市政管道顶进施工-水平转进施工

模块8顶管施工单元四

顶管顶进施工一、管道顶进的过程包括挖土、顶进、测量、纠偏等工序。从管节位于导轨上开始顶进起至完成这一顶管段止，始终控制这些工序，就可保证管道的轴线和高程的施工质量。开始顶进的质量标准为：轴线位置3mm，高程0～13mm。

二、前挖土和运土1.挖土管前挖土是保证顶进质量及地上构筑物安全的关键；管前挖土的方向和开挖形状，直接影响顶进管位的准确性，因为管子在顶进中是循已挖好的土壁前进的。管前周围超挖应严格控制：密实上质，管端上方可有≦1.5cm空隙，减少顶进阻力；管端下部135°中心角范围内不得超挖，保持管壁与土壁相平，也可预留1cm厚土层，在管子顶进过程中切去；管周围一律不得超挖。如图4-1所示。图4-1管前挖土

管前挖土深度，一般等于千斤顶出镐长度，如土质较好，可超前0.5m。超挖过大，土壁开挖形状就不易控制，容易引起管位偏差和上方土坍塌。在松软土层中顶进时，应采取管顶上部土壤加固或管前安设管檐或工具管如图4-2所示。操作人员在其内挖土，开挖工具管迎面的土体时，不论是砂类土或粘性土，都应自上而下分层开挖。有时为了方便而先挖下层土，尤其是管道内径超过手工所及的高度时，先挖中下层土很可能给操作人员带来危险。防止坍塌伤人。

图4-2工具管（单位：mm）2.运土管内水平运输和工作坑的垂直提升运至地面。除保留一部分土方用作工作坑的回填外，其余都要运走弃掉。管内水平运输可用卷扬机牵引或电动、内燃的运土，也可用皮带运输机运土。土运到工作坑后，由地面装置的卷扬机、龙门吊或其它垂直运输机械吊运到工作坑外运走。三、顶进顶进时操作过程如下：(1)安装好顶铁挤牢，管前端已挖一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。(2)停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。(3)添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。(4)卸下顶铁，下管，在混凝土管接口处放一圈麻绳，以保证接口缝隙和受力均匀。(5)在管内口处安装一个内涨圈，作为临时性加固措施，防止顶进纠偏时错口，其装置如图4-3所示。涨圈直径小于管内径5～8cm，空隙用木楔背紧，涨圈用7～8mm厚钢板焊制、宽200～300mm。

(6)重新装好顶铁，重复上述操作。

图4-3钢制内涨圈安装图

1-混凝土管；2-内涨圈；3-木楔顶进时应注意事项：(1)顶进时应遵照“先挖后顶，随挖随顶”的原则。应连续作业，避免中途停止，造成阻力增大，增加顶进的困难。(2)首节管子顶进的方向和高程，关系到整段顶进质量，应勤测量，勤检查及时校正偏差。(3)安装顶铁应平顺，无歪斜扭曲现象，每次收回活塞加放顶铁时，应换用可能安放的最长顶铁，使连接的顶铁数目为最少。(4)顶时过程中，发现管前土方坍塌、后背倾斜，偏差过大或油泵压力表指针骤增等情况，应停止顶进，查明原因，排除故障后，再继续顶进。

模块8顶管施工单元五

顶管测量和校正一、顶管测量顶管施工时，为了使管节按规定的方向前进，在顶进前要求设计的高程和方向精确地安装导轨、修筑后背及布置顶铁。这些工作要通过测量来保证规定的精度。在顶进过程中必须不断观测管节前进的轨迹，检查首节管是否符合设计规定的位置。顶管允许偏差与检验方法，见表5-1。项目允许偏差（mm）检验频率检验方法范围点数中线位移50每节管1测量并查阅测量记录管内底高程DN<1500（mm）+30-40每节管1用水准仪测量DN≥1500（mm）+40-50每节管1相邻管间错15%错管壁厚，且不大于20每个接口1用尺量

对顶时管子错口50对顶接口1用尺量

表5-1顶管允许偏差与检验方法1.水准仪测平面与高程位置用水准仪测平面位置的方法是在待测管首端固守一小十字架，在坑内设一架水准仪，使水准仪十字对准十字架，顶进时，若出现十字架与水准仪上的十字丝发生偏离，即表明管道中心发生偏差。用水准仪测高程的方法如图5-1所示，在待测管首端固定一个小十字架，在坑内架设一台水准仪，检测时，若十字架在管首端相对位置不变，其水准仪高程必然固定不变，只要量出十字架交点偏离的垂直距离，即可读出顶管进中的高差偏差。图5-1水准高程示意图2.垂球法测平面与高程位置如图5-2所示。在中心桩连线上悬吊的垂球显示出了管道的方位，顶进中，若管道出现左右偏离，则垂球与小线必然偏离；再在第一节管道中心沿顶进方向放置水准器，若管道发生上下移动，则水准器气泡亦会出现偏移。

图5-2垂球法测平面与高程位置示意图3.激光经纬仪测平面与高程位置采用架设在工作内的激光照射到待测管首段的标示牌，即可测定顶进是的平面与高程的误差值，激光测量如图5-3所示。接收靶如图5-4所示。图5-3激光测量1-激光经纬仪；2-激光束；3-激光接收靶；4-刃脚；5-管节5-4接收靶（1）方形靶（2）装有硅光电池的圆形靶4.测量次数测量工作应及时、准确，以使管节正确的就位于设计的管道轴线上。测量工作应频繁的进行，以便较快的发现管道的偏移。当第一节管就位于导轨上以后即进行校测，符合要求后开始进行顶进。一般在工具管刚进入土层时，应加密测量次数。常规做法每顶进100cm测量不少于1次，每次测量都以测量管子的前端位置为准。

二、顶管校正首端管节前进的方向或高程偏离原设计位置后，就要及时采取措施迫使管节恢复原位再继续顶进。称为管道校正。1．出现偏差的原因、校正的原则管道在顶进的过程中，由于工具管迎面阻力的分布不均，管壁周围摩擦力不均和千斤顶顶力的微小偏心等都可能导致工具管前进的方向偏移或旋转。为了保证管道的施工质量必须及时纠正，才能避免施工偏差超过允许值。顶进的管道不只在顶管的两端应符合允许偏差标准，在全段都应掌握这个标准，避免在两端之间出现较大的偏差。要求“勤顶、勤纠”或“勤顶、勤挖、勤测、勤纠”，其中心都贯彻一个“勤”字，这是顶进过程中的一条共同经验。

2．校正方法（1）挖土校正采用在不同部位减挖土量的方法，以达到校正的目的。即管子偏向一侧，则该少挖些土，另一侧多挖些土，顶进时管子就偏向空隙大的一侧而使误差校正。这种方法消除误差的效果比较缓慢，适用于误差值不大于10mm的范围如图5-5所示。

（2）斜撑校正法偏差较大时或采用挖土校正法无效时，可用圆木或方木，一端管子偏向一侧的内管壁上，另一端支撑在垫有木板的管前土层上，开动千斤顶，利用木产生的分力，使管子得到校正。上抬管段校正如图5-6所示；下陷管段校正，如图5-7所示；错口管的校正如图5-8所示。图5-7下陷校正1-管子；2-木楔；3-内涨圈；4-楔子；5-支柱；6-校正千斤顶；7-垫板图5-8错口校正1-管子；2-楔子；3-立柱；4-校正千斤顶

（3）工具管校正校正工具管是顶管施工的一项专用设备。校正工具管主要由工具管、刃脚、校正千斤顶、后管等部分组成，如图5-9所示。图5-9校正工具管组成1-刃脚；2-工具管；3-校正工具管；4-后管（4）衬垫校正对淤泥、流砂地段的管子，因其基承载力弱，常出现管子低头现象；在管底或管子的一侧加木楔，使管道沿着正确的方向顶进。正确的方法是将木楔做成光面或包一层铁皮，稍有些斜坡，使之慢慢恢复原状。使管道由B方向A方前进（A是正确方向）。如图5-10所示。

三、掘进顶管内接口掘进顶管完毕，拆除临时连接，进行内接口，接口形式根据现场条件，管道使用要求，管口形式等因素选择。平口钢筋混凝土管油麻石棉水泥或膨胀水泥内接口，形式如图5-11所示。图5-11平口钢筋混凝土管油麻石棉水泥内接口1-麻辨；2-石棉水泥图5-12企口钢筋混凝土管内接口1-油毡2-油麻2-石棉水泥或膨胀水泥砂浆4-聚氯乙烯胶泥5-膨胀水泥砂浆