淮安市某污水管網頂管施工方案

淮陰市污水管網工程（專項施工方案案）頂管施工方案編制人：審批人：建設單位：施工單位：1994.4一、工程概況本工程大大部分主管采采用頂管施工工工藝。具體工程數量如如下：d80029444米；d1000014002米；d120004773米；d150004495米；d16500120米。.工程特點點:地質結構復復雜，埋置深深、地下管線線及構筑物眾眾多，施工難難度較大，工工期較緊。為保證證工程順利進進行，應考慮慮各種不利因因素條件下工工程施工時如如工作面通風風、排水、襯襯砌的技術措措施和各種事事故如管道及及豎井補漏、工工作面塌方處處理方法，制訂合合理技術措施施，精心組織織施工，以確確保優(yōu)質、高高速、順利完完成施工任務務。二、施工部署根據工程場地管管線較多，地地質條件復雜雜，工期較緊緊的特點，采采取頂管工作作井和接收井井同時施工,工作井完成成后,各條管道同同時頂管施工工。1.施工順順序頂管施工泥水平平衡掘進頂管管施工，如遇遇流砂層，則則將工具管密密封，加氣排排水，水力出出泥。施工順順序為:先施工頂進進工作井和接接收井,再進行管道道頂進,后在工作井井和接收井中中施工檢查井井。2．施工維護現(xiàn)場穿越高速公公路的頂管施施工，必須采采取一定的維維護措施。由由于頂管工作作井和接收井井均設在高速速公路紅線范范圍外。所以以只考慮在工工作井、接收收井施工的范范圍內采取打打樁維護，以以防基坑坍塌塌。影響高速速公路路基穩(wěn)穩(wěn)定性。至于于高速公路路路基基底情況況及沿線的管管線資料，希希望有關部門門提供。在施施工時侯，我我們要考慮避避讓或調整管管底標高。3.施工工藝流流程工作開始測量放線測量放線放樣復核放樣復核工作井施工工作井施工地面設備安裝工作坑設備安裝地面設備安裝工作坑設備安裝2#管出洞準備注漿材料準備1#管出洞準備注漿材料準備2#管出洞準備注漿材料準備1#管出洞準備注漿材料準備挖土運土挖土運土挖土運土注漿推進推進注漿注漿推進推進注漿卸管、接口安裝卸管、接口安裝卸管、接口安裝卸管、接口安裝進洞進洞進洞進洞取工具管取工具管取工具管取工具管檢查井施工檢查井施工工作結束工作結束三、施工準備工工作1.生產準準備⑴進行施工測量量和放線工作作。⑵確定管線范圍圍內及施工用用地內所有障障礙物，如管線、電電線桿、高架架橋墩等的準準確位置?，F(xiàn)現(xiàn)場調查頂管管地段內主要要障礙物有排排水管、供水水管、水掣井井、電力電訊訊管道和渠箱箱位置和標高高，地面交通通情況較復雜雜。⑶按施工平面布布置圖修建臨臨時設施，安安裝臨時用水水、用電線路路，并試水、試試電、修好臨臨時排水溝。⑷訂購所需鐵井井蓋、井圈。⑸進行頂管所用用非標準設備備的安裝。2.技術準準備⑴組織現(xiàn)場施工工人員學習，審審查施工圖紙紙和進行各專專業(yè)圖紙會審審，進行設計計要求和施工工技術交底。⑵編制好頂管施施工工藝卡，做做好頂管施工工人員的再培培訓工作。⑶繪制臨時工程程及施工非標標準設備工具具圖紙。四、主要項目施施工方法頂管法是依依靠人工或機機械在管內端端部挖掘土壤壤，然后在工工作坑內借助助頂進設備，把把敷設的管子子按設計中線線和高程的要要求頂入，并并用水力或小小車將土從管管中運出。掘掘進頂管采用用承口鋼筋混混凝土管。管節(jié)與接頭由于本本管道為污水水管道，為防防止污水滲漏漏和地下水涌涌入，管節(jié)間間必須有可靠靠的防水措施施。頂管管材材采用承口加加強型鋼筋混混凝土管，雙雙層鋼筋網在在端部加密。接接頭采用“T”形鋼板套環(huán)環(huán)。鋼套環(huán)厚厚度6毫米，管端端面安裝“O”形橡膠止水水環(huán)，頂進完完畢后填塞環(huán)環(huán)氧樹脂砂漿漿。2、工作作坑的布置工作坑是頂頂管施工的工工作場所。其其位置可根據據以下條件確確定:⑴根據管線設計計，工作坑可可選在檢查井井處；⑵單向頂進時，應應選在管道下下游端，以利利排水；⑶考慮地形和土土質情況,有無可利用用的原土后背背；⑷工作坑與可能能穿越的建筑筑物要有一定定安全距離；；⑸距水、電源較較近的地方等等。根據施施工現(xiàn)場實際際情況，擬設設頂管工作井井一個，接收收井一個。3、工作坑坑的尺寸工作坑應有有足夠的空間間和工作面，保保證下管、安安裝頂進設備備和操作間距距，坑底長、寬寬尺寸可按如如下公式計算算：底寬W＝D＋(2..4～3.2)式中W──工工作坑底寬度度(m);D──被頂進管管子外徑(m);底長L＝L1＋L22＋L3＋L4＋L5式中L──工工作坑底長(m)；L1──管子頂頂進后，尾端端壓在導軌上上的最小長度度，混凝土管管一般留0.3m。L2──每節(jié)管管子長度(m);L3──出土工工作間隙，根根據出土工具具確定,一般為1.0～1.5m;;L4──千斤頂頂長度(m)L5──后背所所占工作坑厚厚度(m)。考慮到坑內內后背采用人人工挖孔樁和和混凝土墩，受受力面鋪設鋼鋼板，壁后灌灌注水泥漿加加固,本工程工作作井Y5和接收井Y7采用6×4m矩形井，井井內設集水坑坑。4、工工作井的施工工頂管法施工的工工作坑，它作作為臨時施工工過程進、出出口以及建成成永久性地下下管線檢查井井。工作井采用沉井井法施工?？伎紤]到此處地地下水位較高高，且井穿透透砂層，為防防止流砂，采采用不排水下下沉的施工方方法，必要時時還可向井內內注水，使井井內水位稍高高于地下水位位。為防止井筒傾斜斜，挖土時注注意對稱均衡衡挖土。且鍋鍋底深度不應應超過0.5米。待下沉沉到施工所需需高程時，立立即在水下封封底。封底時時，先鋪墊碎碎石墊層和進進行混凝土墊墊層的水下澆澆筑，并留鋼鋼封水管，待待混凝土達到到應有強度后后將水抽去，封封閉鋼封水管管，再做底板板。沉井過程中常見見問題的處理理（1）井筒傾斜斜的觀測及校校正：由于刃腳腳下面的土質質不均勻井壁壁四周的土壓壓力不均衡，挖挖土操作不對對稱以及刃腳腳下有障礙物物，可能造成成井筒傾斜。因因此在沉井過過程中，必須須隨時觀測傾傾斜情況。采采用垂球觀測測的方法。由于井筒筒內四周挖土土不均或土質質不均，地耐耐力不一致導導致的井筒傾傾斜，可采用用挖土的方法法加以校正。即即在下沉較慢慢的一側多挖挖土。如此法法不足以校正正時，可在井井筒外壁一邊邊開挖土放，相相對一邊回填填土方。此外外還可以采用用加載的方法法加以校正。（2）井筒不不沉或突沉如井壁四四周的土不易易下滑導致下下沉緩慢或不不能下沉時，采采用高壓水槍槍進行沖射，水水槍沿井壁布布置，沖動刃刃腳部分的土土，使井下沉沉。若是由于于障礙物阻擋擋，則挖去障障礙物。為防止突沉，鍋鍋底開挖深度度一般不得超超過0.5米。（3）井筒裂裂縫由于井筒四周土土壓力不均，挖挖土時遇到障障礙物支撐井井筒的若干點點而混凝土強強度較低都有有可能產生裂裂縫。因此，施工時應應使井筒達到到規(guī)定強度后后，方可下沉沉。也可在方方便挖土的前前提下在井筒筒內安設支撐撐。井筒產生裂縫后后，必須在井井筒外面挖土土，減少該向向的土壓力，或或拆除障礙物物，防止裂縫縫繼續(xù)擴大。同同時用水泥沙沙漿，環(huán)氧樹樹脂或其他補補強材料涂抹抹裂縫進行補補救。（4）沉井的抗抗浮由于沉井位于于地下含水層層內，可能產產生上浮。施工過程中，可可以采取增加加構筑物的附附加荷載，增增加下沉摩阻阻力，減少刃刃腳開挖深度度，防止地面面水流入等措措施抗浮。封封底時結構重重量為：w結=1884噸封底時水位約33米，浮力為為：w水=1228噸結構重量大于浮浮力，符合抗抗浮要求。w結>w水水5、工作作坑導軌設置置及基礎加固固工作坑底可可根據土質、管管子重量及地地下水情況,做好基礎，以以防止工作坑坑底下沉，導導致管子頂進進位置的偏差差。⑴導軌的作用是是引導管子按按設計的中心心線和坡度頂頂進，保證管管子在頂入土土之前位置正正確。導軌安安裝牢固與準準確對管子的的頂進質量影影響較大，因因此，安裝導導軌必須符合合污水管中心心、高程和坡坡度的要求。本工程采用用38kg鋼軌作導軌軌。⑵基礎采用鋼筋混混凝土基礎，當當工作坑底土土質松軟，有有地下水時,應采用C20混凝土封底,厚度為30～50cm，混凝土底底板漏水處應應灌注水泥漿漿。6、頂頂管工程力學學參數確定頂管過過程是一個復復雜的力學過過程，它涉及及材料力學、巖巖土力學、流流體力學、彈彈塑性力學等等諸多學科。但但頂管計算的的根本問題是是要估算頂管管的推力和后后背承載能力力。頂管的的推力就是頂頂管過程管道道受的阻力，包包括工具管切切土正壓力、管管壁摩擦阻力力及工具管氣氣水壓力。⑴工具管切土正正壓力：與土土層密實度、土土層含水量、工工具管格柵形形態(tài)及管內挖挖土狀況有關關。根據有關關工程統(tǒng)計資資料，軟土層層一般為20-300t/m2,硬土層通常常在30-600t/m2。大于40t/mm2時表明土質質較好，可考考慮取消格柵柵,采用開敞式式工具管。F1=S1×KK其中F1--頂管正正阻力(t)S1--頂管正正面積(m2)K---頂管管正阻力系數數(t/m2)⑵管壁摩擦阻力力：管壁與土土間摩擦系數數及土壓力大大小有關。根根據有關工程程統(tǒng)計資料，管管壁摩擦阻力力一般在100-5500kg//m2之間。通常減減少管壁摩擦擦阻力的措施施有：管壁與與泥土間加泥泥漿套減阻，使使管外壁形態(tài)態(tài)規(guī)則和表面面光潔、減少少管道拐彎等等。⑶泥水平衡壓壓力：在封閉閉的沖泥艙內內加泥水壓力力平衡地下水水壓力，是防防止泥砂涌入入的重要方法法。泥水壓力力一定要合理理。壓力過小小，大量的泥泥砂涌入，會會造成路面破破壞，壓力過過大，會增大大主千斤頂負負荷，嚴重的的可能產生冒冒頂現(xiàn)象。泥水平平衡壓阻力計計算如下：F3=×D2××P/4其中F3--頂管泥泥水阻力(t)D--頂管外徑徑(m)P--一頂管泥泥水最大壓力力(t/m2)在考慮慮最大一次頂頂進距離為53m時，頂管總總阻力為以上上三種阻力之之和：F=F1+F22+F3360t考慮地地下工程的復復雜性及不可可預見因素，頂頂管設備取2倍能力儲備備，設備頂進進能力應為700t。7、后背結結構及抗力計計算后背作為千千斤頂的支撐撐結構。因此此，后背要有有足夠的強度度和剛度，且且壓縮變形要要均勻。所以以，應進行強強度和穩(wěn)定性性計算。本工程采用用厚鋼板后背背，這種后背背設置簡單，安安裝時應滿足足下列要求:A..使千斤頂的的著力中心高高度不小于后后背高度的1/3；B..后背墊鐵可可用70mm鋼板。C..后背后松散散砂層灌注水水泥砂漿。⑵后背的計算后背在頂力力作用下，產產生壓縮，壓壓縮方向與頂頂力作用方向向相一致。當當停止頂進，頂頂力消失，壓壓縮變形隨之之消失。這種種彈性變形現(xiàn)現(xiàn)象是正常的的。頂管時，后后背不應當破破壞，以免產產生不允許的的壓縮變形。后背不應出出現(xiàn)上下或左左右的不均勻勻壓縮。否則則，千斤頂支支承在斜面后后背的土上，造造成頂進偏差差。為了保證證頂進質量和和施工安全，應應進行后背的的強度和剛度度計算。根據頂進需需要的總頂力力，運用朗肯肯土壓力公式式核算后背受受力及擋樁的的長度，使土土體所受的力力小于土壤的的允許承載力力。關于后后背詳細計算算，可分為淺淺覆土后背和和深履土后背背。具體計算算可按擋土墻墻計算方法確確定。8、頂進設設備頂進設備主主要包括千斤斤頂、高壓油油泵、頂鐵等等。⑴千斤頂千斤頂是掘進頂頂管的主要設設備，本工程程擬采用12臺300t液壓千斤頂頂。千斤頂的工工作坑內的布布置與采用個個數有關，如如一臺千斤頂頂，其布置為為單列式，應應使千斤頂中中心與管中心心的垂線對稱稱。使用多臺臺并列式時，頂頂力合力作用用點與管壁反反作用力作用用點應在同一一軸線，防止止產生頂時力力偶，造成頂頂進偏差。根根據施工經驗驗，采用人工工或機械挖運運土方，管上上半部管壁與與土壁有間隙隙時，千斤頂的著著力點作用在在管子垂直直直徑的1/4～1/5處。⑵高壓油泵由電動機帶帶動油泵工作作，選用額定定壓力為62MPa的ZB－500柱塞泵，經經分配器，控控制閥進入千千斤頂，各千千斤頂的進油油管并聯(lián)在一一起，保證各各千斤頂活塞塞的出力和行行程一致。⑶頂鐵頂鐵是傳遞遞和分散頂力力的設備。要要求它能承受受頂壓力而不不變形，并且且便于搬動。根據頂鐵旋旋轉位置的不不同，可分為為橫頂鐵、順順頂鐵和U形頂鐵三種種。1)橫向頂頂鐵安裝在千千斤頂與方頂頂鐵之間，將將千斤頂的頂頂推力傳遞給給兩側的方頂頂鐵上。使用用時與頂力方方向垂直，起起梁的作用。橫頂鐵斷面面尺寸為300×3300mm，長度按被被頂管徑及千千斤頂臺數而而定，本工程程選用長度為為1.6m的橫頂鐵；；用型鋼加肋肋和端板焊制制而成。2)順頂鐵鐵(縱向頂鐵)放置在面鐵鐵與被頂的管管子之間，使使用時與頂力力方向平行，起起柱的作用。在在頂管過程中中起調節(jié)間距距的墊鐵，因因此頂鐵的長長度取決于斤斤頂的行程、管管節(jié)長度、出出土設備等而而定,通常有100、200、300、400、600等幾種長度度。橫截面為為250×3300mm，兩端面用用厚25mm鋼焊平。順順頂鐵的兩頂頂端面加工應應平整且平行行。防止作業(yè)業(yè)時頂鐵發(fā)生生外彈。3)U形頂頂鐵安放在在管子端面，順順頂鐵作用其其上。它的內內、外徑尺寸寸與管子端面面尺寸相適應應。其作用是是使用順頂鐵鐵傳遞的頂力力較均勻地分分布的到頂管管端斷面上，以以免管端局部部頂力過大，壓壓壞混凝土管管端。大口徑管口口采用環(huán)形，小小口徑管口可可采用半圓形形。⑷其它設備工作坑上設設活動式工作作平臺，平臺臺用25號工字鋼梁梁，上鋪15×155cm方木。工作作坑井口處安安裝一滑動平平臺，作為下下管及出土使使用。在工作作平臺上設起起重架，上裝裝電動卷揚機機，其起重量量應大于管子子重量。工作棚用帆帆布遮蓋，以以防雨水。9．頂進施施工工作坑內設設備安裝完畢畢，經檢查各各部處于良好好狀態(tài)，即可可進行開挖和和頂進。首先將管子下到到導軌上，就就位以后，裝裝好頂鐵，校校測管軸線和和管底標高是是否符合設計計要求，合格格后即可進行行管前端挖土土。頂進利用千千斤頂出鎬。在在后背不動的的情況下將被被頂進管子推推向前進，其其操作過程如如下:安裝好頂鐵鐵擠牢，管前前端已一定長長度后，啟動動油泵，千斤斤頂進油，活活塞伸出一個個工作行程，將將管子推向一一定距離。停止油泵，打打開控制閥，千千斤頂回油，活活塞回縮。添加頂鐵，重重復上述操作作，直至需要要安裝下一節(jié)節(jié)管子為止。卸下頂鐵，下下管，用鋼套套環(huán)連接混凝凝土管，在混混凝土管接口口處放一圈麻麻繩，以保證證接口縫隙和和受力均勻或或彩和其他防防滲漏措施，保保證管與管之之間的連接安安全。重新裝好頂頂鐵，重復上上述操作。頂進時應注注意事項:⑴頂進時應遵照照“先挖后頂，隨隨挖隨頂”的原則。應應連續(xù)作業(yè)，避避免中途停止止，造成阻力力增大，增加加頂進的困難難。⑵首節(jié)管子頂進進的方向和高高程，關系到到整段頂進質質量，應勤測測量，勤檢查查及時校正偏偏差。⑶安裝頂鐵應平平順無歪斜扭扭現(xiàn)象，每次次收回活塞加加放頂鐵時，應應換用可能安安放的最長頂頂鐵，使連接接的頂鐵數目目為最少。⑷頂進過程中，發(fā)發(fā)現(xiàn)管前土方方坍塌、后背背傾斜，偏差差過大或油泵泵壓力表指針針驟增等情況況,應停止頂進進，查明原因因，排除故障障后，再繼續(xù)續(xù)頂進。管前挖土土是保證頂進進質量及地上上建筑物安全全的關鍵，管管前挖土的方方向和開挖形形狀，直接影影響頂進管位位的準確性，因因為管子在頂頂進中是循已已挖好的土壁壁前進的。因因此，管前周周圍超挖應嚴嚴格控制。對對于密實土質質,管端上方可可有≤1.5cm空隙，以減減少頂進阻力力，管端下部部135°中心角范圍圍內不得超挖挖，保持管壁壁與土壁相平平，也可預留留1cm厚土層，在在管子頂管過過程中切去，這這樣可防止管管端下沉。在在不允許頂管管上部土壤下下沉地段頂進進時，管周一一律不得超挖挖。管前挖土深深度，一般等等于千斤頂出出鎬長度，如如土質較好，可可超前0.5m。超挖過大大，土壁開挖挖形狀就易控控制，容易引引起管位偏差差和上方土坍坍塌。在松軟土層層中頂進時，應應采取管頂上上部土壤加固固或管前安設設管檐，操作作人員在其內內挖土，防止止坍塌傷人。管內挖土工工作條件差，勞勞動強度大，應應組織專人輪輪流操作。管前挖出的的土，及時外外運。管徑較較大時，可用用雙輪手推車推運。管徑徑較小，應采采用雙筒卷楊楊機牽引四輪輪小車出土，土土運至管外，再再用工作平臺臺上的電動卷卷揚機送至平平臺上，然后后運出坑外。頂管遇流流砂層或淤泥泥層時，采用用泥水壓力平平衡頂管，使使工具管內保保持一定壓力力，平衡土體體和地下水壓壓力，使土體體保持穩(wěn)定。應應及時封閉工工具管，采用用水力出泥。在在工具管中接接入含有一定定泥量的泥漿漿，通過水槍槍射水沖泥，泥泥水通過吸泥泥泵排到地表表泥漿池中沉沉淀，反復循循環(huán)使用，泥泥漿用槽車運運走。沖泥和和吸泥泵穩(wěn)定定工作時，調調節(jié)沖泥和吸吸泥的泵量，沖沖泥艙內應保保持一定壓力力，艙內泥水水壓力應與地地下水壓力相相平衡，泥水水壓力過大，將將增加主千斤斤頂負荷，泥泥水沖破上覆覆地層，達到到地表，造成成突頂事故；；泥水壓力過過小，地下水水涌入沖泥艙艙，工具管前前方塌方，將將破壞上覆地地層，造成地地面建筑物破破壞。在頂管管過程中，由由于泥水平衡衡壓力控制不不當或停頓時時間過長，可可能會造成突突水冒頂事故故和工作面塌塌方事故。發(fā)生突突頂時：應該該逐漸降低工工具管內泥水水壓力，使泥泥水壓力略小小于地下水壓壓力，關閉沖沖泥水槍和吸吸泥泵，啟動動千斤頂緩慢慢頂進一緞距距離，待頂力力升高，采用用小水力沖泥泥，間歇啟動動吸泥泵排泥泥，做小量排排泥。發(fā)生塌塌方時：應該該逐漸升高工工具管內泥水水壓力，使泥泥水壓力略大大于地下水壓壓力，關閉沖沖泥水槍和吸吸泥泵，啟動動千斤頂緩慢慢頂進一緞距距離，待頂力力升高，采用用小水力沖泥泥，間歇啟動動吸泥泵排泥泥，做小量排排泥。10、管管道滲漏的治治理對管道道滲水和漏水水點，先鑿V形槽，埋入入導水水管，用用雙快水泥封封閉管周，待待水泥由一定定強度后，用用手動泵壓入入水