顶管施工控制要点

顶管施工控制要点1顶管机安装控制1.1工作井导轨设置（1）工作井做好基础处理，防止下沉导致管节顶进位置偏差。（2）采用4米长双排28#槽钢作导轨，导轨间距165.7cm，安装时符合管节中心、高程及坡度要求，确保导轨顺直、平行、等高，纵坡与管道设计坡度一致。（3）导轨轴线偏差≤3mm，顶面高差0＋3mm，两轨间距±2mm；导轨支座预埋在基坑底板混凝土内，导轨与预埋铁板焊接牢固，形成整体，防止顶管时移位、下沉。1.2后背墙加固结构控制（1）工作井后墙后背作为千斤顶支撑结构，需具备足够强度和刚度，压缩变形均匀。（2）后背混凝土壁需平整，墙面与管道顶进方向垂直。1.3顶进设备安装控制（1）后靠板设置：在主顶油缸和混凝土后座墙之间设置后靠板，由前后两块20cm厚钢板、竖向及周边18#槽钢肋板及吊耳组成；安装时与主顶油缸保持垂直，与混凝土后座墙之间垫8cm厚木板，分散顶力，防止后座墙损坏。（2）主顶油缸：采用2台普通主顶油缸，额定油压40Mpa，单个推力300t，行程1800mm，外型尺寸φ402×2800mm；布置采用并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点在同一轴线，防止受力不均导致顶进偏差。（3）主顶油泵站：由油泵、油箱、控制阀、管路附件和电器设备组成，油泵采用CY型柱泵与电动机组合形式，最小排量1.25Ml/转，公称转速1500转/min，公称压力31.5Mpa。（4）顶铁：采用环形顶铁，具备足够刚度和强度，安放在最后一节顶进管的管口部位，将主顶油缸推力均匀分布在管口受力面上，保护管口不被损坏；环形顶铁尺寸与顶管内外径一致（厚0.18米，内径1.4米及1.2米，外径1.68米及1.64米）。（5）工具管就位：吊入工作井前详细检查各构件，卸机头时平稳缓慢，避免冲击碰撞，专人指挥；安放在导轨上后，测定前后端中心方向偏差和相对高差并记录，确保机头与导轨接触面平稳吻合。（6）其他设备：工作井上设置彩瓦顶棚，遮挡雨水及阳光；配备千斤顶、高压油泵、运出土设备等，高压油泵选用额定压力52MPa的ZB—500注塞泵，各千斤顶进油管并联，保证出力和行程一致。2洞门止水控制（1）工作井进洞口预留洞口与管节之间留有间隙，本工程地下水位低，洞内涌水小，按设计不做洞门止水设计。（2）顶进过程中密切观察洞口周边有无渗水、漏水现象，发现异常及时处理。3管道顶进施工控制3.1顶进操作控制（1）将管节下到导轨上，就位后装好顶铁，校测管中心和管底标高，合格后进行管前端取土（石）。（2）顶进操作流程：安装顶铁并挤牢→启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个行程推管节→停止油泵，千斤顶回油，活塞回缩→添加顶铁继续顶进→卸下顶铁，下管。（3）顶进过程中遵循“先挖后顶，随挖随顶”原则，连续作业，避免中途停止；不得已停止时，对管道进行封堵，防止坍塌、泥沙进入。（4）开始顶进的5～10m范围，勤测量、勤检查，及时校正偏差，确保顶进方向和高程符合要求。（5）安装顶铁需平顺无歪斜扭曲，每次收回活塞加放顶铁时，选用最长顶铁，减少连续顶铁数目。（6）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，立即停止顶进，查明原因、排除故障后再继续。3.2工作面排水控制顶管工作面地下水由工作面流向工作井集水坑，再用泵排出地面，确保工作面无积水，防止土体浸泡坍塌。3.3管道渗漏处理控制（1）对管道渗水和漏水点，先凿V形槽，埋入导水水管，用双快水泥封闭管周。（2）待水泥达到一定强度后，用手动泵压入水泥水玻璃浆液，在管外壁形成防水带，达到止水效果。3.4管道接口控制（1）采用F型钢套环承插接口，外嵌环状遇水膨胀橡胶圈止水，管节接口内侧间采用PG321双组份聚硫密封膏密封，填塞密封膏需抹平，不得凸入管内。（2）采用1400×26×8、1200×20×5钢环天然橡胶圈和PG321双组份聚硫密封膏连接密封；钢环预制在管节端部，木环与橡胶圈在顶管过程中安置，顶管结束后进行接口密封。（3）密封前清理接口处表面，确保密封膏与管体结合紧密。3.5挖土（石）与顶进控制（1）土层及软质岩层：采用敞开式工具管法施工，风镐辅助开挖；回填土或软质岩层峒体稳定性差，开挖临空面不超过300mm，人员在工具管内施工；地下水较丰富时严格边挖边顶，防止坍塌。（2）回填土开挖采用锅底型推进（先挖中间后挖上方再挖左右及下方），软质岩层先挖上半部分再挖下半部分；峒体开挖土石方采用人工装小车上，运至工作井内，再用垂直运输设备运至井口；遇到大块孤石时人工局部凿打，清除管道上方小块悬石。（3）硬质岩层：采用敞开式环钻法（水钻施工）掘进，不采用爆破施工；测量定位峒体中心位置，以管外底为切点，用水钻（直径Φ130，单孔深度700mm）沿园边线取芯形成Φ1750峒体，再用Φ40小水钻在石圆柱上纵横间隔400mm钻小孔，用石楔子分割成小石块后运出；峒体按设计轴线、高程控制开挖，分段开挖分段顶进，分段长度不大于2m；顶管顶通后，在管外壁注浆填充孔隙、稳固顶管。（4）管前挖土控制：密实土质管端上方可留≤1.5cm空隙，管端下部135°中心角范围内不得超挖，可预留1cm厚土层；不允许顶管上部土壤下沉地段，管周一律不得超挖；管前挖土深度一般等于千斤顶出镐长度，土质较好时可超前0.5m，严禁超挖过大。（5）松软土层顶进时，采取管顶上部土壤加固或管前安设管檐，操作人员在其内挖土，防止坍塌伤人。（6）土石方外运：管内采用双筒卷杨机牵引四轮小车运土至工作井底，再用行车吊至井口，装入自卸汽车运至指定弃土场；料斗采用国标方形料斗（斗容量0.3立方米，最大载重量300Kg），岩石风镐破碎后装斗起吊，严禁捆绑直接起吊。3.6不良地层事故处理控制（1）流砂地质：将工具管设计为网格式，采取降水措施（如降水井点），将地下水降到管底0.5m以下；地下水不大时，在管道中心线两侧采用旋喷或防水帷幕、高压注浆加固地基，控制沉降量。（2）孤石处理：采用风镐凿除，清除干净后再顶进，严禁未清除干净冒然顶进。3.7作业面通风控制（1）顶管作业坚持机械通风，在管口装电动风机往管内送风。（2）管施工作业前先强制通风，再进行有毒有害气体检测，无异常后方可作业；加强通风设备日常维护，做好气体检测记录。3.8照明及用电控制（1）施工用电主干线采用380V三相五线制，接通地面、工作井。（2）管道照明采用12～24V低压供电，防止触电事故。4顶管出洞控制（1）轴线控制：基坑导轨、主顶油缸架、承压壁、出洞口严格控制设计轴线，保证安装精度高、牢固稳定。（2）姿态控制：机头出洞推进时，将机头和前几节管节上端用拉杆连接，调整主顶油缸编组，防止机头磕头；出洞时严格控制顶管机姿态，确保后续顶进质量。（3）出洞操作：第一节管子就位、顶铁安装完成后，校测管轴线和管底标高，合格后向前顶进出洞，尽可能连续慢速顶进。5注浆控制（1）顶管、接口工序结束后，立即通过注浆口向管外注水泥浆填充，消除地面沉降，使管底外侧土体密实。（2）水泥浆液配置：采用水泥一水玻璃双液快凝浆液，水泥采用P.O32.5普通硅酸水泥，水灰（重量）比为0.6，加水泥量2%的水玻璃，浆液初凝时间为1-2小时。6顶管纠偏控制6.1纠偏原则（1）及时纠偏：顶进中不断监测机头位置和前进趋向，发现偏差立即纠正；偏差较小时纠偏，控制轴线精度。（2）机头纠偏角要小：采用较小纠偏角，使纠偏曲线顺直平缓，避免管路前进方向急剧转折，防止管节损坏。（3）及时回零：偏差减小到合适值（纠偏停止值）时，纠偏千斤顶回零，避免因惯性导致“超频”现象，防止产生相反方向偏差。（4）先大后小：同时有高程和中心偏差时，先纠正偏差较大的一面；纠正一种偏差时，若另一种偏差超出控制范围，立即停止前者，先纠正后者。6.2纠偏方法（1）普通校正法：①挖土法：在开挖面不同部位增减挖土量，改变顶管机正面土体压力，使管节向土压小的方向行进；适用于土质较好且误差小于10mm的情况，效果较缓慢。②强制校正法：a、主顶油缸校正法：顶距在15m范围内，利用主顶油缸不同编组纠偏（如顶进底部油缸使机头向上纠偏，顶进右侧油缸使机头向左纠偏）。b、衬垫法：在顶管机外侧局部位置加垫钢板，造成局部阻力，强制顶管机转向。c、支顶法：根据偏差方向，在管前设支撑，千斤顶下设垫木托板纠偏，见效快，需缓慢转向，防止管体破坏。d、支托法：流砂、管涌危险地段顶进时，发现误差立即校正，可采用支托法增加支撑能力，一般不宜采用。（2）顶管机校正法：①二段一铰校正法：纠偏油缸统一布置在一个断面，控制各组纠偏油缸伸缩，调整顶管机走向，由顶管机前管、后管、纠偏油缸组成。②三段二铰校正法：纠偏装置分别设置在两个断面，分别承担上下和左右方向校正，或均能承担全断面纠偏，由顶管机前管、后管、纠偏油缸、铰点组成。6.3测量纠偏操作（1）正常情况下，每顶进一节管节测量一次；出洞、纠偏、进洞时，增加测量次数；定期复测测量控制点，保证测量精度。（2）绘制顶进轴