手掘式机械顶管施工方案

手掘式机械顶管施工方案节选）本工程由于顶管种类较多，本方案以单项数量较大具有代表性的D2000mmF型Ⅲ级钢筋混凝土管为例进行施工方案的编制，我方拟定为手掘式机械项管施工。3．1手掘式项管施工工艺流程3.1.1顶力计算与后背设计本工程是将壁板加厚作为千斤顶的后背墙。 后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和风度，且压缩变形要均匀。所以应进行强度和稳定性计算本工程采用组合钢结构后背这种后背安装方便安装时应满足下列要求使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3顶力计算推力的理论计算：（以Φ2000mm计算）F=F1十f2其中—总推力Fl一迎面阻力 F2—顶进阻力F1＝π/4×D2×P(D—管外径2.5mP—控制土压力)P＝Ko×γ×Ho式中Ko—静止土压力系数，一般取0.55Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值γ—土的湿重量，取1.9t/m3P＝0.55×1.9×7＝7.31t/m2F1=3.14/4×2.5×2×＝31.4tF2＝π×f×L式中f一管外表面平均（根据顶进距离平均淤泥土）综合摩阻力，取0.8t/m2

D—管外径2.5mL—顶距，取最大值100mF2＝3.14×2.5×0.8100＝428t因此，总推力F=31.4+428＝459.4t。根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后取最小值作为油缸的总推力工作（Φ2000mm为800t力700t油缸选用2台(或4台根据现场实际情况定)300t(3000KN)级油缸每只油缸力控制在250t力500t们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。 后背的计算后背在顶力作用下产生压缩压缩方向与顶力作用方向一致当停止顶进顶力消失压缩变形随之消失这种弹性变形即象是正常的顶管中当破坏，产生不允许的压缩变形。后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩否则千斤顶在余面后背上成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工案例，施工时应后背的强度和刚度计算后靠背受力计算公式式中：RR总推力之反力（一般大于推力的－系数（取1.5－2.5之间），此处取2－后座墙的宽度（M）此处取4米γ－土的容重（KN/M3)－后座墙的高度(m)，此处取4.5Kp被动土压系数c土的内聚力（kPa)一般情况下取10h地面到后座墙顶部土体的高度（M），此处取5米按上式计算圆形工作井加护套后能承受1591.5T顶力＞实际顶力500T完全满足要求。2．主要设备的选择顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、工具管及运出土设备等。(1)千斤顶千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程每个工作井拟配置4台300t液压斤顶。千斤顶的工作坑内的布置采用四台组合式，顶力全力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。根据施工经验，采用机械挖运土方，管上半部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4~1/5处为宜。(2)高压油泵为31.5Mpa控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致。(3)顶铁顶铁是传递和分散顶力的设备要求它能承受顶进压力而不变形并且便搬动。根据顶铁位置的不同，可分为横顶铁、顺顶铁和U形顶铁三种。(4)其它设备用30铺15×m方木。工作坑井口处安装一滑动平台，作为下管及出土使用。在工作平台上设起重架上装电动卷扬机，其起重量应大于管子重量。3垂直运输工具的选择工作坑的垂直运输地面与工作坑的土方管道与顶管设备的垂直运输采用车式起重机吊装。3.、顶进设备的选择本工程根据顶力计算，并结合实际情况，采用工作顶力为300t用液压千斤顶。千斤顶布置采用单列式。顶进时着力点位置在管子全高的1/3之间比较合适。千斤顶与管子之间采用顶铁传送顶力。顶铁用型钢焊拼成种结构的传力形式，根据安放位置和传力作用不同，用横铁和立铁组合。3.、管前挖土与顶进3.5.、管前挖土管前挖土是控制管节顶方向和高程减少偏差和重要作业是保证顶质量管上构筑物安装的关键。3.5.、下管挖土之前应先下管，并做好以下几项工作：、检查管子下管前应先对管子进行外观检查主要检查管子有无破损及纵向裂缝端要平直管壁无坑陷或鼓泡管壁应光洁检查合格后的管子方可用起重设备到工作坑的导轨上就位。b、检查起重设备起重设备以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50㎝时，操作人员方可进前工作。、管子就位第一节管放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质量的关键。因此，必须认真对待此项工作。3.、管前挖土的长度控制一般是安排一个人挖土。为加快工程进度，每班两个人，轮流开挖土方在管内可采用电瓶车进行，也可采用人力斗车进行运输。土方在工作坑采用电动葫芦进行垂直运输。在一般地段，土质良好，挖土时可超挖30～50㎝。在铁路道轨下不得超越管端经外10㎝，在道轨以外最大不得超过30㎝，同时应遵守管理单位的规定3.6.、管子周围超挖的控制在不允许土下沉的顶地（如上面有重要建筑物或其它管道管子周围律不得超挖。在一般顶管地段，上面允许超挖1.5面135°范围内不得超挖一定要要保持管壁与土基表面吻合。3.、顶进采用2台300t/台的液压千斤顶作为主顶。顶进开始时，就缓慢进行，待接触部位密合后，再按正常速度顶进。顶进若发现有油路压力突然增高应停止顶进检查原因经过处理后方可续顶进，回镐时，油路压力不得过大，速度不得过快。挖出的土方要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小范围内。3.8安装工具胀圈为了有利于导向顶进的前数节管中在接口处应安装内胀圈通过背楔调整螺栓使用胀圈与管壁紧成为一个刚体胀圈一定要对正接口缝隙安装固，并在顶进中随时检查调整。3.9测量与校正、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300隔不宜超过1000㎜。中心测量顶进长度在600㎜范围内可采用垂球拉线的方法进行测量求两垂球的间距尽可能的拉大用水平尺测量头一节管前端的中心偏差一次进超过600㎜采用经纬仪测量。与工作坑内另一水准点闭合。激光测量用激光经纬仪安装在工作坑内并按照管线设计的坡度和方向整好同时在管内装上标示牌当顶进的管道与设计位置一致时激光点即射标示牌中心，说明顶进质量无偏差，否则应根据偏差量进行校正。全段顶进完后应在每个管节接口处测量其中心位置和高程有错口时测出错口的高差。b、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的方法有以下2种：超挖纠偏方法：偏差为10～20㎜时，可采用此方法，即在管子偏向的反适当超挖而在偏向侧不超挖甚至留坎形成阻力使管子在顶进中向阻力小超挖侧偏向，逐渐回到设计位置。千斤顶纠偏法方法基本与顶木纠偏法相同只是在顶木上用小千斤顶强将管慢慢移位校正。3.10管道内辅助管道的辅设管内的辅助管道设置于管道内壁，用钢架将其有序地固定在管壁上。、通风设施：由于管道顶进距离长埋置深度深管道内的空气不新鲜加上土体中会生有害气体因此必须设置供气系统通风设施用一台柴油空压机将压缩空输入空气滤清器再进入储气桶