合肥某排水管道顶管工程施工方法.doc

顶管工程施工方法
工程简介：马鞍山某路是合肥市市政基础设施重点工程之一，是合肥市道路网即二环九射加五横五纵中五条南北向主干道之一，并且是唯一未建的道路，它处于合肥市道路网密度最小的东南角，马鞍山路设计南起东流路，北至屯溪路，全长约3500m，道路规划红线50m，与之相交的道路有水阳江路、望江东路、太湖路、九华山路。属城市一级主干路，计算行车速度60km/h。因此，马鞍山某路的建设在合肥市道路网中具有特别重要的位置。
本工程建设单位为安徽某房地产开发有限公司，工程由合肥市城市建设重点工程指挥部市政办公室组织实施，设计单位为合肥市某建筑设计研究院，监理单位为合肥市恒信监理公司。
工程质量按国家现行的有关市政工程施工与质量验收规范验收，质量要求达到优良等级，争创安徽“黄山杯”优质工程。
工期要求：本工程工期要求开工后300个日历天内完成此工程，具体开工时间以开工令为准。
工程承包形式：包干包料总承包，所有材料均由施工单位自行采购，材料的采购落实必须经业主及监理的认可，并经抽检试验合格后方可使用。
资金来源：本工程项目资金来源于安徽某房地产开发有限公司企业自有资金。

马鞍山某路污水管道工程局部地段埋设较深，根据设计要求，污
43号井至污56号井段，污53号井至污出1号井接王小郢污水处理厂段管道改为顶管施工，长度约1040m，管径均为D1000钢筋砼管。
顶管法是一种不开槽的管道铺设方法，借助顶镐从事先准备好的工作坑出发，按管道的设计位置，边挖土，边开动顶镐，将管材逐节顶进地层中，这样反复操作，直至将管材顶进至设计长度为止。
由于顶管埋深较深，顶管施工前，对顶进土层要进行详细的地质调查和水文地质的研究，并且要对顶进经过的地下管线进行探查，以便在顶进中制定措施，防止原有管线遭到损坏。
本工程D1000污水管道采用土压平衡顶管工艺，土压平衡原理即是密封的机头前仓内被土体充满，管道向前推进时，前仓土体通过螺旋机搅拌输送到机头后方，操作人员通过土压力表掌握前仓内的土压力，达到主动土压平衡状态。
一、 工作坑的设置
本工程顶管采用双向顶进，顶管工作坑分别设置在污44井、污46井、污48井、污50井、污52井、污54井、污56井、污出4井、污出2井，共9处。
工作坑应有足够的工作面，坑底尺寸一般应按下式计算：
底宽=D+2.4~3.2m
底长=L1+L2+L3+L4+L5
式中D 顶管的管外径
　　L1 管节顶进后，尾端压在导轨上的长度（一般在0.3—0.5m）

　　L2 管节长度
　　L3 出土工作面长度（一般在1.0—1.8m）
　　L4 顶镐长度
　　L5 后背构造所占工作坑长度（一般为0.85m）
工作坑四周采取钢板桩进行支护，顶管工作坑的后背，必须按设计的最大顶力进行强度和稳定性的验算，保证整个后背具有一定的刚度和足够的强度。
二、 顶管工作坑设备安装：
1、 主顶油缸：
主顶油缸是提供顶管主要推力的设备，D1000污水管安装2台油缸，每个油缸推力可达3000KN,行程1.3m，油缸安装在工作坑的后半部，固定油缸的支座采用C16槽钢现场拼焊，约需500kg重，固定在工作坑底板的预埋件上。
2、 后座结构：
后座结构是承受主顶油缸的顶管反推力并传递扩散至工作坑后壁。为了使顶管反力均匀扩散至工作坑后壁，确保工作坑不被强大的顶力破坏，根据多项实践经验总结，后座结构由钢梁、木材及现浇砼三部分组成安装。
3、 导轨安装：顶管均应安装导轨，控制导轨的中心位置和高程，
可确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。
（1） 导轨要安装在枕木上，且要保证枕木下地基稳定。
（2） 要严格控制导轨顶面的高程，一般宜较管外底部高1-2米，

其纵坡应与管道纵坡一致。
（3）枕木埋设要稳定、牢固，如地基不好，可浇筑混凝土予以固定。
（4）两根导轨的内距可按下式计算：
A=2√（D/2）2-[D/2-（H-E）]2
=2√[D-（H-E）]*（H-E）
式中：A—两导轨内间距
D—管外径
H—导轨高度
E—管外底距枕木的距离
导轨必须直顺，并要严格控制导轨的高程和中心。
4、 下管、顶进、出土设备。
卷扬机或电葫芦、顶镐、摇镐机或高压油泵，运土车、水平牵引
和垂直牵引的卷扬机、顶铁。
5、 照明设备：
管内使用电压不大于36V的低压照明。
6、通风设备：
人工挖土者，根据需要安装通风设备。使工作坑内空气通畅。
7、工作平台：
一般由工字钢和方木组成，中间设下管及出土口，出土口上设活
动平台。
8、工作棚架：

防雨及安装吊运设备。
三、 引入测量轴线及水准点：
1、 将地面的管道中心桩引入工作坑的侧壁上和支撑上，作为顶管中心的测量基线。
2、将地面上的临时准点引入工作坑底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。
四、 下管：
1、 下管前，要严格检查管材，不合格的管材应剔除，不得使用。
2、 电葫芦作垂直吊运时，最大斜拉角不得超过10度。
3、 第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高
程，以校核导轨安装的准确性。
五、 顶稿和顶铁的安装
1、 顶镐的高程：
一般宜使顶力中心位于管口总高的1/4左右。
2、 平面位置：
使用一台顶镐时，顶镐中心与管道中心一致，使用多台顶稿时，
顶镐中心应与管道中心对称，且各顶镐的油管应联在一起。
3、 安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，安装必须顺直。
4、 每次退镐加放顶铁时，应安放最大的顶铁，保持顶铁数目
最小。
5、顶进中，顶铁上面和侧面不能站人，随时观察有无扭曲现象，防止顶铁崩离。

六、 顶进
1、 测量：
（1）测量次数，在顶进第一节管时，及校正顶进偏差过程中，
应每顶进20-30CM，即对中心和高程测量一次，在正常顶进中，应每顶过50-100CM时，测量一次。
（2）中心测量：根据工作坑内测设的中心桩，挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。
（3）高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节前端内底高程，以控制顶进高程，同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。
（4）一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点。
2、 纠偏：
当测量发现偏差大于10MM时，宜按下列方法纠偏。
（1） 超挖纠偏法：偏差在10-20MM时，即在偏向的反侧适当
超挖，在偏向侧不超挖，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。
（2）顶木纠偏法：偏差大于20MM时，用超挖纠偏不起作用时，用木棍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，即可施加顶力，同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。
3、 接口：
顶管时，接口采用钢板外套环，沥青麻丝接口，内抹带采用1:2水泥砂浆。

七、 工作坑中管道施工：
顶管完成及验收合格后，拆除导轨、后背和顶进设备，按明挖施工管道方法，进行顶坑内浇筑平基、安管、管座浇筑，检查井，闭水及土方回填等工序操作，土方回填夯实后确保不发生沉陷。
顶管段工作坑内窨井按96S2图集施工，顶管段除工作坑外，窨井采用倒挂井施工。