212第一節(jié)頂管施工技術(shù)措施

頂管施工技術(shù)措施根據(jù)招標(biāo)圖紙及招標(biāo)文件，本工程實(shí)施過程中局部有可能采用頂管法施工。頂管施工工藝流程圖頂管機(jī)出洞頂管機(jī)出洞機(jī)頭刀盤運(yùn)轉(zhuǎn)送排泥泵開啟頂進(jìn)出土泥水分離主頂推進(jìn)到位回縮主頂砼管節(jié)安裝安裝管內(nèi)管線棄土出運(yùn)頂管機(jī)轉(zhuǎn)場出洞密封器安裝工作井、接收井回填全線復(fù)核頂管設(shè)備就位頂管機(jī)安裝就位進(jìn)洞進(jìn)洞密封器安裝放樣、復(fù)核工作井、接收井施工設(shè)備安裝1、設(shè)備安裝準(zhǔn)備（1）工作井施工期間，可進(jìn)行工作井上的設(shè)備安裝準(zhǔn)備，包括砌好工具頭系統(tǒng)的泥漿池磚墻及觸變泥漿系統(tǒng)的泥漿池磚墻、安裝好進(jìn)泥漿的渣漿泵及管道系統(tǒng)、壓觸變泥漿的螺桿式泥漿泵及管道系統(tǒng)、安裝好地面操作系統(tǒng)及操作系統(tǒng)的防雨棚、接好水電。（2）工作井施工完畢后，可進(jìn)行工作井下的設(shè)備安裝準(zhǔn)備，包括穿墻位置止水密封橡膠的安裝、整體式頂進(jìn)構(gòu)架的安裝、出泥漿的渣漿泵及管道系統(tǒng)的安裝、測量系統(tǒng)的安裝。2、導(dǎo)軌應(yīng)選用鋼質(zhì)材料制作，其安裝應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）兩導(dǎo)軌應(yīng)順直、平行、等高，其縱坡應(yīng)與管道設(shè)計坡度一致；（2）導(dǎo)軌安裝的允許偏差應(yīng)為：軸線位置：3mm頂面高程：0～+3mm兩軌內(nèi)距：±2mm（3）安裝后的導(dǎo)軌應(yīng)牢固，不得在使用中產(chǎn)生位移，并應(yīng)經(jīng)常檢查校核。3、千斤頂?shù)陌惭b應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）千斤頂宜固定在支架上，并與管道中心的垂線對稱，其合力的作用點(diǎn)應(yīng)在管道中心的垂直線上；（2）當(dāng)千斤頂多于一臺時，宜取偶數(shù)，且其規(guī)格宜相同；當(dāng)規(guī)格不同時，其行程應(yīng)同步，并應(yīng)將同規(guī)格的千斤頂對稱布置；（3）千斤頂?shù)挠吐窇?yīng)并聯(lián)，每臺千斤頂應(yīng)有進(jìn)油、退油的控制系統(tǒng)。4、油泵安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）油泵宜設(shè)置在千斤頂附近，油管應(yīng)順直、轉(zhuǎn)角少；（2油泵應(yīng)與千斤頂相匹配，并應(yīng)有備用油泵；油泵安裝完畢，應(yīng)進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)；（3）頂進(jìn)開始時，應(yīng)緩慢進(jìn)行，待各接觸部位密合后，再按正常頂進(jìn)速度頂進(jìn)；（4）頂進(jìn)中若發(fā)現(xiàn)油壓突然增高，應(yīng)立即停止頂進(jìn)，檢查原因并經(jīng)處理后方可繼續(xù)頂進(jìn)；（5）千斤頂活塞退回時，油壓不得過大，速度不得過快。5、分塊拼裝式頂鐵的質(zhì)量應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）頂鐵應(yīng)有足夠的剛度；（2）頂鐵宜采用鑄鋼整體澆鑄或采用型鋼焊接成型；當(dāng)采用焊接成型時，焊縫不得高出表面，且不得脫焊；（3）頂鐵的相鄰面應(yīng)互相垂直；（4）同種規(guī)格的頂鐵尺寸應(yīng)相同；（5）頂鐵上應(yīng)有鎖定裝置；（6）頂鐵單塊放置時應(yīng)能保持穩(wěn)定。6、頂鐵的安裝和使用應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）安裝后的頂鐵軸線應(yīng)與管道軸線平行、對稱，頂鐵與導(dǎo)軌和頂鐵之間的接觸面不得有泥土、油污；（2）更換頂鐵時，應(yīng)先使用長度大的頂鐵；頂鐵拼裝后應(yīng)鎖定；（3）頂鐵的允許聯(lián)接長度，應(yīng)根據(jù)頂鐵的截面尺寸確定。當(dāng)采用截面為20cm×30cm頂鐵時，單行順向使用的長度不得大于1.5m；雙行使用的長度不得大于2.5m，且應(yīng)在中間加橫向頂鐵相聯(lián)；（4）頂鐵與管口之間應(yīng)采用緩沖材料襯墊，當(dāng)頂力接近管節(jié)材料的允許抗壓強(qiáng)度時，管端應(yīng)增加U形或環(huán)形頂鐵；（5）頂進(jìn)時，工作人員不得在頂鐵上方及側(cè)面停留，并應(yīng)隨時觀察頂鐵有無異常跡象。7、采用起重設(shè)備下管時應(yīng)符合下列規(guī)定：（1）正式作業(yè)前應(yīng)試吊，吊離地面10cm左右時，檢查重物捆扎情況和制動性能，確認(rèn)安全后方可起吊；（2）下管時工作坑內(nèi)嚴(yán)禁站人，當(dāng)管節(jié)距導(dǎo)軌小于50cm時，操作人員方可近前工作；（3）嚴(yán)禁超負(fù)荷吊裝。頂管施工工藝1、頂管的頂力可按下式計算確定P=fγD1[2H+(2H+D1)tg2(45°-ф/2)+ω/γD1]L+PF式中P——計算的總頂力(kN)；γ——管道所處土層的重力密度(kN/m3)；D1——管道的外徑(m)，取值3.52；H——管道頂部以上覆蓋土層的厚度(m)；ф——管道所處土層的內(nèi)摩擦角(o)0；ω——管道單位長度的自重(kN/m)；L——管道的計算頂進(jìn)長度(m)，取值61；f——頂進(jìn)時，管道表面與其周圍土層之間的摩擦系數(shù)，取值0.5；PF——頂進(jìn)時，工具管的迎面阻力(kN)，PF=aπ/4×D1×RD1——管道的外徑(m)t——工具管刃腳厚度或擠壓喇叭口的平均寬度(m)；R——擠壓頂管法的擠壓阻力。R與土層密實(shí)度、土層含水量、地下水位狀況有關(guān)。根據(jù)有關(guān)工程統(tǒng)計資料和本工程的分析，估算工具頭正面泥水壓力為350kN/m2;a——網(wǎng)格截面參數(shù)，可取0.6～1.0。如局部地區(qū)出現(xiàn)阻力較大現(xiàn)象時，還可適當(dāng)采用減阻措施，通常減少管壁摩擦阻力的措施有：管壁與泥土間壓觸變泥漿減阻(優(yōu)質(zhì)膨潤土拌制而成)?？紤]地下工程復(fù)雜性及不可預(yù)見因素，頂管設(shè)備取2倍能力儲備。2、管材與接口選用優(yōu)良管材并處理好管節(jié)接口對頂管施工是十分重要的。要按有關(guān)規(guī)范對管材作現(xiàn)場檢查驗(yàn)收，如發(fā)現(xiàn)不合格堅決予以退回。頂管管節(jié)的第一節(jié)和最后一節(jié)進(jìn)行特殊處理。3、頂管測量與控制頂管工程的測量工作是整個頂管工程質(zhì)量的關(guān)鍵，測量工作的準(zhǔn)確性將直接影響到管線實(shí)際軸線的平順，甚至影響到頂管的順利貫通，因此需精心實(shí)施，確保無誤。（1）本工程測量包括高程測量和左右偏差測量兩部分。（2）在地面上把永久性水準(zhǔn)引測至井下，設(shè)臨時基準(zhǔn)點(diǎn)，再在井底架設(shè)激光經(jīng)維儀，將激光投射到機(jī)頭的標(biāo)靶上，由機(jī)頭內(nèi)的攝像機(jī)將信號傳到地面遙控操作臺的顯示屏上，機(jī)頭高程和左右偏差一目了然。4、根據(jù)不同管道埋深，采用不同的支護(hù)形式：a、當(dāng)H<6m，采用鋼板樁支護(hù)；形式如下圖：其施工方法與明挖部分基本相同。b、當(dāng)6<H<12m，采用逆作拱墻支護(hù)；形式如下圖；逆作拱墻采用強(qiáng)度等級C25的混凝土，環(huán)筋及豎筋要求單面焊10d。往下施工時以每一節(jié)作為一個施工循環(huán)（即挖好每節(jié)土后接著澆灌下一節(jié)混凝土護(hù)壁）。一般土層中每節(jié)高度為1m，特殊地質(zhì)下挖高度應(yīng)視護(hù)壁的安全情況而定。在墻頂設(shè)欄桿，注意施工安全。密切留意天氣預(yù)報，如預(yù)報有臺風(fēng)暴雨應(yīng)暫停施工。如施工期間遇一般中小雨已開挖的拱墻位置基坑應(yīng)用編織布遮蓋，并開泵抽水，避免雨水長時間浸泡溝槽，若發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形較大，應(yīng)用碎石回填拱腳已開挖的部分。5、管機(jī)進(jìn)出洞口技術(shù)方案（1）對進(jìn)出洞口土體采用壓密注漿進(jìn)行加固，加固的范圍：在深度方向，洞口上2m，下2m，左右各2m；在長度方向?yàn)?m。（2）為使進(jìn)出洞口頂進(jìn)過程中不發(fā)生泥水流失，在進(jìn)出洞口里安裝橡膠止水法蘭。（3）進(jìn)出洞措施：①作好進(jìn)洞前的準(zhǔn)備工作，包括人員設(shè)備；②機(jī)頭出洞后，及時將與機(jī)頭連接的管子分離，機(jī)頭及時吊出井外；并抓緊處理井內(nèi)泥漿和進(jìn)行洞口封門止水。③機(jī)頭進(jìn)洞后止水工作抓緊做好，就可避免洞口處土體流失、管子沉降等現(xiàn)象，從而確保頂管質(zhì)量。6、頂管注漿注漿是最大限度降低頂進(jìn)阻力的關(guān)鍵。注漿使管周外壁形成泥漿潤滑套，從而降低了頂進(jìn)摩擦阻力，注漿時要滿足以下幾點(diǎn)要求：（1）選擇優(yōu)質(zhì)的觸變泥漿材料，對膨潤土取樣測試，主要指標(biāo)為造漿率、失水量的動塑比。（2）在砼管上預(yù)埋壓漿孔，壓漿孔的設(shè)置要有利于漿套的形成。（3）膨潤土的貯藏及漿液配制、攪拌、膨脹時間按照規(guī)范進(jìn)行。（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。（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。（6）注漿泵的流量與頂進(jìn)速度相匹配。7、頂進(jìn)頂進(jìn)利用千斤頂出鎬在后背不動的情況下將被頂進(jìn)管子推向前進(jìn)，其操作過程如下：（1）安裝好頂鐵并擠牢，管前端已入土一定長度后，啟動油泵，千斤頂過油，活塞伸出一個工作行程，將管子推向一定距離。（2）停止油泵，打開控制閥，千斤頂回油，活塞回縮。（3）添加頂鐵，重復(fù)上述操作，直至安裝下一節(jié)管子為止。（4）卸下頂鐵，下管，用鋼套環(huán)連接混凝土管，在混凝土管接口處放一圈麻繩，以保證接口縫隙密封和受力均勻，并采用其他防滲漏措施，保證管與管之間的連接安全。（5）重新裝好頂鐵，重復(fù)上述操作。頂進(jìn)注意事項(xiàng)：（1）首節(jié)管子頂進(jìn)的方向和高程，關(guān)系到整段頂進(jìn)質(zhì)量，應(yīng)勤測量，勤檢查及時校正偏差。（2）安裝頂鐵應(yīng)平順無歪斜扭現(xiàn)象，每次收回活塞加放頂鐵時，應(yīng)換用可能安放的最長頂鐵，使連接的頂鐵數(shù)目為最少。（3）頂進(jìn)過程中，發(fā)現(xiàn)管前土方坍塌、后背傾斜，偏差過大或油泵壓力表指針驟增等情況，應(yīng)停止頂進(jìn)，查明原因，排除故障后，再繼續(xù)頂進(jìn)。8、頂管跟蹤注漿與頂管結(jié)束后補(bǔ)漿控制沉降為防止頂管頂進(jìn)過程中地面沉降的發(fā)生，在原配漿的基礎(chǔ)上，將水的參量降低6%，來提高觸壁泥漿的稠度，起到控制觸壁泥漿的流失，可防止地面沉降的發(fā)生。9、頂管糾偏辦法頂進(jìn)中發(fā)現(xiàn)管位偏差5mm左右，即應(yīng)進(jìn)行校正。糾偏校正應(yīng)緩緩進(jìn)行，使管節(jié)逐漸復(fù)位，不得猛糾硬調(diào)。校正方法采用工具頭自身糾偏法：控制工具頭的狀態(tài)(向下、向上、向左、向右)，這種方法糾偏方法良好，每次糾偏的幅度以5mm為一個單元，再頂進(jìn)1m時，如果根據(jù)工具頭的測斜儀及激光經(jīng)緯儀測量偏位趨勢沒有減少時，增大糾偏力度（以5mm為一個單元），如果根據(jù)工具頭的測斜儀及激光經(jīng)緯儀測量偏位趨勢穩(wěn)定或減少時，保持該糾偏力度，繼續(xù)頂進(jìn)，當(dāng)偏位趨勢相反時，則需要將糾偏力度逐漸減少。10、頂管施工質(zhì)量控制頂管施工質(zhì)量控制項(xiàng)目允許偏差鋼筋砼管最大偏角0.5°管線軸線偏差L≤100m50mm標(biāo)高偏差L≤100m+30~-40相鄰管節(jié)錯口≤15mm無碎裂接口抗?jié)B試驗(yàn)應(yīng)達(dá)0.11MPa1內(nèi)腰箍不滲漏，橡膠止水圈不脫出頂進(jìn)過程中地面沉降控制范圍項(xiàng)目允許變化范圍（mm）地面隆起的最大極限+10地面沉降的最大極限-10頂管在糾偏過程中，應(yīng)勤測量，多微調(diào)，每項(xiàng)糾偏角度應(yīng)保持10-20＂，不得大于1°。11、針對本工程的特點(diǎn)在頂管施工時易出現(xiàn)的質(zhì)量通病的防治（1）叩頭①現(xiàn)象頂管機(jī)在推進(jìn)過程中一直往下走，即使糾偏使用也不明顯。②原因A、大多發(fā)生在粉細(xì)砂土中。由于泥水平衡頂管機(jī)比較重，而且機(jī)器轉(zhuǎn)動起會相對震動，這種震動會使粉細(xì)砂土很快液化，從而降低了它的承載力，就會使頂管機(jī)產(chǎn)生往下沉的趨勢。B、或者是遇到了上下兩層不同性質(zhì)的土，由于下面一層土較軟，而使頂管機(jī)往下偏。C、泥水壓力控制不好。③防治措施A、首先仔細(xì)閱讀土質(zhì)資料，如果在粉細(xì)砂土層中頂進(jìn)偏低，可調(diào)低進(jìn)泥的泥漿濃度，減小頂進(jìn)速度。B、如果是遇到兩層軟硬程度不一樣的土?xí)r，應(yīng)注意讓頂管機(jī)的頭部略微往上翹一些，同時把前三至四節(jié)管與頂管機(jī)后殼體聯(lián)成一體。（2）泥水管內(nèi)產(chǎn)生沉淀、堵塞現(xiàn)象①現(xiàn)象泥水管內(nèi)泥水流動不暢通，頂管機(jī)推進(jìn)因此也不順利。②原因A、在泥水管內(nèi)產(chǎn)生沉淀這種現(xiàn)象大多發(fā)生在砂土層中。一是由于排泥泵效率低下流量不足，在泥水管內(nèi)的流速小于臨界流速使泥砂產(chǎn)生了沉淀。二是在頂管機(jī)停止推進(jìn)以前對管內(nèi)沖洗力度不足致使泥砂產(chǎn)生沉淀。如果是粉細(xì)砂，一旦沉淀在泥水管內(nèi)，時間一長板結(jié)起來就比較難沖洗干凈。B、在含水量少的粘土層中，粘土?xí)兂扇缤u蛋一樣的泥團(tuán)，如果泥團(tuán)過大，它在管道的彎頭和蝶閥處會把管道堵塞。無論是哪一種管道堵