人工顶管施工方案整理版.doc

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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。榆横煤化工产业区污水主干管( 延长益业段) 顶管施工专项方案编制人: 尚亮榆审核人: 马 斌审批人: 霍世颜 单位: 榆林成信建工集团有限公司 7月21日目 录一、 工程概述3二、 顶管方法3三、 施工工艺流程3四、 地质情况及工作井、 接收井设置5( 一) 地质情况5( 二) 、 顶管工作井及接收井的设置5五、 顶管工具管5六、 顶力计算及顶时设备的配置6七、 顶管工作平台及棚架搭设8八、 设备的安装9( 一) 顶管设备的安装9( 二) 、 通风设备及送风10九、 顶进设备的试车运行12十、 顶管施工照明12十一、 触变泥浆减阻1

2、3( 一) 触变泥浆的配制14( 二) 应用触变泥浆设备包括: 泥浆封闭设备、 调浆设备和灌浆设备15( 三) 注浆孔的设置15( 四) 触变泥浆的拌合程序15( 五) 注浆工艺程序16( 六) 触变泥浆使用应注意事项16十二、 建筑物附近监测171、 测点布置172、 监测方法及时间: 173、 数据采集及处理方案184、 减少测量误差的措施18十三、 管道顶进施工18( 一) 下管就位18( 二) 顶管挖土19( 三) 穿墙19( 四) 管道顶时22( 五) 顶管施工测量22( 六) 顶管纠偏校正23( 七) 管道纠扭24( 八) 对顶接头25( 九) 顶管接口25十四、 顶管工艺流程质量

3、控制25( 一) 基本要求25( 二) 顶管实测项目允许偏差26( 三) 顶管排水26十五、 遇地下障碍物处理: 27十六、 顶管施工管道内的保护措施28十七、 顶管管道失稳的分析和防治措施28十八、 顶管记录与管理36十九、 管道闭水试验37二十、 流砂的简易处理方法37二十一、 安全用电38一、 工程概述 K1+749.8现状地下DN500承插球墨生产给水管线一条, 与横穿污水管道交点处的管底高程为1115.453m,而该处污水管道的管底高程为1108.169m,两个管道的净高差为7.28m,而开挖管槽土质全是风积沙, 加之管槽平均深度在7米左右, 根本无法开挖施工; 且该段有一条16米宽

4、的沥青路, 交通繁忙, 车流量非常大。根本无法开挖施工;基于以上原因, 经过与水务部门、 华电公司联系, 要求用顶管施工方案, 此方案对现状土扰动范围较小, 因此对现状生产给水管道造成的影响很小, 为保险起见, 待污水顶管施工结束后, 对现状生产给水管道周围进行注水处理, 密实管道周围砂土。管材由DN1000塑钢缠绕管变更为DN1200钢筋混凝土顶管。管道处于地下水位以下, 管道直径DN=1200mm。工程地质主要以沙土为主, 地下水丰富。二、 顶管方法根据现场勘探地质资料揭露情况, 本工程管线穿越之处均处于地下水位以下, 根据实际情况, 本工程顶管段均为直线段顶管, 在顶管过程中, 应控制顶

5、管的走水方向, 以及坐标控制, 保证管道顶进之后, 其坡度、 坐标符合设计要求。为保证管道顶进、 挖土作业顺利进行, 管内及工作井不能有积水现象, 在工作坑设置集水井, 在工程施工范围内深井法降水, 用抽水机抽出至北侧地面200米以外的沙丘中。顶管时, 在防止塌方管头加一个及可纠偏挤压式工具管, 并采用触变泥浆减阻措施, 采用机械配合人工掘进出土的方法进行管道顶进。三、 施工工艺流程工 作 开 始测 量 放 线放样复核基坑构筑工作坑设备安装砌筑检查井工作结束进 洞卸管、 接口安装推 进挖土运土管出洞准备取工具管 注浆材料准备注 浆四、 地质情况及工作井、 接收井的设置( 一) 地质情况 详见岩

6、土工程勘察报告书( 陕西华电榆横煤电有限责任公司一期2600MW级机组工程) ( 中国电力工程顾问集团西北电力设计院, 5月) ( 二) 、 顶管工作坑及接收坑的设置1、 工作井的位置顶管工作井是顶管起始点, 这里除安装有顶进设置外, 还设置有穿墙孔、 后背以及各种预埋件。工作坑尺寸为6m4m,已考虑管道下放、 各种设备进出、 人员上下、 井内操作等必要的空间以及排放弃土的位置等等。2、 后背及后座后背是将主油缸顶力传递到承重工作井墙。后背的结构要根据计算而定, 其构造能够是整体的, 也能够分散的。本工程井设计考虑了顶管的顶力诸多因素。五、 顶管工具管顶管专用钢砼管前面的是工具管, 在下钢砼管

7、前, 需先顶进工具节, 然后顶进钢砼管。工具管主要是控制管线方向、 坐标、 高程。一、 吊装设备本工程基坑上下的吊装设备以门式吊车为宜。门吊吊装方便, 操作安全。门吊的起吊能力以满足吊运件为主。工具管自重如果超过门吊的起重能力, 则可另行请大功率吊车吊装。本工程的门吊采用可变跨度门吊, 以方便操作。本工程拟采用的门吊技术性能如下: 主钩起重量: 2*250KN; 主钩起升速度: 1.6M/min; 副钩起重量: 50 KN; 副钩起升速度: 8M/min; 小车行走速度: 24.4M/min;大车行走速度: 12.5M/min;钢轨型号: P38、 P43、 P50起吊高度: 9M、 12M最

8、大跨度: 36M; 本工程门吊主钩主要用于吊管, 副钩用于出土吊土。六、 顶力计算及顶时设备的配置对于顶管顶力的计算, 管径、 埋深、 顶时长度、 土质是否采用减阻措施, 挖土工艺等都对顶力具有一定的影响, 顶管的总顶力主要分为两个部分: 下面阻力和四周的磨擦力, 即总顶力F=F1+F2。本工程采用挤压式工具管。F1工具管的正面阻力( KN) , 由于该工程采用挤压式工具管, 故F1=D2( l-e) RD工具管外径( m) E开口率 e=S1/S2S1工具管开口面积S2工具管横截面积R挤压阻力( KN/M2) , 取R=300500KN/ M2F2管道磨擦阻力( KN) , F2=f2LL=

9、管道总长度( m) F2单位长度管道磨擦阻力( KN/M) 。管道的摩阻力是指管壁与土之间的磨擦阻力, 由于该工程采用触变泥浆减阻措施, 故f2=DfD管道外径( m) , 顶管采用的管材一般其壁厚为其内径的1/10。F管壁与土的平均阻力( KN/ M2) ( 见下表) 触变泥浆中管壁与土地的平均磨擦力( f) 土的类别软粘土粉粘土粉细土平均磨擦阻力( KN/ M2) 砼管4.06.06.010.010.016.0钢管3.05.05.08.08.012.0本工程采用PCCP管, 即预应力钢筋砼管, 其顶力计算如下。故F=F1+F2=( /4) / D2( l-e) R+f2L=( /4) /

10、D2( l-S1/S2) R+ D fL工具管外径、 管道外径( m) S1工具管开口面积( m2) S2工具管横截面积( m2) R挤压阻力, 取R=300500KN/ M2D管道外径( m) f管壁与土的平均阻力( KN/ M2) ( 见下表) L=管道长度( m) 在选用顶管设备时,每坑采用2个400t的千斤顶作业,上下各两个,额定最大顶力为800t, 估计实际利用率为70%, 即最大顶力为5600KN, 从上面的的计算结果可知的确。最大顶力均超过2个400t千斤顶的顶力。七、 顶管工作平台及棚架搭设( 一) 顶管工作平台1、 工作平台搭设在工作坑的顶面, 主梁采用型钢, 上面铺设150

11、150枋木, 作为承重平台, 在平台上口装设有带滚动轮和导轨的活动盖板。2、 承重主梁必须根据荷载计算选用, 一般采用30号以上工字钢, 本工程拟采用32b工字钢, 主梁两端伸出工作坑壁搭地不得小于1.2M。3、 平台口的长度和宽度各大于管节长度及管外壁0.8M, 即平台口的尺寸为: 长度LL1+0.8宽度BD1+0.8式中: L1管子长度( M) D1管外径( M) 本工程估计每节管道长度为3M, 故LL1+0.8=3+0.8=3.8MB D1+0.8=1.44+0.8=2.24M, 取B=2.24M。4、 工作井口上的平台孔口必须安装护拦, 上下入设置牢固的爬梯。( 二) 、 棚架本工程

12、起吊设备采用门吊, 具体详见本章第四节顶管设备的选用中的吊装设备, 支搭于工作平台上的门吊宜安装在防雨棚下面, 防雨棚采用铁支架, 上盖镀锌波纹铁皮, 并安装牢固。八、 设备的安装( 一) 顶管设备的安装1、 安装前应对高压油泵、 液压油缸、 液压管路控制系统、 顶铁和压力表等进行检查, 设备完好方可安装。2、 应根据实际情况合理安排高压油泵、 管路控制系统。油泵宜设置在液压油缸附近, 油管应直顺、 转角少, 油泵与液压油缸相匹配, 并有备用油泵。3、 液压油泵的油路应合并, 每台液压油缸应有进油、 退油的控制油泵。4、 液压油缸的着力中心宜位于管子总高的1/4左右处, 且不少于后背高度的1/

13、3。5、 本工程使用多台液压油缸同时工作, 工作时, 各液压油缸中心线与管道线对称。多台液压油缸宜配置油缸台架, 且应使用油缸布置对称。6、 千斤顶安装高程, 一般宜使千斤顶的着力点位于和嵯面垂直直径的1/4左右处。( 二) 、 通风设备及送风对于顶管, 操作人员在地下作业要不断补充新鲜空气, 作业中产生的废气需要及时排除, 管道通风是必要的。地下作业通风的最低标准是每人每小时30M3, 即0.5 M/min。管内通风一般采用鼓风机, 并配上鼓风管。鼓风管一般采用塑料布加工的软皮管, 距离增加后再设轴流风机接力通风。但它受季节性的影响。本工程拟采用一套专用通风设备, 该设备采用压缩空气通风。压

14、缩空气经过干燥、 净化后送到工具管或管内的其它工作面上, 其工作原理如下: 先将来自空压机的压缩空气送入储气泡, 并保持在0.6Mpa的压力, 从储气泡出来的压缩空气再送冷却器和油水分离器, 经过两次冷却除水和两次油水分离的压缩空气, 再经过干燥器再次除去空气中的水分, 后进入净化器除去空气中杂质, 然后经过送管, 送到工具管和管的其它工作面。送风口有消音器, 以减少送风时的噪音。干燥器吸收空气中的水分达到饱和后需要再生, 为此干燥器分成A、 B两级, 每组有两只干燥器和一只净化器, 轮换工作。打开A组干燥器进出口阀和净化器出口阀, A组工作, 同时关闭B组干燥器进出口阀和净化器出口阀, 进入

15、再生。B组工作时, A组再生, 如此交替工作、 再生。一般情况下, 每组干燥器工作8h后需要再生, 再生时打加热器进出口阀, 利用除湿后的压缩空气, 再加热升温, 就这样带有大量水分的热空气向外排放, 干燥剂被再生。干燥器内的干燥剂一旦完成再生, 加热器自动停止加热。该净化压缩空气通风系统的技术性能如下: 最大通风量: 480M3/h;氧浓度: 20%; 工具管相对湿度: 50%; 出口噪声: 75dB; 净化压缩空气通风, 一般直送工具管, 这是因为工具管内操作人员最多, 净化空气向后推移, 就能更新管内的空气。通风量应按下式计算: Q=Kn式中: Q每小时供气量( M3/h) ; n工作人

16、数; K每人每小时供气量, K=( 3050) M3/( h人) 本工程每坑管内操作人员最多定为10人, 取K=50M3/( h人) , 故通风量应为: Q=Kn=4010=400 M3/h即Q=6.7 M3/min。净化后向后推进的速度应按下式计算: v=4Q/( d2) 式中: v净化气向后推速度( M/ h) ;Q每小时供气量( M3/h) ;d管道内径( M) 即工程的净化气向后推速度为: v=4Q/( d2) =4400/( 2.82) =64.96M/ h。压缩空气通风有以下优点: 1、 通风距离长, 可达几千米; 2、 能够改进: 劳动环境, 湿度低, 噪声小, 空气新鲜; 3、

17、 为施工自动化、 智能化, 为高压供电创造有利条件。九、 顶进设备的试车运行1、 设备试车运行及顶进时, 工作人员不得在顶铁上方及侧面停留, 并应随时观察顶铁有无异常迹象。2、 顶进开始时, 应缓慢进行, 待各接触部分密合后, 再按正常顶进速度顶进。 3、 顶进中若发现油压突然增高, 应立即停止顶进。4、 液压油缸活塞退回时, 油压不得过大, 速度不得过快。十、 顶管施工照明一、 施工照明要求1、 一般场所采用电压220V的照明器材。对下列特殊场所及地下管道应选用低压36V安全电压照明。( 1) 管内照明灯具高度为1米电源电压不大于36V。( 2) 在潮湿和易触及带电体场的照明电源电压都不得大

18、于36V。( 3) 在特别潮湿的场所导电良好的地面或金属容器内的工作照明, 电源电压不得大于12V。2、 照明系统每一单相回路上, 灯具数量不超过25个, 每个照明开关箱控制均为3KW功率, 电流为15A。3、 实用行灯应符合下列要求: ( 1) 电源电压不得超过36V。( 2) 灯体与手柄稳固, 绝缘良好并耐热潮湿, 灯头无开关。( 3) 灯泡外部有金属保护网。( 4) 金属网、 反光罩、 悬节挂钩应固定在灯具的绝缘部位上。4、 照明变压器必须使用比绕组型, 严禁使用自藉变压器。5、 单相及二相线路中, 零线截面与相线截面相同。6、 三相四线制线路中, 当照明器为白炽灯时, 零线截面按相线载

19、流量的50%选择。当照明器为气体放电进, 零线截面与相线截面相等, 若数条线路共用一条零线时, 零线截面按最大负荷相的电流选择。7、 照明灯具的金属外壳必须做接零保护, 单向回路的照明, 开关箱内必须设置隔离开关及漏电保护器。十一、 触变泥浆减阻为了减少顶时阻力, 增大顶进力度, 并防止塌方, 顶管时一般管壁与土壤的缝隙间注入一种具有润滑作用的泥浆, 形成泥浆套, 减少管壁与土壤之间的磨擦阻力, 这种泥浆就是触变泥浆。触变泥浆除起润滑作用外, 静置一定时间泥浆固结, 产生强度。泥浆在输送和灌注过程中具有流动、 可泵性, 灌注主要从顶管前端进行, 顶进一定距离后应从后端及中间进行补浆。泥浆在高于

20、水压力的情况下向周围渗透, 同时在土体表面形成泥皮, 泥皮的形成阻止泥浆向土中渗透, 泥皮在泥浆压力的作用下又平衡土压力, 不使土体坍塌。触变泥浆套的形成依赖于工具管, 工具管的外径一般比管道外径大25CM, 随着管道的顶进, 工具管后面逐渐形成12.5CM厚的环状空间。与此同时, 工具管向管外压注触变泥浆, 填充环状空间, 形成泥浆套。( 一) 触变泥浆的配制触变泥浆是由膨润土、 水和掺合剂按一定的比例混合而成, 其中膨润土是主要成分, 水占大部分, 而掺合剂对触变泥浆的影响极大, 含量虽小, 也不容忽视。膨润土运到现场后要分批测得触变泥浆的胶质值, 并按下表配制泥浆。触变泥浆胶质值触变泥浆

21、水碳酸钠60701005242370801005241.52809010061423901001006141.52泥浆要充分拌合并停滞12小时以上方可使用。为了在顶进完毕后使触变泥浆固结增强, 可掺入凝固剂( 石灰膏) , 但为了在施工使用时保持流动性, 还必须掺入缓凝剂( 工业六糖) 和塑化剂( 松香酸钠) , 本工程触变泥浆总用量( 详见主要措施材料汇总表) , 其配比( 重量比) 按下表: 膨润土石膏工业六糖松香酸钠( 千重) 水1004210.128附注: 石灰膏的含水量为110%, 实际石灰占膨润土的比重为20%( 二) 应用触变泥浆设备包括: 泥浆封闭设备、 调浆设备和灌浆设备泥浆

22、封闭设备包括前封闭管( 产端刃脚工具管设封闭环) 及后封闭圈, 主要作用是防止泥浆从管端流出。前封闭管的外径比所顶管子的外径大4080MM, 即管外形成一个2040MM厚的泥浆环。前封闭管前端应有刃脚, 顶进切土前进, 使管外土壤紧贴前封闭管的外壁, 以防漏浆, 或者前封闭前另行安排具有刃脚并有调向设备的顶进工具管, 调浆设备包括拌合机及储浆罐。灌浆设备包括泥浆泵、 输浆管、 分浆罐及喷浆管等。注浆泵采用BW250/50型注浆泵, 压力为2050Kg/CM。排量为: 150250L/min, 在注浆时压力控制在0.10.2Mpa左右。( 三) 注浆孔的设置注泥孔一般设置在环形套筒的下面, 套筒

23、向后开口, 环向连通。同一断面上一般设置3个, 顶面一个, 两侧各一个, PCCP管道成60, 底部不设注浆孔, 管道在泥浆中都成上浮状态。因此在正常情况下, 管道向洞穴的顶部靠近, 管道底部的泥浆会自动向下流动, 审管道底部不设压浆孔原因。( 四) 触变泥浆的拌合程序1、 将定量的水放入搅拌罐内, 并取其中一部分水溶化碱; 2、 在搅拌过程中, 将定量的膨润土徐徐加入搅拌罐内, 搅拌均匀; 3、 将溶化的碱水倒入搅拌罐内( 碱水必须在膨润土搅拌均匀后放入) , 再搅拌均匀, 入置12h后即可使用。4、 触变泥浆掺入凝固剂时的拌合程序: A、 用规定比例的水分别将工业六糖及松香酸钠溶化; B、

24、 将溶化的工业六糖放入石灰膏, 拌合成均匀的石灰浆; C、 再溶化的松香酸钠放入石灰浆内, 拌合均匀; D、 将上述拌合好的掺入剂, 按规定比例倒入已拌合好并放置12h的触变泥浆内, 搅拌均匀, 即可使用。( 五) 注浆工艺程序顶管的注浆工艺程序是: 先压后顶, 随顶随压。如果先顶管, 工具管向前移时泥浆套的容各扩大, 产生抽吸作用, 极容易造成洞穴的坍塌, 特别是砂性土, 砂土坍入泥浆套, 使泥浆套残缺不全, 因此先停顶管。( 六) 触变泥浆使用应注意事项1、 注浆孔的布置宜按管道直径的大小确定, 一般每个断面可设置34个, 并具备排气功能。2、 搅拌均匀的泥浆应静置一定时间后方可灌注。3、

25、 灌浆前, 应经过注水检查灌浆设备, 确认设备正常后方可灌注。4、 灌浆压力可按不大于0.1Mpa开始加压, 在灌浆过程中再按实际情况调整。5、 灌浆时, 按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行, 并应与管道的顶进同步。6、 灌浆遇有机械故障、 管路堵塞、 接头渗漏等情况时, 应经处理后方可继续顶进。十二、 建筑物附近监测1、 测点布置纵断面观测点沿顶管轴线每隔10m 布置一个, 横断面观测点, 每断面为轴线左右3米, 设置五个沉降观测点, 如图所示: 3m3m3m3m2、 监测方法及时间: 采用水准仪、 经纬仪进行静态连续路面位移及沉降观测。 观测时间为: .顶进前测定桩顶原始标高; .顶进到达

26、时测定地面隆陷情况; .机头经过后的沉降值; .13日后的沉降值及沉降速率; .710日后的沉降值; .在有特殊要求时还须测最终沉降值; 在坚实路面处设置观测点, 应凿除坚硬路面及基层, 将桩埋入土体。3、 数据采集及处理方案数据采集采用人工记录方式, 并需多人观测记录。数据用软件处理, 做到数据清晰、 分析合理、 及时准确。4、 减少测量误差的措施、 对测量仪器进行定时检查。、 观测时须多人进行观测, 确保观测值准确。、 采用模型改正法减小误差。、 连续长时段进行观测。十三、 管道顶进施工 ( 一) 下管就位1、 检查管子: 下管前应对管子外观进行检查, 管子应无破损及纵向裂缝, 端面要平直

27、 管壁无井陷或鼓包, 管壁应光洁。检查合格的管子方可用起重设备+吊到工作井的导轨上就位。2、 检查起重设备: 本工程使用门吊, 施工时应经检查、 试吊, 确认安全可靠方可下管, 下管时工作井内严禁站人。当距导轨小于50CM时, 操作人员方可进前工作。3、 管子就位: 第一节管子下到导轨上, 测量管子中心及前端和后端的管底高程, 确认安装合格后方中顶进。第一节管为工具管, 顶进方向与高程的准确, 是保证整段顶管质量的关键。( 二) 顶管挖土管前挖土是控制管节顶时方向和高程, 减少偏差的重要作业, 是保证顶管质量及管上构筑物安全的关键, 因此管前挖土有如下要求: 1、 管前挖土的长度: 在一般顶

28、管地段, 土质良好, 可超越前端3050CM; 上面有一般构筑物地段, 不昨超越端以外1.5CM, 随挖随顶, 在构筑物下方外附近, 不得超过1.5CM。2、 管子周围的超挖: 在不允许土下沉的顶管地段( 如上面有重要构筑物或其它管道) , 管子周围一律不得超挖。在一般顶管地段, 上面允许超挖1.5CM, 但在下面135范围内不得超挖, 一定要保持管壁与土基表面吻合。( 三) 穿墙从打开穿墙管闷板, 将工具管顶出井外, 到安装好穿墙止水, 这一过程中叫穿墙。穿墙是顶管中一道重要工序, 因为穿墙后工具管方向的准确与否将会给以后管道的方向控制和井内管道的拼装工作带来影响。穿墙时, 首先要防止并外泥

29、水大量涌入井内, 严防塌方、 流砂和流泥, 其次要使管道不偏离轴线, 顶进方向正确。穿墙塌方时有发生, 特别是深工作井处, 水柱压力高, 。更容易发生。为了避免地下水和泥砂大量涌入工作井造成塌方, 拟采取下列措施: 1、 穿墙孔应昼置于粘性土内, 并要求该土层有一定的强度, 土体基本稳定, 2、 在流塑状态的淤泥中穿墙林防止管道回弹。因为穿墙时, 工具管下面阻力较大, 管壁四周的摩阻力很小。流塑状态的淤泥, 能够促使工具管回弹, 严惩时主油缸回缩, 管道同时回缩, 以致造成正面大量塌方, 无法正常施工。3、 在砂性土中穿墙, 则需要对穿墙管外地基局部加固或降低地下水位。地基加固方法有深层搅拌,

30、 旋喷加固等。采用深层搅拌机和旋喷加固土体时, 在井壁附近必然存在盲区, 自穿墙壁管管口开始应等于或大于工具管的长度, 但不小于3M, 如采用降水固结土体, 应降至管底。4、 穿墙管内应充填填充物, 起临时止水和挡土的作用。穿墙时防止塌方是保证管道按设计轴线面进首要条件, 为了使管道顶进方向不偏离轴线, 除采用防止塌方的措施外, 还应采取如下措施: 1、 工具管要严格调零。工具管外形在轴线上要调正成一条直线时, 此时仪表反映的角度应该零。调零后应将油缸锁住, 不再让工具管纠偏角变动。2、 要防止工具管穿墙时下跌, 管道下偏。工具管下跌的原因, 并非因为工具管太重, 工具管比同体积的土相比要轻,

31、 入土垢管底的地基应力只会减少, 因此不会因工具管的自重而下沉。但在穿墙的初期, 因入土较小, 工具管的自重仅由两点的支承, 其中一点是导轨, 另一点则是入土较正的土体, 为时作用于土体支撑面上的应力很可能超过允许承载力, 使工具管下跌。为了防止工具管下跌, 穿墙管下部要有支托, 不使工具管下沉, 并要加强管段与工具管, 以及管段与管段之间的联结。3、 穿墙阶段可利用主油缸纠偏, 工具管尚未入土, 或者工具管虽已入土, 但后续管入土还少, 此时工具管无法纠编, 纠了偏甚至效果适得其反。这时为了纠正管道的走向, 可变化主油缸的合力中心, 停止向某一油缸送油。如果合力中心左移, 管道向右纠偏, 合

32、力中心右移, 管道向左纠偏。4、 工具管穿墙时宜带上一个向上的初始角( 约+5) 以弥补管道下跌。5、 在浅层或者无地下水的土层中穿墙比较简单, 但对于本工程管道埋置较深, 水压力可能较大的土层中穿墙, 技术措施要周全, 准备工作要充分, 特别是闷板开启要快, 工具管推进要迅速, 不使穿墙管内的土体暴露时间过长。暴露时间越长, 危险性越大。因为闷板开启后, 穿墙管内的土体失去侧向压力, 土体随时间而变位, 变位到一定程度后就要塌方, 工具管必须抢在这一渐变的间息穿墙顶进, 待工具管接触土体, 土体恢复了侧向压力, 又会趋于稳定, 而且工具管对土体的挤压, 使穿墙管与工具和这之间的环状被挤实,

33、阻止井外的泥水向井内渗透。1、 本利用主油缸将工具管顶住闷板, 拆除闷板四周的螺体, 这时闷板上的土压力全部作用在工具管上。2、 主油缸少量缩回, 同时迅速吊起闷板, 一旦闷板吊了, 工具管迅速顶进, 同时出泥。3、 当工具管的尾部接近穿墙管而泥浆未进洞时, 应停止顶进, 装第一挡环, 接着绕盘极, 再装上第二个挡环和轧兰, 最后焊轧马。然后借助管道顶进的力量, 经过轧马将盘留下一定的压缩余量, 以供盘根磨损后再次压紧, 达到止水止泥。采用盘根止水的穿墙管, 能随较大的水压力, 磨损后修理比较方便而且能够作为永久止水。同时, 这种穿墙止水有一定的阻力, 每延长米可达50KN左右, 要损失一部顶

34、力, 利用这一阻力在淤泥中穿墙可防止管道回弹。( 四) 管道顶时1、 顶进开始时, 应缓慢进行, 待各接触部分密合后, 再按正常顶进速度顶进。2、 顶进中若发现油路压力增高, 应停止顶进, 检查原因并经过处理后方可继续顶进, 回镐时, 油路压力不得过大, 速度不得过快。3、 挖出的土方要及时外运, 及时顶进, 使顶力限制在较小的范围内。( 五) 顶管施工测量测量工作在顶管过程中是非常重要的, 测量准确与否直接关系到顶管的质量, 从工作井的定位到顶进过程中的测量工作均安排二名专职测量人员日夜监测, 并经过测量成果来指导工人的施工, 在测量工作时, 做好以下几点: 1、 施工前先准确测放在各井位,

35、 并将控制高程引测至施工现场各管段的施工范围内, 建立施工测量体系, 并请有关部门进行复核。2、 工作井及综合井的定位准确, 井底标高应符合设计要求。3、 顶管过程中应勤测量, 每50CM测量一次标高及轴线。4、 在顶第一节( 工具管) 时, 以及在校正偏差时, 测量间隔不应超过30CM, 保证管道入土位置正确。管道进入土层后的正常顶进, 测量间隔不宜超过1M。5、 中心测量: 顶进长度在60CM范围内, 应采用垂球拉线的方法进行测量, 要求两垂球的间距尽可能拉大, 用水平尺测量头一节管前端的中心偏差。一次顶进超过60CM, 应采用经纬仪或激光导向仪测量, 即用激光束进行定位。6、 高程测量:

36、 用水准仪及特制高程尺, 根据工作井内设置的水准点标高( 设两个) , 测第一节管制走向趋势。测量后应与工作井内另一水准点闭合。7、 激光测量: 用激光经纬仪( 激光束导向) 安装在工作井内, 并按照管线设计的坡度和方向调整好, 同时在管内装上标示牌( 接受靶) , 当顶进的管道与设计位置一致时, 激光点即可射到标示中心, 说明顶进质量无偏差, 否则应根据偏差量进行较正。8、 全段顶完后, 应在每个管节接口处测量其中心位置和高程, 有错口时, 应测出错口的高差。9、 测量记录要完整、 清晰。( 六) 顶管纠偏校正纠偏是指工具管偏离设计轴线后, 利用工具管纠偏机构或其它措施改变管端的方向, 减少

37、轴线偏差的方法。当测量结果超出允许范围外, 就要进行纠偏, 顶管纠偏是逐步进行的, 形成误差后不可立即将已顶好的管子校正到位, 应缓慢进行, 使管子复位, 不能猛纠硬调, 以防产生相反的结果。纠偏采用人工与工具管联合应用的方法进行。由于第一节管要承受工具管纠偏较大的不均匀重复应力, 故第一段管质量一定要好, 同时为保证纠偏较大的灵敏度, 第一段管长度不宜过长。当偏差较小, 在12CM时, 采用超挖纠偏法, 即在管子偏向的反侧适当超挖, 而在偏向不超挖甚至留坎, 形成阻力, 使管在顶进中向阻力小的超挖侧偏向, 逐渐回到设计位置。当偏差较大时, 采用工具管活动头来纠偏, 纠偏时应做到以下几点: 1

38、 纠偏应在顶进过程中纠偏, 边顶进边纠偏; 2、 纠偏应用小角度来逐渐进行, 不能急拐或突升突降; 3、 用工具管纠偏应注意工具管的复位; 4、 每纠偏均要仔细记录过程纠偏值。( 七) 管道纠扭顶管施工常常碰到管道扭转, 这对于工具管有影响, 主要影响出泥, 特别是长距离顶管, 如果不能控制台管道扭转, 任其发展, 必将带严重后果, 甚至无法施工。管道扭转的原因有如下几种: 1、 工具管纠偏造成管道旋转。2、 后座或后背不稳或主油缸与管轴不平行, 使主油缸在工作时方向变化, 因而对管道形成一个扭矩, 促使管道扭转。3、 全断面内钻削机具单方向旋转, 使管道反方向扭转。4、 管道内施工设备布置

39、不对称, 构成一个固定方向的扭矩, 使管道按某一方向扭转。知道了上述管道扭转的原因后, 首先要预防扭转, 措施为: 管内设备布置重量要对称, 主油缸安装要稳固, 而且要与管轴线平行, 全断面钻进机经常变换断面, 要采用小角度纠偏。其次要纠扭。除全断面钻研削机以外, 其余工具管均可采用压重的方法纠扭, 即管道单边压重, 使管道相反扭转。( 八) 对顶接头对顶接头施工时, 在顶至两管端相距约1M时, 可从端中心掏挖小洞, 使两端通视, 以使较对两管中心线及高程, 调整偏差量, 使两管准确对口。( 九) 顶管接口本工程管道接口采用双胶圈标准接头插连接, 具体连接要求按厂家提供的做法施工。其接口宜采用

40、F型接口是在前一段埋入一半钢套环, 为了防止钢套环后管段的插入部分( 结合段) 产生渗漏, 在该处设一个橡胶止水密封圈。该密封圈采用楔形或齿形密封形式。内侧采用O型密封圈。楔形或齿形密封圈不是普通橡胶, 而是采用了遇水膨胀橡胶, 该橡胶在吸收水分以后体积膨胀13倍。十四、 顶管工艺流程质量控制( 一) 基本要求1、 接口必须密实、 直顺、 不脱落。2、 橡胶圈安放正确, 内涨圈中心应对下管缝, 填料密实。3、 管内不得有泥土、 石子、 砂浆、 砖块和木块等杂物。4、 顶管完毕, 目测直顺、 无反坡、 清洁、 不积水、 管节无裂缝, 段间无渗漏。5、 顶进不偏移, 接口应对正管缝, 管节不错口,

41、 填料密实、 均匀, 管底坡度不得有倒落水。6、 顶管中如遇塌方或超挖空隙, 应进行处理。( 二) 顶管实测项目允许偏差顶进管道允许偏差(mm)项目允许偏差轴线位置50管道内底高程D1500+30-40D1500+40-50相邻管间错口钢管道2钢筋混凝土管道15%壁厚且不大于20对顶时两端错口50( 三) 顶管排水顶管施工, 原则上从下游顶向上游, 利用顶进管道的坡度, 将水排至顶管工作井中, 工作井中设置集水坑, 用泥浆泵及时排入井内的积水抽干排出井外。排入井内的泥浆沉淀后方可排入市政排入管井。十五、 遇地下障碍物处理: 1、 顶管施工时, 如遇强风化或中风化岩层, 采用手携式风炮机凿除。2

42、 如遇微风化岩层, 采用液压劈裂机爆破, 液压劈裂机它由液压泵站和分裂器两大部分组成。工作原理: 由泵站输出的超高压液压油为工作动力, 并经机械放大后即可使被分裂物体按预定方向裂开。如下图: 十六、 顶管施工管道内的保护措施( 一) 管道吊装1、 顶管管材质量、 钢套环、 橡胶圈必须符合设计要求及质量标准, 方可使用。2、 管道直接存放在地下、 地面应平坦, 严禁将管道存放在尖锐的物体上, 所有堆放的管道应加木楔防止滚动。3、 管道用30t的吊车吊装, 将管吊入工作井内。4、 管道采用两个支撑点起吊、 保证管道在空中均衡, 严禁用绳子贯穿其两端装卸管道, 吊装采用吊装绳应是柔韧的, 较宽的皮

43、带或吊带绳索。( 二) 管道内壁保护本工程采用手掘式管施工方法, 管内采用人力车推土, 由于人力车轮在管道内壁来回运土, 管内会产生泥砂, 可能会破坏管材内衬层, 将会影响管材接口的二次密封施工, 因此采取下列措施: 1、 夹砂玻璃管连接好后, 延管道内长度铺设1.1米宽的施工道路。2、 施工道路底层采用聚苯泡抹挤塑板铺设规格: ( mm长500mm宽50mm厚) 。3、 施工道路面层采用胶合板铺设并连接牢固, 确保施工道路平整、 稳定。规格: ( 2440mm长500mm宽20mm厚) 。4、 夹砂玻璃管内壁保护材料用量( 详见主要措施材料汇总表) 。十七、 顶管管道失稳的分析和防治措施(

44、一) 顶管管道失稳是指工具管后续管道的轴线发生弯曲, 而且弯曲率不断拉加, 甚至失去控制。发生顶管轴线失稳的情况主要发生在长距离和超长距离顶管, 只有采用中继环的顶管才有可能发生, 本工程属短距离、 不采用中继环的顶管。( 三) 地面沉降的控制顶管施工都力求不发生地面沉降, 但不论采用哪一种施工设备, 要完全避免沉降, 无论在理论上还是在实践上都是非常困难的。只能做力求减少沉降, 使沉降维持在最小范围内。地面沉降主要有以下原因: 1、 掘进工作面的塌方是造成地面较大沉降的主要原因。2、 地层损失造成沉降。3、 纠偏造成沉降。4、 触变泥浆造成沉降。5、 覆盖层薄造成沉降。防止沉降的措施: 1、

45、 根据土质合理选择工具管。2、 加强管理, 严格遵守操作规程。3、 尽量避免大角度纠偏。4、 覆盖不能太薄。本工程管道覆土深度较深, 有利于防止地面的沉降。5、 触变泥浆套不宜太厚, 如有必要, 顶管后期应用迟凝泥浆转换触变泥浆。( 四) 、 顶管常见通病的分析与防治1、 管道轴线偏差过大1) 、 现象管道轴线与设计轴线偏差过大, 使管道发生弯曲, 甚至造成管节损坏, 接口渗漏。2) 、 原因分析地层正面阻力不均匀, 使工具管受之不均匀, 形成导向偏差, 造成管道轴线偏差。顶管后背发生位移或不平整, 使顶力合力线偏移, 造成管道轴线偏差。千斤顶不同步, 或千斤顶间顶力相差较大, 或安装精度不够, 造成顶力合力线偏差, 使管道轴线发生偏差。3、 预防措施1) 顶管施工前应对管道经过地带的地质情况认真调查。设置测力装置, 指导纠偏。纠偏应按照勤测量、 勤纠偏、 小量纠的操作方法进行。2) 采用同种规格的千斤顶, 使其顶力、 行程、 顶速相一对致, 保持顶力合力线与管道中心线相重合。3) 加强顶管后背施工质量的控制, 确保后背不发生位移, 并应使后背平整, 以保证顶进设备的安装精度。4) 顶进过程中应随时绘制顶进曲线, 以利指导顶进纠偏工作。4、 治理方法1) 重新调整千斤顶行程、 顶力、 顶速, 或重新调整千斤顶的安装精度。2) 对顶管后背进行加固, 防止位