混凝土管顶管施工方案

1、混凝土管顶管施工方案本工程管道埋深较深，地下水位较高但水量不大，有不良土质情况如局部软弱土、土洞、岩石存在，为保证施工进度和质量，在地质情况较好、对地面沉降要求较高的地段采用泥水加压平衡顶管施匚在地质情况较复杂、对地面沉降要求不高的地段采用排障方便的刃口推进顶管施工。泥水加压平衡顶管施工管材采用II级钢筋混凝土管。顶管工作井、接收井均采用竖井施工。一个工作并分两边向接收井顶进的方法。拟设1座工作井，2座接收井。（一）、施工程序（二）、工艺流程（三，施工技术措施1、顶管掘进机头进出洞口处地基加固因本工程管道所处部位地质情况不理想，施工时考虑在洞口外设2排桩径600mm的旋喷桩，以提高地基土的抗渗

2、性与承载力，防止工具头出洞后下沉与地层透水。旋喷桩采用强度为42.5水泥，水灰比宜为1.2,灌入水泥浆液的比重宜为1.45,返浆比重宜为1.3。水泥掺入比为被加固土体重量的35%。旋喷桩施工采用三重管法，使用重合在一起，互不相通的三重管，分别输送高压水、压缩空气和高压水泥浆。施工前，做好匚艺性试桩，以确定各项施工技术参数。如高压水、压缩空气的压力及流量。1）、施工流程2）、施工操作要点（1）桩机定位对中：起重机悬吊高压旋喷桩机到指定桩位，对中。当地面起伏不平时，要调整塔架丝杆或平台基座，使钻杆保持垂直。一般对中误差不宜超过1cm,钻杆垂直度偏差不超过l%o（2）、桩管钻入设计桩底位置启动高压旋

3、喷桩机后，放松钻杆钢丝绳，使高压旋喷桩机的钻杆沿钻盘导向架慢慢钻入，直到设计桩底标高为止。（3）、拔出一段套管，插入旋喷管高压旋喷桩机钻到设“标高后，把套管拔起到设计桩顶标高以上，并拆除地面套管，插入旋喷管至设计桩底标高处。（4）、旋喷水泥浆在插入旋喷管前先检查高压水和空气喷射情况，各部位密封圈是否封闭，插入后先作高压水射水试验，合格后方可喷射浆液。（5）、提升旋喷管喷射时，先应达到预定的喷射压力、喷浆最后再逐渐提升旋喷管，中间发生故障时，应停止提升和旋喷，以防止桩体中断，同时立即进行检查排除故障，排除故障后把旋喷管插入30cm,然后再继续喷浆和提升旋喷管到桩顶标高，然后停止喷浆。（6）、拔出

4、旋喷管与套管清洗喷到标高后，提出旋喷管和套管，用清水冲洗管道，直到干净为止。（7）、移位按重复上述一至六个步骤，进行下一根桩的施工。3）、质量控制及注意事项（1）、测量放线及桩位布置施工前，由测量队放线，布置好桩位，经项目部技术人员与测量队一同复核无误后，方可施工，保证测量的正确和精度。（2）、桩位垂直度及偏差控制利用桩机的四个支腿油缸进行调平，使钻杆的垂直偏差小于通，桩位偏差不大于50mm。机台通过水平尺严格控制搅拌轴的垂直度。（3）、材料控制与管理严把水泥进场关，及时进行试验，现场待用水泥要做好防雨措施，不允许使用受潮结块或被雨淋过的水泥。（4）、施工中因故停浆时，宜将搅拌机下沉至停浆点以

5、下0.3m,待恢复供浆时再喷。（5）、旋喷桩再喷浆前应进行根据旋喷管的提升速度和泵的排浆量复算浆量,并再喷浆施工随时进行复核。（6）、旋喷桩机械及起重设备，在地面土质松软环境下施匚时，场地要铺填石块、碎石，平整压实，根据土层情况，铺垫枕木、钢板或特制路轨箱。（7）、特别注意旋喷桩的桩顶标高，施匚时要根据不同部位确定桩顶标高，从桩顶至地面不须喷浆为空桩，控制喷浆长度及标高。(8)、旋喷桩桩的深度、断面尺寸、桩身强度必须符合设计要求。2、工作井内顶管设备布置在井内顶进轴线的后方，布置2台2000KN的主千斤顶。将顶进管段放在主斤顶前面的导线轨道架上。管道的最前端是顶进工具头。导轨全长5m。采用型钢

6、。导轨按管子设计中心线和坡度进行安装，以保证管在顶入前的位置正确。工作井顶进方向一侧安装“之”字型扶梯。沉淀池、安放在井上平台一侧配电箱、主顶进液压机组、操纵台设于集装箱工作间内。如下图所示:匚作井接收井沉淀池操纵台泥水平衡法顶管示意图3、顶管施工顺序顶管施工顺序见下图所示:2吊机吊装顶进管5拆除顶管机，砌筑井4、顶管施工准备1）、认真了解图纸，切实作好现场调查，充分掌握现场的I:程地质资料,详细编制顶管施工方案。2）、需调查顶管地段地下管线的位置和标高。5、测量放线根据导线控制网确定线路里程和检查井及排水管位置，同时根据水准基准点作为整个管道高程的控制点。6、地面沉降观察为确保地面房屋及道路

7、的安全，避免沉降过大，顶管施工前建立地面沉降观察点。沉降观察点埋设在顶管轴线上及两侧301n范围内。每隔30m设一组观察点，每组23个点。观察点要设置在轴线上危房及可能影响最大处。7、工作井、接收井施工根据设计图纸所示，本工程顶管段的工作井、接收井均采用竖井结构。出入洞口处采用D600mm旋喷桩进行加固及止水。工作井为内尺寸5000X4000mm的矩形井，接收井为内尺寸4000X4000mm的矩形井。竖井施工方法为：（1）工作坑先机械开挖，然后人工修整，人工修整时要保证土体垂直，并尽可能在同一平面，使得土体与支撑充分接触，稳定有力。（2）人工修整好2米时，打好第一级支撑，往下随着工作坑挖深，上

8、面的支撑跟着延伸“支撑用料严禁采用劈裂、腐朽木料，横撑应用圆木，直径应计算后确定，水平支撑截面应不小于15X15cm,支撑时撑木两端要用大绳系吊好再打撑，严禁用手托举撑木打撑，打撑的作业人员应站在安全可靠部位，严禁站在板桩或拽木上打撑。密撑下端入土不得小于30cm,横撞、立掠应横平竖直，顶紧撑牢，联结牢固，立撑与撑木相接处应有托木板桩，并且必须紧靠坑壁。横撑与立撑之间用马钉连接牢固，每层支撑之间的间距为80100厘米。（3）在工作坑的正上方架设三角架进行吊土，吊车吊管，以保证安全，在工作坑的周边砌一匹红砖，以防止雨水流入工作坑内，影响工作坑内工人的操作及因水给工作坑壁带来失稳的现象，I：作坑的

9、坑口除留操作需要的洞口后，满铺木板或搭兜网，以防止人、物的坠落，在顶进时管内使用36伏以下的安全电压来照明，并采用鼓风机来保证管内空气的新鲜。（4）平台、支架、工作棚的支搭应有专人指挥，要正确使用安全防护用品。支撑平台的220槽钢两端搭在坑上，各不小于1.5m,接触土的部分加垫横排方木，每组纵向两根背对背立放，用铁丝操紧操牢。平台所用木料无劈裂、腐朽,平台用木板厚度不小于5cmo平台用木板应用马钉钉牢，平台表面应用木板铺平、铺严、马钉钉牢。（5）采用给水排水管道工程施工及验收规范实施手册经验公式计算后背墙顶力P二K粘（224一10）LP-计算顶力（KN）Di一管道外径（m）<i>8

10、00D产960mm中1000Di=1200mm1500DWOOmm1650D1=1980mm02000D尸2400mmL一计算顶力长度,取L=60mK粘一粘性土系数，取K粘=1.26800P=l.2X（22X0.96-10）X60=800.6KN中1000P=1.2X（22X1.20-10）X60=1180.8KN1500P=1.2X（22X1.8-10）X60=2131.2KN1650P=1.2X（22XI.98-10）X60=2416.3KN中2000P=L2X（22X2.4-10）X60=3081.6KN（6）后背墙设计方案：本I：程顶进距离较长，采用钢筋混凝土整体浇注作为后背墙，宽度与

11、工作井内净尺寸相等，同时保证其平面与顶进轴线垂直，后背墙底端在工作坑底以下，并大于50cm,后背土体壁面与后背墙贴紧。（7）工作坑导轨采用重型钢轨。顶管入土前，导轨要支承管节重量，并保证其稳定性和引导管节前进，所以安装时必须满足下列要求：a、按管道设计高程、方向及坡度铺设导轨，要求两轨道平行，各点的轨距相等：b、导轨轨面应光滑，以减少管节前进时的阻力，装好的导轨顶面与管节应接触密切；c、导轨本身应平直，并具有足够的刚度和强度；d、安装导轨要牢固，保证安装后的稳定性，在顶进过程中，管节导轨上要不产生跳动和侧向位移。（8）卷扬机必须和平台、地锚联结牢固，吊装索具应完好无损：卷扬机的前方应设导向滑轮

12、，使钢丝绕入卷筒的方向与卷筒相垂直，两者距离一般大于卷筒长度15倍。滑轮、吊钩应有防钢丝绳脱落装置，顶部定滑轮应有安全限位装置，卷扬机等设备的制动装置应齐全、灵敏、有效。作业时，钢丝绳不得和任何物品摩擦，卷筒上必须保留35圈钢丝绳，吊装索具的安全系数不得小于6倍，钢丝绳套子必须用编插接法，编插长度应大于钢丝绳直径的2025倍，同时最小不得小于30cm,自制的吊钩不得焊接铸造。（9）、封底竖井施工至设计标高后观察其稳定性，在8小时内自沉累计量不大于10mm情况下可进行干封底。干封底的方法如下：人工整平基底向井内抛填块石和碎石10cm厚，井格中央设置一只钢制集水井抽水，在块石上面铺筑一定厚度的砂垫

13、层可过滤地下水的作用，在砂垫层面上铺设隔层带（油毛毡三层或防水塑料布二层）防止地下水上升，阻止浇素佐垫层的水泥浆水流进砂碎石层中堵塞地下水通道，让集水井发挥作用。8、管道下管及顶进1）、下管采用12t吊机下管或三星架5t手动葫芦人工下管，下管采用两点起吊法。2）、顶进采用泥水平衡掘进机进行施工：在掘进机工作时，刀盘一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。另外，由于刀盘运动过程中，泥水仓和泥土仓中的间隙也不断的由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥

14、水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在黏土中也能正常I：作。3）、本工程采用两个千斤顶并列顶进，千斤顶采用二级等推力油缸，行程2“3m不需另加顶铁一次顶进完毕。根据施工经验，千斤顶的着力中心宜在管横剖的1/4高左右，各千,斤顶的中心要与管道中心对称。使用多台千斤顶时，其油管要并联在一起，以便油泵加压时能同时顶进。4）、顶进作一般要24小时连续进行，以避免中间停歇而导致摩擦力增加造成顶进困难。5）、顶进时要每班填写施工记录，并定时观测顶管的位置偏差。如发现偏差较大时，要及时纠正，以防偏差继续增大。6）、压浆与补浆使用触变泥浆是长距离顶管减少摩阻力的重要技术措施。顶进长度

15、大于80m时，要合理使用触变泥浆，可保持土体稳定，减少坍方起到减阻和护壁的作用。现采用工具管压浆，中继环补浆，碎管每五节设一节补浆管段。7）、管内接口施工当管顶至指定位置后，在按设计进行接口的抹缝、压浆固定施工。9、泥水浓度控制掘进机I：作时，泥浆泵要配给适当浓度泥水以平衡泥土的压力，泥水浓度必须大于1.03,即必须是含有一定粘土成分的泥浆泥。但是，在泥水平衡顶管施工过程中，要针对各种不同的土质条件，来控制不同的泥水。详细情况可参见表。土质名称渗透系数（cm/s）颗粒含量（泥水相对密度粘土及粉土IxlO”1x1。-5151.0251.075粉砂及细砂ixicr；1x10”15251.075-1

16、.125砂IxlO”1x10325351.125-1.175粗砂及砂砾lx10"1x10”3545L1751.225砾石1x1。-'以上45以上1.225以上在粘土层中，由于其渗透系数极小，泥水相对密度可较小。但顶进时如停止时间过长时，也会使挖掘面失稳，从而导致地面下陷。在渗透系数较小，如kWlX10%in/s的砂土中，泥浆相对密度要适当增力口。这样，在挖掘面上使泥膜在较短的时间内就能形成，从而泥水压力就能有效地控制住挖掘面的失稳状态。在渗透系数适中，如lXH）7cm/sWk<lX如%n/s的砂性土中,挖掘面容易失稳。这就需要我们注意，必须保持泥水的稳定。即进入掘进机泥

17、水仓的泥水中必须含有一定比例的粘土和保持足够的相对密度。为此，在泥水中除了加入一定的粘土以外，再须加一定比例的膨润土及CMC作为增粘剂。以保持泥水性质的稳定，从而达到保持挖掘面稳定的目的。在砂砾层中施工，泥水管理尤为重要，稍有不慎，就可能使挖掘面失稳。由于这种土层中一般自身的粘土成分含量极少，所以在泥水的反复循环利用中就会不断地损失-些粘土。这就需要我们不断地向循环用泥水中加入一些粘土，才能保持住泥水的较高粘度和较大的相对密度。也唯有这样，才可使挖掘面不会产生失稳现象。10、纠偏控制1）、穿墙和纠偏阶段要求每顶进10cm30cm左右侧量一次。正常顶进阶段为50、100cm测量一次。2）、工具管

18、纠偏要在顶进过程中进行，绘制工具管侧点行进轨迹曲线图来指导纠偏，管轴线偏差不允许大起大落。3）、纠偏控制由纠偏千斤顶进行，掘进机共有纠偏千斤顶4个，纠偏角度2.5°,能上下左右四个方向进行全方位纠偏。一般情况每次纠偏角度不大于0.5°,以适当的曲率半径逐步的返回到轴线上来，做到精心施工。4）、纠偏由激光经纬仪进行测量，激光经纬仪发出的激光束照射在位于钻掘系统内的光靶上。根据测得的偏斜数据，操纵液动纠偏系统，使掘进系统前部校接的机头产生偏摆，从而实现铺管方向的调节。纠偏过程分四步进行，具体方法如下图所示：泥浆由泥浆沉淀池经过两级沉淀后，收集顶管产生的泥浆，然后用泵抽至运泥浆船

19、或车，外运至指定地点排放。绝对不能排入河涌及下水道。13、顶进注意事项1）、当掘进机停止工作时，一定要防止泥水从土层中或洞口及其他地方流失。不然，挖掘面就会失稳。尤其是在出洞这一段时间内更要防止洞口止水圈漏水。2）、在掘进过程中，要注意观察地下水压力的变化，并及时采取相应的措施和对策，只有这样，才能保持挖掘面的稳定。3）、在顶进过程中。随时要注意挖掘面是否稳定，顶进是否出现偏差并及时纠偏。定时检查泥水的浓度和相对密度是否正常，注意进排泥泵的流量及压力是否正常。要防I上排泥泵的排量过小而造成排泥管的淤积和堵塞现象。4）、顶进时要及时观察压力升降情况，当压力高时，须检查掘进机工作头前是否有不明障碍

20、物，并作排除处理。刃口推进顶管施工管材采用II级钢筋混凝土管。顶管工作井、接收井均采用竖井施工。1、工作坑施工（同泥水加压平衡顶管工作坑施工法）2、顶进设备及其他设备本工程拟用最大顶力为400T的液压顶机及相应设备，而型钢轨制作的顶铁作为顶进设备。管内采取36V的安全电压照明，同时配备鼓风机，以便管内的空气流通，每个工作坑安排三班倒连续顶管作业。3、管道顶进（1）安装管节1）顶进前将钢筋碎管在导轨上稳好，对正管口并上好橡胶圈。2）管节下吊时，工作坑内在下管地点的下方严禁站人，待管节接近导轨时，工人再向前稳管就位。管节落到导轨上后，要检查管壁与导轨面是否密切接触，如发现有悬空翘起现象，应转动管节

21、至完全密合为止。3）下管前在地面上应对下吊的管节进行外观检查，包括管端面的平直度、管壁表面的光洁度、端面上有无纵向裂缝，对马蹄行端面、裂缝超过标准、管壁粗糙、管体纵裂者不得使用。（2）管道接口1）管节稳好后，在管内侧两管节对口处用橡胶圈将两管节连在一起，使接口处于稔固连接，避免在顶进中受力产生错口，保证顶进过程中管节高程和方向的准确度，并使接口处紧密，不漏水。2）安管与接口完成后，要将照明电线以及其它向管内延伸的各种管线安装完毕后，就可在管前端工作面上挖土。（3）挖土顶进管节的方向和高程的控制，取决于挖土操作，工作面上挖土不单影响顶进效率，更重要的是影响质量控制。对工作面挖土操作要求：根据工作

22、面土质及地下水位高度来决定挖土的方法,必须在操作规程规定的范围内开挖：不得扰动管底地基土：及时顶进，及时测量，并将管前挖出的土及时运出管外，土洞挖成后立即开始顶进，既可避免塌方，乂不致加大顶力，在地下水位以下顶进时能减少渗透水量，挖出的土要及时运走。1）良好土质条件下挖土管端可不安装刃脚，允许按规范要求向前超挖，挖成土洞后才向前顶进、管顶超挖量一般不大于15mm，穿越道路段不得超挖。管底土基弧度12035度范围内，不能超挖。2） 土质条件差但不会出现塌方时的挖土管前超挖量不能过大，一般不能超过1.5cm,随挖随顶。管顶部位最好不超挖，由于超挖后在顶进过程中土拱沉陷压到管顶上，要增加擦阻力，管底

23、也不要超挖，保持135度弧度土基础。3） 土质条件最差时的挖土要在首节管安装刃脚，以防塌方，并保持操作人员安全。在刃脚上半部的保护罩下挖土，土层坍塌后流入刃脚内会保持一定的静止角，挖土时在坡角处挖取是比较安全的，将积土清运后立即顶进。管侧土一般不要超挖。管底绝对不允许超挖，一定要在保护罩下进行挖土。4）地下水位以下的挖土有地下水时，顶进管断面大，前面一定要装刃脚，不管什么土质，管下半部不得超挖，土基与管壁一定要求严密吻合，以减少地下水渗透量。管前超挖量也应比该种土没有地下水时要少。5）岩石的爆破如顶进时碰到岩石，则需请爆破专业队伍进行爆破。4、运土先用斗车将土从挖掘处运至工作坑，然后将导轨车用

24、卷扬机吊至原地面高,用向卸车运到倒土点，井内泥水排除用泥浆泵抽到附近的排水沟中。5、顶进管节安装完毕，用千斤顶将管节沿导轨向己挖好的土洞内顶进。（1）顶铁的布置及安装顶铁的布置采用单行传力式。在钢筋碎管口增设环形顶铁与管口吻合，将管口变为平面以利顶进，同时乂扩大了承压面。安装顶铁是靠斤顶力将顶铁挤紧后传递顶力，所以对尺寸要求严格，不能有偏心和错位。对顶铁安装的要求如下：纵顶铁相接时一定要平直，不能出现上下左右的弯曲和错台现象，以防止产生偏心荷载：单行纵顶铁的中心线要与管道轴线一致：纵向顶铁与管端面相接触时，必须使纵向顶铁中心线通过管壁的平均半径上，即着力点一定位于管壁厚度的中点；纵向顶铁间的顶

25、铁块数应减到最少,只要满足模数就应换上整体顶铁；纵向顶铁着力点高度位于外直径高度的1/3、1/4间，并且靠下半部，以防止着力点太高容易使前管低头：纵向顶铁与横向顶铁应垂直相接，顶力增大时管端应加设弧形顶铁，增加管子受力面；为了接触均匀，管端面与顶铁同时应加设衬垫，衬垫材料可用油毡、橡胶垫、石棉板等。(2)顶进程序顶铁安装完毕，管前端己挖成土洞，就可顶进。开动油泵，千斤顶活塞出程,开始先压缩后背和压紧顶铁，以后才顶进管节。当千斤顶活塞杆外伸到临界长度，立即关闭油泵，停止顶进时，退回活塞杆，然后安装顶铁继续顶进。当顶完一节管时，即顶到留在导轨上的管节长度0.4、0.5m时，无论千斤顶是否出程完毕都

26、要停止顶进，此时退回斤顶行程，拆除顶铁，准备安装新管节，随即测量校正轴线、坡度。6、中继间在管道顶进过程中，如一些地段长度超过顶机可能承受的顶力时,应在顶进距离的中间增设中继间，在报行项目监理批准之后实施。安装中继间时检查顶进设备或液压泵的同步情况，符合要求后与主顶机同时配合作业。在顶进过程中随时检查中继间的同步与否，若发现偏差，应及时纠正。在一段完成后拆除中继间，主顶机顶进后部的管子合拢，处理好管口接头。7、顶进中事故的防止顶管施工时，在工作坑的正上方架设小行吊，再在小行吊上搭盖帆布来盖住整个工作坑，并在工作坑四周砌一圈红砖，以防雨水流入工作坑内，影响工作坑内工人的操作及因水给工作坑壁带来失稳的现象，工作坑的坑口留操作需要的洞口后，满铺木板或搭兜网，防止人和物的下落，在顶进时管内使用36伏以下的安全电压来照明，并采用鼓风机来保证管内空气的流通和吹风降温。(1)及时注意汕泵的压力表指示值的变化，当发现压力突然上升时，要立即停止顶进，检查压力上升原因,防止发生意外。（2）控制斤顶活塞的完伸长度，不要超越临界冲程，以免损坏设备。（3）要连续顶进，不能停滞不前。由于停工时间长，地下水渗透增加，±