顶管施工作业指导书三

顶管施工作业指导书一、顶管设备主要设备掘进机顶管施工若采用泥水平衡顶管掘进机，该种机械是一各以机械切削土体，以泥水压力来稳定挖掘面及平衡地下水压，并以泥水作为输送挖掘弃土介质，通过对顶进速度的控制，使机头前后土体的控制压力始终处于主动土压力和被动土压力之间，从而达到有效控制地面变形的一种顶管施工机具。起重设备起重作业主要为吊装管材、出土和其它机械设备的安拆。顶进设备顶进设备种类很多，目前多采用液压千斤顶顶管。注浆设备润滑浆在顶管施工中是必不可少的，注浆设备选择非常重要，当所顶进和管道周边与土体之间形成较好的完整浆套时，才能有效降低摩阻力，并对管壁外土体起到支护作用。顶管附属设备的安装和使用顶管施工质量的好坏与设备的安装精确度有直接的关系。安装前，根据已知的控制点、标高，准备无误的测放进出洞口的标高和顶管的轴线，并依此测放设备的安装位置。导轨、千斤顶支架、靠背等设备必须安放准确稳固。安装时应注意：（1）止水橡胶板和钢压板的安装必须保证胶板的圆心、钢压板的中心和顶管洞口轴线重合。（2）靠背安放时必须精确测放，保证靠背和顶管轴线垂直。（3）千斤顶和导轨的安装除保证其中心位置和顶管轴线重合外，还必须保证标高符合设计要求。（4）导轨、千斤顶支架必须保证加固牢靠，防止顶进过程中发生位移，影响顶力的传递造成顶管偏差。（5）在工作井上方安装好起重设备，根据设计顶管轴线和设计管道标高在工作井内安装顶进设备，包括洞口止水橡胶板、导轨、后靠背、千斤顶、掘进机以及测量仪器设备、注浆设备、土方输送设备，全部设备安装好后应进行联动调试，确认试运转合格后方可进行顶管作业，管道顶进施工宜连续进行，24小时不间断作业。顶管施工前，还要根据设计图纸计算出中继站的安放位置，结合顶进过程中实际摩阻力的变化情况，在顶管施工中及时安放中继站。二、中继间的设置中继间为一种可前移的顶进装置，外径与顶进管的外径相同，由于一次顶进和管材尺寸是一致的，因此力求所设中继间和工作坑后背墙的顶力布置尽可能相等，中继间的数量及其在顶进管段轴线上的位置，应根据管道与土层的摩阻力计算来决定，当顶进阻力接进后背的设计顶力时，就应设置中继间。在正常顶进的情况下，设备的顶力使用应按顶力设计值的70%~80%考虑，即留出储备力，以便遇到特殊情况时顶力增大而不致使管材及顶进设备超载。中继间安装与工作1、中继间使用前，应事先将中继间拼装好，并试验其液压系统与电器系统，保持完好。2、中继间开始顶进时，工作坑内的千斤顶要紧顶在导轨上接好的管子上，防止中继间向工作坑方向退移。3、中继间要与前后的管壁接牢，以防中继间内因设备布置重量的不平衡，在工作中产生旋转。4、中继间工作时操作人员必须站在千斤顶的无油压侧（活塞杆顶头侧），以防油压侧出现事故。5、中继间工作的顺序是：第一个中继间顶完后，卸油压，开始第二个中继间顶进，同样再开第三个中继间，依次开动下去，在最后开动工作坑千斤顶的同时，又可开动第一个中继间，开始新一轮的循环顶进。6、中继间采用自动控制时，也需有专人巡视，以防万一发生突然故障，便可立即切断操纵箱电源。中继间的拆除1、顶管到达终点后，应立即开始中继间的拆卸工作，由第一个中继间开始往后拆，拆除的空间由后面的中继间继续向前顶进，使管口相连接。2、中继间的拆除工作应事先制定拆卸方法与安全措施，保证安全工作和设备完好。3、拆卸中继间应先将千斤顶、油路、油泵、电器设备等拆除，拆下的油路与辅助接头嘴，都应用棉丝封堵，拆除的零部件等要保管好。4、拆除的部件与辅助件应立即运回车间，清洁整理，如近期继续使用应近期组装，保证完好。三、顶进施工管材的检验、运输与存放选用符合设计要求的成套管材，管材由厂家供货时必须同时提供管材的内压、外压报告及产品出厂合格证。管材运至现场时必须对管材的外观进行检查，内容包括规格尺寸是否符合设计要求，管材表面是否有蜂窝麻面，管身是否有细裂纹、接口是否有破损现象，钢套是否有碰撞变形，预埋件位置是否正确，对存在问题的管节坚决退换。管材的运输应注意在吊运过程的安全，严禁碰撞，放置在运输车辆时管身两侧应加垫木，并用紧绳器拉紧。经验收合格的管材可运至现场存放，堆管场地必须平整，地基密实，并应在管下放置垫木，防止因地面沉陷或磕碰造成管端钢套环挤压变形或使管材端口破坏。另外堆放管材时，禁止多层堆码，并应将管材两侧支垫牢固，以免因流动造成管材损坏，或引起安全事故。（二）起重设备经检查、试吊，确认安全可靠方可下管。下管时工作坑内严禁站人，当距导轨小于50cm时，操作人员方可进前工作。第一节管子下到导轨上，测量管子中心及前端和后端的管底高程，确认安装合格后方可顶进。第一节管作为工具管，顶进方向与高程的准确，是保证整段顶管质量的关键。（三）顶进掘进机进、出洞顶管的进出洞是顶管成功与否的关键所在，由于掘进机进出洞持续时间较长，必须有效地防止地下水及流砂涌入井内，避免洞口坍塌。进洞口可在井外壁预先打设钢板桩作为钢封门，深度到设计位置，等机头推进洞，其它各项工作准备好后再拔除钢板桩，继续推进。同时也可在进出洞口外侧采用注浆加固土体的措施，防止地下水和流砂涌入井中，洞口注浆范围：高度和宽度为管外径加上5.0m，沿顶管轴线为5.0m。顶管中，为防止泥水、流砂从洞口涌入井内，可在井壁上预埋钢板并焊接螺栓，顶管进洞前安装止水胶板，并用外夹钢板夹紧固定来施工钢封门。为使出洞口在施工中不发生泥水流失，洞口止水装置必须良好。必须做到：（1）止水胶圈安装平整牢固，水密性良好；（2）止水胶圈安装位置必须与管道在同一轴线；工具头进洞前必须对所有设备进行全面检查，并经过联动调试，同时认真核对止水橡胶板安装位置是否准确，外夹板安装是否牢固，确认无误后方可破除砖封门。进洞时应注意止水橡胶板压入是否均匀、有无翻转、破损等问题，如有则应将工具头拔出处理好后重新进洞。掘进机进洞时，要严格控制进洞时的顶进偏差，中心偏差不得大于50mm，高低偏差宜抛高5~10mm，若达不到上述要求，也拉出掘进机，作第二次进洞，顶进初始阶段的顶进质量对后续顶进和管道轴线等有重要的影响。在出洞口处，掘进机距洞口外壁还余200mm时应破除洞口水泥土，割掉洞口处的型钢，拔除洞口钢板桩封门，将掘进机推入接收井，并应及时将管节外壁和工作井、接收井预留洞的环向间隙使用快硬微膨胀水泥进行封堵。顶进在顶进的起始阶段，机头的方向主要受导轨安装方向控制，一方面要减慢主顶推进速度；另一方面要不断地调整油缸，进行纠偏和采取机头纠偏，严格控制前5m管道的顶进偏差，其左右及高程偏差均不能超过50mm，在顶进过程中坚持“勤测、勤纠”的原则，纠偏角度保持在10'~20'，不大于1°，如果产生偏差及时纠正。纠偏应逐步进行，坚持“缓纠、慢纠”的原则。顶进过程中要注意顶进速度的控制，要使作业面所受的顶进压力处于主动土压力和被动土压力之间，以保证机头前方土体的稳定性，使地面沉降变形最小，顶进过程中要注意控制好顶进方向，并应及时压注膨润土泥浆，减小管子外壁和土体的摩阻力。顶管施工质量要求应符合以下规定：（1）顶进不偏移，管道不得有倒坡；（2）管节不破裂，不渗水，管内不得有泥土以及建筑垃圾等杂物；（3）顶进允许偏差符合下表规定：项目允许偏差（mmm）轴线位置50管内底高程d<<15000+30，-400管内底高程d≥≥15000+40，-500相邻管间错口，钢钢筋砼管道道15%壁厚且不不大于20对顶时两端错口口50注浆应和顶进同步进行，其原则是先注浆、后顶进；随顶进、随注浆，以保证管道外围泥浆套的形成，充分发挥减阻和支撑作用，在顶进过程中避免长时间的泥浆停注，保证顶进过程中的全部管段充满良好的泥浆套。顶进过程中根据顶力变化和偏差情况随时调整顶进速度，速度一般控制在50mm/min左右，最大不超过70mm/min。管道顶进至离工作井前的内壁20~30cm时应卸载，收回油缸和垫铁安装管节，然后继续顶进。安装管节当一个顶程结束收回千斤顶后，即可在工作井内再下一根管节。在管节吊入工作井以前，应首先在地面上进行质量检查，确认合格后，在管前端口安放楔形橡胶圈，并在橡胶圈表面涂沫硅油，减小管节相接时的摩擦力。待以上工作完成后再将管节吊放在工作井内轨道上稳好，使管节插口端对正前管的承口中心，缓缓顶入，承插接管时加力要均匀，保证橡胶圈不位移、不反转、不露出管外，直至两个管节端面密贴挤紧衬垫，并检查接口密封胶圈及衬垫是否良好，如发现胶圈损坏、扭转、翻出等问题，应拔出管节重新插入，确认完好后再布置顶铁进行下一顶程。出土土压平衡掘进机，因该种机具是将机头前方的土体切削后直接排出，由于土的可松性及泥土处理程度的差异，实际产生的泥土量要略大于理论计算的体积。对泥水平衡掘进机，因该种机具在掘进过程中将高压水打入泥仓中与机具切削土混合，然后由排泥管输出。在理论上切削下的土体混合可转化为4倍体积的泥浆，此种方式应注意泥浆排放，至少在工作井周围砌筑两组沉淀池，进行泥浆的二级沉淀处理，并将沉淀后的土方运至指定的弃土场。（四）膨润土泥浆的压注与置换顶力控制的关键是最大限度的降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是注入膨润土泥浆。使之在管外壁与土层之间形成一个完整的环状泥浆润滑套，变原来的干摩擦状态为液体摩擦状态，这样就可以大大地减少顶进阻力。为此采取如下措施：1、由于顶管所处土层的含水量近似饱和，土层的渗透系数很小，触变泥浆在管外围较容易形成润滑浆套，触变泥浆的耗量应略大于地层土体的损失量。2、选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。主要指标为造浆率、失水率、静切力、动切力和动塑比等必须满足设计要求。3、在管节制作时根据设计要求预埋压浆孔，安装注浆管时，每个预埋浆孔里要设置单向阀。目的是防止注浆压力不够时管外壁的浑浊的泥浆液倒流。4、触变泥浆的配料、搅拌、静置时间，都必须按照膨润土的特性要求执行。一般膨润土润滑浆的配制按如下比例进行，根据实际试拌情况再行调整：膨润土：水：纯碱=16：34：0.24。泥浆的拌制要均匀。首先将定量的水放入拌和桶内，开动拌和机徐徐投入膨润土，拌和2~3min，静置片刻，再搅拌7~8min，即成泥浆，制成的泥浆放入贮浆池内贮存24h，使用时用注浆泵通过连接注浆孔的管道注入管道外围。为防止贮浆池内泥浆离析，间歇地对贮浆池内泥浆进行搅拌。触变泥浆拌制好，储于泥浆槽内，由泵加压，经输泥管输送到前工具管的泥浆封闭环，经由封闭环上开设的注浆孔注入到坑壁与管壁间孔隙。工具管应有良好的密封，防止泥浆从工具管前端漏出，注入压力根据地下水位而定，常用0.08~0.1Mpa。泥浆的压注方法根据管道的埋深及地下水位情况，注浆系统的设定压力一般比管道顶部水土压力高5~30Kpa。为了使触变泥浆套的压力在停注后不能过快降低，在工作井内注浆总管上设置单向阀，不使其回浆。触变泥浆的压注采用在顶管机压浆，管节、中继环等处连续补浆的方法。对掘进机压浆要与顶进同步，以迅速在管道外围空隙形成粘度高、稳定性好的膨润土泥浆套。中继站补浆是在已有的泥浆套基础上改善泥浆套，补充其损失量。一般在掘进机尾部第一压浆孔后的4m处设置第一道补浆孔，此后每隔6m通过管节上的补浆孔补浆，以保证管道外围空隙充满触变泥浆，补浆始终要坚持从后向前补压和及时补浆的原则。对各层土质，特别是夹砂土层施工时根据其渗透系数充分考虑泥浆的损失，调整注浆压力和注浆量。从机头后第一节管到管道最后一节管，每隔6m安置一圈压浆管道，每一压浆孔上安装一只1寸球阀，由橡胶管与压浆总管相连。压浆按三类，分别控制：（1）以形成原始浆套，填充固有间隙；（2）沿线压浆：以补充管道不直形成的沿线浆套缺损。（3）定点压浆：根据沉降测量反馈数据，对沉降过大处补偿性压浆，以支承地表荷载。泥浆的置换全段管道顶进完成后，立即封堵工作井和接收井内预留洞口的间隙，同时用水泥浆将管外壁的润滑泥浆置换出来，完成后立即封堵注浆孔，以确保管道外围土体有足够的支撑和减少渗漏水。四、顶进监控控制好顶进方向，确保按设计管道轴线顶进是顶管施工中的核心问题，常有如下具体做法：前期测量顶管前，先根据领桩点，放出本工程的平面控制点及临时水准点，经三级放线和复核后方可使用。在工作井设置管道轴线控制桩和临时水准点、工作井护桩，以便复核顶管轴线和工作井位置是否移动。开顶前，准确测量掘进机中心的轴线和标高偏差，并作好原始记录。基坑的导轨尽可能延长到井壁洞口附近。导轨要有足够的刚度，且安装焊接牢固。安装后的导轨轴线和标高误差小于2mm；主顶油缸和后座的安装也要满足牢固的要求，其水平和垂直误差小于10mm。在机具内安装有倾斜仪传感器，操作者将随时掌握机头的水平状态，控制刀盘的旋转方向和纠偏。顶进测量在顶第一节管（工具管）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。每节管道顶进结束时，及时测量管道中心的轴线和标高偏差，记录交监理工程师审核确认；测量仪器随时校正。做到每一次接班时必须校正仪器一次。校正（纠偏）顶管误差校正是逐步进行的，形成误差后不可立即将已顶好的管子校正到位，应缓缓进行，使管子逐渐复位，不能猛纠硬调，以防产生相反的结果。竣工测量管道顶完后，应立即在每节管道上选点，测量其中心位置和管底标高。根据测量结果，绘制竣工曲线，以便进行管道质量评定，测量地面的沉降，并作好记录以确定顶管施工对周围环境的影响情况。五、触变泥浆使用应注意的事项1、注浆孔的布置每个断面设置3~4个，并具备排气功能。2、搅拌均匀的泥浆应静置一定时间后方可灌注。灌注前，应通过注水检查灌浆设备，确认设备正常后方可灌注。4、灌浆压力可按不大于0.1Mpa开始加压，在灌浆过程中再按实际情况调整。5、灌浆时，按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行，并应与管道和中继间的顶进同步进行。6、灌浆遇有机械故障，管路堵塞，接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进。六、顶管施工中应注意的问题1、密切注意主顶油泵压力的变化，随时作好记录，当发现压力突然上升或下降时，立即停止顶进，查明原因后再行顶进。2、顶进要连续进行，不得长时间停歇。3、刚开始顶进洞时就应连续注入触变泥浆，不能因为初期顶力较小而不注浆，导致钢套泥土塞满无法形成均匀的泥浆套。4、停止顶进时，一定要使挖掘面保持一定的压力，防止长时间停歇造成漏水或土层中泥水流失，尤其是出洞时，更应注意。5、在顶进时，若管道穿越已有结构物或道路，要严格监测控制机头前的土压力，必要时可进行注浆加固。七、顶进施工工艺流程泥浆外运泥浆沉淀泥水管内运输加顶铁停顶回程顶进停顿回程加顶铁顶进压浆工作面开挖布置顶铁安装管子顶管工程施工报验程序泥浆外运泥浆沉淀泥水管内运输加顶铁停顶回程顶进停顿回程加顶铁顶进压浆工作面开挖布置顶铁安装管子现场监理工程师现场检查查填写分项工程开工申请单监理单位施工单位现场监理工程师现场检查查填写分项工程开工申请单竣工验收回填，作好记录报监理签认，分项工程完成，填写中间交工证书砼浇筑，填写工序质量验收通知单井壁钢筋、模板，填写技术资料，并申请砼浇筑设备转移，进入窨