过铁路顶管工程施工方案.doc

某顶管工程施工方案

在Wa32、Wa33段，因为穿过××铁路支线，施工时采用顶管施工工艺。顶管采用顶进φ1800mm的混凝土管，然后在其内安装φ900mm的压力管，该段地形如下图所示：

1、工艺流程
顶管施工工艺流程图详见附图。
2、主要施工方法
⑴ 准备工作
架设动力线路时，与有关单位联系提供借用动力电源挂表计量，按照三相五线制标准合理架设线路，并配制3台120kW发电机以备线路发生故障时或停电时使用。
⑵ 工作坑制作
① 打桩
Wa32、Wa33工作坑在两侧面采用钢板桩支撑，工字钢间距为800mm；工作坑后背采用打钢板桩，钢板桩桩中间距为400mm，桩长为7m；在龙门口打钢板桩，钢板桩桩中间距为800mm，桩长为7m。打桩机采用0.6t柴油打桩机。打桩前先挖桩沟，摸清地下其他设施，桩沟深500mm。工作坑、接收坑平面尺寸及支护见

顶管施工工艺流程

工程开始

测量放样

放样复核

基坑构筑

地面设备安装
工作坑设备安装

注浆材料准备
出洞准备

挖土、运土

注浆
推进

测量

卸管、接口安装

进洞

取工具管

全线测量

收坑

工程结束

下图及附表。

工作坑与接收坑的平面尺寸
井号
宽A(m)
长B（m）
井号
宽A(m)
长B（m）
Wa32
5.5
6.5
Wa33
5.5
6.5

② 施工降水和排水
沿管线两侧每10m打大口井1眼，井直径500mm，采用无砂管，井深9m，两则交错布置。抽出的水集中进入沉淀井，然后排入市政管道。
基坑开挖后，沿基坑四周挖一条40×40cm的排水沟，在对角线设一砖砌水窝子，直径为φ800mm。施工期间不间断抽水。
③ 挖坑与支撑
采用人机复合挖坑，边挖坑边卡板支撑，支撑方法选用钢框架。采用二步框架，第一步由地面下反1m，第二步框架设在井底上反300mm，顶管前拆除，两侧桩根与混凝土底板支撑顶严。挖出的土方外运，卡板用竹跳板。
④ 坑基础
基坑开挖完毕后，立即进行基础处理，底板浇筑C25混凝土，厚度为300mm。底板混凝土采用预拌混凝土。在浇筑时稳放顶管导轨预埋钢板，每侧不少于5块。
⑶ 顶力计算
P=K×D×L×f×3.14=5.65t/m
本工程最大顶距50m，最大顶力为282.5t。
⑷ 后背墙的加固方法

施工前先检验后背墙的土体，假如不能满足施工要求时，采用加密注浆，加强墙后背的土体，避免施工时造成土体塌陷。
根据顶力计算，后背墙的加固方式如下图所示：

⑸ 顶进设备的安装
① 把地面上建立的测量控制网引放至工作井内，并建立相应的地面控制点，便于顶进施工时复测。
② 工作井内测量放样，精确测顶进轴线。
③ 安装顶进后靠。顶进后靠的平面应垂直于顶进轴线，后靠与井壁结构之间的空隙要用砂浆或混凝土填筑密实。
④ 安装主顶装置和导轨。先将它们大致固定，然后在测量的监测下，精确它们的位置及坡度，直至满足要求为止，随即将其固定牢靠。
⑤ 工作井内的平面布置。搭建井内工作平台、安装配电箱、主顶动力箱、控制台等，铺设各种电缆、管线、油路等。井内平面布置要求布局合理，保证安全、方便施工。
⑥ 地面辅助设备的安装及平面位置。辅助设备主要有搅拌系统、供电系统、电瓶车充电设备等的安装调试，此外还有轨道拼装、管节堆场、临时弃土场的安排以及吊车泊位、安全护栏等的布置。
⑦ 地面辅助工作及工作井内安装结束后，吊放顶管工具管，接通电气、液
压等系统，进行出洞前的调试。
⑹ 出洞的技术措施
出洞前，先在洞口处安装止水带，其作用是防止工具管出洞时正面的水土涌入工作井内，其另一作用是防止顶进施工时的减阻泥浆从此处流失，保证能够形成完整有效的泥浆套。
顶进出洞前的降水措施结合沉井下沉时的降水措施一并考虑。
顶进工作井采用沉井施工法，对顶进后靠出的土体造成了一定的影响，因此根据现场情况对顶进后靠的土体进行压密注浆加固。
⑺ 工具管出洞
① 在预留洞内接长顶进导向轨。
② 迅速拆除砖封门。
③ 工具管推入。
④ 工具管适量顶进土体内，静待6～8h，测量土体实际静止土压力。
⑤ 继续顶进，以实测和理论土压综合控制工具管正面土压。
⑥ 在工具管尾部烧焊限位块，防止主千斤顶缩回时，工具管在正面土体作用下退回。
⑦ 缩回主千斤顶，吊放混凝土管节。
⑧ 割除限位块，刚性连接工具管管节后继续顶进。
⑨ 出洞后，工具管和其后的第一节至第三节混凝土管接连在一起后增加了稳定性，对出洞后的一个阶段的顶进施工十分有利，同时也便于在以后的顶进施工中对工具管进行控制。
⑻ 顶进施工
出洞阶段结束后，即可进行正常的顶进施工。正常顶进时，开挖面处土体经小刀盘切削，由螺旋输送机排土至土箱内，土箱装满后，运至工作井内，再吊至地面弃土。螺旋机的出土口在端部提高了出土口的高度，能有效增加土箱的容积。控制出土速度可调节小刀盘的转速和螺旋机的转速。
一节管节顶进结束后，缩回主千斤顶，拆除洞口处的管线，吊放一节管节，然后连接洞口处的管线，再继续顶进。
顶进施工期间，管道内的动力、照明、控制电缆等均应结合中间管的布置分段接入，接头要可靠。管道内的各种管线应分门别类的布置，并固定好，防止松动滑落。

在工具管处应放置应急照明灯，保证断电或停电时管道内的工作人员能顺利撤出。
管道内的设备安装和管线布置，可采用预埋件膨胀螺栓固定，凡采用预埋件固定的，应在混凝土管节生产前，将预埋件图纸提交给混凝土管生产厂家。
顶进中还需注意地层扰动，顶管引起地层变形的主要因素有：工具管开挖面引起的地层损失，工具管纠偏引起的地层损失，工具管后面管道外周空隙因注浆填充不足引起地面损失，管道在顶进中与地面摩擦而引起的地层扰动。所以在顶管施工中要根据不同土质、覆土厚度及地面建筑物等，配合监测信息的分析，及时调整土压平衡值，同时要求坡度保持相对稳定，控制纠偏量，减少对土体的扰动。根据顶进速度，控制出土量和地层变形的信息数据，从而将轴线的地层变形控制在最佳状态。
⑼ 减阻泥浆的运用
顶进施工中，减阻泥浆的运用是减少阻力的主要措施，顶进时通过管节的压浆孔，向管道外壁压力一定量的减阻泥浆，在管道外围形成1个泥浆环套，减少管节外壁和土层间的摩擦力，从而减少顶进时的顶力，泥浆套形成的好坏，直接关系到减阻的效果。
为了做好压浆工作，在工具管尾部环向均匀布置了4只压浆孔，用于顶进时跟踪注浆。混凝土管节上布置4只压浆孔，4只压浆孔成90°，环向交叉布置。工具管后面的3节混凝土管都有压浆孔，其后每3节管节有1节上有压浆孔，压浆总管用“耐压橡胶管”，除工具管及随后的3节混凝土管节外，压浆总管每隔6m装1个三通，再用压浆软管接至压浆孔处。顶进时，工具管尾部的压浆孔要及时有效地跟踪注浆，确保能形成完整有效的泥浆环套，混凝土管节上的压浆孔是供补压浆用的，补压浆的次数及压浆量根据施工时的具体情况确定。
减阻泥浆的性能要稳定，施工期间要求泥浆不失水，不沉淀，不固结，既要有良好的流动性，又要有一定的稠度。顶进施工前要做泥浆配合比试验，找出适合施工的最佳配合比。
减阻泥浆的拌浆制度要严格按操作规程进行。催化剂、化学添加剂等搅拌均匀，使之均匀化开，膨润土加入后要充分搅拌，使其充分水化。泥浆拌好后，应放置一定的时间才能使用。压浆是通过储蓄池的夺浆泵将泥浆压至管道内的压浆总管，然后经由压浆孔压至管壁外。施工中，在压浆泵、工具管尾部等处装有压力表，便于观察，控制和调整压浆压力。在压浆支管处的浆液压力一般应控制略
高于土体静止土压力，约为1.1MPa。
顶进施工中，减阻泥浆的用量主要取决于管道周围空隙的大小及周围土层的特征，一般按管壁空隙的5cm计算理论压浆量，由于泥浆的流失及地下水的作用，泥浆的实际用量要比理论用量大的多，一般可达理论值的4～5倍，但在施工中还要根据土质情况、顶进情况、地面沉降的要求等做适当的调整。
⑽ 井下测量及轴线控制
为了使顶进轴线和设计轴线相吻合，应24h专人观测，在顶进过程中，要经常对顶进轴线井下测量。在正常情况下，每顶进1m测量一次，在出洞、纠偏、进洞时，适当增加测量的次数。施工时还要经常对测量控制点进行复测，以保证测量精度。
在施工中，要根据测量报表绘制顶进轴线的单值控制图，直接反映顶进轴线的偏差情况，使操作人员及时了解纠偏方向，保证工具管处于良好的工作状态。
在实际顶进中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，因而要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线的偏差值。
⑾ 顶进机头的具体操作方法
顶进轴线偏差时，通过调节纠偏千斤顶的伸缩量，使偏差值逐渐减小并回至设计轴线位置。在施工过程中应贯彻勤测、勤纠、缓纠的原则，不能剧烈纠偏，以免对混凝土管节和顶进施工造成不利影响。
本工程测量所用的仪器有全站仪、激光经纬仪和高精度的水准仪。工具管内设有坡度板和光靶，坡度板用于读取工具管的坡度和转角，反映工具管的姿态，光靶用于激光经纬仪进行轴线的跟踪测量。
⑿ 沉降观测点的布置和观测
顶进施工的每个顶程都要布置地面沉降观测点。出洞后的15m范围内，每隔3m设置1个沉降观测点，15m以外每隔5m布置1个沉降观测点，在顶进施工影响范围内的地面建筑物及地下管线处适当增加沉降观测点布置，在每个顶程中还要布置2道断面沉降观测点。
沉降观测点布置必须做到安全、可靠，对测量所用的仪器要经常校核，确保测量数据准确反馈到施工人员手中，便于指导顶进施工。
⒀ 工具管进洞的技术措施
为保证工具管能顺利进入接收井预留洞，在离接收井15m左右时要加强对顶进轴线的观测，及时纠正顶进轴线的偏差，保证工具管能顺利地按设计轴线进入预留洞。
为防止预留洞封门打开后洞口外的水土涌入接收井内，可以考虑在工具管达到接收井前，先对预留洞口的土体进行加固，加固采用压密注浆法。除进行土体加固外，在井内预留洞处装置1道橡胶防水止水带，以防止工具管进洞时水土涌入井内。
工具管进洞后，尽快把工具管和混凝土管节分离，并把管节和工作井的接头做刚性接头。
⒁ 顶管施工的质量检验
① 管内清洁，管节无破损。
② 管道的接口填料饱满、密实，且与管节接口内侧表面齐平，接口套环对正管缝、贴紧，不脱落。
③ 顶管时经常检查地面情况，地面沉降或隆起的允许量应符合施工设计的要求。
④ 顶进管道的允许偏差见下表：
顶进管道允许偏差表
序号
项目
允许偏差
（mm）
检验频率
检验方法
范围
点数
1
中线位移
D＜1500
≤30
每节管
1
测量并查阅测量记录，有错口时测2点
2
D≥1500
≤50
3
管内底高程
D＜1500
+10,-20
每节管
1
用水准仪测量，有错口时测2点
4
D≥1500
+20,-40
5
相邻管间错口
D＜1500
≤10
每个接口
1
用尺量
6
D≥1500
≤20
7
钢管
≤2
8
钢筋混凝土管
15%壁厚且≯20
9
对顶时管节错口
≤30
对顶接口
1
用尺量