人工掘進式頂管建筑施工方法.docx

1、人工掘進式頂管施工方法1前言1.1頂管施工位于-的東南側，北臨新園路與，東臨二 號路，西鄰用地。為配合現(xiàn)場施工時雨水排放，需施工排出廠外的 雨水管道，管道出場地后穿過新園路進入路北側的市政排水渠?？紤]到新園路為 廠區(qū)主要道路，且來往車輛頻繁，為了減少管道施工對道路通行和對現(xiàn)場環(huán)境的 影響。 經(jīng)過專家組評審，決定采用人工掘進式頂管施工的方法進展施工。排水管 道采用鋼筋混凝土頂式排水管，管徑DN2000mm,管線長度為60米。2工法特點2.1頂管施工就是非開挖施工方法，是一種不開挖或者少開挖的管道埋設施 工技術。頂管法施工就是在工作井借助于頂進設備產(chǎn)生的頂力，克制管道與周圍 土壤的摩擦力，將管道按

2、設計的坡度頂入土中，并將土方運走。一節(jié)管子完成頂 入土層之后，再下第二節(jié)管子繼續(xù)頂進。其原理是借助于主頂油缸把管道直接從 工作井穿過土層一直推進到接收井，埋設在工作井和接收井之間。2.2非開挖頂管施工采用油壓驅動，可以在很深的地下敷設管道，施工時噪 音遠遠小于開槽式敷設管道，喋音以及震動都很小，幾乎沒有地盤沉降的現(xiàn)象， 對周遭的影響降低到最小程度，無需隔斷交通；可以平安的穿越鐵路、街道等建 筑障礙物，而且在較深的埋深情況下施工本錢要小于開槽式敷設管道。2.3特別適用于大中型管徑的非開挖鋪設。具有經(jīng)濟、高效，保護環(huán)境的綜 合功能。這種技術的優(yōu)點是：不開挖地面；不拆遷，不破壞地面建筑物；不破壞 環(huán)

3、境；不影響管道的段差變形；省時、高效、平安，綜合造價低。2. 測量包括高程測量和左右偏差測量兩局部。3. 高程測量較簡單，在地面上把永久性水準點引測至井邊，通過垂直吊鋼尺 引測至井下，設臨時水準點，再在管道架設水準儀測至管道上的標靶，即可知道 管道高程的偏差。此水準還可從管道測出來，閉合差按二級水準控制。4. 軸線測量，在井設固定的測站，根據(jù)設計坡度，經(jīng)緯儀調好垂直角度，從 鏡子看光耙上刻度。5. 頂進中要做到勤測量、勤糾偏、微糾偏，在進洞和出洞階段適當增大測量 密度，出現(xiàn)偏差應馬上糾偏，減少與軸線的偏差次數(shù)。前兩節(jié)連接成整體。6. 管道每推進250-300mm時測一次中心軸線，假設發(fā)現(xiàn)偏移趨

4、勢就進展糾 偏，假設偏移量到達20mm時，立刻停頓頂進，查明原因有措施保證后再頂進， 確保頂管軸線的質量，勤測勤糾。頂進糾偏普遍采用調整糾偏液壓油頂?shù)木幗M操 作，假設管道偏左側液壓油頂采用左伸又縮方法， 反之亦然。如同時有高程和方 向偏差，應先糾正偏差大的一面。7. 根據(jù)地面和地表構筑物沉降監(jiān)測反應信息及時調整土壓力控制值、出土量 與頂進速度。8. 假設發(fā)現(xiàn)沉降值超標，立即停頓頂進，查明原因，采取相應措施后才能重 新頂進，確保地面建筑物安然無恙。9. 剛開場向井下卸管、裝管時，用鋼支架固定已頂入的管節(jié)，防止液壓油頂 縮回過程中管節(jié)后退。8平安措施8.1現(xiàn)場平安管理措施本工程涉及到頂管管節(jié)吊運、

5、施工沿線的高壓線保護、地下管線的保護、基 坑開挖、頂管進出洞。在確定重點部位的前提下，落實監(jiān)控人員，確定監(jiān)控的措 施方案和方式，實施重點監(jiān)控，必要時連續(xù)監(jiān)控。頂管管節(jié)的吊運必須落實吊運的設備、確定吊運噸位的匹配，對吊運的索具 進展配置。制訂相應的分項平安技術措施和操作規(guī)程，在吊運過程中進展監(jiān)控。 嚴格執(zhí)行人員在井交織作業(yè)并對起重設備的操作人員和指揮人員進展平安技術 交底。頂管進洞、出洞是頂管掘進的重點。工程工程部將對頂管進出洞制訂平安 技術方案，細化平安措施，對進出洞作業(yè)班組進展詳細的交底，在進出洞過程中， 確保平安員全過程監(jiān)控。8.2頂管平安操作規(guī)程頂管設備的選擇應根據(jù)管道所處土層性質、管徑

6、、地下水位、附近地上與地 下建筑物、構筑物和各種設施等因素，經(jīng)技術經(jīng)濟比擬后確定。導軌應選用鋼質材料制作，安裝后的導軌應結實，不得在使用中產(chǎn)生位移， 并應經(jīng)常檢查校核。液壓油頂?shù)陌惭b應固定牢靠，并與管道中心的垂線.對稱，其合力的作用點應 在管道中心的垂直線上。液壓油頂為兩臺時，其規(guī)格宜一樣。液壓油頂?shù)挠吐窇⒙?lián)，每臺液壓油頂應有進油、退油的控制系統(tǒng)。油泵安裝應與液壓油頂相匹配， 并應有備用油泵，油泵安裝完畢，應進展試 運轉，合格前方可使用。頂進前全部設備應經(jīng)過檢查并經(jīng)過試運轉合格。頂進時，工作人員不得在頂鐵上方及側面停留，并應隨時觀察頂鐵有無異常 跡象。頂進開場時，應緩慢進展，待各接觸部位密合

7、后，再按正常頂進速度頂進。頂進中假設發(fā)現(xiàn)油壓突然增高，應立即停頓頂進，檢查原因并經(jīng)處理前方可 繼續(xù)頂進。液壓油頂活塞退回時，油壓不得過大，速度不得過快。頂鐵與管口之間應采用緩沖材料襯墊。管道頂進應連續(xù)作業(yè)。管道頂進過程中，遇以下情況時，應暫停頂進，并應 及時處理。1. 工具管前方遇到障礙；2. 后背墻變形嚴重；3. 頂鐵發(fā)生扭曲現(xiàn)象；4. 管位偏差過大且校正無效；5. 頂力超過管端的允許頂力；6. 油泵、油路發(fā)生異?，F(xiàn)象；8.3井下頂管的通風頂管施工過程中，必須保證管的空氣流通， 防止施工過程中遇到進入管的有 毒有害氣體。施工現(xiàn)場必須配備通風機，具體送風措施：在工作井中安裝鼓風機， 將通風管接

8、入管道里面，每隔6米設置一個排風口。保證送風24小時進展，同 時準備急救氧氣包等急救藥品及物資。8.4井口臨邊及上下井防護措施井口臨邊防護欄桿按照JGJ59-2011嚴格執(zhí)行，施工人員上下井鋼梯應符 合規(guī)要求。8.5臨時用電施工現(xiàn)場的臨時用電嚴格按”施工現(xiàn)場臨時用電平安技術規(guī)”的有關規(guī)定執(zhí) 行。臨時用電線路的安裝、維修、撤除，均由經(jīng)過培訓并取得上崗證的電工完成， 非電工不準進展電工作業(yè)。 電纜線路應采用“三相五線/'接線方式， 電氣設備和電氣線路必須絕緣良好，場架設的電力線路其懸掛高度及線距符合平安規(guī)定，并應架在專用電桿上。室配電柜、配電箱前要有絕緣墊，并安裝漏電保護裝置。各類電器開關

9、和設備的金屬外殼,均設接地或接零保護。配電箱要能防火、防雨,箱不得存放雜物并應設門加鎖。檢修電氣設備時必須停電作業(yè)，電源箱或開關握柄上掛“有人操作、嚴禁合閘”的警示牌或設專人看管。8.6頂管穿過道路平安防護措施當頂管施工頂進到道路路面下時，路面上交通實施臨時管制措施,封閉西東 向半幅道路，另半幅道路作為車輛通行路線。保證路面下頂管施工時不會受到車 輛通行時對路面的荷載。 同時路面下頂管頂進過程中，應嚴密監(jiān)測道路沉降觀測 點，保證頂進施工的平安。當頂管頂進到另半幅道路時，再將此半幅道路封閉, 另半幅道路作為通行路線。頂管施工穿過道路的平安防護措施見以下圖:圖頂管施工穿過道路平安防護措施9環(huán)保措施

10、9.1該頂管施工工程需要穿越市政道路，且覆土深淺不一。頂管施工時，需確保路面的絕對平安。為了保證在施工中做到對環(huán)境的充分保護，我們將從以下 幾方面采取措施，來控制沉降，確保道路的平安。道路與房屋的沉降監(jiān)測1. 監(jiān)測圍根據(jù)道路及房屋平安保護監(jiān)測的有關規(guī)定，并結合以往類似工程的一些經(jīng) 歷，本次監(jiān)測圍為02000mm頂管中心軸線至地面5米圍。2. 監(jiān)測容主要針對地面的沉降量進展監(jiān)測O1在頂管中心軸線上方地面布置沉降觀測點。2在頂管軸線上可能影響到的建筑物上布設沉降觀測點。3. 測點布置1地面上沉降觀測點布設：沿頂管軸線方向布設，頂管起始段50m圍每隔10m布點。4. 監(jiān)測措施1嚴格按照有關技術規(guī)和規(guī)

11、定進展施工全過程跟蹤監(jiān)測。2監(jiān)測點的設置與建立、監(jiān)理、頂管操作單位等多方協(xié)商，并明確標明監(jiān) 測點的位置。3監(jiān)測頻率為每天1次，視施工情況加密監(jiān)測頻率，在關鍵部位要及時跟 蹤監(jiān)測并提供監(jiān)測報告，遇特殊情況，提供速報并及時處理。4監(jiān)測儀器事先經(jīng)過有關技術部門的標定和校正，以保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠 性。5當監(jiān)測值接近報警值時，及時預警，并提請有關方面注意；當?shù)竭_報警 值時，及時上報，并分析原因。6施工監(jiān)測工作延續(xù)到施工完畢后，觀測值穩(wěn)定一周前方停頓監(jiān)測。7路面沉降到達1cm時為報警值。管線報警值為0.5cm。9.2文明施工現(xiàn)場施工地點應懸掛按照 GB28932008”平安色”和GB29842008n平安

12、標 志”規(guī)定的標牌。 施工現(xiàn)場設置大幅平安宣傳標語。施工現(xiàn)場出入口設置施工牌， 還需設置各種標志牌、防火須知牌、平安生產(chǎn)無重大日計數(shù)牌、工地主要管理人 員。施工現(xiàn)場設施的設置涉及到大型設備、 必須設置隔離欄桿， 以上設施與防護 欄必須有2m以上的平安通道。工作區(qū)域外沿1.01.5米四周封閉布置2.5米高 的鋼制護欄。施工現(xiàn)場的材料堆放要有明確的位置，明確的標識，土方要有圍護措施。各 類鋼材、鋼模、腳手架管堆放整齊，明碼標牌，并對每個堆放點樹立銘牌。工地生活區(qū)應設置宣傳文明施工、企業(yè)文化和平安為主的宣傳欄，生活區(qū) 必須配備宣傳欄。10效益分析10.1頂管施工工程經(jīng)費投入情況，見下表：表頂管施工經(jīng)

13、費投入情況主要工藝：人工掘進式頂管施工工法技術措施費科目摘要說明金額元工作井、接收 井施工費土方開挖 3.14 X3.52X6 X2=462m3熱軋帶肋鋼筋原材料15.7噸C35 混凝土 120m3土方回填170m3工作井施工機械工作井施工管理和作業(yè)人員土方外運工作井施工土方外運，外運距離3km市政綠化改造費接收井上市政綠化移除與恢復頂管施工費DN2000混凝土管頂進施工60m平安文明頂管施工，平安、文明施工措施費施工措施費10.2傳統(tǒng)明挖法施工經(jīng)費投入情況，見下表:說明挖法施工工程經(jīng)費投入情況a主要工藝：人工掘進式頂管施工工法技術措施費科目摘要說明金額元新園路瀝青混18 X 3 X 0.3=

14、 16.2m5凝土路面破除土方開挖4+8/2X6 X 60=2160m3土方外運管溝開挖土方外運，外運距離3km管道鋪設DN2000混凝土管鋪設施工60m土方回填回填土 2160m3,分層壓實新園路面恢復瀝青混凝土路面施工16.2m5土方開挖、回填，管道安裝、路面破施工機械費除與恢復用施工機械費用人工費管理和作業(yè)人員平安、文明施頂管施工，平安、文明施工措施費工措施費市政道路和綠市政綠化帶移除與恢復,化改造措施費市政道路破除與恢復10.3工程的經(jīng)濟效益和社會效益分析工程的經(jīng)濟效益Z.工程的社會效益1. 對環(huán)境友好，不開挖道路，不破壞地面建筑物。減少對環(huán)境的污染和道路 的堵塞。2. 為公司以后類似

15、工程的施工打下了堅實的根底，提供了大型排水道施工新 的施工方法，有效地指導了大型排水管道施工組織。3. 提高了我公司的工程管理水平，為優(yōu)化施工提供了有效的手段。4. 對加快在工程的本錢、質童、平安以及進度起到積極的作用。5. 該工程的全面實施極大的提高我公司的技術管理水平，為各項經(jīng)濟技術指 標的提高，提供現(xiàn)代化的手段。6. 形成大型排水管道施工的企業(yè)工藝標準，提供技術支持，11效益分析11.1應用此工法的工程概況工程名稱：工程地點：工程構造形式：工業(yè)建筑，廠區(qū)綜合管網(wǎng)外排雨水管開竣工日期：實物工作量：直徑中6m,深6m的混凝土工作井及接收井各一座，DN2000mm 鋼筋混凝土頂式排水管60mo

16、11.2應用效果頂管工作從2018年3月13日正式開場，2018年4月5日正式完畢，在24 天的頂進施工過程中，穩(wěn)步推進，提前到達業(yè)主要求的施工節(jié)點，贏得業(yè)主的一 致好評。存在的問題1. 人工掘進式頂管施工方法只適用管線地質土層較好，施工長度v 100m的 地下管道施工。大于100m時，施工會非常困難，也很難保證頂管施工質量。3.1該技術廣泛用于城市地下給排水管道、天然氣石油管道、通訊電纜等各種管 道的非開挖鋪設。它能穿越公路、鐵路、橋梁、高山、河流、海峽和地面任何建 筑物。人工掘進式頂管施工適用鋪設距離在100m以的地下管道，地質土層水分 較低，無大塊巖石并易于挖掘的土層中。4工藝原理4.1

17、頂管施工工藝原理就是在所施工的管線間制作一個工作井和一個接收 井，借助油缸的推力，把要施工的管道分次、分節(jié)從工作井頂進到接收井的一種 不需要開挖路面的鋪設地下管道的施工方法。頂管施工可根據(jù)GB 50268-2008" 給排水管道工程施工及驗收規(guī)”6.3條進展。5工藝流程及操作要點5.1頂管施工工藝流程如下：施工準*進場一工作井施工提升設備安裝一靠背安裝一導軌安裝開 洞門施工一頂進設備安裝一頂進一接口壓漿封閉*試水一交工。5.2工作井施工工作井是頂管施工的工作場所。其位置可根據(jù)以下條件確定：1. 單向頂進時，應選在管道下游端，以利排水；2. 考慮地形和土質情況，有無可利用的原樣土做后背

18、；3. 工作井與可能穿越的管線，建筑物要有一定平安距離；4. 距水、電源較近的地方；5. 工作井不影響地面交通等。工作井的尺寸1. 工作井應有足夠的空間和工作面，保證下管、安裝頂進設備和操作間距,井底長、寬尺寸可按如下公式計算：單位:W=D+2.4 3.2式中：W一工作井底寬度；D被頂進管外徑。2. 底長可按如下公式計算：L = L1+L2+L3+L4+L5式中：L工作井底長；L1管子頂進后，尾端壓在導軌上的最小長度，一般留0.2m;L2每節(jié)管子長度；L3出土工作間隙，根據(jù)出土工具確定，一般為1.01.5m；L4液壓油頂長度；L5靠背所占工作井厚度。本工程工作井為直徑6m的現(xiàn)澆混凝土工作井。工

19、作井施工1.工作井施工工藝流程：施工準備一場地平整一測量放樣-開挖第一模-綁扎鋼筋一立外模一灌注 第一節(jié)及砂養(yǎng)護一開挖第二、三模一基底清理一封底一澆筑底板硅一灌注頂蓋 板。本工程的工作井場地地質條件一般，開挖臨近交通要道,工作井開挖過程中 必須采取可靠的擋土措施。工作井采用機械開挖，人工護壁施工。本工程中的工 作井和接收井為現(xiàn)澆混凝土構造，工作井施工可見以下圖：圖5.2.3-1 頂管工作井施工圖523-2 頂管施工工作每、圖523-3 頂管施工接收井5.3提升設備安裝本工程采用DN2(XX)鋼筋混凝土頂式排水管，每節(jié)管長度為2米，單節(jié)管重 約8噸，現(xiàn)場選用16噸單軌吊作為鋼筋混凝土頂式排水管下

20、管和土方外運的提 升設備。提升設備安裝可見以下圖：圖提升設備安裝5.4靠背與導軌安裝本工程中靠背采用現(xiàn)澆C35混凝土墩作為液壓油頂頂進時的工作靠背。靠背 高度為1.5倍液壓油頂外筒體直徑，厚度為1.5米。導軌安裝是一項關鍵工序， 其位置準確與否與導軌高程的精度直接影響管子的頂進質量。本工程中導軌采用 20*槽鋼，安裝后的導軌順直、平行、等高，其縱向坡度與管道設計坡度一致， 導軌應結實，不得在使用過程中產(chǎn)生位移或過大變形。根據(jù)管道設計標高和中心調整導軌面控制誤差在5mm以，調整導軌中心線與管道中心線偏移誤差在 5mm 以?？勘澈蛯к壈惭b完成后，在工作井底澆筑混凝土至導軌頂上外表，作 為頂管施工工

21、作面，靠背和導軌安裝可見以下圖，圖靠背與導軌安裝5.5開洞門施工靠背和導軌安裝好后，在工作井壁上畫出管道施工位置，并用風鎬對工作井 壁進展人工鑿除。施工過程見以下圖：圖開洞門施工5.6頂進設備安裝根據(jù)本工程施工的鋼筋混凝土頂式排水管，選擇兩個250噸的液壓油頂作為 頂進設備，液壓油頂安裝應確保其著力中心位于管道總高的四分之一處，且不小 于靠背高度的1/3,并與管道中心線在同一垂直面上，兩個液壓油頂中心線與管 道中心經(jīng)對稱，即其合力方向應與管道、中線一致，且各油頂?shù)挠凸軕⒙?lián)在一 起。頂鐵安裝后，其軸線應與管道平行、對稱，頂鐵與導軌接觸的一面不得有泥 土、油污。頂進設備安裝見以下圖：圖頂進設備安

22、裝5.7頂進開洞門施工完成，且頂進設備調試完成后，可開場混凝土的頂進工作。下管利用提升設備將第一節(jié)管子下到導軌上，管道中心線依據(jù)設計圖上的位置而 定，前端和后端的高程應符合設計要求。下管施工可見以下圖：圖鋼筋混凝土頂式排水管下管土方開挖1.人工挖土時，管前挖土一般應在管操作，以確保平安，土質容易塌方時必 須隨挖隨頂， 液壓油頂及出土工作時的操作，均應聽從挖土人員的指揮，不得擅 自蠻干。土方開挖可見以下圖。管前挖圖是保證管道質量和管上建筑平安的關鍵， 挖土應遵循以下規(guī)則：1一般頂管地段，如果土質量好，可超越管端3050cm;2在不允許土質下沉的地段，管子周圍一律不得超挖；3在一般頂管地段，管外皮

23、上頂允許超挖1.5cm,但下面135“圍不得超挖。管道頂進1. 第一節(jié)管下到導軌上后，應測量管子的中線及前后端的管底高程，確認合 格前方可頂進。第一節(jié)管子作為工具管，其頂進方向的準確度是保證整段頂管質 量的關鍵。因此要求每頂進0.3m則對管道的中心和高程均測量檢查一次，在正 常頂進中，每頂進0.5Im則進展測量檢測一次。2. 中心線測量一般根據(jù)工作井設置的中心樁掛設線繩，用特制中心尺進展檢 查，高程測量則用水準儀和特制的高程尺進展檢查，工作井應提前設制一個固定 的水準點，以便測量高程時相互閉合。3. 管道頂進晝夜兩班不停進展，充分發(fā)揮機械的效率，同時防止由于中途停 頓，摩擦力增加，造成頂進困難

24、，但在頂進進程中遇到以下情況之時，則應停頓 頂進，并迅速采取措施處理完善后再頂進。1頂管前方發(fā)生塌方或遇到障礙；2后背傾斜或嚴重變形；3頂鐵發(fā)現(xiàn)有扭曲現(xiàn)象；4管位偏差較大，而且校正無效；5頂力較大超出計算頂力，超過管口準許頂力。4. 管道頂進每班均應填寫施工記錄，施工記錄應包括頂進長度、頂力數(shù)值、 管位偏差校正情況、土質水位變化及出現(xiàn)的問題和考前須知。交接班時，應用施 工記錄以文字進展交接。5. 管道頂進采用人工挖掘頂進的方式，運土用手推車，水平運輸人工推運， 垂直運輸用提升設備提升至地面再運走。 頂進前，應在管節(jié)后用弧形護口鐵，再 用順鐵作頂鐵，以保護管子末端，防止由于應力集中造成局部損壞。

25、頂進開場時, 應緩慢頂進，待各接觸部位密合后，再按正常速度頂進。首節(jié)管頂進后，要檢差管前管后高程及中心線O 經(jīng)檢查無誤前方可正式頂進。首節(jié)管的質量是整個工程 的關鍵，所以在施工中對于首節(jié)管要嚴把質量關。頂進過程檢查動力系統(tǒng)運轉是 否正常，檢查糾偏系統(tǒng)運轉是否正常，并調整好頂進的中心及高程。6. 頂進糾偏操作要堅持“小糾"、“勤測”、 "勤糾”的工藝原則。糾偏必須 遵循兩個原則，一是每次糾偏量不要過大，而且要注意開展趨勢。二是有上下與 左右均發(fā)生偏差時，先糾上下，后糾左右。在具體施工中一定要看趨勢，綜合分 析，唯有這樣才能.到達減少管節(jié)的蛇形狀態(tài)，保證施工質量。7. 管道開場頂進和土方挖掘施工，工作程序可見以下圖：圖5.7.3-1管道開場頂進圖57.3-2頂進及人工挖掘土方外運8. 頂管過程中，一節(jié)管子完成頂入土層之后，再下第二節(jié)管子，繼續(xù)挖掘土 方和頂進，如此循環(huán)施工直至將鋼筋混凝土頂式排水管從工作井頂進到接收井。 在