顶管施工方法.doc

顶   管   施   工   方   案
一、 顶管范围及主要施工内容
   本工程为鄞州路已建W6-1～钱湖南路已建W51主要穿越路基、河流。管径采用ø900的钢筋砼F型承插管，全长约1300米，顶管工作井10只，接收井7只.
一、顶管前准备工作
1、顶管施工方法的选定应根据施工沿线的地形、工程和水文地质、交通状况、地上建筑物、地下管线和有无地下障碍物等实际情况和对地表变形控制的要求综合考虑后作出选定，必须确保安全，保证质量，经济适用，节约用地。
2、顶管的施工顺序，应从整个排水系统考虑，一般宜从下游开始，在进行起始掘进段顶管时，应选择施工条件较好、技术风险较少，顶程较短的地段进行，同时作必要的现场技术数据的测试和分析工作，以便了解地下实际土质，适应施工环境，掌握顶管设备运转规律，合理组织操作人员，通过起始掘进段的顶进小结，进一步调整各项施工技术参数，优化下一步顶管施工工艺。
3、所有顶管设备必须经过维修保养，经检验合格后方可运入施工现场。在进入工作坑安装时必须进行单机和整机联动调试，在顶进中必须贯彻例行保养制度。
4、应按保证工程质量、安全、文明施工、保护地面建筑物与地下管线、维持道路交通等要求，根据不同的工程地质、水文地质与施工环境和条件合理选择顶管机头。
5、在综合考虑了上述各种因素后，合理选择顶管和施工方法。
二、顶管施工顺序及工艺流程
一、施工顺序
基坑底基础及后靠背安置──安装导轨──设置承压壁──安装主顶设备──安装顶管机头──安置起重机械──安置土方运输设备──安放管节──顶进
顶进工艺流程：
沉井中心线测量放样──安装顶机架与主顶装置──顶进管机顶进，吊下一节管节──管节顶进────顶完第一节管，吊下一节管──管节拼装──顶力接近许用力──吊放中继环 ──同上继续再顶──出洞，顶管机与管节分离。
三、顶管设备安装
（1）顶管机头选型
本施工段管道内底标高，管顶覆盖厚度已达到要求。根据地质状况及实际情况，拟采用多盘土压平衡式机头，头部有4个切土切刀盘，机头出土采用刀盘切削原状土，
（2）顶力估算
按采取管壁外侧同步注入触变泥浆处理，手掘式顶管所引起的阻力R2=F2。根据以往在软土地层顶进的施工经验，一般可取
F2=8～12KN/m2
按顶进长度为50m，管道外径0.52计算，最大顶进阻力P=F2лDL=12×3.1416×1.20×50=1130KN≈113t。
配备150t液压千斤顶能完全满足顶力需要。活塞行程700mm，主油泵最大供电压49MPa，供电量10L/min。
（3）顶管设备安装
a、安装导轨
导轨采用装配式导轨，安放在砼基础面上，导轨定位后，必须稳固正确，在顶进中承受各种负载时不位移，不变形，不沉降，导轨安放前应先复核管道中心位置。
二根导轨必须互相平行，等高，导轨面的中心标高应按设计沟底标高设置，在顶进中必须经常复测调整，以确保顶进轴线的精度。导轨的坡度应与设计管道坡度相一致。
导轨采用轻型导轨，由钢轨、横梁和垫板组成。
导轨的轨距B=2√R2外-R2内 。
b、设置承压壁
承压壁应承受和传递全部顶力，必须具有足够的强度和刚度，应根据最大顶力计算具有较大的安全度。1、方形沉井前垫以40×40cm方枕木，枕木外衬厚5cm钢板作为承压面，钢板面必须与顶进轴线相垂直，钢板就位后，应用钢丝绳牵牢防止倾倒。2、采用简易积坑加砼靠背（须取得设计单位或监理单位的同意）。
c、安装主顶设备
主顶设备由以下几部分组成：①组合千斤架②主顶千斤顶2只③油泵站及管阀④组合U型顶铁⑤O型接口顶铁
2台千斤顶应共同作用，规格一致，行程同步，每台千斤顶的使用压力不大于额定工作压力，油路必须并联，每台千斤顶均备有独立的控制阀，千斤顶伸出的最大行程应小于油缸行程10cm左右。
油泵设置在距离主顶千斤顶处，油管安装应顺直，减少转角，接头不漏油，油泵应在雨棚内工作。油泵的最大工作压力不大于32kpa，装有限压阀，溢流阀和压力表等指示保护装置，安装完毕后必须试车，在顶进中应定时检修维护，及时排除故障。
U型顶铁必须符合要求刚度大，受力后无变形，相邻面垂直，排列不扭曲，单块放置稳定性好，连续部位不脱焊，不凸面，与导轨的接触面必须平整，顶进前滑动部分应抹牛油润滑。
环形接口顶铁应与钢管口相吻合，中间用软木板衬垫，管口处破损。
d、安装顶管机头
顶管机头用的尺寸和结构应符合要求，在吊入顶进坑前应作详细的检查。
顶管机头用汽车吊安装，卸机头时应平衡，缓慢避免冲击、碰撞，并由专人指挥。
机头安放在导轨上后，应测定前后端的中心方向偏差和相对高差，并做好记录，机头和导轨的接触面必须平衡、吻合。
顶进工作井安装管节程序：
沉井中心线测量放样──安装顶机架与主顶装置──顶进管机顶进，吊下一节管节──管节顶进────顶完第一节管，吊下一节管──管节拼装──顶力接近许用力──吊放中继环 ──同上继续再顶──出洞，顶管机与管节分离。
1、顶管工作井一般应安装以下设备：①导轨②后背③下管设备（一般可用卷扬机）④顶进设备（包括顶镐、摇镐机或高压油泵）⑤出土设备（人工挖土包括运土车、水平牵引及垂直牵引的卷扬机）⑥照明设备（管内应使用电压不大于36伏的低压照明）⑦工作平台（一般由工字钢及方木组成，中设下管及出土口，口上设活动平台）。
四、顶进
1、顶进方法要点
（1）开始顶进前应检查下列内容，确认条件具备时，方可开始顶进。
（2）全部设备经过检查并经过试运转。
（3）顶管在导轨的中心线、坡度和高程应符合规定。
（4）防止流动性土或地下水由洞口进入工作井的措施。
2、顶进
工具管切入土体后应严格控制其水平偏差不大于5mm，其高程为设定标高加以抛高数。工具管与第一节钢管连接时，其尾部至少须搁在导轨上20～30cm，并立即进行砼管的连接。
开始人工挖土前，应先将刃口部分切入周边土体中，挖土程序自上而下分层开挖，严防正面坍方。挖土当遇到地下障碍物，应在采取安全措施条件下，先清除后予以继续顶进，如遇特殊或紧急情况，应及时采取应变技术措施。
顶管道内土采用机顶设备再次顶进，将管内泥土顶出管道外面。
顶管交接班时将开挖情况和排除故障所采取的措施作逐一详细交换。
5、测量
顶管必须按照设定的管道中心线和工作井位建立地面和地下测量控制系统，控制点应设在不易扰动，视线清楚，方便校核的地方，并加以保护，必要时增设每点有二个以上便于校核攀线桩。
顶进坑内应设置由地面水准点引入的临时水准点，在交接班时进行仪器高程的校对和调整，顶进轴线由设计管道中心通过经纬仪引入坑内，然后对中观测。
纠偏测量及控制
工程常采用经纬仪进行简单有效的地面控制测量，使地面控制测量中的误差趋进1cm，水准点控制网则利用现有道路已设水准点布设水准网，直接引入工作井内。
本工程的地下导向采用J2激光经纬仪，由一束红色的激光直指机头尾部的激光靶，在顶进的过程中，操作者随时可以得到偏差值，保证顶管方向的精确要求。
在布置工作井后方的测量仪基座时，必须避免由于顶进内沉井受力使得仪器座产生移动或变形，如果仪座发生微小位移，应及时对轴线和标高进行调整。
要机头内，安装有倾斜仪传感器，操作者可指导并及时纠偏。
顶进纠偏必须勤测量，多微调。纠偏角度应保持在10 以内，最大不得大于1.50。
由于在起始推进阶段，机头和方向主要通过主顶油缸进行控制，所以一方面要减慢主顶的推进速度，另一方面在不断的调整油缸组以及最终符合设计坡度要求和质量标准为原则 。 
过河段施工技术措施
1、检查和清底：在河流中如发现木桩等会影响顶管的异物要提前清理掉。
2、覆土：过河段顶管的管顶覆土深度按2.5倍管直径计算，需覆土2.25米，覆土宽度为6米左右。
3、覆土达到要求后，过河流顶管与其他段顶管方法相同。
地下障碍物处理技术方案
顶管施工中地下地下障碍物的处理是十分重要的工作，如处理不当会严重影响顶管施工的进度和质量。针对我们选用的机型和比常见的地下障碍物，进行以下采用如下措施：
1、在施工范围内有无在用或废弃的管线或构筑物，如有须通过资料和实测确定与顶管管路相冲突，必要时向设计单位提出管路修改意见。
2、孤石：我们在本工程所选用的土压平衡机头前端有检查孔，对软土中的孤石，可以打开检查取走。在推挤孤石的同时，出会对机头产生反力，操作时应通过仪表和激光点的变化及时发现由推挤反力造成的偏移并通过在角度纠偏来补偿。
3、砼、砖墙：对小体积的C30以下的砼、砖墙均可以切削。具体操作时降低顶进速度，减少每次切削，通过仪表随时注意观察刀盘电机的电流大小，另外切削扭矩也会使机头产生制扭转，应不断改变刀盘旋转方向，使机头不至扭转过大。
4、木结构：木桩等木结构切削比较容易，切削后的木屑通过具体操作，应及时通过机外旁通的转换，经常性的反冲管路。
5、如遇机型自身操作无法穿越障碍物，应停止顶进用钢套筒或开挖的方法来排除，待障碍物排除后，重新顶进。
安全生产保证措施
安全生产是关到职工的生命和国家财产不受损失，在施工过程中必须认真坚决贯彻执行“安全第一，预防为主”的方针，牢固树立“管生产必须管安全”的思想，把安全生产的三点重要指示落实到生产的实处，指导生产的全过程，使得每个施工管理人员都牢记安全生产责任重于泰山的教导。
第二节：安全生产的目标
1、杜绝重大伤亡事故、重大交通事故、重大设备事故；
2、一般事故的发生率严格控制在1‰以下；
3、确保市级安全标准化管理工地，争创省级安全标准化管理及样板工地。
第三节：安全生产具体措施
一、组织落实
1、建立公司—项目级—施工班组三级安全管理网络，落实安全生产责任制，明确各级安全管理职责的安全管理、全员参与的安全管理，使得每个施工人员，指导广大施工人员进行工程的全工程的安全管理、全部工作在施工中真正作到“不伤害他人、不被他人伤害及不伤害自己”的三不伤害原则。
2、建立安全保证体系，实施全面安全管理，重点抓好三个阶段：
1)、开工前的准备阶段
A、由项目总工程师制订有针对性的安全实施方案，经公司总工程师和施工现场监理工程师审批，并由项目组严格按照方案贯彻实施。
B、项目组对进入施工现场的设备、机械组织严格验收，验收合格方可入场；对特殊工种人员坚决做到持证上岗。
C、根据业主的要求，对施工人员进行分项（分部）的全面安全交底。
D、逐步建立完善项目级各项规章制度和资料，层层落实安全生产责任制。
E、项目经理组织有关安全技术人员对该工程的工艺流程进行全面的风险点分析，找出不安全的风险点，制订排除风险点的安全措施和对策，并在实施中派人进行跟踪监控。
2)、施工生产阶段
A、进行班前安全交底，项目组每周定期检查，消除事故隐患。
B、分析上阶段的经验和教训，修订、补充安全措施，组织群众性安全宣传教育活动。
C、组织经常性的考核评比和交流经验。
3)、竣工阶段
安全信息处理，资料归档，总结提高。
建立施工现场安全规章制度
A、 施工现场必须指派专人负责安全工作，以便随时监督检查。
B、 进入施工现场，必须带好安全帽.
C、 行车起吊工作必须有专人指挥操作,发现隐患立即停车检查.
D、 进入管内50米以上工作时,必须携带氧气补给设备.
E、 管内运土小车之间要有足够的安全距离,各车辆连接时中间的人员要提早离开,防止挤伤.
F、 吊土时,土斗下不得站人,土斗落地后,人员方可靠近操作.
G、 工作井与接收井周围要有充分的围护,围护要牢固可靠外观整齐,人员进出处应设小门.
H、 吊、萦具定期检查，发现有断股、破损等现象必须立即更换。
I、 井内、管内照明必须使用安全电压。
二、安全用电措施
严格按照建设部“一标准、三规范”即JGJ59-99《建筑施工安全检查标准》、JGJ46-88《施工现场临时用电安全技术规范》等有关规定来指导工程的施工。具体做法是：
1、编制临时用电施工组织设计，确定变电所（配电室）、总配电箱、分配电箱、开关箱的位置及电源进出线路的走向，进行用电量的负荷计算，绘制电气平面图、立面图和接线系统图等。
2、一律采用中性点直接接地的TN-S（三相五线制）和三级配电二级保护；使用统一标准电箱和合格的电器保护装置；未级选用的漏电保护开关的漏电动作电流必须小于或等于30mA，漏电动作时间必须小于0.1S。
3、建立用电技术档案，进行定期电器巡查记录，特别要经常复查接地电阻值，使电力变压器或发电机的工作接地电阻值小于4欧姆，工作接地电阻值小于10欧姆，重复接地电阻值和并联电阻值小于10欧姆。
三、保护周围建（构）筑物及地下管线安全的措施
1、明确项目的保护管线工作的责任人和专职管线保护监督员，熟悉周围建筑物及地下管线情况，并且提出具体保护措施。
2、坚持按照管线保护的“三卡、一单、双监护”要求办理有关手续和对管线的监护，办理“绿卡”和现场交底监护工作。
3、必须持有有关部门审核发给的“建筑工程保护地下管线监督证”方能进行施工。
4、施工前，根据业主和管线单位提供的地下管线资料采用物探手段施工范围的地下管线进行确认，并且开挖样洞，并以书面资料上报业主和监理。
5、对需进行加固保护的管线，由业主牵头，召开管线协调会，拟定加固方案。工程施工中，严格按照确定的管线加固方案进行实施。并有管线监护人员和施工单位专职管线监护员进行双监护。出现问题，立即停止施工，并上报业主。

四、安全管理网络图
安全文明管理网络图
项 目 经 理
项目副经理 安 全 消 防 员 总 工 程 师

施工技术方案 总体规划布置 安全设施技术 文明施工监督 安全设施检查 安全宣传教育 管线方案实施 道路方案实施 临时工程实施

作  业  班  组
实施检查整改监督
奖励惩罚反馈记录