頂管工程施工技術(shù)方案

頂管工程施工技術(shù)方案一、 頂管工程概況：本工程的污水管道頂管工程位于1#北路，污水管直徑d900，管中距離道路中心線2米，全長(zhǎng)660米。管線南起江南路與1#北路交叉口已建污水窨井W1—0，北至1#北路與7#路已建窨井W1—19，包括5個(gè)方形工作井、1個(gè)圓形工作井、5個(gè)方形接收井。由于本工程時(shí)間緊、要求高，特安排一個(gè)高素質(zhì)的專業(yè)施工班組，負(fù)責(zé)頂管工程的施工。二、 頂管工程具體施工安排如下：1、 施工順序：頂管工程施工工藝流程如下：工作井開(kāi)挖T沉井制作T養(yǎng)護(hù)T沉井下沉T沉井封底T周圍回填T頂管設(shè)備安裝T拆除封頭T管道頂進(jìn)-頂管設(shè)備拆除T沉井封頂。2、 沉井制作(1)基坑開(kāi)挖根據(jù)基坑底面幾何尺寸開(kāi)挖深度及邊坡定出基坑開(kāi)挖邊線。整平場(chǎng)地后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙上沉井中心座標(biāo)定出沉井中心樁以及縱橫軸線控制樁，并測(cè)設(shè)控制樁的攀線，樁作為沉井制作下沉過(guò)程的控制樁?；佑脵C(jī)械開(kāi)挖，自卸車裝運(yùn)。為了減少沉井的下沉深度可加深基坑的開(kāi)挖深度，但若挖出表土硬殼層后坑底為很軟弱淤泥則不宜挖除表面硬土。決定合理深度應(yīng)通過(guò)綜合比較。刃腳外側(cè)面至基坑底邊的距離一般為1.5?2.0m，以能滿足施工人員綁扎鋼筋及樹(shù)立外模為原則。邊坡一般取1:0.33?1:0.67?；拥撞咳粲邪禐I、土質(zhì)松軟的土層應(yīng)予清除。在井壁中心線的兩側(cè)各1m的范圍內(nèi)回填砂土整平振實(shí)，以免沉井在制作過(guò)程中發(fā)生不均勻沉陷。(2)制作沉井制作沉井的場(chǎng)地應(yīng)預(yù)先清理，平整和夯實(shí)，使地基在沉井制作過(guò)程中不致發(fā)生不均勻沉降，制作沉井的地基應(yīng)具有足夠的承載力，以免沉井在制作過(guò)程中發(fā)生不均勻沉陷以致傾斜甚至井壁開(kāi)裂，若地基承載力不夠時(shí)必須采取地基加固等措施。(3)砂墊層基坑面在刃腳的墊層采用砂墊層。砂墊層分布在井壁刃腳中心線兩側(cè)各一定距離范圍內(nèi)，砂墊層厚度為60cm,下面對(duì)砂墊層的驗(yàn)算，根據(jù)下列公式計(jì)算：B=b+2HN+「砂.H迥B

上式中:B—砂墊層寬度（m）,B=0.6+2x0.6=1.8m,H一砂墊層厚度（m）,取0.6m,b—砼墊層寬度，取0.6m,N一第一節(jié)沉井單位長(zhǎng)度自重（Kn/m），經(jīng)計(jì)算為47.6Kn/mr砂一砂的容重kn/m3，取17kn/m3,回一土層容許承載力（Kpa），取70Kpa,N+3、.H=47.6/1.8+17x0.6=36.64Kpa〈［。］,符合要求。B/（4）砂墊層的分層鋪設(shè)可根據(jù)具體備件選用振實(shí)、夯實(shí)或壓實(shí)等方法。適當(dāng)加水分層夯實(shí)，做好一層經(jīng)檢驗(yàn)合格后再做一層，采用平板式振動(dòng)器時(shí)松砂的分層厚度取20?25cm。砼墊層厚度為25cm,可按下式驗(yàn)算：G0G0

2h+b<R上式中：h—砼墊層厚度（m）,取0.25mG0—沉井第一節(jié)單位長(zhǎng)度重量（Kn/m），取47.6kn/mR一砂墊層的允許承載力一般取100kpab一刃腳踏面寬度，取0.2mG0G0 47.62h+b=2x0.25+0.2=68kpa〈R符合要求。（5）壁板的分節(jié)制作，安裝和支撐，鋼筋綁扎及砼澆灌。沉井模板和鋼筋的施工順序?yàn)椋褐гO(shè)內(nèi)模T綁扎鋼筋T支設(shè)外模沉井模板一律采用木模板。沉井的內(nèi)模宜一次性安裝完畢。刃腳底模應(yīng)用水平尺進(jìn)行標(biāo)平，使之保持在同一水平面上。外模按分節(jié)澆搗按裝。沉井內(nèi)模應(yīng)保證垂直（第一節(jié)制作時(shí)），外模跟著內(nèi)模支立，不得內(nèi)外傾倒，以保證外壁面平正垂直以及井壁厚度均等。內(nèi)外模板及模板支撐牢固性、剛性、密封性須符合要求。（6） 沉井的澆筑沉井分二節(jié)澆筑，分二次下沉，沉井第一節(jié)砼澆筑高度應(yīng)根據(jù)地基承載力和沉井的結(jié)構(gòu)情況確定，至施工縫高度。在第一節(jié)砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，第二節(jié)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后可下沉。沉井接高的軸線應(yīng)與沉井中軸線重合或平行。在接高進(jìn)行砼澆筑過(guò)程中應(yīng)盡量使刃腳踏面處壓力保持均勻，防止因荷載不均勻而引起沉井偏斜。接高處的砼表面應(yīng)先進(jìn)行鑿毛，清除表面的浮松石子等并沖澆干凈。（7） 商品砼澆筑沉井刃腳和井壁砼均采用商品砼澆筑。在砼澆灌前應(yīng)對(duì)模板鋼筋預(yù)埋件及預(yù)留孔的位置和尺寸等按照“鋼筋砼施工及驗(yàn)收規(guī)范”和設(shè)計(jì)所提出的特殊要求進(jìn)行仔細(xì)檢查核對(duì)，經(jīng)隱蔽工程驗(yàn)收手續(xù)合格后方可澆筑砼，刃腳砼必須一次澆灌完畢，不得中途停頓。澆筑砼應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，分層澆筑間隔時(shí)間不應(yīng)超過(guò)砼初凝時(shí)間，否則應(yīng)按施工縫處理。3、沉井下沉按沉井下沉階段計(jì)算下沉系數(shù)與穩(wěn)定系數(shù)。每節(jié)沉井下沉前須設(shè)計(jì)下沉系數(shù)，沉井自重須克服井壁摩阻力才能下沉。G>K1f式中G為沉井自重K〔為下沉系數(shù)(1?1.25)f為井壁總的摩阻力。粘性土對(duì)井壁單位面積摩阻力：f=25?45Kpa砼墊層的鑿除鑿除砼墊層時(shí)應(yīng)先內(nèi)后外，應(yīng)對(duì)稱按順序鑿除，鑿斷線應(yīng)與刃腳底邊平齊，鑿斷的板要及時(shí)清除，空穴立即用砂或砂夾石子回填。對(duì)砼墊層的定位支點(diǎn)處應(yīng)最后鑿除，不得漏鑿。(3)下沉用人工挖土，機(jī)械吊運(yùn)出土的施工方法。人工挖土?xí)r應(yīng)以井孔中心劃分工作面，挖土的方位應(yīng)基本相應(yīng)和對(duì)稱。定位支點(diǎn)不宜固定，應(yīng)對(duì)稱穩(wěn)定。沉井糾偏應(yīng)根據(jù)測(cè)量資料隨偏隨糾，當(dāng)沉井偏斜達(dá)到容許值的1/4時(shí)便要糾偏，沉井下沉過(guò)程中要做到勤測(cè)、勤糾、緩沉。沉井初沉階段應(yīng)根據(jù)“沉多則少挖”廣沉少則多挖”的原則在開(kāi)挖中糾偏。量腳下挖土要逐步擴(kuò)大，不能一次過(guò)量掏挖。不要通過(guò)大量挖土來(lái)糾偏。當(dāng)沉井分?jǐn)?shù)次下沉?xí)r，在每次下沉終了前要嚴(yán)格控制偏斜。終沉階段須加強(qiáng)觀測(cè)，嚴(yán)格控制超沉。沉井下沉?xí)r應(yīng)注意觀測(cè)，刃腳標(biāo)高每班至少測(cè)量一次，軸線位移2—3班測(cè)一次，當(dāng)沉井每次下沉穩(wěn)定后應(yīng)進(jìn)行高差和中心位移測(cè)量，初沉階段每2小時(shí)至少測(cè)量一次，必要時(shí)應(yīng)連續(xù)觀測(cè)，及時(shí)糾偏。終沉階段每小時(shí)至少測(cè)量一次，當(dāng)沉井下沉接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè)，待8小時(shí)內(nèi)沉井自沉累計(jì)不大于10mm時(shí)方可進(jìn)行封底，此時(shí)井體的標(biāo)高位移和傾斜應(yīng)在允許偏差范圍內(nèi)，并須檢驗(yàn)合格。4、沉井封底封底前應(yīng)整理好鍋底和清除浮泥，對(duì)新老砼接觸面應(yīng)鑿毛清洗，井內(nèi)積水應(yīng)盡量排干，并設(shè)置至少一個(gè)集水井，其深度和大小要滿足水泵吸水要求。封底前按照規(guī)定，一般先用大塊石先將刃腳下墊實(shí)，整修鍋底用塊石填滿，鋪碎石，填平整實(shí)后澆筑素砼封底。此類工作均須沉井壁四周向中央進(jìn)行。素砼封底澆筑應(yīng)對(duì)稱進(jìn)行，不得中途停頓，避免產(chǎn)生施工縫而產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。素砼封底的同時(shí)集水井不得填沒(méi)，排水工作連續(xù)進(jìn)行，以保證砼在終澆前不浸水。素砼封底表面應(yīng)平整，當(dāng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度25%以上時(shí)才允許在上面綁扎底板鋼筋，鋼筋綁扎經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可澆筑底板砼。當(dāng)?shù)装邃摻铐艔?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)方可停止抽水，封填集水井，封填先應(yīng)清洗干凈，封填必須密實(shí)防止?jié)B漏。鋼筋砼底板表面應(yīng)平整，整個(gè)底板不得有滲漏現(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)有滲漏點(diǎn)應(yīng)壓泵堵漏。漏水嚴(yán)重時(shí)應(yīng)設(shè)置臨時(shí)水管引流，在壓泵堵漏后再封閉水管。5、頂管設(shè)備安裝該段管道埋深6米以上，管徑d900，部分管頂以上不足3米需采取堆載措施。同時(shí)根據(jù)地質(zhì)狀況，擬采用手掘式機(jī)頭型式，管道外圍壓漿形成泥泵套。頂力估算：按采取管壁外側(cè)同步注入觸變泥漿處理，頂進(jìn)阻力按下式計(jì)算。F=f2x口xDxeD一管節(jié)外徑(m)e—全部頂進(jìn)長(zhǎng)度m(m)f2—采用注漿工藝的摩阻分?jǐn)?shù)，其值一般取f2=12KN/m2頂進(jìn)長(zhǎng)度e按80m計(jì)、D=1.08m按F=12xnx1.08x80=3256KN(1)頂管設(shè)備安裝:安裝導(dǎo)軌導(dǎo)軌采用裝配式導(dǎo)軌，安放在砼基礎(chǔ)面上，導(dǎo)軌定位后,必須穩(wěn)固正確，在頂進(jìn)中承受各種負(fù)載時(shí)不位移，不變形，不沉降，導(dǎo)軌安放前應(yīng)先復(fù)核管道中心位置。二導(dǎo)軌必須互相平行，等高，導(dǎo)軌面的中心標(biāo)高應(yīng)按設(shè)計(jì)溝底標(biāo)高設(shè)置，在頂進(jìn)中必須經(jīng)常復(fù)測(cè)調(diào)整，以確保頂進(jìn)軸線的進(jìn)度。導(dǎo)軌的坡度應(yīng)在設(shè)計(jì)管道坡度相一致。導(dǎo)軌采用輕型導(dǎo)軌，由鋼軌、橫梁和墊板組成。導(dǎo)軌的軌距可按下式計(jì)算：B=2R2R2夕卜 內(nèi)式中：B一鋼軌與砼管相接觸的間距(mm)R外一外管節(jié)半徑(mm)R內(nèi)一管節(jié)內(nèi)半徑(mm)設(shè)置承壓壁承壓壁應(yīng)承受和傳遞全部頂力，必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，應(yīng)根據(jù)最大頂力計(jì)算具有較大的安全度，圓形沉井前墊以40x40cm方楓木，外襯的厚5cm鋼板作為承壓面，鋼板面必須與頂進(jìn)軸線相垂直，鋼板就位后，應(yīng)用鋼絲繩牽牢防止傾倒。安裝主頂設(shè)備主頂設(shè)備由以下幾部分組成：①組合千斤架②主頂千斤頂4只③油泵站及管閥④組合U型頂鐵⑤0型接口頂鐵。4臺(tái)千斤頂對(duì)稱布置4臺(tái)千斤頂應(yīng)共同作用，規(guī)格一致，行程同步，每臺(tái)千斤頂?shù)氖褂脡毫Σ淮笥陬~定工作壓力，油路必須并聯(lián)，每臺(tái)千斤頂均備有獨(dú)立的控制閥，千斤頂伸出的最大行程應(yīng)小于油泵行程10cm左右。油泵的最大工作壓力不大于32Kpa，裝有限壓閥，溢流閥和壓力表等指標(biāo)保護(hù)裝置，安裝完畢后必須試車，在頂進(jìn)中應(yīng)定時(shí)檢修維護(hù)，及時(shí)排除故障。U型頂鐵必須符合要求剛度大，受力后無(wú)變形，相鄰面垂直，排列不扭曲，單塊放置穩(wěn)定性好，連續(xù)部位不脫焊，凸面與導(dǎo)軌的接觸面必須平整，頂進(jìn)前滑動(dòng)部分應(yīng)抹牛油潤(rùn)滑。環(huán)形接口頂鐵應(yīng)與砼管口相吻合，中間用軟木板襯墊，防止承插口處破損。安裝前墻水圈為了防止頂管機(jī)頭進(jìn)出工作坑洞口流入泥水，并確保在頂進(jìn)過(guò)程中壓注的觸變泥漿不致流失，必須預(yù)先安裝好前墻止水圈，其組成部分為①予埋法蘭底盤②橡膠板③鋼壓板④墊圈和螺栓。法蘭底盤應(yīng)予先埋設(shè)在砼沉井內(nèi)，中心正確端面平整，安裝牢固，螺栓的絲口應(yīng)妥善保護(hù)，水泥漿應(yīng)予先清除。安裝頂管機(jī)頭頂管機(jī)頭的尺寸和結(jié)構(gòu)應(yīng)符合要求，在吊入頂進(jìn)坑前應(yīng)作詳細(xì)的檢查。起重機(jī)械應(yīng)根據(jù)機(jī)頭重量，現(xiàn)場(chǎng)條件和方位，角度經(jīng)過(guò)詳細(xì)的調(diào)查核算，選用有富裕承載力的吊機(jī)，卸機(jī)頭時(shí)應(yīng)平穩(wěn)，緩慢避免沖擊、碰撞，并由專人指揮。機(jī)頭安放在導(dǎo)軌上后，應(yīng)測(cè)定前后端的中心方向偏差和相對(duì)高差，并做好記錄，機(jī)頭和導(dǎo)軌的接觸面必須平衡吻合。6、頂進(jìn)（1） 出坑出洞前必須對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行全面檢查，液壓、電氣、壓泵、氣壓、水壓、照明、通訊等操作系統(tǒng)是否正常進(jìn)行工作，各種電表、壓力表?yè)Q向閥、傳感器、流量計(jì)等是否能正確顯示其進(jìn)入工作狀態(tài)，然后進(jìn)行聯(lián)動(dòng)調(diào)試，維修或更換。拆除沉井洞口磚封堵后，必須在確保人身安全的前提下，立即清除洞口外可能存在的金屬物件,（如短鋼筋、鋼管等）或較大的硬塊等障礙物，而后將機(jī)頭隨即切入土層，避免前方土體松動(dòng)坍落。（2） 頂進(jìn)工具管切入土體后，應(yīng)嚴(yán)格控制其水平偏差不大于5mm，其高程為設(shè)定標(biāo)高加以拋高數(shù)。工具管與第一節(jié)砼管連接時(shí)，其尾部至少須擱在導(dǎo)軌上20?30cm,，并立即進(jìn)行砼管的連接。嚴(yán)格控制頂管出坑后10m范圍內(nèi)管道頂進(jìn)軌跡

的偏差，以保持砼管有一個(gè)良好的導(dǎo)向。開(kāi)始人工挖土前，應(yīng)先將刃口部分切入周邊土體中，挖土程序處自上而下分層開(kāi)挖，嚴(yán)防正面坍方。挖土當(dāng)遇到地下障礙物，應(yīng)在采取安全措施條件下，先清除后予以繼續(xù)頂進(jìn)，如遇特殊或緊急情況，應(yīng)及時(shí)采取應(yīng)變技術(shù)措施管道內(nèi)運(yùn)土采用小型軌道車，由吊機(jī)從沉井吊出，根據(jù)出土量、運(yùn)距和現(xiàn)場(chǎng)堆土條件，可將余土用機(jī)動(dòng)翻斗車或自出土量、運(yùn)距和現(xiàn)場(chǎng)堆土條件，可將余土用機(jī)動(dòng)翻斗車或自卸汽車運(yùn)送至堆土場(chǎng)。當(dāng)因故暫時(shí)或較長(zhǎng)時(shí)間停止頂進(jìn)時(shí)，為防止開(kāi)挖面的松動(dòng)或坍陷，應(yīng)采取正面支撐或全部封閉的措施。頂管交接班就將開(kāi)挖情況和排除故障所采取垢措施作逐一詳細(xì)交換。頂進(jìn)工作坑安放管節(jié)的程序?yàn)椋嚎s回主頂千斤頂活塞桿T拆除管內(nèi)軌道、電纜油路注泵管路接頭T吊開(kāi)頂鐵T安放鋼筋砼管節(jié)T安放橡膠圈接口T安放鋼套環(huán)T安裝頂鐵T安裝軌道連接電纜、油路注泵管路接頭T伸出主頂千斤頂活塞桿T繼續(xù)頂進(jìn)。(3)測(cè)量頂管必須按照設(shè)定的管道中心線和工作坑位建立地面和地下測(cè)量控制系統(tǒng)，控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)在不易擾動(dòng)，視線清楚，方便校核的地方，并加以保護(hù)，必要時(shí)增設(shè)每點(diǎn)有二個(gè)以上便于校核攀線樁。頂進(jìn)坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置由地面水準(zhǔn)點(diǎn)引入的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，在交接班時(shí)進(jìn)行儀器高程的校對(duì)和調(diào)整，頂進(jìn)軸線由設(shè)計(jì)管道中心通過(guò)經(jīng)緯儀引入坑內(nèi)，然后對(duì)中觀測(cè)。每個(gè)頂程結(jié)束貫通后必須全線復(fù)測(cè)，繪制管道頂進(jìn)軌跡圖（含高程、方向、頂力曲線）并由施工質(zhì)監(jiān)人員檢查復(fù)核。（4） 糾偏頂進(jìn)糾偏可以采用調(diào)整正面開(kāi)挖部位，范圍和深度的辦法，也可采用調(diào)整千斤頂編組方法。若管道偏左則千斤頂采用左伸右縮方法，反之亦然。如同時(shí)有高程和方向偏差，則應(yīng)先糾正偏差大的一面。發(fā)生較大偏差應(yīng)分析發(fā)展趨勢(shì)，采用分次逐步糾正，勤調(diào)微糾，若偏差超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)通知停止頂進(jìn)，研究有效措施，方可繼續(xù)頂進(jìn)。（5） 壓漿必須將壓注觸變泥漿填充管道的外周空隙作為減少地層損失，控制地面沉降、減少頂進(jìn)阻力和長(zhǎng)距離頂管的最重要措施。對(duì)頂管機(jī)頭尾端的壓泵要緊隨管道頂進(jìn)同步壓漿，為使管道外周形成的泥漿套始終起到支承地層和減摩作用，在中縫間和砼管道的適當(dāng)點(diǎn)位道必須進(jìn)行跟蹤補(bǔ)漿，以補(bǔ)充在頂進(jìn)中的泥漿損失量。壓漿設(shè)備的組成：a注漿泵：宜選用螺桿泵，以使流量脈動(dòng)少，注泵壓力平衡平穩(wěn)。b攪拌器：具備充分拌和泥漿的功能，并具有所需要的供漿容量。c注漿管道：總管宜選用e40?50鋼管，支管e25?30橡膠管。d管路連接：選擇裝拆方便，密封可靠的活絡(luò)接頭。e控制閥：在每個(gè)注漿斷面上均加一組控制閥。f壓圖表：在泥漿出口和頂管機(jī)頭后的一二個(gè)注漿斷面上設(shè)置騰膜式壓力表，在補(bǔ)漿范圍也適當(dāng)設(shè)置。j壓漿設(shè)備安裝完畢后，由專人進(jìn)行檢查，然后作壓水試驗(yàn)。壓漿量為管道外圍環(huán)形空隙的1.5?2.0倍，壓注壓力根據(jù)埋設(shè)深度（H）和土的天然垂度（「）而定，為2?3Rh.在頂進(jìn)過(guò)程中，還應(yīng)按地面變形的測(cè)試資料適當(dāng)調(diào)整壓泵量及壓力。按單液注漿要求配制漿液，其配制材料為膨潤(rùn)土，化堿CNC和水.注漿孔的布置:每個(gè)注漿斷面設(shè)3個(gè)壓漿管道采用多點(diǎn)壓漿，相鄰注漿斷面的孔位交錯(cuò)布置。壓漿方法：在每次頂進(jìn)中心須對(duì)頂管機(jī)頭后的第一個(gè)注漿斷面上壓注足量的泥漿，以使其形成完整的泥套，其它斷面則按依次順序作定壓定量的跟蹤補(bǔ)漿。置換泥漿：頂進(jìn)結(jié)束后，應(yīng)對(duì)泥漿套的