頂是頂管的主要設(shè)備，根據(jù)工程理論計算和實際情況，由于要求最大頂力為448T，為確保頂力要求，本工程選用的千斤頂為640T。

（2）頂進(jìn)前準(zhǔn)備根據(jù)設(shè)計軸線、高程、進(jìn)行頂管中線、高程放樣，以確定導(dǎo)軌的安裝高度和方向，測量放樣嚴(yán)格按三級放樣制度進(jìn)行測放復(fù)核，軸線測量采用DT—02L經(jīng)緯儀、高程測量采用AC24水準(zhǔn)儀。確定無誤后，放可進(jìn)行下道工序施工

頂進(jìn)前應(yīng)檢查全部設(shè)備，是否處于良好的狀態(tài)，工具管是否在導(dǎo)軌的中心線上，坡度和高程符合規(guī)范和設(shè)計要求后即可頂進(jìn)施工。

管前挖土是保證頂進(jìn)質(zhì)量及地上建筑物安全的關(guān)鍵，管前挖土的方向和開挖形狀，直接影響頂進(jìn)管位的準(zhǔn)確性，因為，管子在頂進(jìn)中是循已挖好的土壁前進(jìn)的，因此，管前周圍超挖應(yīng)嚴(yán)格控制，對于密實土質(zhì)，管端上方最好留有大于1.5cm空隙，以減少頂進(jìn)阻力，管端下部135度中心角范圍內(nèi)不得超挖，也可預(yù)留１cm厚土層，在管子頂進(jìn)時可防止管端下沉。

管前挖土長度，一般為千斤頂出鎬長度（1米）。由于本工程地層含水比較豐富，容易引起土方塌陷，因此在每掘進(jìn)40cm時頂進(jìn)一次確保工程安全。（3）掘進(jìn)機方向控制保證頂管機嚴(yán)格按設(shè)計軸線推進(jìn),不偏離設(shè)計軸線方向,必須及時觀測頂管動態(tài)數(shù)據(jù),從而調(diào)整頂管各施工參數(shù),指導(dǎo)頂管正確、安全推進(jìn)。在工作井后靠背前設(shè)置一牢固的測量平臺，平臺高度與軸線標(biāo)高相匹配，并可作不量調(diào)節(jié)，經(jīng)緯儀安置在平臺上，調(diào)整經(jīng)緯儀方向、高度與設(shè)計軸線一致。在機頭后殼體圓心處有一測量尺，根據(jù)經(jīng)緯儀的觀察即可讀出尾部的實際偏差，現(xiàn)場結(jié)合機頭前后殼體間隙角、機頭滾動角、二維傾斜讀數(shù)即可算出機頭的現(xiàn)存偏差及發(fā)展趨勢，從而進(jìn)行糾偏操作。另外，在機頭前方筒還安裝有傾斜儀傳感器，向操作人員顯示機頭的傾斜角度，以指導(dǎo)糾偏。（4）糾偏頂管允許偏差值：中心線位50mm；高程+30mm，-40mm。設(shè)置報警中心線：中線±25mm，高程+15mm，-20mm。在頂管中，由于周圍穿越土層的變化，頂力的不均勻，管道聯(lián)接的誤差等因素，均可能造成頂管中線偏離設(shè)計中線位置，當(dāng)管道偏差超過10mm時，需采取糾偏措施。糾偏動作主要由方向控制測量的成果指導(dǎo)。對某一糾偏動作，機頭前后殼體即在這方向上產(chǎn)生一定量的折角，在頂進(jìn)時，機頭即沿此方向糾偏。每次糾偏操作的執(zhí)行均需仔細(xì)討論、記錄，并密切觀察其后反映，當(dāng)班人員須將整個管道的線型偏差量以曲線圖形繪出，以利操作控制。為消除測量基準(zhǔn)的誤差，在頂進(jìn)50m處還要對測量基準(zhǔn)作一次全面復(fù)測。機頭進(jìn)洞前25米處，對機頭的偏差進(jìn)行一次精確的測量，確定糾偏控制措施，以確保機頭以盡可能小的偏差進(jìn)洞。糾偏時指導(dǎo)思想是“減緩發(fā)展，穩(wěn)慢回歸，平行找順，糾偏一半，反曲靠線，主動微調(diào)”。發(fā)現(xiàn)誤差時，不能急于歸位，找出原因，減緩誤差發(fā)展。第一步，找出誤差大的一面進(jìn)行糾偏工作，糾偏千斤頂在原基礎(chǔ)上的伸出量不超過2-4mm，這時誤差雖仍在增加，但已有回歸趨勢。第二步，經(jīng)過一段頂程后（3m左右）出現(xiàn)頂進(jìn)軸線與設(shè)計中心線平行時，可多頂一段距離（5～10m）。管體在頂進(jìn)中會接順一些已彎曲的土洞，第三步向設(shè)計中心靠攏，仍將千斤頂繼續(xù)伸出2mm左右，本著穩(wěn)慢原則，每頂2-3m可向設(shè)計中心靠近5mm，當(dāng)誤差已校正1/2時，反向糾偏千斤頂開始伸出（2mm），這時的機頭仍然向設(shè)計中心靠攏，但其軌跡可能已向反方向演變，故稱“反曲靠線”，只有這樣才能避免“矯枉過正”，軌跡忽左忽右。糾偏前，要根據(jù)機頭本身已存在的斜率和軌跡綜合分析，確定校正方向及糾偏千斤頂?shù)纳斐隽?。糾偏時要堅持勤測、勤調(diào)、微動的原則，每次糾偏一般情況不大于0.5，切忌猛糾、硬調(diào)。糾偏操作必須在頂進(jìn)中進(jìn)行，嚴(yán)禁在停止時糾偏。當(dāng)進(jìn)行主動糾偏時，應(yīng)會同技術(shù)人員共同研究進(jìn)行。

五、中繼間及管道接口

當(dāng)頂進(jìn)阻力超過主千斤頂?shù)娜菰S總頂力或砼管容許壓力或工作井后容許反推力時，采用中繼接力頂進(jìn)技術(shù)，實行分段頂進(jìn)，中繼間的殼體和砼管外徑相等，在管節(jié)上的移動有良好的水密性和潤滑性，中繼間安裝的位置數(shù)量通過壓力表反映的摩阻力確定；

接口是頂管工作的關(guān)鍵部分，保證頂管工程閉水試驗成功的關(guān)鍵，頂進(jìn)前應(yīng)對砼成品管、鋼環(huán)、橡膠密封圈和軟木襯墊均作詳細(xì)檢查，必須符合標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖的要求，頂進(jìn)前現(xiàn)場作試安試驗。

六、通風(fēng)、照明和降水

（1）通風(fēng)：由于地下工程施工，為了保障施工人員安全，我方將采用空壓機通過鍍鋅管向工作井及管內(nèi)工作面連續(xù)送風(fēng)，以保證工人和其它經(jīng)許可入內(nèi)的工作人員所吸入的空氣中含氧量不低于20%，其它有毒或有害氣體與灰塵等污染物的濃度不大于有害身體健康的濃度，并綜合考慮時間、溫度、濕度和幾種地下污染物的綜合作用，我方將裝置進(jìn)行檢測的設(shè)備，連續(xù)測量工作面的空氣指標(biāo)。

（2）照明：管道地方和入口，每隔10米安裝與養(yǎng)護(hù)最弱裝置度為100W的燈，頂管內(nèi)采用低壓安全工作燈，在每個工作面及坑底提供兩只電池供電手提燈，以用來處理緊急事件和檢查工程。（3）降水：根據(jù)本工程實際地質(zhì)情況，及位于河道邊施工的特點。開挖深度在4m以內(nèi)的工作井采用深井降水；管道頂進(jìn)段必須在管道兩側(cè)設(shè)置深井，單側(cè)深井中心距小于等于5米，雙側(cè)錯開布置。降水期間設(shè)專人看護(hù)水泵運行情況。

七、質(zhì)量檢測方法

（1）管線、管道和豎井的允許誤差

對管線、豎井和隧道內(nèi)表面的位置誤差不得大于下表中所規(guī)定的允許偏差

工程種類尺寸和偏角允許偏差（MM）管道和箱涵管道線型和標(biāo)高20頂管線型30標(biāo)高30豎井和井室垂直的1：300豎井完工后的直徑1%，不超過50MM設(shè)襯砌的豎井相鄰兩襯砌邊緣間的最大凸緣5（2）水準(zhǔn)儀測平面位置

在待頂管首固定一小十字架，在坑內(nèi)懸架一臺水準(zhǔn)儀，使水準(zhǔn)儀十字對準(zhǔn)十字架，頂進(jìn)時，如果出現(xiàn)十字架與水準(zhǔn)儀上十字發(fā)生偏聽偏差，則表明管道中心線發(fā)生偏差。

在待頂管首端固定一小十字架，在坑內(nèi)懸架一臺水準(zhǔn)儀，檢測時，若十字架在管首端相對位置不變，只要量出十字架交點的垂直距離，即可讀出待頂管頂進(jìn)的高程偏差

（3）.頂管偏差的校正方法見表校正方法具體作法使用條件挖土校正法在管子偏向設(shè)計中心的一側(cè)適當(dāng)超挖，以使迎面阻力減少，而在對方的一側(cè)不超挖或留坎，使迎面阻力增大，形成力偶，讓首節(jié)管子調(diào)向，逐漸回到設(shè)計位置偏差為：10~30mm頂木校正法用圓木或方木一根，一端頂在管子偏向設(shè)計一側(cè)內(nèi)管壁上，另一端支在墊有木板的管前土壤上，支架穩(wěn)固后，開動千斤頂，利用頂進(jìn)時頂木斜支管子所產(chǎn)生的分力，使管子得以校正。偏差不小30mm，挖土校正法無效時千斤頂校正法此法基本與頂木校正法相同，并配合挖土校正法的超挖的一側(cè)管端壁支上一個5~10T的小千斤頂，千斤頂?shù)鬃辖右欢添斈?，利用小千斤頂?shù)捻斄κ故坠?jié)管子調(diào)向，然后在繼續(xù)頂進(jìn)中，逐漸回到設(shè)計位置。偏差不小30mm，挖土校正法無效時加墊校正法在頂管的終端與頂鐵之間的適當(dāng)位置墊置一塊相應(yīng)厚度的鍥形鋼板，使頂管與頂鐵之間形成一個角度，頂進(jìn)時即可使頂管逐漸回到設(shè)計位置。挖土校正法無效時八、安全、文明措施1、加強進(jìn)場施工的安全教育和工程質(zhì)量教育，提高各崗位的安全、質(zhì)量意識。2、認(rèn)真貫徹安全操作規(guī)程，嚴(yán)格貫徹給水排水施工規(guī)范、嚴(yán)禁違章作業(yè)，確保地下原有管線不受破壞，公路交通不受影響?，F(xiàn)場操作人員必須穿戴整齊的工作服。3、工作井接收井設(shè)立標(biāo)志，危險現(xiàn)場有欄桿，重點部位設(shè)警號。4、加強現(xiàn)場管理，做到文明施工?，F(xiàn)場無雜物，泥漿不亂排，不污染環(huán)境。九、冬雨季施工措施（一）、雨期施工預(yù)防措施

（1）總包及各分包單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有工程的施工情況，結(jié)合工期、進(jìn)度要求，合理安排施工。雨期到來之前來不及完成但不影響工期的項目可安排到雨期后進(jìn)行。

（2）項目經(jīng)理是雨期施工生產(chǎn)質(zhì)量、安全第一責(zé)任人，對質(zhì)量、安全全面負(fù)責(zé)。成立以項目經(jīng)理為組長的雨期施工生產(chǎn)領(lǐng)導(dǎo)小組，明確小組成員的各自職責(zé)。應(yīng)設(shè)專人負(fù)責(zé)與氣象部門聯(lián)系，及時收聽氣象臺（站）天氣預(yù)報，隨時掌握氣象變化情況，以供施工參考。

（3）積極做好雨期施工的各項準(zhǔn)備工作，制定切實可行的雨期施工方案，對全體職工進(jìn)行一次全面的雨期施工質(zhì)量、安全生產(chǎn)教育。

（4）必須保證雨期臨時道路暢通無阻。

（5）備足、備齊防雨、防汛、防潮、防暑、防臺風(fēng)等各種雨期施工器材物資。

（6）雨期到來前對生活和生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行一次全面的防雨、防汛、防潮、防風(fēng)暴、防雷擊檢查，并及時予以維修加固。

（7）在鋼筋林立的場所，雷雨時不得操作和站人。

（8）雨天、霧天及六級以上大風(fēng)應(yīng)停止一切高空作業(yè)。

（9）高空作業(yè)的工人必須穿防滑鞋，戴安全帽，系安全帶，安全帶必須掛在牢固可靠的地方。

（10）怕水、怕潮的物資，要做到按計劃小批量進(jìn)場，先進(jìn)場的先用、后進(jìn)場的后用，做到周轉(zhuǎn)循環(huán)，不得長期積壓。（11）在暴風(fēng)雨期間，所有高空作業(yè)均應(yīng)停止施工，施工人員全部退到安全地方。（12）高壓電和接地避雷線附近嚴(yán)禁站人。

有專人查看基坑有無滑坡現(xiàn)象，腳手架、塔吊有無危險情況，所有電器設(shè)備是否漏電等，如發(fā)現(xiàn)有異常現(xiàn)象要立即進(jìn)行處理。

（13）各種怕水、怕潮的材料要查看是否安置妥當(dāng)，若漏雨受潮，則必須立即采取措施。受潮、見水的外加劑、粉煤灰禁止使用。

（14）沿現(xiàn)場四周檢查有無閘刀箱傾倒、電纜線泡水、電纜拉開、破皮等現(xiàn)象，確保無誤后，方可恢復(fù)現(xiàn)場供電。（15）檢查施工現(xiàn)場外圍護(hù)設(shè)施，重點檢查安全網(wǎng)、圍護(hù)網(wǎng)有無拉脫、破損情況。

（16）檢查現(xiàn)場大型機械設(shè)備的安全狀態(tài)、機械性能。（二）、冬期施工

本地區(qū)據(jù)近五年安慶氣象資料，冬季基本以暖冬，一月份平均氣溫3.4℃，野外夜間最低氣溫僅為-4℃，下雪天平均1-3天，因此，冬期施工不像北方地區(qū)。故重點需要做好以下點：

(1)施工場地、施工便道等處要做好防凍、防滑措施。

(2)工地嚴(yán)禁明火，防止火災(zāi)。

(4)入冬時，要注意及時收集天氣預(yù)報，尤其是日平均氣溫，若連續(xù)三天平均氣溫降到10℃十、頂管工程質(zhì)量防治

A、管道軸線偏差防治

1）預(yù)防措施

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；采用同種規(guī)格的千斤頂，使其頂力、行程、頂速相一致，保持頂力合力與管道中心線相重合；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(yīng)使后背平整，以保證頂進(jìn)設(shè)備的安裝精度；頂進(jìn)過程中應(yīng)隨時繪制頂進(jìn)曲線，以利指導(dǎo)工作。

2）治理方法

（1）重新調(diào)整千斤頂行程、頂力、頂速或重新調(diào)整千斤頂?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）糾編前應(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。

B、地面沉降與隆起防治

（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(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)壓力與土體壓力的平衡。

（3）

嚴(yán)格控制頂管軸線偏差，執(zhí)行勤測量，勤糾偏，小量糾的操作方法。

(4)頂進(jìn)過程中應(yīng)及時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。

C、頂力突然增大防

(1)頂進(jìn)過程中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行勤測量，勤糾偏，小量糾的操作方法，使管道軸線被控制在允許偏范圍以內(nèi)。

(2)不同地質(zhì)條件配制適宜泥漿，并采取同步注漿的方法，及時足量地注入泥漿。

(3)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)。

(4)停頂時間不能過久，發(fā)生故障應(yīng)及時加以排除。

D、工具管旋轉(zhuǎn)防治

(1)遇前端土層軟硬不均勻時，應(yīng)采取多挖硬、少挖軟的方法。

(2)頂進(jìn)前應(yīng)將千斤頂調(diào)試好，要采用同種規(guī)格的油缸，并使液壓泵到各千斤頂之間的距