金壇市政大口徑機(jī)頂頂管施工工法趙磊

1、大口徑機(jī)頂頂管施工工法編制單位：金壇市市政建設(shè)有限公司編制人：趙磊大口徑機(jī)頂頂管施工工法    現(xiàn)代城市市內(nèi)的大口徑雨污水管道施工，主要采用的是頂管的施工方法。我項(xiàng)目部經(jīng)過對多個頂管施工工程的摸索和實(shí)踐，制定出了一套行之有效的針對大口徑管道施工的新方法大口徑機(jī)頂頂管施工工法（以下簡稱機(jī)頂法）。 1、前言     現(xiàn)代城市內(nèi)的雨污水管道施工，主要采用的是頂管的施工方法。且大部分只能在建好的道路上進(jìn)行管道施工。因此頂管施工的速度變得最為重要。我項(xiàng)目部經(jīng)過對多個頂管施工工程的摸索和實(shí)踐，制定出了一套行之有效的針

2、對大口徑管道施工的新方法大口徑機(jī)頂頂管施工工法（以下簡稱機(jī)頂法）。此工藝方法實(shí)施后取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，是頂管施工的一項(xiàng)好的技術(shù)。 2、特點(diǎn)  2.1減少施工的危險性，減少工人施工的強(qiáng)度。     2.2大大縮短了工期。     2.3節(jié)約大量資源（人力、物力、財力）。     2.4應(yīng)用范圍廣泛，對地質(zhì)條件要求較低。     2.5能夠提高施工質(zhì)量和功能等各方面。   3、適用范圍  

3、   本工法適用于頂管管道直徑1000mmD2000mm。  4、工藝原理    大口徑機(jī)頂頂管施工工法施工原理主要是根據(jù)施工管道的管徑的大小，用3cm鋼板卷成跟管道外徑同樣大小，并焊接好，用制作好的鋒利的鐵板在鐵圓桶前方焊接成米字型，在施工中用液壓頂將該鐵桶往前頂機(jī)械切割頂管土方，減少施工強(qiáng)度和危險性。  5、工藝流程及操作要點(diǎn)     5.1放線定點(diǎn)     路面管線情況情況調(diào)查管道位置 確定工作坑開挖尺寸根據(jù)管徑制作鐵板

4、機(jī)頭。5.2頂管施工順序及工藝流程一、施工順序基坑底基礎(chǔ)及后靠背安置安裝導(dǎo)軌設(shè)置承壓壁安裝主頂設(shè)備安置起重機(jī)械安置土方運(yùn)輸設(shè)備安放頂進(jìn)機(jī)頭頂進(jìn)頂進(jìn)工藝流程：井中心線測量放樣安裝頂進(jìn)機(jī)頭與主頂裝置頂進(jìn)管機(jī)頂進(jìn)，吊下一節(jié)管節(jié)管節(jié)頂進(jìn)頂完第一節(jié)管，吊下一節(jié)管管節(jié)拼裝頂力接近許用力吊放中繼環(huán) 同上繼續(xù)再頂出洞，頂管機(jī)與管節(jié)分離。二、工作坑施工技術(shù)措施本工程共設(shè)1個工作坑，工作坑尺寸4米×6米，深度滿足管道標(biāo)高要求，坑內(nèi)使用鋼板全封閉，工作坑底部采用10cm碎石墊層、20cmC20混凝土基礎(chǔ)鋪滿。后背制作：考慮到管道的長度、管徑。采用C20混凝土現(xiàn)澆后靠背。工作坑在中線兩側(cè)處各設(shè)一根

5、56號工字鋼，四根工字鋼作為平臺的受力簡支主梁結(jié)構(gòu)，縱向間設(shè)置橫向連接梁兩根，采用25號工字鋼，并與主梁焊接牢固。所有焊縫要滿焊，防止主鋼梁因受沖擊時傾覆。拉桿上齊后，卷揚(yáng)機(jī)就位。安全用電：管內(nèi)照明采用低于36V的安全設(shè)備；頂管采用人工運(yùn)土、機(jī)械頂進(jìn)，頂管管材采用F型管材，接口采用橡膠圈接口。土方運(yùn)輸：工作坑采用龍門架上下吊土，管子內(nèi)采用滑輪車運(yùn)土。土方盡量不要堆放在工作坑四周，確保工作坑四壁的安全。2、頂管頂進(jìn)a、工作坑板底要保證砼標(biāo)號、結(jié)構(gòu)層厚度。b、導(dǎo)軌要捂牢，平面尺寸、標(biāo)高準(zhǔn)確。c、頂管挖土按規(guī)范操作，做到勤挖、勤測、勤頂、測量采用水準(zhǔn)儀測量標(biāo)高，激光經(jīng)緯儀測量軸線，同時結(jié)合線錘吊線和

6、水平管。 d、對管頂塌方及時做好情況記錄，視情況開挖填補(bǔ)及注漿。e、工作坑內(nèi)排管嚴(yán)格按圖集施工，保證基礎(chǔ)外觀尺寸、內(nèi)在質(zhì)量達(dá)標(biāo)，排管順直。三、頂管設(shè)備安裝a、 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。二根導(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)計溝底標(biāo)高設(shè)置，在頂進(jìn)中必須經(jīng)常復(fù)測調(diào)整，以確保頂進(jìn)軸線的精度。導(dǎo)軌的坡度應(yīng)與設(shè)計管道坡度相一致。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B=2R2外-R2內(nèi) 。b、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

7、強(qiáng)度和剛度，應(yīng)根據(jù)最大頂力計算具有較大的安全度。1、鋼板井前澆筑200×50cm砼靠背，靠背外襯厚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)用電焊焊接牢固防止傾倒。c、安裝主頂設(shè)備 主頂設(shè)備由以下幾部分組成：組合千斤架主頂千斤頂2只油泵站及管閥。鋼機(jī)頭一個。2臺千斤頂應(yīng)共同作用，規(guī)格一致，行程同步，每臺千斤頂?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)小于油缸行程10cm左右。油泵設(shè)置在距離主頂千斤頂處，油管安裝應(yīng)順直，減少轉(zhuǎn)角，接頭不漏油，油泵應(yīng)在雨棚內(nèi)工作。油泵的最大工作壓力不大于32kpa，裝有限壓閥，溢

8、流閥和壓力表等指示保護(hù)裝置，安裝完畢后必須試車，在頂進(jìn)中應(yīng)定時檢修維護(hù)，及時排除故障。U型頂鐵必須符合要求剛度大，受力后無變形，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，不凸面，與導(dǎo)軌的接觸面必須平整，頂進(jìn)前滑動部分應(yīng)抹牛油潤滑。環(huán)形接口頂鐵應(yīng)與鋼管口相吻合，中間用軟木板襯墊，管口處破損。鋼機(jī)頭要求剛度大，受力后無變形，且機(jī)頭割刀鋒利，牢固密封性好。保證操作工人無法離開管道，確保安全。頂進(jìn)工作井安裝管節(jié)程序：中心線測量放樣安裝頂機(jī)架與主頂裝置頂進(jìn)機(jī)頭頂進(jìn)吊下一節(jié)管節(jié)管節(jié)頂進(jìn)頂完第一節(jié)管，吊下一節(jié)管管節(jié)拼裝頂力接近許用力同上繼續(xù)再頂出洞，頂管機(jī)與管節(jié)分離。 頂管工作井一般應(yīng)安裝以

9、下設(shè)備：導(dǎo)軌后背下管設(shè)備（一般可用卷揚(yáng)機(jī)）頂進(jìn)設(shè)備（包括頂鎬、搖鎬機(jī)或高壓油泵）出土設(shè)備（人工挖土包括運(yùn)土車、水平牽引及垂直牽引的卷揚(yáng)機(jī)）照明設(shè)備（管內(nèi)應(yīng)使用電壓不大于36伏的低壓照明）四、頂進(jìn)1、頂進(jìn)方法要點(diǎn)（1）開始頂進(jìn)前應(yīng)檢查下列內(nèi)容，確認(rèn)條件具備時，方可開始頂進(jìn)。（2）全部設(shè)備經(jīng)過檢查并經(jīng)過試運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）頂管在導(dǎo)軌的中心線、坡度和高程應(yīng)符合規(guī)定。（4）防止流動性土或地下水由洞口進(jìn)入工作井的措施。2、頂進(jìn) 機(jī)頭管切入土體后應(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)。機(jī)頭管與第一節(jié)管到連接時，其尾部至少須擱在導(dǎo)軌上2030cm，并立即進(jìn)行砼管的連接。頂管道內(nèi)土采用機(jī)頂設(shè)備

10、再次頂進(jìn)，將管外泥土頂進(jìn)管道里面。3、測量 頂管必須按照設(shè)定的管道中心線和工作井位建立地面和地下測量控制系統(tǒng)，控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)在不易擾動，視線清楚，方便校核的地方，并加以保護(hù)，必要時增設(shè)每點(diǎn)有二個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)引入的臨時水準(zhǔn)點(diǎn)，在交接班時進(jìn)行儀器高程的校對和調(diào)整，頂進(jìn)軸線由設(shè)計管道中心通過經(jīng)緯儀引入坑內(nèi)，然后對中觀測。糾偏測量及控制4、機(jī)頭挖土的長度控制施工時采用激光經(jīng)緯儀進(jìn)行簡單有效的地面控制測量，使地面控制測量中的誤差趨進(jìn) 1cm，水準(zhǔn)點(diǎn)控制網(wǎng)則利用現(xiàn)有道路已設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)水準(zhǔn)網(wǎng)，直接引入工作井內(nèi)。，由一束紅色的激光直指機(jī)頭尾部的激光靶，在頂進(jìn)的過程中，操作者隨時可

11、以得到偏差值，保證頂管方向的精確要求。在布置工作井后方的測量儀基座時，必須避免由于頂進(jìn)內(nèi)沉井受力使得儀器座產(chǎn)生移動或變形，如果儀座發(fā)生微小位移，應(yīng)及時對軸線和標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整。如分4次頂進(jìn)，每次頂進(jìn)50cm，可用垂球拉線的方法進(jìn)行中心測量。頂進(jìn)糾偏必須勤測量，多微調(diào)。糾偏角度應(yīng)控制好。由于在起始推進(jìn)階段，機(jī)頭和方向主要通過主頂油缸進(jìn)行控制，所以一方面要減慢主頂?shù)耐七M(jìn)速度，另一方面在不斷的調(diào)整油缸組以及最終符合設(shè)計坡度要求和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為原則 。一般是安排三個人運(yùn)土。為加快工程進(jìn)度，采取三班制，每班三個人，輪流施工。土方在管內(nèi)可采用人力斗車進(jìn)行運(yùn)輸。到達(dá)工作坑采用電動葫蘆進(jìn)行垂直運(yùn)輸。在一般地

12、段，土質(zhì)良好，每節(jié)管長2米，分45次頂進(jìn)，同時應(yīng)遵守管理單位的規(guī)定。6、頂管工程質(zhì)量通病及防治 因操作不當(dāng)，發(fā)生管道中線、高程超標(biāo)；或因管底土基、管頂卸力拱，頂后處理不善，施工中地下土質(zhì)、水文條件不良，而在竣工后發(fā)生地面下沉、路面發(fā)生裂損等問題。（1）頂管坑壁坍塌或嚴(yán)重變形A、現(xiàn)象：支撐型工作坑的坑壁支撐或板樁發(fā)生變形、破損而使坑壁土體坍落。B、原因分析：地面排水措施失當(dāng)，使地面水浸入坑壁，改變坑壁土的狀態(tài)而發(fā)生坑壁土體的滑落。支撐型頂管坑的力板、橫板過稀或撐木過少?；驌文?、立柱板、橫板規(guī)格尺寸小，或力板、橫板及土壁三者未貼緊，撐木不牢靠等。C、治理方法：頂管工作坑上應(yīng)塔設(shè)工作棚，并在周圍壘土

13、埂，其外圍繞工作坑開挖排水溝，防止雨水、地面水流入浸蝕坑壁。支撐型頂管坑的坑壁支撐，可依土質(zhì)的不同，分別采用單板撐、井字撐、稀撐和密撐等支撐結(jié)構(gòu)形式。（2）掏土超挖A、現(xiàn)象：頂井中挖土，無論在管前方，還是在管周圍，都超出了規(guī)定的長度及范圍，形成掏土超挖現(xiàn)象。B、原因分析：管節(jié)頂進(jìn)阻力，是由于工作面前壁阻力和管外壁摩擦力所組成。當(dāng)管道頂進(jìn)發(fā)生較大方向或高程偏差時，由于盲目追求盡快糾偏，采用不當(dāng)?shù)奶幚矸椒ɑ蜻^份不均掏挖土，也易在管周造成超挖。C、治理方法：堅持每頂一段時，對管道中心及高程校核一次，發(fā)現(xiàn)偏差，隨時糾正。對于粉砂地層，應(yīng)先進(jìn)行加固后再頂進(jìn)。開動頂鎬時，機(jī)頭人員必須離開，進(jìn)入后一根管內(nèi)；

14、 對于已經(jīng)發(fā)生的管周超挖，必須在頂進(jìn)完成后，從管內(nèi)鉆孔或從地面鉆孔，向超挖空隙處進(jìn)行開挖重新回填夯實(shí)，以防地下沉。7、地下障礙物處理技術(shù)方案： 頂管施工中地下地下障礙物的處理是十分重要的工作，如處理不當(dāng)會嚴(yán)重影響頂管施工的進(jìn)度和質(zhì)量。針對我們選用的機(jī)型和比常見的地下障礙物，進(jìn)行以下采用如下措施：、在施工范圍內(nèi)有無在用或廢棄的管線或構(gòu)筑物，如有須通過資料和實(shí)測確定與頂管管路相沖突，必要時向設(shè)計單位提出管路修改意見。、孤石：對軟土中的孤石，可以打開檢查取走。在推擠孤石的同時，應(yīng)通過及時發(fā)現(xiàn)由推擠反力造成的偏移并通過在角度糾偏來補(bǔ)償。、砼、磚墻：對小體積的C30以下的砼、磚墻均可以切削。具體操作時降

15、低頂進(jìn)速度，減少每次切削。、木結(jié)構(gòu)：木樁等木結(jié)構(gòu)切削比較容易，切削后的木屑通過具體操作，應(yīng)及時通過機(jī)外旁通的轉(zhuǎn)換，經(jīng)常性的反沖管路。六、頂管質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量保證措施1、頂管工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)A、接口必須密實(shí)、平順、不脫落；B、內(nèi)漲圈中心應(yīng)對正管縫，填料應(yīng)密實(shí)、均勻；C、頂進(jìn)中，管口不應(yīng)裂損，管材不應(yīng)發(fā)生裂縫；D、管內(nèi)不得有泥土、石子、砂漿、磚塊、木塊等雜物；2、頂管施工質(zhì)量保證措施A、嚴(yán)格檢查設(shè)備后靠背的垂直度和水平面管道頂進(jìn)軸線垂線的偏差，要確保后靠背安裝的垂直度控制在1L內(nèi)；B、嚴(yán)格檢查導(dǎo)軌安裝高程和中線情況，兩軌道的高程偏差要控制在3mm以內(nèi)，導(dǎo)軌要安裝牢固，保證不受頂力的變化而影響；C、嚴(yán)格對

16、頂管接口隱蔽項(xiàng)目的檢查，確保鋼套環(huán)符合設(shè)計要求，有出廠合格證明。橡膠圈的規(guī)格、品種現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。橡膠圈的中心線要對正管縫施工前做密閉性試驗(yàn)，合格后再進(jìn)入工程施工。D、頂管過程中的質(zhì)量控制，在頂管過程中，要勤測及時做好記錄，發(fā)現(xiàn)偏差的跡象，要及時的糾偏后，要跟蹤檢查督促。E、頂管一個井結(jié)束以后，仔細(xì)檢查接口是否密實(shí)、平順、無脫落現(xiàn)象，管內(nèi)泥土雜物及時清理，保證管內(nèi)的清潔度。F、思想上落實(shí)：加強(qiáng)質(zhì)量意識的宣傳和教育，使每個人牢記“質(zhì)量是企業(yè)的生命”這一道理，并落實(shí)于施工中。     7、機(jī)具設(shè)備 機(jī)械設(shè)備見表7-1按同時施工4座跨騎井考慮，因受現(xiàn)場條件

17、所限，鋼筋、模板事先加工好然后運(yùn)送到現(xiàn)場，現(xiàn)場不再設(shè)加工場地。 序號名 稱型號單位數(shù)量1小型起吊機(jī)10KW臺12機(jī)動翻斗車臺23頂管設(shè)備套14定型鋼板支護(hù)套15鋼板機(jī)頭管套1    8、勞動力組織及安全     8.1勞動力組織方面：以一個工作坑為例，根據(jù)頂管的特點(diǎn)配備如下人員：     挖土方共6人，要求工人做工熟練，曾經(jīng)做過類似的工程。     電焊工、架子工2人。     8.2安全方面：第一、城市道路或小區(qū)內(nèi)施工，必須做好圍護(hù)設(shè)施，可用鋼管和鐵皮進(jìn)行支撐維護(hù)，外表保持清潔整齊，并在顯著位置設(shè)置安全警示標(biāo)志，防止外人進(jìn)入維護(hù)內(nèi)發(fā)生意外傷害事故；第二、維護(hù)內(nèi)作業(yè)人員要戴好安全帽，特別是井下作業(yè)人員，防止高空墜物，井上作業(yè)人員在運(yùn)輸材料過程中更要注意井下作業(yè)人員的安全，要經(jīng)常檢查設(shè)備的安全性；第三、在不作業(yè)的期間而且作業(yè)區(qū)域內(nèi)無人值守的時候，井口要進(jìn)行及時地覆蓋。      9、效益分析     采用機(jī)頂管施工取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。以一段正