斑竹園管網(wǎng)頂管方案

1、斑竹園鎮(zhèn)污水管線工程施工方案審批表工程名稱斑竹園鎮(zhèn)污水處理廠配套管網(wǎng)1標(biāo)段工程建設(shè)單位斑竹園鎮(zhèn)人民政府監(jiān)理單位四川蓉科強(qiáng)工程管理咨詢有限公司施工單位成都宏升建筑工程有限公司方案名稱斑竹園鎮(zhèn)污水處理廠配套管網(wǎng)1標(biāo)段工程頂管專項(xiàng)施工方案編制人饒家川編制日期2010.10. 05編制單位成都宏升建筑工程有限公司審核人施工單位審批意見： 審批人（簽字）： （公章）監(jiān)理單位審批意見： 總監(jiān)理工程師（簽字）： （公章）建設(shè)單位審批意見：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人（簽字）： （公章）斑竹園鎮(zhèn)污水處理廠配套管網(wǎng)1標(biāo)段工程頂管專項(xiàng)施工方案成都宏升建筑工程有限公司2010年10月05日一、工程概況由于工期緊、施工場(chǎng)地有限、現(xiàn)場(chǎng)交

2、通繁雜、構(gòu)筑物較多、地下管線復(fù)雜、有可能遇上地下障礙物等情況，將影響本工程機(jī)械頂管正常施工的不利因素，故將本工程中的頂管工程采用人工頂管。管材采用DN1000、DN1200鋼筋混凝土管，管埋深約為4.91m-7m，頂管總長(zhǎng)約1000m，工作井及檢查井的井位和管段長(zhǎng)度將根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況（頂進(jìn)長(zhǎng)度、構(gòu)筑物、地下障礙物、交通影響等）而確定。 為保證工程順利進(jìn)行，應(yīng)考慮各種不利因素條件下工程施工時(shí)如工作面通風(fēng)、排水、襯砌的技術(shù)措施和各種事故如管道及豎井補(bǔ)漏、工作面塌方處理方法， 制訂合理技術(shù)措施，精心組織施工，以確保優(yōu)質(zhì)、高速、順利完成施工任務(wù)。二、施工部署根據(jù)工程場(chǎng)地管線、構(gòu)筑物較多，地質(zhì)條件復(fù)雜，

3、工期較緊的特點(diǎn)，采取頂管工作井施工,工作井完成后,各條管道同時(shí)頂管施工。1.施工順序頂管施工泥水平衡掘進(jìn)頂管施工，如遇流砂層，則將工具管密封，加氣排水，水力出泥。施工順序?yàn)?先施工頂進(jìn)工作井,再進(jìn)行管道頂進(jìn),后在工作井中施工檢查井。2施工維護(hù)現(xiàn)場(chǎng)頂管穿越道路，房屋的頂管施工，必須采取一定的維護(hù)措施。在施工的范圍內(nèi)采取打樁維護(hù)，以防基坑坍塌。在施工時(shí)侯，我們要考慮避讓或調(diào)整管底標(biāo)高。3.施工工藝流程 工 作 開 始測(cè) 量 放 線放樣復(fù)核工作井施工 地面設(shè)備安裝工作坑設(shè)備安裝2#管出洞準(zhǔn)備 注漿材料準(zhǔn)備1#管出洞準(zhǔn)備 注漿材料準(zhǔn)備挖土運(yùn)土挖土運(yùn)土注 漿推 進(jìn)推 進(jìn)注 漿卸管、接口安裝卸管、接口安裝

4、進(jìn) 洞進(jìn) 洞取工具管取工具管檢查井施工工作結(jié)束三、施工準(zhǔn)備工作1.生產(chǎn)準(zhǔn)備進(jìn)行施工測(cè)量和放線工作。確定管線范圍內(nèi)及施工用地內(nèi)所有障礙物。按施工平面布置圖修建臨時(shí)設(shè)施，安裝臨時(shí)用水、用電線路，并試水、試電、修好臨時(shí)排水溝。進(jìn)行頂管所用非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的安裝。2.技術(shù)準(zhǔn)備組織現(xiàn)場(chǎng)施工人員學(xué)習(xí)，審查施工圖紙和進(jìn)行各專業(yè)圖紙會(huì)審，進(jìn)行設(shè)計(jì)要求和施工技術(shù)交底。編制好頂管施工工藝卡，做好頂管施工人員的再培訓(xùn)工作。繪制臨時(shí)工程及施工非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備工具圖紙。四、主要項(xiàng)目施工方法頂管法是依靠人工或機(jī)械在管內(nèi)端部挖掘土壤，然后在工作坑內(nèi)借助頂進(jìn)設(shè)備，把敷設(shè)的管子按設(shè)計(jì)中線和高程的要求頂入，并用水力或小車將土從管中運(yùn)出。管節(jié)

5、與接頭 由于本管道為污水管道，為防止污水滲漏和地下水涌入，管節(jié)間必須有可靠的防水措施。頂管管材采用承口加強(qiáng)型鋼筋混凝土管，雙層鋼筋網(wǎng)在端部加密。接頭采用“T”形鋼板套環(huán)。鋼套環(huán)厚度6毫米，管端面安裝“O”形橡膠止水環(huán)，頂進(jìn)完畢后填塞環(huán)氧樹脂砂漿。 2、工作坑的布置工作坑是頂管施工的工作場(chǎng)所。其位置可根據(jù)以下條件確定:根據(jù)管線設(shè)計(jì)，工作坑可選在檢查井處；單向頂進(jìn)時(shí)，應(yīng)選在管道下游端，以利排水；考慮地形和土質(zhì)情況,有無可利用的原土后背；工作坑與可能穿越的建筑物要有一定安全距離；距水、電源較近的地方等。 根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，擬設(shè)頂管工作井一個(gè)，接收井一個(gè)。3、工作坑的尺寸工作坑應(yīng)有足夠的空間和工作

6、面，保證下管、安裝頂進(jìn)設(shè)備和操作間距，坑底長(zhǎng)、寬尺寸可按如下公式計(jì)算： 底寬WD(2.43.2)式中W工作坑底寬度(m);D被頂進(jìn)管子外徑(m);底長(zhǎng)LL1L2L3L4L5式中L工作坑底長(zhǎng)(m)；L1管子頂進(jìn)后，尾端壓在導(dǎo)軌上的最小長(zhǎng)度，混凝土管一般留0.3m。 L2每節(jié)管子長(zhǎng)度(m); L3出土工作間隙，根據(jù)出土工具確定,一般為1.01.5m;L4千斤頂長(zhǎng)度(m)L5后背所占工作坑厚度(m)?？紤]到坑內(nèi)后背采用人工挖孔樁和混凝土墩，受力面鋪設(shè)鋼板，壁后灌注水泥漿加固。 4、工作井的施工頂管法施工的工作坑，它作為臨時(shí)施工過程進(jìn)、出口以及建成永久性地下管線檢查井。 5、工作坑導(dǎo)軌設(shè)置及基礎(chǔ)加固工

7、作坑底可根據(jù)土質(zhì)、管子重量及地下水情況, 做好基礎(chǔ)，以防止工作坑底下沉，導(dǎo)致管子頂進(jìn)位置的偏差。導(dǎo)軌的作用是引導(dǎo)管子按設(shè)計(jì)的中心線和坡度頂進(jìn)，保證管子在頂入土之前位置正確。導(dǎo)軌安裝牢固與準(zhǔn)確對(duì)管子的頂進(jìn)質(zhì)量影響較大，因此，安裝導(dǎo)軌必須符合污水管中心、高程和坡度的要求。本工程采用38kg鋼軌作導(dǎo)軌?；A(chǔ)采用鋼筋混凝土基礎(chǔ)，當(dāng)工作坑底土質(zhì)松軟，有地下水時(shí), 應(yīng)采用C20混凝土封底,厚度為3050cm，混凝土底板漏水處應(yīng)灌注水泥漿。 6、頂管工程力學(xué)參數(shù)確定 頂管過程是一個(gè)復(fù)雜的力學(xué)過程，它涉及材料力學(xué)、巖土力學(xué)、流體力學(xué)、彈塑性力學(xué)等諸多學(xué)科。但頂管計(jì)算的根本問題是要估算頂管的推力和后背承載能力。

8、 頂管的推力就是頂管過程管道受的阻力，包括工具管切土正壓力、管壁摩擦阻力及工具管氣水壓力。 工具管切土正壓力：與土層密實(shí)度、土層含水量、工具管格柵形態(tài)及管內(nèi)挖土狀況有關(guān)。根據(jù)有關(guān)工程統(tǒng)計(jì)資料，軟土層一般為20-30t/m2,硬土層通常在30-60t/m2。大于40t/m2 時(shí)表明土質(zhì)較好，可考慮取消格柵,采用開敞式工具管。F1=S1K 其中 F1-頂管正阻力(t) S1-頂管正面積(m2) K-頂管正阻力系數(shù)(t/m2) 管壁摩擦阻力：管壁與土間摩擦系數(shù)及土壓力大小有關(guān)。根據(jù)有關(guān)工程統(tǒng)計(jì)資料，管壁摩擦阻力一般在100-500kg/m2之間。 通常減少管壁摩擦阻力的措施有：管壁與泥土間加泥漿套減

9、阻，使管外壁形態(tài)規(guī)則和表面光潔、減少管道拐彎等。 泥水平衡壓力：在封閉的沖泥艙內(nèi)加泥水壓力平衡地下水壓力，是防止泥砂涌入的重要方法。泥水壓力一定要合理。壓力過小，大量的泥砂涌入，會(huì)造成路面破壞，壓力過大，會(huì)增大主千斤頂負(fù)荷，嚴(yán)重的可能產(chǎn)生冒頂現(xiàn)象。 泥水平衡壓阻力計(jì)算如下：F3=pD2P/4 其中 F3-頂管泥水阻力(t) D-頂管外徑(m) P-一頂管泥水最大壓力(t/m2) 在考慮最大一次頂進(jìn)距離為53m時(shí)，頂管總阻力為以上三種阻力之和：F=F1+F2+F3360t 考慮地下工程的復(fù)雜性及不可預(yù)見因素，頂管設(shè)備取2倍能力儲(chǔ)備，設(shè)備頂進(jìn)能力應(yīng)為700t。7、后背結(jié)構(gòu)及抗力計(jì)算后背作為千斤頂?shù)?/p>

10、支撐結(jié)構(gòu)。因此，后背要有足夠的強(qiáng)度和剛度，且壓縮變形要均勻。所以，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。本工程采用厚鋼板后背，這種后背設(shè)置簡(jiǎn)單，安裝時(shí)應(yīng)滿足下列要求: A.使千斤頂?shù)闹χ行母叨炔恍∮诤蟊掣叨鹊?/3； B.后背墊鐵可用70mm鋼板。 C.后背后松散砂層灌注水泥砂漿。后背的計(jì)算后背在頂力作用下，產(chǎn)生壓縮，壓縮方向與頂力作用方向相一致。當(dāng)停止頂進(jìn)，頂力消失，壓縮變形隨之消失。這種彈性變形現(xiàn)象是正常的。頂管時(shí)，后背不應(yīng)當(dāng)破壞，以免產(chǎn)生不允許的壓縮變形。后背不應(yīng)出現(xiàn)上下或左右的不均勻壓縮。否則，千斤頂支承在斜面后背的土上，造成頂進(jìn)偏差。為了保證頂進(jìn)質(zhì)量和施工安全，應(yīng)進(jìn)行后背的強(qiáng)度和剛度計(jì)算。根據(jù)頂

11、進(jìn)需要的總頂力，運(yùn)用朗肯土壓力公式核算后背受力及擋樁的長(zhǎng)度，使土體所受的力小于土壤的允許承載力。 關(guān)于后背詳細(xì)計(jì)算，可分為淺覆土后背和深履土后背。具體計(jì)算可按擋土墻計(jì)算方法確定。8、頂進(jìn)設(shè)備頂進(jìn)設(shè)備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵等。千斤頂千斤頂是掘進(jìn)頂管的主要設(shè)備，本工程擬采用8臺(tái)300t液壓千斤頂。千斤頂?shù)墓ぷ骺觾?nèi)的布置與采用個(gè)數(shù)有關(guān)，如一臺(tái)千斤頂，其布置為單列式，應(yīng)使千斤頂中心與管中心的垂線對(duì)稱。使用多臺(tái)并列式時(shí)，頂力合力作用點(diǎn)與管壁反作用力作用點(diǎn)應(yīng)在同一軸線，防止產(chǎn)生頂時(shí)力偶，造成頂進(jìn)偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)，采用人工或機(jī)械挖運(yùn)土方，管上半部管壁與土壁有間隙時(shí)，千斤頂?shù)闹c(diǎn)作用在管子垂直直徑

12、的1/41/5處。高壓油泵由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵工作，選用額定壓力為62MPa的ZB500柱塞泵，經(jīng)分配器，控制閥進(jìn)入千斤頂，各千斤頂?shù)倪M(jìn)油管并聯(lián)在一起，保證各千斤頂活塞的出力和行程一致。頂鐵頂鐵是傳遞和分散頂力的設(shè)備。要求它能承受頂壓力而不變形，并且便于搬動(dòng)。根據(jù)頂鐵旋轉(zhuǎn)位置的不同，可分為橫頂鐵、順頂鐵和U形頂鐵三種。1)橫向頂鐵安裝在千斤頂與方頂鐵之間，將千斤頂?shù)捻斖屏鬟f給兩側(cè)的方頂鐵上。使用時(shí)與頂力方向垂直，起梁的作用。橫頂鐵斷面尺寸為300300mm，長(zhǎng)度按被頂管徑及千斤頂臺(tái)數(shù)而定，本工程選用長(zhǎng)度為1.6m的橫頂鐵；用型鋼加肋和端板焊制而成。2)順頂鐵(縱向頂鐵)放置在面鐵與被頂?shù)墓茏又g

13、，使用時(shí)與頂力方向平行，起柱的作用。在頂管過程中起調(diào)節(jié)間距的墊鐵，因此頂鐵的長(zhǎng)度取決于斤頂?shù)男谐?、管?jié)長(zhǎng)度、出土設(shè)備等而定,通常有100、200、300、400、600等幾種長(zhǎng)度。橫截面為250300mm，兩端面用厚25mm鋼焊平。順頂鐵的兩頂端面加工應(yīng)平整且平行。防止作業(yè)時(shí)頂鐵發(fā)生外彈。3)U形頂鐵安放在管子端面，順頂鐵作用其上。它的內(nèi)、外徑尺寸與管子端面尺寸相適應(yīng)。其作用是使用順頂鐵傳遞的頂力較均勻地分布的到頂管端斷面上，以免管端局部頂力過大，壓壞混凝土管端。大口徑管口采用環(huán)形，小口徑管口可采用半圓形。其它設(shè)備工作坑上設(shè)活動(dòng)式工作平臺(tái)，平臺(tái)用25號(hào)工字鋼梁，上鋪1515cm方木。工作坑井口

14、處安裝一滑動(dòng)平臺(tái)，作為下管及出土使用。在工作平臺(tái)上設(shè)起重架，上裝電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，其起重量應(yīng)大于管子重量。工作棚用帆布遮蓋，以防雨水。9頂進(jìn)施工工作坑內(nèi)設(shè)備安裝完畢，經(jīng)檢查各部處于良好狀態(tài)，即可進(jìn)行開挖和頂進(jìn)。首先將管子下到導(dǎo)軌上，就位以后，裝好頂鐵，校測(cè)管軸線和管底標(biāo)高是否符合設(shè)計(jì)要求，合格后即可進(jìn)行管前端挖土。頂進(jìn)利用千斤頂出鎬。在后背不動(dòng)的情況下將被頂進(jìn)管子推向前進(jìn)，其操作過程如下:安裝好頂鐵擠牢，管前端已一定長(zhǎng)度后，啟動(dòng)油泵，千斤頂進(jìn)油，活塞伸出一個(gè)工作行程，將管子推向一定距離。停止油泵，打開控制閥，千斤頂回油，活塞回縮。添加頂鐵，重復(fù)上述操作，直至需要安裝下一節(jié)管子為止。卸下頂鐵，下管，用

15、鋼套環(huán)連接混凝土管，在混凝土管接口處放一圈麻繩，以保證接口縫隙和受力均勻或彩和其他防滲漏措施，保證管與管之間的連接安全。重新裝好頂鐵，重復(fù)上述操作。頂進(jìn)時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng):頂進(jìn)時(shí)應(yīng)遵照“先挖后頂，隨挖隨頂”的原則。應(yīng)連續(xù)作業(yè)，避免中途停止，造成阻力增大，增加頂進(jìn)的困難。首節(jié)管子頂進(jìn)的方向和高程，關(guān)系到整段頂進(jìn)質(zhì)量，應(yīng)勤測(cè)量，勤檢查及時(shí)校正偏差。安裝頂鐵應(yīng)平順無歪斜扭現(xiàn)象，每次收回活塞加放頂鐵時(shí)，應(yīng)換用可能安放的最長(zhǎng)頂鐵，使連接的頂鐵數(shù)目為最少。頂進(jìn)過程中，發(fā)現(xiàn)管前土方坍塌、后背傾斜，偏差過大或油泵壓力表指針驟增等情況,應(yīng)停止頂進(jìn)，查明原因，排除故障后，再繼續(xù)頂進(jìn)。 管前挖土是保證頂進(jìn)質(zhì)量及地上建筑物

16、安全的關(guān)鍵，管前挖土的方向和開挖形狀，直接影響頂進(jìn)管位的準(zhǔn)確性，因?yàn)楣茏釉陧斶M(jìn)中是循已挖好的土壁前進(jìn)的。因此，管前周圍超挖應(yīng)嚴(yán)格控制。對(duì)于密實(shí)土質(zhì),管端上方可有1.5cm空隙，以減少頂進(jìn)阻力，管端下部135中心角范圍內(nèi)不得超挖，保持管壁與土壁相平，也可預(yù)留1cm厚土層，在管子頂管過程中切去，這樣可防止管端下沉。在不允許頂管上部土壤下沉地段頂進(jìn)時(shí)，管周一律不得超挖。管前挖土深度，一般等于千斤頂出鎬長(zhǎng)度，如土質(zhì)較好，可超前0.5m。超挖過大，土壁開挖形狀就易控制，容易引起管位偏差和上方土坍塌。在松軟土層中頂進(jìn)時(shí)，應(yīng)采取管頂上部土壤加固或管前安設(shè)管檐，操作人員在其內(nèi)挖土，防止坍塌傷人。管內(nèi)挖土工作條

17、件差，勞動(dòng)強(qiáng)度大，應(yīng)組織專人輪流操作。管前挖出的土，及時(shí)外運(yùn)。管徑較大時(shí)，可用雙輪手推車推運(yùn)。管徑較小，應(yīng)采用雙筒卷?xiàng)顧C(jī)牽引四輪小車出土，土運(yùn)至管外，再用工作平臺(tái)上的電動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)送至平臺(tái)上，然后運(yùn)出坑外。 頂管遇流砂層或淤泥層時(shí)，采用泥水壓力平衡頂管，使工具管內(nèi)保持一定壓力，平衡土體和地下水壓力，使土體保持穩(wěn)定。應(yīng)及時(shí)封閉工具管，采用水力出泥。在工具管中接入含有一定泥量的泥漿，通過水槍射水沖泥，泥水通過吸泥泵排到地表泥漿池中沉淀，反復(fù)循環(huán)使用，泥漿用槽車運(yùn)走。 沖泥和吸泥泵穩(wěn)定工作時(shí)，調(diào)節(jié)沖泥和吸泥的泵量，沖泥艙內(nèi)應(yīng)保持一定壓力，艙內(nèi)泥水壓力應(yīng)與地下水壓力相平衡，泥水壓力過大，將增加主千斤頂負(fù)荷

18、，泥水沖破上覆地層，達(dá)到地表，造成突頂事故；泥水壓力過小，地下水涌入沖泥艙，工具管前方塌方，將破壞上覆地層，造成地面建筑物破壞。 在頂管過程中，由于泥水平衡壓力控制不當(dāng)或停頓時(shí)間過長(zhǎng)，可能會(huì)造成突水冒頂事故和工作面塌方事故。 發(fā)生突頂時(shí)：應(yīng)該逐漸降低工具管內(nèi)泥水壓力，使泥水壓力略小于地下水壓力，關(guān)閉沖泥水槍和吸泥泵，啟動(dòng)千斤頂緩慢頂進(jìn)一緞距離，待頂力升高，采用小水力沖泥，間歇啟動(dòng)吸泥泵排泥，做小量排泥。 發(fā)生塌方時(shí)：應(yīng)該逐漸升高工具管內(nèi)泥水壓力，使泥水壓力略大于地下水壓力，關(guān)閉沖泥水槍和吸泥泵，啟動(dòng)千斤頂緩慢頂進(jìn)一緞距離，待頂力升高，采用小水力沖泥，間歇啟動(dòng)吸泥泵排泥，做小量排泥。 10、管道滲漏的治理 對(duì)管道滲水和漏水點(diǎn)，先鑿V形槽，埋入導(dǎo)水水管，用雙快水泥封閉管周，待水泥由一定強(qiáng)度后，用手動(dòng)泵壓入水泥水玻璃漿液封堵。 11、頂管作業(yè)面通風(fēng) 頂管作業(yè)面通風(fēng)采用壓入強(qiáng)制性通風(fēng)措施，用風(fēng)機(jī)通過1.5英寸鐵管向工作面壓風(fēng)。 12、頂管坑內(nèi)檢查井的砌筑 管道完成后，按設(shè)計(jì)圖在坑內(nèi)用磚砌筑檢查井，井內(nèi)