顶管施工方案 (一)

一、顶管施工工艺流程

二、施工顺序

施工顺序为：工作井施工f顶进设备安装调试f吊装碎管到轨道上f连接

好工具管一装顶铁一开启油泵顶进一出泥一管道贯通一拆工具管一砌检查井。

三、施工方案

(一)施工测量方案

1、施工放线工作准备

(1)、定线依据

所有测量定位均依据交桩单位提供得并经复测合格得导线成果、水准点成

果资料。

（2）施工测量放线

根据管线铺设走向，用全站仪在现场地面上准确放出管道铺设的中线控制

桩，并确定顶坑位置，桩点必须是所顶管道的中心点。如遇障碍物，操作井位

置应根据现场情况予以适当调整。控制桩放好后必须用碎保护好，待工作坑开

挖后将中线和中心点引至工作坑内，便于随时检查和复查，并进行保护，以利

于安装导轨和管道在顶进过程中检查复核之用。

（-）开挖工作坑

1、工作坑开挖与支护

（1）竖井工作坑施工前必须完成降水，管井深度20米，泵站段计划布设4

口降水井。

（2）工作坑的开遨采用人工开挖配合吊车使用吊框出土，每次下挖深度不

大于1.2米。护壁方式与隧道主体相同，采用挖孔灌注桩配合网喷护壁（详见

相关护壁方案）

（3）按设计工作竖井断面尺寸开挖，清理井壁、喷浆、土钉打入、内层钢

筋网片安装焊接、喷射破、外层网片安装焊接，喷射混凝土封闭，完成一个循

环。施工采用单班制作业，组织2个班，单井每班12人；地表水防治处理：沿

竖井主体周围设置排水明沟，控制地表水流入井内。并使得井内土体得到一定

的疏干和固结。施工施工工艺流程见流程图2：

制定方案

痘：准备

测量放线、定井位

开挖井孔土石方.清边施工安仝控制

令

格

返工重作

质量验攻

2、顶管工作坑允许偏差:

序号项目允许偏差

1工作坑每侧宽度、长度不小于设计规定

垂直度0.1%H

2后背水平线与中心线

0.1%L

的偏差

高程+3mm,0

3导轨

中线位移左3nmi,右3mm

3、顶管工作井内设备安装

导轨设置是顶管工程的关键，要求牢固可靠，轨距、高程、流水方向必须

准确。导轨方向应绝对和管轴线方向平行，且导轨中心间距轴线和所要顶进管

道轴线的垂直投影线完全重合一致，导轨标高偏差应符合规范要求，不得大于

3mmo

（1）导轨安装：

A、严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合设计

要求。

B、由于工作井底板设置了单层双向钢筋网，并浇注了20cm的碎，地基稳

定，导轨安装枕木上，枕木放置在工作井的底板上。

C、严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。

D、导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。

（2）千斤顶安装

采用2台双作用活塞式液压千斤顶，主顶站千斤顶选用油缸，固定在型钢

制作的千斤顶支架上，并与管道中心的垂线对称，安装高度宜使千斤顶的着力

点位于管端面垂直径的1/4处，支架焊在井底横梁上，千斤顶着力点应在与水

平直径成45°的顶管圆周上，即与管道中心的垂线对称，其合力作用点在管道

圆心上，每个千斤顶的纵坡尖与管道设计坡度一致。

（3）顶铁安装

顶铁安装必须顺直，无歪曲斜扭曲现象。加放顺铁时，应尽量使用长度大

的顶铁，减少顺铁连接的数量。顶进施工时，顶铁上方及侧面不得站人，并应

随时观察有无异常迹象，以防崩铁伤人。

（4）后座墙与后背

后座墙与后背是千斤顶的支撑结构，在顶进过程中始终承受千斤顶顶力的

反作用力，该反作用力称为后座力。顶进时，千斤顶的后坐力通过后背传递给

后座墙。因此，后背和后座墙应有足够的强度和刚度，以承受此荷载。

后背由横排方木、立铁、和横铁构成°本T程如下设置：

A、平直的土壁前，横排150mmXI50mm方木，方木前设置立铁，立铁前再横

向叠放横铁，当土质松软或顶力较大时，应在方木前加钢撑板。

B、方木应卧到工作坑底以下0.5~1.0m,使千斤顶的着力点高度不小于方木

后背高度的l/3o

C、方木前立铁采用200mmX400mni工字钢，横铁采用150mmX400mni的工字钢。

D、后备的高度宽度取值范围：高度2〜4米，宽度L2〜3.0米

采用卷扬机下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用运土车、水平牵

引和垂直牵引的卷扬机作为出土设备，用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。

4、照明设备：井内使用电压不大于36V的低压照明。

5、通风设备：人工挖土前和挖土过程中，采用轴流鼓风机通过通风管进行

送风。

6、工作棚架：作为防雨及安装吊运设备。工作坑上设活动式工作平台，平

台用20#工字钢梁。在工作平台上设起重架，上装电动卷扬机。

（三）顶管施工方法

1、引入测量轴线及水准点

（1）将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上（两个点），作为顶管中心

的测量基线。

（2）将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方，作为顶管高程

测量的临时水准点。

2、下管

（1）下管前，要严格检查管材，不合格的不能使用。

（2）第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程，以校核

导轨安装的准确性。

（3）要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。

3、千斤顶和顶铁的安装

千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程拟采用100t液压千斤顶。

（1）千斤顶的高程及平面位置：千斤顶的工作坑内的布置采用并列式，顶

力合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，管上部管壁与土壁有间隙时，

千斤顶的着力点作用在管子垂育育仔的1/4~1/5处为宜.

（2）安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，必须安装直顺。

（3）每次退千斤顶加放顶铁时，应安放最长的顶铁，保持顶铁数目最少。

（4）顶进中，顶铁上面和侧面不能站人，随时观察有无扭曲现象，防止顶

铁崩离。

4、顶进施工

顶进施工应遵循“先挖后顶，随挖随顶”的原则，连续作业，避免中途停

止，顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进。

工作坑内设备安装完毕，经检查各部分处于良好状态。即可进行试顶，首

先将工具头下到导轨上，就位以后，装好顶铁，连接好各系统并检查正常后，

校测工具水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进工具头，然后安

放混凝土管节，再次测量标高，核定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可

正常顶进施工。

接口在顶进前先用粘的牢胶水将遇水膨胀止水圈贴在钢筋混凝土管口上，

止水圈偏于管厚度中间偏外放置，使管与管顶紧后管里缝有2-3cm的深度，利

于顶机顶力将其压实，管里缝再用水泥砂浆勾缝填充密实，素水泥浆抹内带压

光，防止渗水。为防止顶进过程中管与管错口，两管之间接口处安装钢内胀圈

固定，或安装钢卡，将管与管控制在同一圆心上，同时防止顶管导致周围土体

松动，在管壁外侧安装设置钻有蜂窝状小孔的压浆管(d50mni钢管)，以便管道

顶进完成后对土体与管道之间空隙压浆，使顶进管道与周围土体密实无空隙，

防止管顶土层沉降。

顶进施工时，主要利用风镐在前取土，千斤顶出镐在后背不动的情况下将

管道向前顶进，其操作过程如下：

(1)安装好顶铁并挤牢，工具管前端破取一定长度后，启动油泵，千斤顶

进油，活塞伸出一个工作冲程，将管道推向前一定距离。

(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，用环形橡胶环连接混凝土管，以保证接口缝隙和受力

均匀，保证管与管之间的连接安全。

(5)测量：在顶第一节管时,及时校正顶进偏差过程中,应每顶进20〜30cm.

即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50-100cm时，测量一次。

中心测量：根据工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中心尺，测量头一节

管前端的轴线中心偏差。高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端为底

高程，以控制顶进高程；同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。工作井

内应设置两个水准点，以便闭合之用，经常校核水准点，提高精度。一个管段

顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点，有错口的测两

点。

(6)设计坡度在导轨安装时做好调整，导轨坡度应与管道设计坡度一致，固

定两侧测点，随时校正，正负高差不得大于10皿n。

(7)管道纠偏

顶管施工比开槽施工复杂，容易产生偏差，因此对管道中心线和顶管的起

点、终点标高等都应精确地确定，做好顶进过程中的偏差校正。

当测量发现偏差在lOnun左右，即应进行校正。校正是逐步进行的，偏差形

成后，应缓慢进行校正，使管道逐渐复位，禁止猛纠硬调。

可采用超挖纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留

坎，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。当偏差大于20nlm时，采用千斤顶纠

偏法，当超挖纠偏不起作用时，用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，

另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可施加顶力。同时配合超

挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。

(8)管前挖土要求

管前挖土是保证顶进质量和地上构筑物安全的关键，挖土的方向和开挖的

形状直接影响到顶进管位的准确性，因此应严格控制管前周围的超挖现象，在

一般顶管地段，如土制质较好，可超挖管端300〜500nl叱对于密实土质，在管

端上面允许超挖15mm以内，以减少顶进阻力，管端下部135度范围内不得超挖,

保持管壁与土基表面吻合。

(9)接口的处理：由于顶管的管材为F型接口，顶管完毕后，对于管与管之

间的缝隙，采用膨胀水泥砂浆压实填抹。选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂，

配合比(重量比)为：膨胀水泥：砂：水=1:1:0.3,随拌随用，一次拌和量应在

半小时内用完.填抹前,将接口湿润,再分层填入，压实抹平后,在潮湿状态

下养护。

顶管允许偏差:

序项II允许偏差

号

1中线偏位50

21509mm+30、-40

3相邻管间错口15%管壁厚，且不大于

20

4对顶时管子错口50

5、压注水泥加固浆

管外壁压浆：由于顶进钢筋混凝土管，管壁四周土层有松动，管壁与地层

间有少量间隙，为使顶进管与地层间空隙密实，确保顶进管段不沉陷