西宁顶管工程施工方案 12页

'目录第一章工程概况…………………………………………………2第二章工作坑施工………………………………………………2第三章管道顶进…………………………………………………8第四章接口处理…………………………………………………9第五章触变泥浆减阻……………………………………………9第六章顶坑回填…………………………………………………10第七章顶管工程质量通病及预防措施…………………………10第八章测量控制…………………………………………………12第九章安全保证体系……………………………………………13第十章海湖新区西关大街顶管平面图…………………………附图-12- 第一章工程概况本次施工顶管为供热管线的一部分（DN1000至DN1650混凝土管）。第二章工作坑施工2.1、顶管工作坑施工流程：测量定位开挖顶坑支立侧墙板撑两道工字梁加固继续开挖随挖随撑技术准备交验2.2、顶坑位置的定位a.考虑到道路现状、材料、设备、电源、水源节约等因素；b.有可利用的坑壁原状土作后背；c.工作坑处应便于出土和运输，并具备有堆放少量管材及暂时存土的场所；d.在施工地段处设置双向顶管工作坑2.3、顶管工作坑尺寸：A、工作坑的宽度：6.4mB、工作坑的长度:4.5mC、工作坑的深度：8.0m-12- 工作坑的计算宽度计算：B=D+(2.0~0.4)B：工作坑的宽度(m)D：管道的外径(m)B=3.6+0.2*2+2.4=6.4m长度计算：工作坑内最小长度(m)L=L1+L2+L3+L4+KL1：混凝土管单根长度(m)取2mL2：下井管段长度(m)取0.3mL3：主油缸长度(m)取1.2mL4：未顶出顶的管道最小长度(m)取0.5mK：后座、刚性顶铁和环形顶铁厚度之和，再加上安装富余量(m)取0.5mL=2+0.3+1.2+0.5+0.5=4.5m深度计算：H=H1+D+hH：工作坑的深度(m)取8mH1：顶管覆土厚度(m)取6mD：管道的外径(m)取1.8mh：操作空间高度(m)取0.2mH=H1+D+h=6+1.8+0.2=8m-12- L5L4L3L2L1L2.4、工作坑支护测量定位后，开挖工作坑，当挖至2m以下后根据土质情况，要随挖工作坑随支立侧墙板撑，并且在板撑外加两道方木（20*20*6000cm）加固，起固定板撑和抗土侧压力的作用。开挖工作坑时要随时注意对地下其它管线的保护。如地下上下水管网、天然气管网、电缆管网等。2.5、坑下布置-12- 2.5.1、顶力计算：顶管施工时必须有足够的顶力，才能克服管子的顶进过程中土壤对管子的摩擦力，人工挖土顶管法一般采用下列的近似计算公式Ft=2πDLFf式中Ft---项力RND---管外径:mL---管子顶进长度：mFf---管子与土壤的单位摩擦力，一般可近似采用0.5kN/㎡，在顶管施工中，影响管子顶力的因素很多，如各种不同土壤不同含水量与管子的摩擦因数变化就很复杂，顶力也就相应的变化，此外，顶管过程中发生偏差，进行矫正，也会增加顶力。根据人工挖土顶管施工实践，实测阻力的数值于计算项力相差很大，顶进长度于顶力的关系并不是按直线成比例的增加，顶进越长计算顶力于实测阻力的差值越大。根据这几年来地方在顶管中的经验总结，对顶力的计算曾采用经验公式进行估算，比较接近实际。在粘土，砂粘土，在天然含水量高的沙质土，人工挖土形成的顶力为Ft=(5-2.0)Wo机械设备的计算根据经验公式：P-nPo其中：P---总项力n---土质摩擦系数。土质系数取值可根据以下两种情况选取：A、土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土管前挖土能成功者，取1.5--2.0。B、土质为中粗沙及含水量较大的粉细沙，管前挖土不易成功者，取3---4，取n为2.0。P0为管子的自重。顶进的每节管自重约为6吨，最长段以50米计，每节管长为两米，共要顶进25节管，则Po=6*25=150吨。则总的顶力为：P=nPo=2.0*150=300吨考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备选用1.25倍左右的储备能力。C=储备顶力等数为1.25*300=375吨。-12- 采取人工挖土千斤顶管时所用的机械设备主要是千斤顶。千斤顶的顶力应按计算的总顶力选用300吨液压千斤顶两台，这样既可以加快施工进度，又能减低带动强度。2.5.2、后背a.后背设置在能够满足负荷的土基上，采用人工基本削平，并使壁面与管道顶进方向垂直，如不能满足要求，则采取浇筑加固混凝土等措施。b.后背选用型钢或方木，型钢或方木各放一层，型钢不能小于25，方木不能小于15cm×15cm，码放好后立放σ＝30KN/m2钢板一块，面积不小于3×2，并用横铁挤牢稳固。c.检查后背是否有空隙、可能产生的变形回弹，防止发生的措施为对后背加以锚固或填充。2.5.3、顶进设备a.顶镐安放在固定导轨上，必须栓固或锚固，以防不同心产生侧滑、顶力跑偏等，并随时观察顶管设备的完好情况。b.顶坑上下均可放置高压泵油箱控制箱等，原则是有足够的操作空间和保证安全的空间，设备使用前需检定合格方可进入现场，油箱回流时需有过滤系统，控制箱必须可靠灵活。c.顶进时为保证混凝土管受力均匀，且不使母材受伤，必须加置护铁，短距离行程（10m）时可用其他方法代替。d.坑下必须设置安全梯，坑内严禁使用易燃、易爆器具，碘灯不准在顶管时使用。2.5.4、坑下平台a.坑下平台与顶管垂直方向埋设15×15cm方木，长度为4m，间距为0.8m。b.在坑下平台稳安钢导轨，并加以锚固，测量其高度是否符合要求。c.钢导轨锚固后在两侧外密排σ＝5cm大板作为工作平台。-12- 2.5.5、坑上平台a.管道吊装。本工程采用25吨汽车吊下管。用汽车将管材吊至预定部位。下每节管子要检查管节的高程和导向，看其是否符合设计要求，检查管节是否完全贴卧于轨道上。顶管采用“F”型接口，承插式橡胶圈柔性接口。承口为钢套管与钢节管一端连成一体，形成承口；管节的一端制成插头，插头上有密封圈凹槽，相邻管段连接时，先在插头上安装好密封圈，在承口内安装好垫片，然后将插头插入即可。管道顶进时，承口始终朝后，顶管的顶铁做成插头式，以便于插口能均匀牢固的接触。接头垫片的作用是传递顶力，使顶力传递均匀，垫片的宽度要比管壁小，安装时至少要留出20cm，以防止管道的边缘开裂。b.为满足上管出土的作业要求，坑口平台比现状地面高0.5～1.0m，坑口四周设有土埝以防杂物坠落。2.5.6、油压控制箱与千斤顶a.油压控制箱设置在千斤顶附近，与千斤顶配套，油管直顺，尽量减小转角。b.千斤顶固定在支架上，并与管道的中心垂直。c.多台千斤顶规格相同，如规格不同时其行程应同步，千斤顶的油路必须并联。d.千斤顶安装的高程使千斤顶的着力点位于管线端面垂直直径的1/4左右处。2.5.7、顶铁a.顶铁要求无歪斜扭曲现象，安装必须顺直。b.-12- 顶进时，顶铁上方及侧面不得站人，并随时观察有无异常现象，以防崩铁。2.5.8、起重设备a.起重设备安装后，在正式作业前应试吊，吊离地面1米左右时，检查重物、设备有无异常，确认安全后方可起吊。b.起重设备设专人操作，必须制定并严格遵守操作规程。2.5.9、顶进设备安装依据顶力计算，采用1或2台320T顶镐顶进，油压控制箱宜设置在千斤顶附近，必须与千斤顶配套，油管必须直顺、减少转角。千斤顶固定，并与管道中心线垂直。千斤顶的安装高度，使千斤顶的着力点在管端面垂直直径的下1/4左右处。第三章管道顶进首先试顶一根管，经严格测量高程及中线合格后，再进行施工。顶进过程中严格测量，每顶一镐测一次高程，两镐测一次中线，以确保施工质量。高程测量时可略高于设计1cm左右，以抵消在顶进过程中管道与土摩擦向前带土而造成的下移。顶进挖土禁止超挖，每次挖进30cm左右，管道上可略多挖1－2cm，以减少顶进时的阻力。管道下方135度范围内不得超挖，使顶管为吃土顶进。顶管一旦开始，必须昼夜不停连续施工。-12- 下管出土采用25吨吊车配合进行。如果发现下例任一种情况，应立即停止顶进，待纠正后再正常施工。不得猛纠硬调。a发生塌方或地下物；b后背倾斜或严重变形；c顶铁发生扭曲；d管位中线或高程偏差过大；e顶力较预计大，超过管口承力。每班认真填写顶管记录，如实进行交接工作，下一班人员必须复核无误后，方可施工。第四章接口处理4.1、顶管完毕后，使用1：3水泥砂浆勾内缝。第五章触变泥浆减阻5.1、，根据土质情况确定是否使用触变泥浆，是为了减少顶力和防止坍塌。5.2、配制触变泥浆，要严格按照配比进行。5.3、使用触变泥浆，在管子顶入土内的工作坑壁修建后封闭，防止泥浆从工作坑壁漏出。5.4、顶进距离过长，泥浆压力下降，在适当部位进行补浆，一般在离灌浆罐15－20米处设第一个补浆孔，随后补浆孔间距可为30－50米。5.5、在顶管接口处要衬垫橡胶板或塑料片等材料，防止接口漏浆。5.6、触变泥浆拌和要按下列程序进行：a、将定量的水放入搅拌罐内，并取其中一部分水溶化碱。b、在搅拌过程中，将定量的膨润土徐徐加入搅拌罐内，搅拌均匀。c-12- 、将溶化的碱水倒入搅拌罐内，碱水必须在膨润土搅拌均匀后加入，再搅拌均匀放置12小时后即可使用。5.7、触变泥浆的配比：膨润土：水：碱＝1：3.3：0.03第六章顶坑回填7.1、管口对接完成后，撤离施工机具，按照施工设计图纸和施工规范分层进行回填。7.2、层层必须验收，并且每个检查井都有回填记录，作为施工试验最后进入竣工资料内。第七章质量通病及预防措施a.质量通病：掏土超挖预防措施：掘进入员必须按如下规定进行挖土：管前允许超前掏挖300mm（砂土，粉砂）至500mm（粘土、亚粘土），管周下135°范围的土层一般情况不得超过管外皮，管周上225°范围的土层允许超出管外皮15mm，严禁超挖；当穿越建筑物时，管前掏土不得大于100mm，管周上225°范围不得超出管外皮；开动顶镐时，管前挖土人员必须全部进入管内；砂砾类土，首节管前加高掘进罩。坚持每顶一镐，对管道中心及高程校测一次，发现偏差，随时纠正；对于已经发生的管周超挖，必须在顶进完成后，从管内钻孔或从地面钻孔，向超挖空隙处进行压浆填充，以防地面或建筑物下沉；对于粉砂和砂砾石地层，应进行加固处理后再顶进。b.质量通病：顶进初期，产生中心及标高偏差超标-12- 预防措施：项管工作坑后背，必须按设计的最大项力进行强度和稳定性验算，保证整个后背具有一定的刚度和足够的强度。后背安装时，注意原状土壁面不得扰动，土壁面必须平整，且垂直管道中心轴线。应根据施工环境、材料供应条件、设备条件等选择适宜的后背形式。可供选择的后背有原土后背、人工后背（钢板桩后背及排管后背）、方木后背和管道式后背；导轨可采用铁轨(轻型或重型钢轨)、木轨两种。导轨是顶进中的导向设备，其安装质量对管道项进质量影响极大。导轨安装要求反复校测，使导轨中线、高程、轨距、坡度符合设计要求。导轨面应光滑，安装应牢固。顶进中管节不发生跳动和侧向位移。下管后管节与轨面的接触应成直线，稳定第一节管前后都应检测导轨的高程、坡度及是否平行，发生问题应纠正后再顶时；导轨基础形式，取决于工作坑槽底土基的土类、管节重量及有无地下水等条件，可采取土槽木筏基础，通铺方木基础，卵石木筏基础，和混凝土基础中的任一种适合上述条件。总体要求导轨在稳放管节后，导轨及枕木不发生任何沉降弯形；顶镐安装前要校验，以确保两个顶镐行程一致。顶镐安装时，其布置要与管道中轴线相对称，顶镐要放平、放安稳。并应进行试运转和试顶检验，表明顶镐正常后方可进行顶进。顶镐在管上的着力点应在管全高的下1/4处。顶进中，顶铁安装要使着力点通过管壁中心线。双行纵顶铁的模数对称，长度应相等；首节管入土前，应严格校对其中心及高程，合格后方可进行顶进。每顶进300mm，即对其中心线和高程校测一次，避免首节管出现中心及高程偏差超标；顶进工作面挖土的方法，必须根据工作面的地质及地下水位高低来决定。c.质量通病：顶进误差严重超标预防措施：必须在顶进中，建立和执行严格的校测制度和交接班制度，严格控制顶进中心和高程，及时校测、纠偏。接口处按要求做法安放钢板涨圈，防止管道发生错口；对坑内引入的水准点及后视方向桩，要经常复测，发现问题，及时纠正；根据地质水文资料，已知管位在地下水位以内时，应采取降水措施，对于在顶进中偶发的浅层滞水或土壤含水量较大管子有下扎可能时，应采取地基处理的方法予以解决；顶进中，管道发生中心或高程偏差时，用挖土校正法调整。当土层土质不好，或有地下水时及偏差超过10mm-12- 时，也可采用强制校正法来造成局部阻力，迫使管子向校正方向转移，强制校正法包括衬垫法、支顶法、支托法；当管道顶进产生严重误差时，必须采取某些补救措施才能使管道继续顶完。当顶进距离不长出现严重误差，用一般校正方法失效时，可采用拨管校正来补救。当顶进距离较长，出现严重误差不能再向前顶进时，需采用对顶、地下接口解决。第八章测量控制1、在顶第一节管时，以及在校正偏差过程中，测量间隔不应超过30cm，保证管道入土的位置正确；管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不宜超过100cm。2、中心测量：顶进长度在60cm范围内，可采用垂球拉线的方法进行测量，要求两垂球的间距尽可能的拉大，用水平尺测量头一节管前端的中心偏差。一次顶进超过60cm应采用经纬仪测量。3、高程测量：用水准仪及特制高程尺，根据工作坑内设置的水准点标高（设两个），测头一节管前端与后端管内底高程，以掌握头一节管子的走向趋势。测量后应与工作坑内另一水准点闭合。4、全段顶完后，应在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，应测出错口的高差。-12-'