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顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案西安市地铁三号线期工程港务区车辆段与综合基地排水管道顶管工程施工方案2014年7月23日顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案沙层顶管成功案例西安市大寨路污水处理厂顶管工程西安市草滩十路污水顶管工程汉中市火车站雨水管道顶管工程靖边县包茂高速燃气管道顶管工程榆林市榆川天然气顶管工程咸阳东收费站雨水顶管工程顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案 无需隔断交通无需隔断交通 噪音以及震动都很小噪音以及震动都很小 可以在很深的地下敷设管可以在很深的地下敷设管道道 顶管的施工优点顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案 可以安全的穿越铁路可以安全的穿越铁路 对施工周遭的影响很小对施工周遭的影响很小 可以穿越障碍物可以穿越障碍物 顶管施工采用油压驱动，施工时噪音远远小于开槽顶管施工采用油压驱动，施工时噪音远远小于开槽式敷设管道，式敷设管道，几乎没有地盘沉降的现象几乎没有地盘沉降的现象，对周遭的，对周遭的影响降低到最小程度。而且在较深的埋深情况下施工成影响降低到最小程度。而且在较深的埋深情况下施工成本要小于开槽式敷设管道。本要小于开槽式敷设管道。顶管的施工优点顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案地质情况地质情况根据现场勘察报告，沿线底层自上而下的顺序为根据现场勘察报告，沿线底层自上而下的顺序为根据现场勘察报告，沿线底层自上而下的顺序为根据现场勘察报告，沿线底层自上而下的顺序为 层粘土，层粘土，层粘土，层粘土，层沙层。具体见下图：层沙层。具体见下图：层沙层。具体见下图：层沙层。具体见下图：厚度：厚度：厚度：厚度：2.82.83.2m3.2m，灰黄色，可塑、硬塑灰黄色，可塑、硬塑灰黄色，可塑、硬塑灰黄色，可塑、硬塑厚度粘土以下都是沙层，松软，湿陷性大厚度粘土以下都是沙层，松软，湿陷性大厚度粘土以下都是沙层，松软，湿陷性大厚度粘土以下都是沙层，松软，湿陷性大层粘土层粘土层粘土层粘土层沙层层沙层层沙层层沙层顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案地质情况地质情况顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案本工程选用顶管的方案的理由本工程管道深度6.5米，开挖式施工成本高于顶管施工。本工程地表3米以下为沙层，顶管施工后不会出现沉降本工程顶管施工噪音小，占用场地小，对周围的环境交通影响小。顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案目目目目 录录录录工程概况工程概况工作井施工作井施工工序工工序细节控制细节控制 施工安排施工安排顶管施工顶管施工安全措施安全措施施工工序施工工序测量控制测量控制14786235顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案西安市地铁三号线西安市地铁三号线西安市地铁三号线西安市地铁三号线 期工程港务区车辆段与综合基地排水管道期工程港务区车辆段与综合基地排水管道期工程港务区车辆段与综合基地排水管道期工程港务区车辆段与综合基地排水管道为为为为级钢筋混凝土管。级钢筋混凝土管。级钢筋混凝土管。级钢筋混凝土管。顶管总长度顶管总长度顶管总长度顶管总长度1081m1081m1081m1081m，其中直径，其中直径，其中直径，其中直径0.8m0.8m0.8m0.8m长长长长58m58m58m58m，直径，直径，直径，直径1m1m1m1m长长长长50m50m50m50m，直径直径直径直径1.2m1.2m1.2m1.2m长长长长659m659m659m659m，直径，直径，直径，直径1.5m1.5m1.5m1.5m长长长长314m314m314m314m。一、工程概况一、工程概况一、工程概况一、工程概况顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案二、施工安排二、施工安排二、施工安排二、施工安排本工程可根据工期要求安排多个施工班组进场，每班组实行两班轮本工程可根据工期要求安排多个施工班组进场，每班组实行两班轮本工程可根据工期要求安排多个施工班组进场，每班组实行两班轮本工程可根据工期要求安排多个施工班组进场，每班组实行两班轮换，换，换，换，24242424小时不间断施工，缩短施工工期。小时不间断施工，缩短施工工期。小时不间断施工，缩短施工工期。小时不间断施工，缩短施工工期。顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案三、施工工序三、施工工序三、施工工序三、施工工序施工准备后背墙制作安装工作井 开挖顶进设备安装下管预顶调试测量校核挖土出土顶进循环至接收井顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案四、工作井施工工序四、工作井施工工序四、工作井施工工序四、工作井施工工序工作井测量放线工作井开挖刃脚垫层施工内模和支架钢筋绑扎外模和支架浇捣井筒混凝土养护及拆模封砌预留孔凿除垫层、挖土下沉井底注浆浇筑水下砼绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土绑扎后背钢筋、浇捣后背混凝土。顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案五、顶管施工五、顶管施工五、顶管施工五、顶管施工顶进采用手掘式机械顶管施工，工艺流程见下：顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶力计算及千斤顶选择顶力计算及千斤顶选择 根据给排水管道施工及验收规范第6.3.4节规定：顶进力FP=D0Lfk+NF 式中 Fp-顶进阻力，KN；D0-管道的外径；L-管道设计顶进长度；fk-管道外壁与沙的单位面积平均摩阻力，取8.0KN/m2；NF-顶管机得迎面阻力，有公式计算而得，公式如下：NF=（D0-t）tR 其中 t-工具管厚度，R-挤压阻力，取400KN/m2 根据计算最大顶力为根据计算最大顶力为4359kN，管材轴向允许推力，管材轴向允许推力5300KN，则主顶油，则主顶油缸选用缸选用1台台500t(5000KN)级油缸，千斤顶总推力级油缸，千斤顶总推力500t。因此我们无需增加额。因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。外的顶进系统即可满足要求。顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案导轨导轨复合式导轨复合式导轨复合式导轨复合式导轨 导轨采用复合型导轨，每一根导轨上都有两个工作面：水平工作面是供顶铁在其上滑动，倾斜的工作面则是与管子接触。为了测量及导轨安放的方便，导轨的水平工作面仍然与钢筋混凝土管内的管底标高同处一个水平面上。每一副复合导轨中还设有六只可以调节高低的撑脚，以便安装。顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案后背墙土抗力（反力）计算：后背墙土抗力（反力）计算：后背墙土抗力（反力）计算：后背墙土抗力（反力）计算：式中：式中：式中：式中：总推力之反力，总推力之反力，总推力之反力，总推力之反力，kNkN；系数，取系数，取系数，取系数，取=1.5;=1.5;后座墙的宽度，后座墙的宽度，后座墙的宽度，后座墙的宽度，3m3m；土的容重，土的容重，土的容重，土的容重，18kN/m318kN/m3；后座墙的高度，后座墙的高度，后座墙的高度，后座墙的高度，2m2m；被动土压系数，查表取被动土压系数，查表取被动土压系数，查表取被动土压系数，查表取1.421.42；土的内聚力，土的内聚力，土的内聚力，土的内聚力，90.4 kPa90.4 kPa；地面到后座墙顶部土体的高度，地面到后座墙顶部土体的高度，地面到后座墙顶部土体的高度，地面到后座墙顶部土体的高度，10m10m。计算得出后背墙土抗力计算得出后背墙土抗力计算得出后背墙土抗力计算得出后背墙土抗力=4469KN/m=4469KN/m装配式后背墙，尺寸装配式后背墙，尺寸装配式后背墙，尺寸装配式后背墙，尺寸300cm250cm300cm250cm。则后背墙每延米受力：则后背墙每延米受力：则后背墙每延米受力：则后背墙每延米受力：4359/3.04359/3.01453kN/m1453kN/mEpEp4469kN/m4469kN/m，（4359KN4359KN为计算最大顶力），能满足顶力要求。为计算最大顶力），能满足顶力要求。为计算最大顶力），能满足顶力要求。为计算最大顶力），能满足顶力要求。后背墙土抗力验算后背墙土抗力验算顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案 一般是安排一个人挖土。为加快一般是安排一个人挖土。为加快工程进度，每班两个人，轮流开挖。工程进度，每班两个人，轮流开挖。土方在管内采用人力斗车进行运土方在管内采用人力斗车进行运输。输。土方在工作坑采用电动葫芦进行土方在工作坑采用电动葫芦进行垂直运输。垂直运输。在一般地段，土质良好，挖土时在一般地段，土质良好，挖土时可超挖可超挖30305050。管子周围超挖的控制：管子周围超挖的控制：管上面允许超挖管上面允许超挖1.51.5，但在下面，但在下面135135范围内不得超挖，一定要保持范围内不得超挖，一定要保持管壁与土基表面吻合。管壁与土基表面吻合。超挖示意图超挖示意图a最大超挖量1.5cm；b允许超挖范围管前挖土管前挖土顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案a a、检查管子、检查管子下管前应先对管子进行外观检查，主要检查管子有无破损及纵向裂下管前应先对管子进行外观检查，主要检查管子有无破损及纵向裂缝；端面要平直；管壁无坑陷或鼓泡，管壁应光洁。检查合格后的缝；端面要平直；管壁无坑陷或鼓泡，管壁应光洁。检查合格后的管子方可用起重设备吊到工作坑的导轨上就位。管子方可用起重设备吊到工作坑的导轨上就位。b b、检查起重设备、检查起重设备起重设备以检查、试吊，确认安全可靠方可下管。下管时工作坑内起重设备以检查、试吊，确认安全可靠方可下管。下管时工作坑内严禁站人。当距导轨小于严禁站人。当距导轨小于5050时，操作人员方可进坑工作。时，操作人员方可进坑工作。c c、管子就位、管子就位第一节管放到导轨上，测量管子中心及前端和后端的管底高程，确第一节管放到导轨上，测量管子中心及前端和后端的管底高程，确认安装合格后方可顶进。第一节管作为工具管，顶进方向与高程的认安装合格后方可顶进。第一节管作为工具管，顶进方向与高程的准确，是保证整段顶管质量的关键。因此，必须认真对待此项工作。准确，是保证整段顶管质量的关键。因此，必须认真对待此项工作。下管下管顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶进及安装工具涨圈顶进及安装工具涨圈顶进顶进 采用采用1 1台台500t/500t/台的液压千斤顶作为主顶。顶进开始时，就缓慢台的液压千斤顶作为主顶。顶进开始时，就缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常速度顶进。进行，待各接触部位密合后，再按正常速度顶进。顶进若发现有油路压力突然增高，应停止顶进，检查原因经过处理顶进若发现有油路压力突然增高，应停止顶进，检查原因经过处理后方可继续顶进，回镐时，油路压力不得过大，速度不得过快。后方可继续顶进，回镐时，油路压力不得过大，速度不得过快。挖出的土方要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小范围内。挖出的土方要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小范围内。安装工具胀圈安装工具胀圈 为了有利于导向，顶进的前数节管中，在接口处应安装内胀为了有利于导向，顶进的前数节管中，在接口处应安装内胀圈，通过背楔或调整螺栓，使用胀圈与管壁紧成为一个刚体。胀圈圈，通过背楔或调整螺栓，使用胀圈与管壁紧成为一个刚体。胀圈一定要对正接口缝隙。安装牢固，并在顶进中随时检查调整。一定要对正接口缝隙。安装牢固，并在顶进中随时检查调整。顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案六、测量控制六、测量控制六、测量控制六、测量控制1）中线测量 中线测量使用经纬仪，用三点一线方法测量。2）高程测量 高程测量使用水准仪测量。顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案校正（纠偏）校正（纠偏）超挖纠偏方法：超挖纠偏方法：偏差为1020时，可采用此方法，即在管子偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧不超挖甚至留坎，形成阻力，使管子在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到设计位置。千斤顶纠偏法：千斤顶纠偏法：用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可进行纠偏。千斤顶纠偏法：千斤顶纠偏法：顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案校正（纠偏）校正（纠偏）n顶木纠偏法管端下陷，可采用下图方法。适用偏差大于20mm时。顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案七、细节控制七、细节控制七、细节控制七、细节控制导轨安装：导轨安装：导轨采用钢轨与型钢焊接，导轨长24m，两条导轨顺直、平行、等高。导轨安装在工作井内砼垫层上，安装牢固，以保证在管道顶进时不发生位移；导轨安装的轴线偏差3mm，顶面高程误差控制在0-3mm，两轨内距误差为2mm。管节接口：管节接口：管节接口主要由外套环（钢套环）橡胶止水带和软木衬垫组成。钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形，接口不损坏，以确保管节在对接过程中，橡胶带不移位、不翻转，确保管节的密封性。同时，钢环套在进场前还必须做好防腐处理。管道的照明、通风：管道的照明、通风：管道内的照明采用36伏的低压安全灯具每20米设一盏灯进行照明。通风管采用100的UPVC管，用鼓风机向内送风。顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案八、安全措施八、安全措施八、安全措施八、安全措施 临边防护栏杆采用483.5mm钢管搭接，以扣件固定；防护栏杆由上中下三道横杆及栏杆柱组成，上杆离平台1.5m，中杆离地1m，底杆离地0.4m，每个2m设一道栏杆柱；栏杆柱焊上钢板并钻孔后通过M16螺栓与三角架体固定；栏杆四周加挂彩钢瓦；踢脚板高20cm。：临边防护：临边防护顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案安全措施：临时用电安全措施：临时用电 采用专门变压器供电，各临时用电线路独立供电，电缆线截面积统一用240mm2。所有接地都采用重复三棒式接地，详见下图：重复接地（三棒式）图重复接地（三棒式）图顶管施工示意图安装千斤顶管内挖掘 顶管出土吊运土方吊装安装管道管道接口管道安装完毕后顶进管内照明施工场地现场顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案顶管工程施工方案