人工加機械頂管施工方案

1、基坑安全等級為一級人工加機械頂管專項施工方案編制單位：審批負責(zé)人：審核人：編制日期：施工單位：工程概況輝春集中供熱二期工程，本段施工供熱管徑為1.2米供熱管線10第2頁共20頁基坑安全等級為一級施工工藝的選擇根據(jù)施工場地的實際情況和地質(zhì)情況，本工程采用人工加機械頂管施工。施工部署施工現(xiàn)場場區(qū)：施工區(qū)域采用彩色鋅瓦2米高全封閉圍蔽，在路邊設(shè)置標(biāo)志牌和反光標(biāo)志，夜間設(shè)警示燈。開挖土方隨挖隨運到棄土場堆放；臨時用電主干線采用380V三相五線制，接通工作井；坑內(nèi)及管道內(nèi)照明采用12V安全交流電源供電。供電擬采用市電和現(xiàn)場發(fā)電機組相結(jié)合；在條件許可的情況下盡量接 入市電。頂管施工措施根據(jù)現(xiàn)場布置，先施工

2、頂管工作井（拉森鋼板樁施工）。頂管采取24小時不間斷施工，以縮短工期。1、頂管施工流程圖：測量j位鋼筋制安_*L_工作 F 工澆筑硅工作井y施工檢查頂管設(shè)頂管設(shè)安裝測量控制及糾編I_開機頂進注漿減阻1第1頁共20管內(nèi)挖泥Md泥土外運基坑安全等級為一級砌筑井體2、頂管頂力計算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、管壁摩擦阻力等。（1）頂力計算（以d1200管頂進40m為例）頂管機頭正面擠壓段壓力：F1= x D2/4 x P其中 F1-頂管泥水阻力D- 頂管外徑（m）P -頂管泥水最大壓力（t/m 2）P與土層密實度、土層含水量、地下水位狀況有關(guān)。根據(jù)有關(guān)工程統(tǒng)計資料和本工程

3、的分析，估算頂管 前端面壓力為 20-30t/m 2, F1= xD/4 XP= X 1.80 2/4 X30=76.34T管壁摩擦阻力：F2=SXLXf其中 S頂管外周長（m）L一最長一段頂管長度（m）f綜合摩擦力系數(shù)（T/m2）f與管道的埋設(shè)深度、土質(zhì)、地下水位等因素有關(guān)。根據(jù)有關(guān)工程統(tǒng)計資料和本工程的分析，估算綜 合摩擦力系數(shù) f=1.1T/m 2。F2=SX Lxf= x 1.80 x 40X 1.1 = 248.81T管自重：F3=BX L=1.95 X40=78T在考慮一次頂進距離為 40m時，頂管總阻力為以上阻力之和：F=F1+F2+F3 =403.15T頂進的后座采用2個500

4、T的千斤頂，采用的減阻措施，通常減少管壁摩擦阻力的措施有：管壁與泥 土間壓觸變泥漿減阻(優(yōu)質(zhì)膨潤土拌制而成)，注漿需要管節(jié)間的密封良好，否則漿體會在管節(jié)間泄漏起不 到應(yīng)有的作用，減阻效果好時，f 一綜合摩擦力系數(shù)可以降低到0.3-0.8 T/m 2左右，將觸變泥漿的減阻作為保險系數(shù)。(2)管材受力計算鋼管內(nèi)徑d=1200mim防腐保溫厚度t=2000mm，外徑D=1400mm每節(jié)管長度12000mm可承受的最大頂力為(安全系數(shù)為4): F=sX 5000T/ m2/4=437.5T>403.15T ;滿足要求。3、頂進設(shè)備頂進設(shè)備主要包括千斤頂、高壓油泵、頂鐵、工具管等。(1)千斤頂千斤

5、頂是掘進頂管的主要設(shè)備，本工程采用2臺500t液壓千斤頂。千斤頂在工作坑內(nèi)的布置應(yīng)與管體中心線一致，頂力合力作用點與管壁反作用力作用點應(yīng)在同一軸線， 防止產(chǎn)生頂時折力偶，造成頂進偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗，采用人工挖運土方時，管上半部管壁與土壁有間隙 時，千斤頂?shù)闹c作用在管子垂直直徑的 1/41/5處為宜。(2)高壓油泵由電動機帶動油泵工作，選用額定壓力為62MPa的ZB- 500注塞泵，經(jīng)分配器，控制閥進入千斤頂。(3)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。根據(jù)頂鐵位置的不同，可分為橫頂鐵、順頂鐵和U形頂鐵三種。(4)其它設(shè)備工作坑上設(shè)活動式工作平臺，平臺用3

6、0號工字鋼梁，上鋪15X 15cm方木。工作坑井口處安裝一滑動平臺，作為吊土使用。工作平臺上設(shè)起重架，上裝電動卷揚機。工作棚用彩瓦遮蓋，以防雨水及陽光，便于人員在不同氣候下的正常操作。4、工作井(1)工作坑的布置工作坑是頂管施工的工作場所。其位置可根據(jù)以下條件確定:單向頂進時，應(yīng)選在管道下游端，以利排水；考慮地形和土質(zhì)情況，有無可利用的原樣土做后背；工作坑與可能穿越的管線，建筑物要有一定安全距離；距水、電源較近的地方；工作井不影響地面交通等。（2）工作坑的尺寸工作坑應(yīng)有足夠的空間和工作面，保證下管、安裝頂進設(shè)備和操作間距，坑底長、寬尺寸可按如下公式：底寬 W= D+ （2.4 3.2）式中 W

7、一工作坑底寬度（m）；D一被頂進管外徑（m）；底長 L= L1+L2 + L3 + L4 + L5式中 L一工作坑底長（m）；Li管子頂進后，尾端壓在導(dǎo)軌上的最小長度，一般留 0.2米；L2每節(jié)管子長度（m）;L3出土工作間隙，卞據(jù)出土工具確定，一般為1.01.5m；L4千斤頂長度（m）L5后背所占工作坑厚度（m）。考慮到坑內(nèi)后背采用鋼板，本工程工作井為內(nèi)徑4.5mX4.5m的工作井，（3）工作井施工頂管工作井場地地質(zhì)條件一般，開挖工作面附近來往車輛較多，所以工作井開挖過程中必須有可靠的擋土措施。本工程的工作井采用拉森鋼板樁施工，當(dāng)土層條件較好時，可從上到下分層開挖，并在一定高 度做圍橡支護。

8、（4）工作坑基礎(chǔ)加固工作坑底根據(jù)土質(zhì)、管重量及地下水情況，做好基礎(chǔ)，以防止工作坑底下沉，導(dǎo)致管子頂進位置的偏差。采用級配碎石基礎(chǔ)，當(dāng)工作坑底土質(zhì)松軟，有地下水時，應(yīng)采用強度為C25混凝土封底，厚度為20cm1混凝土底板漏水處應(yīng)采用灌注水泥漿。井內(nèi)設(shè)一個集水坑，平面尺寸為50cmx 50cm, 1采50cm,用磚砌筑，水泥砂漿抹面，以便收集地下水和雨水，用潛水泵將水排出地面。（5）工作坑導(dǎo)軌設(shè)置導(dǎo)軌：作用是引導(dǎo)管按設(shè)計的中心線和坡度頂進，保證管在頂入土之前位置正確。導(dǎo)軌安裝牢固與準(zhǔn)確 與否對管子的頂進質(zhì)量影響較大。因此，安裝導(dǎo)軌必須符合管中心、高程和坡度的要求。(6)接收井施工方法同工作井(略)

9、管節(jié)安裝1、接口質(zhì)量保證措施(1)施工員必須督促保證施工人員在駁接管材時安裝橡膠止水帶，且位置、方向正確。(2)在駁接頂進時，要邊頂邊觀察止水帶的位置，發(fā)現(xiàn)偏差要及時糾正。(3)嚴(yán)格按圖紙及施工規(guī)范的要求操作；2、管體材料每節(jié)長度為12000mm供熱鋼管。出土與頂進工作坑內(nèi)設(shè)備安裝完畢，經(jīng)檢查各部處于良好狀態(tài)，即可進行出土和頂進。首先將管子下到導(dǎo)軌上，就位以后，裝好頂鐵，校測管中心和管底標(biāo)高及接口處是否符合設(shè)計要求， 合格后即可進行管前端取土，鑿開護壁進行進洞施工；當(dāng)管體進洞后，不要急于頂進，首先要封堵好洞口 處管體外壁與土體之間的縫隙，保證管體外壁泥水不會滲漏入工作坑，以免因出洞引起的護壁外

10、土體的塌 方。1、頂進施工頂進利用千斤頂出，靠在后背不動的情況下將被頂進管子推向前進，其操作過程如下：安裝好頂鐵擠牢，管前端已掏挖一定長度后(視土質(zhì)情況而定最長不得大于30 cm),啟動油泵，千斤頂進油，活塞伸出一個工作行程，將管推向一定距離。停止油泵，打開控制閥，千斤頂回油，活塞回縮。掏挖取土，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，接下一節(jié)管。重復(fù)上一工藝流程，直至全段貫通。2、頂管工作面排水地下水由工作面流向工作井集水坑，再用泵排出地面。3、管內(nèi)作業(yè)面安全措施管內(nèi)主要采用人工來掘進、糾偏、排土及頂進，考慮管內(nèi)工作環(huán)境要求，必須采取以下措施：管內(nèi)施工屬于潮濕環(huán)境

11、，管內(nèi)照明必須采用安全低壓照明，管內(nèi)沿線間距10nl在管體右角上安裝一盞12V、60W勺燈泡在頂管中，通風(fēng)是一個不容忽視的問題。因為在頂進過程中的時間比較長，人員在管子內(nèi)要消耗大量的氧氣，時間長了，管內(nèi)就會出現(xiàn)缺氧，不僅影響作業(yè)人員的健康，而且影響測量。因此需解決好通風(fēng)問題。由于本工程施工管道長度不大，采用鼓風(fēng)式通風(fēng)，選用小型風(fēng)扇。在施工人員下井前必須先通風(fēng)，并利用鳥類以及有害氣體檢測設(shè)備對井內(nèi)氣體進行檢測，確認安全后方可下井操作。4、糾偏頂進措施頂管測量：采用經(jīng)緯儀和光學(xué)水準(zhǔn)儀。測量次數(shù)：開始頂?shù)谝还?jié)管子時，每頂進2050cm/次，正常頂進時，每頂進 1m/次。校正時，每頂進50cm即測量一

12、次。中心線測量：首先在地面用經(jīng)緯儀確定頂管方向樁，然后在工作坑邊的兩方向樁上掛小線，其上吊2個垂球到工作坑底部，在工作坑中用激光水準(zhǔn)儀照準(zhǔn)兩垂球，讀管前端的中心尺刻度，若與中心尺的中心刻度相重合，說明其方向準(zhǔn)確，否則其差值即為偏差值。高程測量：在工作坑內(nèi)引設(shè)水準(zhǔn)點，停止頂進，將激光水準(zhǔn)儀支設(shè)工作坑同內(nèi)，測量前端管底高程。頂進偏差的校正頂進中發(fā)現(xiàn)管位偏差10mrnfc右，即應(yīng)進行校正。糾偏校正應(yīng)緩緩進行，使管子逐漸復(fù)位，不得猛糾硬調(diào)。5、減阻潤滑觸變泥漿通過制造、儲存、壓漿系統(tǒng)，從第一節(jié)管注漿孔處壓入觸變泥漿，形成一定厚度（15mrnfc右）的泥漿套，間距68m設(shè)一道補漿孔，使頂管在泥漿套中向前

13、滑行，減少摩阻力，根據(jù)壓力表和流量表，計量桶控制注漿量，壓力應(yīng)控制在地下水位的1.11.2倍。材料：膨潤土：燒堿：水=1: 0.05 : 4.5配比，經(jīng)試驗，確保泥漿性能良好，必要時加其他外加劑。為使泥漿能及時將管壁空隙灌滿，灌漿速度要與頂進速度相適應(yīng)，注意觀察，防止跑冒，并保證泥漿達到量。造漿后應(yīng)靜置24小時后方可使用。6、排土和泥土外運頂管土體在管內(nèi)用人力手推車運輸?shù)焦ぷ骺?，由提升設(shè)備將泥土運至地面堆土區(qū)，然后用環(huán)保運輸車 運至棄土場。7、正常頂進施工頂進速度應(yīng)根據(jù)出土情況確定，要即挖即頂，防止塌方。頂進過程中，若摩擦力過大時，采取邊壓觸變泥漿邊頂進，以減少管體的阻力。頂進一節(jié)后，回縮千斤

14、頂，拆開通風(fēng)、照明等管線，吊入下一管段，校直對中，接好接頭，安裝回各頂鐵，接通各管線，開動油泵頂進一千斤頂行程，回縮千斤頂，測量、加頂鐵，重復(fù)頂進至一節(jié)管體后， 又重復(fù)上述流程。8、主要技術(shù)措施為了控制好路地面沉降，使其保證在規(guī)范要求以內(nèi)，主要采取了以下措施：(1)等體積置換：即在管內(nèi)挖掘土方的體積Q土完全等于頂入管子的體積 Q管(Q±=Q管)，所以每次頂進都經(jīng)過一定的計算，盡可能相等。若Q±>Q管時，地面易于沉降；Q土<Q管時，地面易于隆起。(2)減少擾動：頂管是靜荷載作用于土體，然而，頂管在采取糾偏措施時，雖然仍屬靜力范圍，但對土體卻有周期性的擾動。因為糾偏

15、時對土體一側(cè)加荷的同時，另側(cè)又強迫卸荷，促使土體內(nèi)發(fā)生應(yīng)力變化，導(dǎo)致擾動和變形，而且，這樣的變化是周期性的，即擾動還沒有恢復(fù)第二次擾動又發(fā)生，如此重復(fù)動作，使土體疲勞，以致變形加劇，并擴散至地表。為了減少這種對土體擾動，故盡量；減少糾偏次數(shù)：壓注泥漿不使管壁與土體之間形成空隙：頂管設(shè)計時，為了減少摩擦阻力，降低主千斤頂?shù)捻斄Γぞ哳^的外徑常常比頂入管材的外徑大10mm20nl巾1此，頂管時在頂入管與土體之間就存在一定的空隙，導(dǎo)致土體可能的沉落，為此，必須及時壓注泥漿于空隙中，并且邊頂進，邊壓注，更需要在中間補漿，使在 頂管中形成完整的泥漿套，既消除了空隙，又能平衡其上土體之自重，防止沉落。使土

16、體中不產(chǎn)生附加應(yīng)力：土的變形，歸跟到底是主體有了附加應(yīng)力，頂管時，此類附加應(yīng)力源于以下幾種外力：A、泥漿壓力的影響。為此，在壓漿時要控制好壓力。恰好能平衡“泥漿套”以上主體的壓力，故事 先要根據(jù)估計上壓力確定泥漿的壓力，并非泥漿壓力越大越好。B、道路汽車行駛時的荷載，包括重載汽車急駛中的輪壓力，主體的疲勞反應(yīng)，以及緊急制動壓力等。C、鄰進施工影響及堆載影響等等。(3)頂進中導(dǎo)向要好，除了管端正面挖掘要均衡、對稱外，還要：經(jīng)常檢查工作井內(nèi)的導(dǎo)軌，穿墻門洞與頂管間的空隙等有無異常；千斤頂?shù)闹行膽?yīng)和正面阻力及摩阻力的合力重合，盡量減少偏心，這一點在開始安裝時必須考慮，若在開始頂進之后調(diào)正，就困難了；

17、經(jīng)常注意后座的剛度是否足夠，其變形的大小和均勻度，以及彈、塑性變形值的比例等，隨時設(shè)法消除各種影響異向精度的因素；頂進不宜求快，在穿越道路的頂進中，更需要慢，通常每次頂2030cs在過道路時，改為1015cs 每次頂進少一些，異向就相對易于掌握。9、其它有關(guān)問題的處理后座土體支持力不足時：在座土體表面堆放壓重決，使主體封板樁墻或其它型式的后座墻增加被動上壓力，提高土體的支持力但這種措施只適用于墻后的正常土質(zhì)條件下的土體，如砂性土或粘土；絕對不能用于淤泥質(zhì)土和其它穩(wěn)定 性差的土層。采用這類措施時，如果擋土深度較大，插入深度較小，可能造成滑波或向坑內(nèi)涌土。因此一定要經(jīng)過土 力學(xué)計算決定。在后座土體

18、中灌注水泥砂漿，填充土體空隙，增加上體的抗剪強度，彌補土體支持力的不足。這種方 法只適用于砂性土層，如屬粘土層，灌漿可能失效。10、遇到流沙、流泥軟土層超前注漿處理措施（-）、超前注漿主要是在頂管施工過程中針對流沙、流泥等不利地質(zhì)的一種施工措施；本頂管工程的地理 位置處于新地涌邊，地質(zhì)條件差，管體主要穿越于淤泥層，場地不宜采用攪拌樁進行淤泥層處理，所以采 用本措施是對流沙、軟泥層的一種行之有效的施工方法。（二）、超前注漿是將管體需要穿越的路徑周圍的土體，在管體未頂進之前，用高壓注漿泵將水泥漿注入 土體，使土體在水泥漿的作用下凝結(jié)硬化，使之在將要頂進的管體路徑周圍形成一周環(huán)形的水泥混合層， 工人

19、在挖掘施工中不會產(chǎn)生流沙流泥，便于頂管工作能夠順利的穿過不利土層，以達到完成施工任務(wù)的目 的。施工方法（一）、頂管施工過程中，如遇流沙流泥時，立即停止頂進，在管內(nèi)前端工作面上用錘擊法，將預(yù)先加工 好的專用注漿鋼管打入工作面前端的土體中，打入注漿管時要成放射狀沿管子四周向外圍打入。打入深度 一般為24米為宜（以土質(zhì)情況而定）。（二）、用高壓注漿軟管將打入土體的注漿鋼管接口與工作井上的注漿泵連接好，連接處必須牢固，不滲 漏漿液。（三）、用拌合機調(diào)制好水灰比為1: 0.5的水泥漿，儲存于儲漿箱，將注漿泵進料吸管頭放入儲漿箱漿液內(nèi)，然后開啟注漿泵將漿液通過注漿管壓入流沙或流泥層中。（四）、注漿完成后

20、4h即可恢復(fù)正常頂進，待頂完注漿段后，又可重復(fù)上敘注漿操作，如此循環(huán)直至穿過 不利土層為止。注漿注意事項10第8頁共20頁基坑安全等級為一級（一）、統(tǒng)計好注漿量，一般每米注漿用水泥量約為90100kg為宜，若注入過多會造成不必要的浪費,注入太少又形成不了足夠厚度的保護層。（二）、調(diào)制水泥漿要控制好水灰比（1: 0.450.5 ）,水灰比太小難以注入，容易堵塞注漿管，影響水泥漿的滲透；水灰比太大又起不到凝結(jié)硬化土體的作用。（三）、注漿壓力一般可控制在0.82.5Mpa左右，對于管頂覆土較淺的地段，注漿壓力不可過大，以免引起地表面膨脹隆起，或影響附近原有的地下構(gòu)筑物和管道的使用，因此，一般每1m覆土厚度的注漿壓力可按0.44Mpa考慮。（四）、注漿時要注意觀察管內(nèi)工作面漿液流動情況，以工作面有少量漿液滲出為宜，即可停止注漿。1、主要施工機具設(shè)備機具名稱規(guī)格、性能單位數(shù)量用途翻斗汽車陜汽奧龍臺1運土注漿泵L150臺1灌注水泥砂漿灰漿攪拌機150L臺1攪拌砂漿水泵QS2X25 4臺20基坑排水電焊機ZX-400IGB臺2維修焊接油壓千斤頂500t臺8頂管高壓油泵ZB