樵泰顶管施工方案.docx
《樵泰顶管施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《樵泰顶管施工方案.docx（11页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
樵泰顶管施工方案
南海区西樵水处理有限公司一期（樵泰污水处理厂）建设工程配套管网—第一片区工程
（顶管工程）
实
施
性
施
工
方
案
编制单位：
广州市市政集团有限公司
编制审核:
编制日期:
一、工程概况
本工程为西樵镇污水处理厂南海区西樵水处理有限公司一期（樵泰污水处理厂）建设工程配套管网—第一片区工程，本工程施工地点位于南海区西樵镇河岗工业区、新河工业区（河岗大道主干管截污工程W15-W54顶管，W1-W15开挖施工、新河村截污管线工程、西进厂管工程为顶管、河岗村截污管线工程、稔岗村截污管线工程、新河村截污管线工程、工业园南截污管线工程），安装的截污主管将铺设乡道、村道路面以下，铺设管道尺寸为DN800、DN1000、DN1200三级钢筋混凝土管。
该工程施工路线车流辆大，重型车辆较多，对地面产生重压力大，故施工难度较大。
顶管施工工艺流程图
施工准备
↓
工作井、接收井施工
↓
设备安装
↓
管制作加工→管吊装就位
↓
密封圈安装
↓
管道内管线安装
↓
测量控制及纠正→开机顶进←注浆减阻
↓
泥浆循环→管道排泥←废浆外运
↓
管节就位，拆除管道内管线，接口管节
↓
吊起机械头←下一节管施工
↓
管道贯通
↓
砌检查井
↓
回填
二、工作井、接收井施工
1、工作井、接收井的布置
工作井、接收井是顶管施工的工作场所，其位置可根据以下条件确定。
（1）根据管线设计，工作井、接收井所处位置为其它用途井所在地，避免二次开挖；
（2）单向顶进时，应选在管道下游端，以利排水，
（3）考虑地形和土质情况，有无可利用的原土后背；
（4）工作井与可能穿越的建筑物要有一定安全距离，
（5）距水、电源较近的地方；
2、工作井、接收井的尺寸
工作井应有足够的空间和工作面，保证下管、客观存在安装机械设备和操作间距，坑底长、宽尺寸可按如下公式：
底宽：
W=D+（2.0~3.2）
式中W——工作井底宽（M）
D——被顶进管节外径（M）；
底长：
L=L1+L2+L3+L4+L5，并且要大于掘进机的尺寸
大于吊装掘进机（1.1~2.3M）;
式中L——工作井底长M,
L1——管节顶进后,尾端压在导轨上的最小长度,混凝土管一般留0.3M,钢管留0.6M;
L2——每节管节长度;
L3——出土工作间隙,根据出土工具确定,一般为1.0~1.5M;
L4——千斤顶长度M;
L5——后背所占工作井厚度M;
三、顶管顶力计算：
顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具管切土的正压力、管壁摩檫阻力等。
1）工具管切土的正压力：
主要与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状态有关。
根据工程资料统计，软土层一般为20——30t/m2,硬土层通常在30——60t/m2，大于40t/m2时表明土质较低好。
F1=S1×K1
其中F1——顶管正阻力（t）
S1——顶管正面积（m2）
K1——顶管正阻力系数（t/m2）
F1=S1×K1=πr2×K1
2）管壁摩檫阻力：
管壁与土间摩檫系数及土压力大小有关，根据工程资料统计，管壁摩檫阻力一般为0.3——0.9t/m2之间。
F2=S2×K2其中
F2——顶管侧摩檫阻力（t）
S2——顶管侧面积（m2）
K2——顶管侧阻力系数（t/m2）
F2=S2×K2=πDL×K2
通常减少管壁摩檫阻力的措施是:
管壁与泥土间加泥浆套减阻、管外壁形态规则和表面光洁、减少管道拐弯。
顶管总阻力主要由以上两种阻力之和：
F=F1+F2≈350吨。
考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.5倍储备,设备顶进能力应为600吨。
四、管道顶管施工工艺
一）、工作坑及后背
1、工作坑位置的选定
顶管工作坑是顶管施工时在现场设置的临时性设施，工作坑包括后背、导轨和基础等，它是人、机械、材料较集中的活动场所，因此选择工作坑的位置应考虑以下原则：
（1）、有可利用的坑壁原状土作后背；
（2）、尽量选择在管线上的附属构筑物如检查井处；
（3）、工作坑处应便于排水、出土和运输，并具备有堆放少量管材及暂存土的场地；
（4）、工作坑尽量远离建筑物；
（5）、单向顶进时工作坑宜设在下游一侧。
2、工作坑开挖尺寸
工作坑的尺寸应根据施工方法和设备尺寸，按实际布置的情况确定，同时要考虑工作坑设置的使用功能（单向顶、多向顶、转角顶）等因素。
一般开挖工作坑，其底部平面尺寸可按下式计算：
宽度（B）=管外径+2*管两侧操作空间（一般取1.2-1.6米）+2*撑板厚度（一般取0.2米）
长度（B）=管节长度+顶管机长度+出土工作间长度+后背墙的厚度+0.5米
3、工作坑的基础
基础的形式取决于基底的土质、管节的重量及地下水位的情况，有两种形式可供选择：
（1）、土质较好，又无地下水的工作坑可采用土槽（或下铺卵石）木枕基础，操作简便，用料少，可在方木上直接铺设导轨。
（2）、地下水位高同时地基土质又差的工作坑可采用混凝土木枕基础，C20混凝土基础厚度20ccm，内部埋设15cm*15cm的方木作轨枕。
4、工作坑的后背墙要求
（1）、后背土壁应铲修平整，并使壁面与管道顶进方向垂直。
（2）、在平直的土壁或撑板前横排15cm*15cm方木，与土壁或撑板贴紧，枋木前可设置立铁，立铁前再横向叠放15cm*40cm横铁。
（3）、方木应卧到工作坑底以下一定深度，使顶镐的着力中心高度不小于方木后背高度的1/3。
后背墙高度和宽度应按管径大小、后背铁布局计算求得，一般高度可选2~4米，宽度可选1.2~3米。
二）、测量标志的设置
1、将地面管道中心桩用经纬仪引入工作坑两侧坑壁上或支撑上，作为顶管中心的测量基线。
2、将地面的临时水准点用水准仪引入工作坑的底部，设置两点，选择不易碰撞及不遮挡测量视线的地方设置。
3、工作坑的中心桩与水准点设置必须牢固可靠，要经常校对并保证准确。
4、中心桩应设可靠的延长桩。
5、管道中心桩的位置要考虑到后背或基础变形的影响。
三）、顶管设备安装要点
1、电源：
总电源闸箱必须安装漏电保护装置，工作坑内一律使用36V
以下的照明设备。
2、千斤顶一般采用双作用活塞式液压千斤顶，顶力为2000~4000kN。
千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称。
千斤顶安装的高程一般宜使千斤顶的着力点位于管端面垂直直径的1/4左右处。
3、油压控制箱宜设置在千斤顶附近，应与千斤顶配套，油管应直顺、减少转角。
4、顶铁是顶管过程中传递顶力的工具，它可延长千斤顶的行程，并且扩大管节端部的承压面积。
顶铁由各种型钢制成，应无歪斜扭曲现象，安装必须直顺，先使用长度大的顶铁，后使用短的。
5、工作台搭设在工作坑的顶面，主梁采用型钢，上面铺设15cm*15cm方木，作为承重平台，中间留有下管和出土的方孔为平台口，在平口上设活动盖板，周围安装护栏。
起重使用卷扬机、滑轮或电葫芦门式架。
设备安装后正式作业前应试吊，确认安全方可起吊。
必须制定并严格遵守安全操作规程。
四）、顶进施工
1、下管就位
（1）、检查管节：
下管前应先对管节进行外观检查，应无破损及纵向裂缝。
检查合格的管节方可用起重设备吊到工作坑的导轨上就位。
（2）、检查起重设备：
起重设备经检查、试吊，确认安全可靠方可下管，下管时工作坑内严禁站人。
（3）、管节就位：
第一节管道作为工具管，下到导轨上后测量管道中心及前端和后端的管底高程，确认安装合格后方可顶进。
2、管前挖土
管前挖土是控制管道顶进方向和高程、减少偏差的重要作业，是保证顶管重量及管上构筑物安全的关键。
因此管前挖土顶进有如下要求：
（1）、在一般顶管地段，土质尚好，管前挖土的长度可超越管端30~50cm。
（2）、在不允许土下沉的顶管地段，管道周围一律不得超挖。
（3）、在一般顶管地段，上面允许超挖1.5cm，但在下面135o范围内不得超挖，一定保持管壁与土基表面吻合。
（4）、在土层松散或有流砂的地段顶管时，为了防止土方塌落，保证安全和便于挖土操作，在首节管前端可安装管帽。
将管帽顶入土中后便可在帽檐下挖土。
3、顶进
（1）、顶进开始时应缓慢进行，待各接触部位密合后再按正常顶进速度顶进。
（2）、顶进中若发现油路压力突然增高，应停止顶进，检查原因并经过处理后方可继续顶进。
回镐时油路压力不得过大，速度不得过快。
（3）、挖出的土方要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小的范围内。
五）、测量与校正
1、测量
（1）、在顶第一节管（工具管）以及在校正偏差过程中，测量间隔不应超过30cm，保证管道入土的位置正确；管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不宜超过100cm。
（2）、中心测量：
顶进长度在60米范围内，可采用垂球拉线的方法进
行测量，要求两垂球的间距尽可能拉大，用水平尺测量头一节管前端的中心偏差。
一次顶进超过60米应采用经纬仪或激光导向仪测量。
（3）、高程测量：
用水准仪及特制高程尺，根据工作坑内设置的水准点标高（设两个），测头一节管前端与后端管内底高程，以掌握头一节管道的走向趋势。
测量后应与工作坑内另一水准点闭合。
（4）、全段顶完后，应在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，应测出错口的高差。
2、纠偏
顶管误差纠偏是逐步进行的，形成误差后不可立即将已顶好的管道校正到位，应缓缓进行，使管道逐渐复位，不能猛纠硬调，以防产生相反的结果。
常用的方法有以下两种：
（1）、超挖纠偏法：
偏差在1~2cm以内可采用此法，即在管道偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧不超甚至留坎，形成阻力，使管在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到设计位置。
（2）、顶木纠偏：
偏差大于2cm，在超挖纠偏不起作用的情况下可采用此法。
用圆木或方木的一端顶在管道偏向的另一侧内管壁上，另一侧斜撑在垫有钢板或木板的管前土壤上，支顶牢固后，即可顶进。
在顶进中配合超挖纠偏法，边顶边支。
利用顶进时斜支撑分力产生的阻力，使顶管向阻力小的一侧校正。
3、对顶接头
对顶施工时，在顶至两管端相距约1米时，可从两端中心掏挖小洞，使两端通视，以便校对两管中心线及高程，调整偏差量，使两管准确对口。
六）、顶管的接口
1、钢管：
钢管在顶进施工中的连接采用永久性的焊接，在顶进前于工作坑内进行。
焊接合格后应补做焊口处的防腐层及保护层再顶进。
2、钢筋混凝土管：
顶进钢筋混凝土管时，在两管的接口处加衬垫，一般采用垫麻辫或3~4层油毡，企口管应垫于外榫处，平口管应偏于管缝外侧放置，使顶紧后的管内缝有1~2cm的深度，以便顶进完成后进行填缝。
顶进完毕后拆除临时连接的内胀圈，进行内接口，其接缝处理主要是填打石棉水泥或填塞膨胀水泥砂浆。
填缝前先清理接缝，填完后及时养护。
七）、中继间顶管
随着顶进长度的增加，管壁与土层的摩阻力随之增大，可能会超过顶力。
因此长距离顶管应设置中继间，采用接力技术，来提高一次顶进的长度，减少工作坑。
中继间顶管是将预顶的管道分割成数段，设置中继间，总顶力分散在数管段之间，减少工作坑后背所承受的反力。
中继间主要是由壳体（钢板制）与千斤顶组装成的一种接力顶进设备，千斤顶分布固定在壳体内，有自己的油路和电气系统。
中继间安装与工作时应注意以下几点：
1、中继间使用前应拼装好，并试验其液压系统与电器系统，保持完好。
2、中继间开始顶进时，工作坑内的千斤顶要紧顶在导轨上接好的管道上，防止中继间向工作坑方向退移。
3、中继间要与前后的管壁接牢，以防中继间内因设备布置重量的不平衡，在工作中产生旋转。
4、中继间工作时，操作人员必须站在千斤顶的无油压侧，以防油压侧出现事故。
5、中继间工作的顺序是：
第一个中继间顶完后，卸油压，开始第二个中继间顶进，同样再开第三个中继间，依次开动下去，在最后开动工作坑千斤顶的同时，又可开动第一个中继间，开始新一轮的循环顶进。
中继间的拆除：
1、顶管到达终点后，应立即开始中继间的拆卸工作。
由第一个中继间开始往后拆，拆除的空间由后面的中继间继续向前顶进，使管口相连接。
2、中继间拆除的顺序是：
先顶部、次两侧、后底部。
先将千斤顶、油路、油泵、电器设备等拆除。
八）、顶进管道的质量标准
1、外观质量：
（1）、目测直顺、无反坡、清洁、不积水、管节无裂缝；
（2）、管道内接口填料饱满、密实，且与管道接口内侧表面齐平；
（3）、顶管中如遇塌方或超挖空隙必须进行处理；
2、顶管施工允许偏差
项目
允许偏差（mm）
检验频率
检验方法
范围
点数
中线位移
50
每节管
1
测量
管内底
高程
D＜1500mm
+30-40
每节管
1
用水准仪测量
D≥1500mm
+40-50
每节管
1
用水准仪测量
相邻管间错口
15%管壁厚，且＜20
每个接口
1
用尺量
对顶时管道错口
50
对顶接口
1
用尺量
五、安全施工保证措施
结合本工程实际，坚持“安全第一，预防为主”的方针，明确安全目标，成立以第一领导者为组长的各级管理组织，并配备各级专职安全检查人员，坚持安全交底、安全教育、持证上岗制度，组织经常性的安全检查，创建安全标准工地建设，最终实现安全目标。
本项目的安全生产目标是：
“四无、二控、本消灭”。
“四无”即无因公死亡事故；无交通死亡事故；无火灾、受压容器及锅炉爆炸事件；无车险事故。
“二控”即年重伤率控制在0.06%以内，年轻伤率控制在1.2%以内。
“三消灭”即消灭违章指挥、消灭违章作业、消灭惯性事故。
施工单位：
广州市市政集团有限公司
升级会员 