钢筋混凝土管顶管施工方案

钢筋混凝土管顶管施工方案

1.测量放线

依据设计施工图纸及控制桩点，用全站仪测量放出穿越管道的轴线、

用地边界线及发送坑、接受坑的位置、尺寸线，撒白灰线进行标识。

2.作业坑开挖、制做及沉井测量放线后，作业坑开挖作业坑深度根据

穿越处管道设计管底标高确定。人工配合单斗挖掘机进行发送坑开挖,

每开挖l.Oni深度后，采取混凝土支护，直至开挖到设计套管管底标

高下0.lm-0.8m深处，底层浇筑顶管用混凝土靠背或放置钢靠背，坑

底先敷设200mm—500mm厚的碎石，再浇注200mm-300mm厚的C25

钢筋混凝土，坑底浇筑500mm集水坑一个。如通过勘探，发现开挖处

有管道、电缆等隐蔽物，得到主管部门的认可并进行必要保护后，方

能开挖。工作井下沉时四周要平衡，发生倾斜时要及时纠正，抽木垫

时间要一致，每挖500mm下沉一次。

3.顶管设备安装

顶进设备主要包括钢后座、导轨、主顶液压油缸、泵站、顶铁、泥浆

泵、四角支架等，用汽车吊将顶进设备吊入发送坑，并配合进行安装。

4.管材顶进

为使后靠背受力均匀，液压设备与后背接触面加口=30mm的钢板知道

木，在液压缸与被顶管间加承力盘。液压系统包括高压油泵、动力传

递机构等，液压缸按顶管中轴线对称布置，顶管中保持轴线重合。做

预顶试验:检验液压系统性能，液压缸行程，传力设备的中心线却垂

直度等。对顶入管节做最后检查，如端面平直度，椭圆度，管壳任-

侧母线直线度等。顶入管节采用中1000mm钢筋混凝土管。第一根管

子必须加特制工具头，确保管子的承重面积。用起吊设备将管节轻放

在导轨上，测量中线与前后两端高程，管节端面垂直顶管中轴线。人

工在管子前端掏土，清出的土方用小车配以小型卷扬机外运出作业

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坑。待管子前端形成略大于管子外径的圆形空间后，启动主顶液压油

缸，慢慢向前推动，首节管子顶入后，液压缸退回到起始位置，将第

二管节与首节按照规范要求连接，合格后再依次顶进。每一根管子顶

进后，人工继续在管子前端掏土，如此循序渐进，在顶管过程中，辅

以纠偏、纠扭措施，直至顶入满足设计要求，完成顶管作业。顶管过

程中，每顶进200cm左右就要对顶管中线、高程进行检测，施工中采

用全站仪控向，以施工放线时布置的中心桩为准进行监测，发现位移,

要采取纠偏措施调整过来。每次纠偏角度不宜过大，可根据顶进长度

和土质情况来确定，一般可在1cm-10cm之间选择。另外要严格控

制纠偏油泵的压力，不使油泵压力升得过快，纠偏结束后要锁紧螺旋

定位器。

5.纠偏、纠扭调整措施

纠偏是指工具管偏离设计轴线后,利用纠偏油缸或套管前端加管锲，

改变管端的方向，减少管线偏差的过程。由于钢筋混凝土套管是分段

进行的，段与段之间是柔性连接，不传递弯矩，因此纠偏必须遵循以

下规律:纠偏在顶进过程中进行，静态的纠偏会对管线产生不利的影

响，钢筋硅纠偏比较灵敏，纠偏角度不宜过大，避免造成较大的弯

曲，第一段管节质量要好，因为第一段管节在纠偏度不宜过大，避

免造成较大的弯曲，第一段管节质量要好，因为第一段管节在纠偏

过程中承受多次反复应力，容易损坏管节;纠偏过程中，要在网格底

上绘制工具管的测点轨迹,推算出其行轨迹，根据行轨迹及时纠偏角

度，避免纠偏过大产生过度的弯曲;及时了解穿越处的土层，特别是

软土层，不均匀土层的土质情况。纠偏时，注意红再播过，中重市由

现管收招转，须加强控制、避克扭种南边大纠扭预肪措饰，偏油缸不

要对管节形成扭矩，稳定主顶油缸后座，主项油缸后座不稳容易易使

主项油缸工作时方向变化产生扭转角，纠扭管节扭转的有效方法为

压扭，即在管道单边压重，使管道在相反方向招转。顶管施工方案与

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措施应根据施工实际需要，案需争得监理认可方得施工。可采用单顶

进法,双面顶进法和对接顶进法施工，方案需争得监理认可方得施工.

6.顶管完毕检查验收

混凝土管顶管作业完成后，及时对管子凹部进行注浆，防止管子下沉

和造面场陷，向监理报验并现场测量验收。验收合格后，填写施工

资料，请旁站监理检查签证。

1顶管工作坑及附属设施

1.1顶管施工的工作坑是顶管施工时在现场设置的临时性设设施，工

作坑是一个竖井，顶进过程中，顶管的管节不断被吊到工作坑内安装

顶进，管内土方陆续从坑下提升到地面上运走，竣工后在其地点修建

检查井或阀门井。

L2工作坑附属设施包括接口操作井、集水井、工作摄、工作台、贵

量基南点、后筒，导轨和基础等。

2顶管施工工艺设计

2.1千斤机顶的顶力计算算的理论公式为：Rf=K[f（P+2PH+PB）+PA]

式中R一计算顶力;干牛）；P一管顶上的垂直土压力（干牛）；PH一管侧

的土压力（千牛）；B-—全部欲顶进的管段重量（千牛）；PA一管端部的

贯入阻力（千牛）；K—安全系数。

2.2顶进钢筋混凝土管时，顶力计算的经验方Rf=nGL（千牛）式中

n-生质系数;一管节单位长度重量（千牛/米）；一顶进管段长度

（米）。

2.3后背的设计计算:Rc二KrBH（h+H2）vKp千牛）式中R―—后背土的承

载能力（千牛）；B―—后背墙的宽度（米）：H―—后背墙的高度（米）t

-一后背墙顶至地面的高丫-土的容量（千牛米3）;度（米）；Kp——被

动土压力系数;K-―后背的土抗力系数。

2.4顶进设备

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顶管施工采用的液压千斤顶大多为手动泵驱动和电泵驱动。顶铁-般

由型钢焊成，强度和刚度，应经过核算。刃脚装于首节管端部，由

外壳、内环和肋板组成。外壳以内环为界分成两部分，前面为遮板，

后面为尾板。刃脚外壳套于顶进管外部，外伸长度取决于土质。遮板

端部呈20—30°角，尾板长度15-20m用肋板增加其制度，多数助

板按中心角10T5位置作放射形设置。

3普通顶管法的实施

3.1普通顶管法的适用范围和工艺流程，普通顶管法一般用于顶入的

管节内径不小于80m的钢筋混凝土管和钢管。顶进长度一般不超过

60m,施工的坐标误差一般可达到1cm以内。但当管径大于1800mm时,

工作面土壁可能会出现稳定性问题，尤其是土质松散或遇到地下水

时。

普通顶管法的工艺流程：

3.2顶进前的准备工作

3.2.1安装管节

管节安装前下管前先进行外观检查，包括管端面的平直度，管壁表面

的光洁度，端面上有无纵向裂纹等。对马蹄形端面、裂缝超长或管壁

粗糙者不应使用，检查合格的管子用卷扬机或龙门吊吊到管顶的工作

坑的导轨上，准备连接顶进。

6.2.2管道接口

管节稳好后，在管内侧两管节对口的地方用钢涨将两节管子连接起来

使接口处于刚性连接，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。钢浇圈固定的方式，钢涨圈是用6-8mm的

钢板卷焊而成圆环，宽度300mm,涨圈环外径小于管节内径30-40mm,

接口时将钢涨圈放在两个管节的中间，并打入木楔。操作时，先用-

组小方木插入钢涨圈上部与管壁的空隙内，将钢涨圈固定。然后两个

木模为一组，方向相反、交错地打入缝隙内，将钢涨圈牢固地固定在

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接口处。对于钢筋混凝土管，为了接口填封。应在管节口间预先留出

空障，称预留空隙。平口钢筋混凝土管使用直径30-35mm的麻辫，放

在管缝的外缘周围，借以留出空隙。顶管竣工后将钢圈拆除，再往管

缝内填打石棉水泥，麻辫除有隔缝的作用外，在顶管过程中，尚能发

挥均布顶力和保护管节的作用。

3.2.3挖土.

顶进管节的方向和高程的控制，主要取诀于挖土操作。工作面上挖土

不但影响顶进效率，更重要的是影响质量控制。对工作面挖土操作的

主要要求是

3.3必须在规定的范围内开挖，不得超挖,特别是管底土基弧度120°

“135。范围内，一定要保持管壁与土基表面吻合；

3.4不得扰动管底下部的地基土；

3.5挖出的土要及时外运；

3.6开挖后要及时顶进，及时测量，可使顶力限制在较小的范围内。

3.6.1运土

从工作面挖下来的土，通过管内水平运输和工作坑的垂直提升运至地

面。运土量的计算：V=l/4.n(m3)

nl)12.q(m3)式中V-单位管节长出土量(m3);D1--管节外径

(m);n-一可松性系数。

管内水平运输:管径大于800mm可用如图3所示的四轮车运土;管径大

于1500mm,可采用双轮手推车运土。

4,顶管工程的测量监督及误差校正

4.1顶管施工时，为了使管道按照规定的方向前进，在顶进过程中必

须不断观测管节前进的轨迹，当发现偏离设计位置时，就要及时地进

行校正。因此要求顶管自始至终都要在测量:工作的严格控制之下。

测量工作大致分为四个方面：

4.1.1顶进前的准备阶段测量

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包括工作坑的方位、高程、标定管道中心线，设立临时水准点等。开

始顶进的第一节管测量工作非常重要，第一节管顶的好，位置正确，

以后的管子才能顶好。

4.L2顶进过程中的测量

主要是对工具管和首节管进行测量，此种测量观测频繁，正常顶进时

每顶进30-40cm,就应测量一次，顶进第一节管时，测量的顶进间隔

距离更要小些，除对工具管和首节管频繁测量外，每顶进40-60cm,

还需要对整个顶进管进行复测，主要是检查中间管节有无下沉现象。

4.1.3工程竣工测量

一般是每节管都应测量，根据测量结果绘出竣工图。

4.1.4地面观察测量

观察地面有无沉陷和隆起，开始顶进前，要选好基线（即管道设计的

中心线）和基点（临时水准点）。基线和基点一定要设置牢靠，在整

个施工过程中不能发生移动，特别是基线若方向梢有移动则可能形成

很大的误差，基线设置好后，就以此基线为准测量顶管的中心。中线

的测量方法可根据顶距的长短、精度要求的高底而不同。常用的方法

有：二点移线法、经纬仪测量、连通管测量法、激光测量。

4.2顶管工程产生E勺误差很多，主要有：

4.2.1质构造的变化，基础土层软硬悬殊，

4.2.2顶进千斤顶用力不均，

4.2.3导轨位移,工作坑基础沉陷，

4.2.4局部障碍物偏向施力，

4.2.5挖土操作时开挖的尺寸不适合，

4.2.6顶进管节的端面不平行。

4.3顶管误差校正是逐步进行的过程，--旦形成误差不易立即将已

顶好的管进行校正，而是逐步由误差调整到正确，常用的校正方法有:

4.3.1挖土校正法:采用在不同部位增诚挖土量的办法，以达到校正