排水工程頂管施工方案

1、真 理 道 排 水 工 程頂管施工方案 編制人: 審核人： 審批人: 天津市市政道橋建筑工程公司 2009年5月10日工藝流程圖： 放線 水泥攪拌樁 鋼樁 工作坑 頂進(jìn) 做口、做井大口井1測(cè)量放線：4.1.1頂管施工，井中樁位的栓樁、打樁工作尤其重要。為確保中線的質(zhì)量，栓樁要距離井中最少保證30米以外，最好設(shè)在行人和機(jī)動(dòng)車流量稀少的地帶。為防止人或車碰撞或碾壓，護(hù)樁采取用砼做基礎(chǔ)，埋入直徑=58cm的木樁或直徑=16mm的圓鋼作樁，才木樁上釘小鐵釘或在圓鋼上用鋸條鋸十子線，周圍用磚砌筑，上面用磚或木板封頂，并且做好標(biāo)識(shí)，定期進(jìn)行復(fù)側(cè)。尤其在頂管期間，要加密復(fù)側(cè)次數(shù)，發(fā)現(xiàn)變化及時(shí)調(diào)整，確保工程質(zhì)

2、量。2.頂管工作坑的設(shè)置4.2.1 土壓平衡式頂管的工作坑的布置：根據(jù)管道井位的尺寸及頂管設(shè)備的尺寸設(shè)置工作坑的位置，頂管工作坑主頂坑尺寸以滿足工作要求為宜，切不可過大。副坑尺寸應(yīng)以滿足出機(jī)頭尺寸及設(shè)計(jì)井尺寸。周圈打12米40#鋼板樁,間距0.6m.為了保證管道兩側(cè)的建筑物和周圍地下各類管線在施工過程中和竣工后不發(fā)生沉降絕對(duì)的安全，采用打水泥攪拌樁的方法來改善局部土壤，增加土壤的密度和強(qiáng)度、減小土壤的滲透系數(shù)、縮小土壤擾動(dòng)范圍。特采取以下措施：在工作坑的周圈打單排水泥攪拌樁，主頂方向的后背側(cè)打雙排水泥攪拌樁，水泥含量為12%（加固土體的重量比）樁直徑700毫米，樁長(zhǎng)10米。樁中間距400毫米，

3、相互咬合呈梅花形排列。其它三面均為單排。水泥攪拌樁內(nèi)側(cè)距工字鋼外側(cè)0.2米（詳見附圖）18打樁順序先打水泥攪拌樁再打工字鋼樁。打水泥樁應(yīng)連續(xù)施工，避免咬合困難及截水效果差。4.2.2頂管工作坑施工前一定要先刨驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)與設(shè)計(jì)圖紙有較大的出入時(shí)，要立即通知甲方及設(shè)計(jì)，及時(shí)做出調(diào)整，如果是其它的管線不在工作坑以內(nèi)，但離工作坑又很近時(shí)，一定要采取措施進(jìn)行加固，可以用方木或工字鋼做橫梁，用吊鏈吊住，確保安全。4.2.3 土壓平衡頂管工作坑視土質(zhì)情況決定是否打大口井，待打完水泥攪拌樁和工字鋼樁之后，就可以挖土。工作坑有兩步框架支撐，一步框架標(biāo)高為從樁頂下返0.8m，二步框架標(biāo)高為從設(shè)計(jì)管頂上返0.3m。挖

4、土采用挖掘機(jī)，先挖到一步框架，待一步框架做好后，再向下挖，挖不到的地方一定不要強(qiáng)用挖掘機(jī)挖，確保安全施工。余下的土方人工挖。挖到位時(shí)，立即卡木板，作二步框架。卡木板時(shí)要豎向卡住，用=16毫米的圓鋼作橫肋與工字鋼接?？蚣苡蓛筛?6#工字鋼焊接成寬度不變的一根?？蚣苡珊冈阡摌渡系慕卿撝危厦嬖俸干蟽傻?16毫米的圓鋼，每步框架的4個(gè)角上用兩頭是45的短八字型鋼焊住，上下兩步框架之間用槽鋼在4個(gè)角上焊住，將整個(gè)工作坑結(jié)成一個(gè)牢固的整體骨架。龍門口處用短工字鋼替代長(zhǎng)鋼樁，在頂進(jìn)方向上形成半圓，用=16毫米的圓鋼做橫肋與工字鋼焊住，手掘式敞口頂管的工作坑挖土、焊框架、卡木板基本相同，只是多了一步框架。

5、但必須打大口井。4.2.4工作坑挖到位后，采用人工清底，清底標(biāo)高為設(shè)計(jì)檢查井底板下平往下返30厘米；在工作坑底四周做盲溝，溝內(nèi)鋪墊碎石濾料，坡度i=1%；在兩個(gè)對(duì)角上做水窩子，水窩子底比盲溝流水面低50厘米，水窩子直徑=600毫米，盲溝及水窩子與泥土接觸的地方用木板卡草袋子隔斷，每個(gè)水窩子設(shè)2寸潛水泵一臺(tái)。4.2.5底板：在清底后直接澆筑c30砼底板，厚30厘米，滿鋪坑底，底板與坑底工字鋼接觸處用木板或泡沫板隔開，澆筑砼時(shí)同時(shí)下厚度t=10毫米的予埋鋼板，尺寸長(zhǎng)*寬=20*50厘米，沿管道中心線兩側(cè)對(duì)稱布置，共10個(gè)，間距平均，每個(gè)予埋鋼板下面都焊予埋鋼筋=16毫米的3根，埋入砼中25厘米，鋼

6、板上平略高于砼底板上平面35毫米。砼振搗要密實(shí)，中間設(shè)一道流水槽，以便將水引向水窩子，確保不會(huì)出現(xiàn)積水。4.2.6作后背墻：厚0.7m，長(zhǎng)4m，寬4m。c30砼，尤其要注意的一點(diǎn)是后背墻的平面一定要與頂進(jìn)軸線垂直。后背墻中的反力r應(yīng)為總推力的1.21.6倍，r為：r=*b*（*h2*kp/2+2c*hkp+*h*h*kp）r=1408t式中：r 總推力之反力，（kn） 系數(shù)（取1.52.5之間） b后坐墻的寬度0.5（m） 土的容重（kn/m3） h后坐墻的高度（m） kp被動(dòng)土壓系數(shù)為tg2（45+/2）； c土的內(nèi)聚力（kpa） h地面到后坐墻頂部土體的高度（m）4.2.7安放后靠背：后靠

7、背由鋼構(gòu)件組成，厚度40厘米，寬度4米，高4米。后靠背應(yīng)貼緊后背墻，用鋼筋焊結(jié)實(shí)。4.2.8洞口止水：在管子頂進(jìn)前方的工作坑內(nèi)，澆筑一道前止水墻，墻體可由級(jí)配較高的素砼構(gòu)成，寬度2米，厚度30厘米，高3米，墻面予埋m20毫米的螺栓，間距20厘米一個(gè)，雙層梅花布置，中間有橡膠止水板，厚度t=20毫米，外壓t=15毫米厚的鋼板，墻體中間用低標(biāo)號(hào)水泥砂漿砌磚，砌成圓形，比設(shè)計(jì)管外徑周圈大10厘米，為防止地下水和泥砂從該間隙中流入，必須認(rèn)真、仔細(xì)做好此項(xiàng)工作。4.2.9安放基坑導(dǎo)軌：考慮到頂距長(zhǎng)、頂力大，采用重型導(dǎo)軌2根，每根長(zhǎng)6.58米，安放時(shí)，前端應(yīng)盡量靠近洞口，導(dǎo)軌可通過槽鋼與砼底板上的予埋鋼板

8、焊接，導(dǎo)軌可按水平狀態(tài)安裝，2根導(dǎo)軌之間的高程誤差應(yīng)嚴(yán)格按制在2毫米以內(nèi)。依據(jù)公式：計(jì)算軌道間距a=2。3.土壓平衡頂管掘進(jìn)機(jī)選擇，工作坑設(shè)備安裝本工程選用的多刀盤土壓平衡式頂管機(jī)特點(diǎn)是出土順暢，操作容易，維修方便，尤其適用于軟粘土層中的頂管施工。4.3.1安裝主頂油缸：根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，頂力的計(jì)算如下：p=k（34d-21）l+pf式中p-計(jì)算頂力（kn），d-管道外徑（米）， l-頂進(jìn)距離（米），pf-迎面頂力（60t）。按最大頂距2200管徑120米計(jì)算，得20249kn，合2066t。由此得r緊大于總頂力p，r不能滿足總頂力p的1.2倍，故應(yīng)安設(shè)中繼間，以減少r的總推力，具體安裝位置

9、參見施工平面圖。頂進(jìn)設(shè)備采用6臺(tái)，行程3m每臺(tái)，頂力達(dá)200t，其型號(hào)為dtd200型等推力雙行程千斤頂。由于管材承載力為1183t，可見管材的承載力不能承受頂管的最大頂力，故需要在頂進(jìn)過程中注漿減阻，經(jīng)驗(yàn)分析所知，能降到泵站頂力的4050%。注漿減摩設(shè)備系統(tǒng)有拌漿機(jī)、儲(chǔ)漿池和螺旋泵、注漿管路等組成。拌漿機(jī)采用bj02型機(jī)械拌漿機(jī)，由專人負(fù)責(zé)，根據(jù)土層及原料性質(zhì)對(duì)注漿減阻進(jìn)行配比實(shí)驗(yàn)。觸變泥漿的配合比如下： 膨潤(rùn)土：水：純堿 25：83.5 ：0.75（重量比）拌制后的漿液，注入到含量為4m3的儲(chǔ)漿池，儲(chǔ)漿池的功能：一是隨時(shí)存放拌制好的漿液，更重要的是使?jié){液得到充分的膨脹，一般停置時(shí)間為24小

10、時(shí)。注漿設(shè)備采用i-ib型螺桿泵，其工作壓力可達(dá)10kg/cm2，在頂管施工過程中，注漿的起始工作壓力1kg/cm2，隨著頂管距離的增加，注漿壓力也隨之上調(diào)，保證漿液能注入到管壁外，填充管外土體間隙后形成完成的漿套達(dá)到減少阻力的效果。4.3.2安放測(cè)量?jī)x器：采用激光水準(zhǔn)儀監(jiān)測(cè)施工，儀器固定在主頂油缸架中間，鏡管軸線與頂管中心線在一條線上，儀器托架做成可調(diào)的，便于調(diào)整。若是土壓平衡機(jī)頭，可設(shè)固定三角形靶盤，激光點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)靶心。在頂進(jìn)的過程中隨時(shí)監(jiān)測(cè)頂管的頂進(jìn)趨勢(shì)。4.3.3安放機(jī)頭：機(jī)頭在下到工作坑之前，要先進(jìn)行調(diào)試，要保證各種機(jī)具、儀器、儀表、電器元件處在良好狀態(tài)。機(jī)頭安放用吊車平穩(wěn)的吊裝到基坑的

11、導(dǎo)軌上，要注意的一點(diǎn)是必須保證機(jī)頭外皮下部一定與導(dǎo)軌接觸要實(shí)，不能有翹起或偏斜，以確保頂進(jìn)質(zhì)量。4.3.4安放頂鐵：頂鐵由鋼構(gòu)件作成，有0型和u型兩種，厚度35厘米，每個(gè)工作坑設(shè)o型頂鐵1個(gè)和u型頂鐵6個(gè)，頂鐵平時(shí)放在地面上，可用2根15*15厘米的方木作成墊架，上面排放頂鐵，為保安全，墊架一定要穩(wěn)固。吊裝頂鐵采用對(duì)鉤，吊鉤用1厘米鋼板制成，鋼絲繩長(zhǎng)度一致，吊裝頂鐵設(shè)專人指揮。4.3.5地面設(shè)備安裝：在坑內(nèi)布置的同時(shí)，地面上應(yīng)同時(shí)進(jìn)行油泵、拌漿設(shè)備的安裝及搭設(shè)工作臺(tái)等工作，油泵采用32mpa高壓油泵2個(gè)，備用1個(gè)，用高壓油管同坑內(nèi)油缸連接，拌漿機(jī)選用bj02型，注漿機(jī)用螺桿型，拌漿機(jī)安放最好采

12、用半臥式，埋入地下一部分，利用人員操作。并且供漿設(shè)備應(yīng)安放在雨棚下，工作臺(tái)選行人車輛流動(dòng)少的一側(cè)搭設(shè)，不要設(shè)在頂進(jìn)方向。工作臺(tái)要搭設(shè)雨棚。為了減阻，設(shè)專人將管子外皮刷石蠟減阻，所有的其中工作均由吊車完成，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)40t吊車1部，25t吊車1臺(tái)。吊車設(shè)專人指揮。4.注漿材料準(zhǔn)備4.4.1采用觸變泥漿：參考管材的縱向時(shí)承受力和后背的反力，此段頂管應(yīng)注入觸變泥漿減阻。拌漿工作應(yīng)提前于頂管進(jìn)行，因膨潤(rùn)土系列的潤(rùn)滑漿，不僅需要攪拌，而且要有足夠的時(shí)間浸泡，這樣才能使膨潤(rùn)土顆粒充分吸水、膨脹。4.4.2為保持膨潤(rùn)土的干燥，防止地面水使它受潮，應(yīng)將膨潤(rùn)土堆放在架子上，上面還需搭個(gè)雨棚。4.4.3膨潤(rùn)土的貯藏及

13、漿液配制、攪拌、膨脹時(shí)間，聽取供應(yīng)商的建議但都必須按照規(guī)范進(jìn)行，使用前必須先進(jìn)行試驗(yàn)。一般性能見下表：膨潤(rùn)土純堿摻加藥劑漏斗粘度視粘度cp失水量ml終應(yīng)力比重穩(wěn)定性84cmc、phpl19”22112.6801.04800.0014.4.4壓漿方式要以同步注漿為主，補(bǔ)漿為輔。在頂進(jìn)過程中，要經(jīng)常檢查各推進(jìn)段的漿液形成情況。4.4.5注漿設(shè)備和管路要可靠，具有足夠的耐壓和良好的密封性能。在注漿孔中設(shè)置一個(gè)單向閥，使?jié){液管外的土不能倒灌而堵塞注漿孔，從而影響注漿效果。5.機(jī)頭進(jìn)洞：4.5.1機(jī)頭進(jìn)洞時(shí)測(cè)量很關(guān)鍵，應(yīng)在機(jī)頭距洞口10米時(shí)，對(duì)激光水準(zhǔn)儀的中線及高程進(jìn)行仔細(xì)精確的復(fù)核，隨著頂進(jìn)離洞口越來

14、越近時(shí)，應(yīng)加密復(fù)核。4.5.2機(jī)頭與管子的聯(lián)接，將機(jī)頭用吊車吊到地面上，設(shè)專人清理機(jī)頭。4.5.3在管子頂?shù)轿缓?，管子與洞口之間的孔隙用磚砌堵或用水泥砼封好，進(jìn)行換漿，用水泥加水制成的漿置換膨潤(rùn)土的潤(rùn)滑漿，水泥：水=1：3（重量比）6.頂進(jìn)、土方外運(yùn)4.6.1管材運(yùn)送、起吊均應(yīng)有專用夾具，擱置時(shí)應(yīng)用方木墊高，防止管接口的套環(huán)受壓變形。在頂進(jìn)過程中，管材的供應(yīng)是非常重要的，如果供應(yīng)不及時(shí)造成頂進(jìn)停止，后果是非常嚴(yán)重的，由于機(jī)頭重量一般較大，長(zhǎng)時(shí)間的滯留會(huì)造成機(jī)頭沉降，使軸線發(fā)生偏差；或已頂好的管子和周圍土體固結(jié)，使得摩阻力增大。因此，在開始頂進(jìn)前，需指定詳細(xì)周全的供應(yīng)計(jì)劃，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)備有足夠余量。4

15、.6.2頂管注漿是頂管的關(guān)鍵，只有確保注漿質(zhì)量，才能緩解后背的頂力，注漿前嚴(yán)格檢查注漿設(shè)備，注漿量為管道與土的間隙的2倍，注漿壓力隨地面的控制情況調(diào)整，初始?jí)毫?.1mpa。在機(jī)頭后3節(jié)管子用鋼筋與機(jī)頭焊接，在這3節(jié)管子上鉆孔，每節(jié)鉆4個(gè)，內(nèi)、外對(duì)稱布置，孔徑20毫米，以后每隔3節(jié)管子鉆1節(jié)。注漿干管采用直徑50毫米的鋼管。法蘭連接，上有直徑20毫米的短，鋼管，與注漿孔上的短管之間用壓力膠管聯(lián)接。4.6.3每頂進(jìn)50cm測(cè)量一次，在頂進(jìn)中糾偏，小角度糾偏，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)高程偏差為1cm，左右偏斜1.5cm時(shí)開始糾偏。為控制質(zhì)量，在頂管施工過程中，如果出現(xiàn)異常的偏差或糾偏失效，必須在允許偏

16、差標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)就停下來，分析原因，找出對(duì)策再繼續(xù)頂進(jìn)，切不可盲目行動(dòng)。操作人員必須嚴(yán)格遵守這樣一條規(guī)定：無論何種情況，超過允許偏差一律停下來，并且如實(shí)匯報(bào)情況，以便分析原因，找準(zhǔn)對(duì)策。頂進(jìn)過程中由項(xiàng)目經(jīng)理直接負(fù)責(zé)，質(zhì)量負(fù)責(zé)人實(shí)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。4.6.4因土壓平衡原理是用機(jī)頭土艙內(nèi)土的壓力來平衡機(jī)頭所處土層的土壓力和地下水壓力，因此掌握油缸的頂力和土艙內(nèi)土的壓力尢為重要，在機(jī)頭伸縮部位設(shè)有上、下、左、右四個(gè)油壓千斤，根據(jù)誤差數(shù)據(jù)隨時(shí)調(diào)整千斤。頂力的顯示，由四個(gè)千斤串聯(lián)組合，每個(gè)千斤活塞直徑30厘米。 15153.144=2826cm 282610.1972=28.82kg當(dāng)壓力表顯示1mpa時(shí)，實(shí)際頂力

17、為28.82噸。4.6.5刀盤削頂進(jìn)：計(jì)算挖掘面的穩(wěn)定性：h=(4c/t)tg(45/2)=2.94m2.80m,前方土體穩(wěn)定。計(jì)算敷土深度的安全z=tbsbc+2ctg(45/2)tg(bs+bc)-2c(bs+bc) (bs+bc)ttg2(45-/2)tg=3.6米4.6.6土壓平衡頂管時(shí)，主油缸一推進(jìn)，機(jī)頭刀盤跟著轉(zhuǎn)動(dòng)削土，絞籠也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)出土，同時(shí)伴隨著注漿。當(dāng)機(jī)頭前方土較硬時(shí)，打開土艙壁上高壓水管球閥，用水沖。4.6.7由于頂管內(nèi)一般都潮濕，管內(nèi)照明用低壓線路，36伏以下燈泡，并且不要和注漿管路放在同一側(cè)。間隔4米設(shè)1個(gè)燈泡。4.6.8管道內(nèi)保持清潔，管子里因運(yùn)土而掉的土，要隨時(shí)鏟走

18、，以利于人員的行走。4.6.9采取土壓平衡的頂管方法，管內(nèi)均鋪設(shè)輕軌，由人工裝車運(yùn)至管外，土壓平衡頂進(jìn)時(shí)要注意時(shí)刻觀察土壓力表的讀數(shù)。7、出洞口準(zhǔn)備：4.7.1機(jī)頭穩(wěn)好后，用風(fēng)鎬將洞口處的磚土破除，為防止機(jī)頭在洞口時(shí)產(chǎn)生叩頭現(xiàn)象，可在洞內(nèi)下部填充一些硬粘土或澆筑低標(biāo)號(hào)砼。另外，洞口止水圈與管外皮的間隙也應(yīng)用硬粘土填充。4.7.2為防止土壓平衡機(jī)頭在剛出洞口時(shí)，由于大刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的扭矩，易使機(jī)頭偏離正確軌跡，應(yīng)在坑內(nèi)洞口兩側(cè)各安裝一個(gè)手拉葫蘆，將機(jī)頭拉住，不讓它轉(zhuǎn)動(dòng)。8.做接口4.8.1換漿后，立即拆注漿管，對(duì)管道進(jìn)行全面的清掃。同時(shí)做管子的接口。因頂管只有內(nèi)管箍，接口很關(guān)鍵，接口制作時(shí)采用微膨脹水泥摻石棉做法，作時(shí)將管內(nèi)壁鑿掉一個(gè)小八字，向管壁接口深處多剔34cm，將石棉水泥拌合物灌入、膩嚴(yán)、壓緊，外露部分成弧狀，弧高23毫米，長(zhǎng)45厘米。4.8.2如果以該段頂管作為后背向相反方向頂管時(shí)，暫時(shí)先不作口，待頂完另一段之后在做。4.8.3管子接口為鋼承口，貼橡膠板，厚度不小于15毫米，管壁外作楔型膠圈，對(duì)口時(shí)一定要對(duì)正，防止錯(cuò)臺(tái)。9.注意事項(xiàng)：4.9.1頂管時(shí)，人員流動(dòng)大，頂管坑要采取全封閉施工，而且吊車下管和起吊設(shè)備時(shí)，坑下不準(zhǔn)站人。4.9.2加強(qiáng)用電管理，合理布置線路，施工現(xiàn)場(chǎng)夜間必須有足夠的照明設(shè)備。4.9.3因施工地段內(nèi)既有企事業(yè)單位也不居民住房，故施工時(shí)一定要注意文明施工