液壓頂管施工工

1、1、液壓頂管法施工的原理工程施工原理是在管道的沿線按設(shè)計(jì)的方案設(shè)置工作井和接收井,工作井內(nèi)設(shè)置堅(jiān)固的后座,吊進(jìn)油壓千斤頂以及要頂進(jìn)的混凝土管,接好照明,油管等管線, 然后用油壓千斤頂緩慢頂進(jìn),通過(guò)人工開(kāi)挖方式，將混凝土管頂進(jìn)。在頂進(jìn)的過(guò)程中通過(guò)激光經(jīng)緯儀測(cè)量頂管的方向,邊頂進(jìn)邊排土邊調(diào)整,直至將混凝土管頂至接收井內(nèi)。工作流程如下：現(xiàn)場(chǎng)勘察與探測(cè) 測(cè)量放線 工作坑設(shè)置 設(shè)備進(jìn)場(chǎng)安裝 液壓頂管 場(chǎng)地清理 竣工驗(yàn)收工作場(chǎng)景：上圖僅是主機(jī)及工作坑示意圖，加上附屬機(jī)械及材料、備件等，整個(gè)工作坑場(chǎng)地面積需20才能滿足施工需要。2、液壓式頂管施工技術(shù)方案2.1測(cè)量放線 根據(jù)規(guī)劃施工，先用經(jīng)緯儀在現(xiàn)場(chǎng)地面上準(zhǔn)

2、確放出管道鋪設(shè)的中線控制樁，控制樁必須保護(hù)好，待工作坑挖好后，再用經(jīng)緯儀將管道中線控制樁引至工作坑保護(hù)好，確保施工使用時(shí)管道中線的準(zhǔn)確度。2.2 工作坑設(shè)置1、工作坑設(shè)置及規(guī)格為節(jié)約成本和優(yōu)化施工，根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，采取檢查井所在位置設(shè)置工作坑，避免修筑檢查井時(shí)重復(fù)開(kāi)挖，且檢查井間距70m，符合一次性頂搞施工要求。工作坑底部為矩形，坑底尺寸為5m（長(zhǎng)度）×4 m（寬度），高度H（3.65.8m）根據(jù)污水管道設(shè)計(jì)埋深確定。2、工作坑土方開(kāi)挖工作坑挖土采用機(jī)械開(kāi)挖，并與人工配合操作。土方開(kāi)挖前先做好定位放線工作，對(duì)施工范圍內(nèi)的地下管線及構(gòu)筑物進(jìn)行技術(shù)交底，查明地下管線走向及埋深。并設(shè)專

3、人會(huì)同相關(guān)單位對(duì)地下管線進(jìn)行監(jiān)護(hù)，確保地下管線及構(gòu)筑物的安全。首先開(kāi)挖上層土，采取從上往下逐層開(kāi)挖的方式，嚴(yán)格遵循“分層開(kāi)挖、嚴(yán)禁超挖”及“大基坑小開(kāi)挖”的原則。工作坑邊不準(zhǔn)堆積棄土，不準(zhǔn)堆放建筑材料、存放機(jī)械、水泥罐及行車?；圻呁獠亢奢d不得大于15kpa。槽邊不得有常流水，防止?jié)B水進(jìn)入基槽及沖刷邊坡，降低邊坡穩(wěn)定。工作坑挖掘支護(hù)完成后，立即進(jìn)行彩鋼板圍擋，并設(shè)立醒目施工安全警示標(biāo)志。3、工作坑支護(hù)設(shè)置根據(jù)施工設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)情況分析，為防止工作坑坡面坍塌，坑壁應(yīng)作支護(hù)處理。采用20mm厚木板（或采用鋼模板）鋼管支撐，滿鋪設(shè)置，保證工作井能順利施工。4、工作坑排水液壓頂管要求操作坑內(nèi)無(wú)水作業(yè)，基坑

4、底面的浮泥應(yīng)清除干凈并保持平整和干燥。施工期間若出現(xiàn)暴雨天氣，坑內(nèi)四周以土筑0.3m寬，0.4m高土埂攔水，坑內(nèi)挖0.3m×0.3m邊溝，將雨水以3坡率引往集水坑，及時(shí)用50口徑污水泵排出，不致浸泡邊坡和影響作業(yè)。5、工作坑底板設(shè)置土方支護(hù)完成后即可澆筑底板混凝土墊層?？拥酌鎽?yīng)盡量整平；清除浮泥，防止封底混凝土和基底間滲入有害雜質(zhì)；底腳與封底混凝土接觸面處的泥污應(yīng)予清除；底板墊層混凝土強(qiáng)度為C10，厚度為100mm。底板預(yù)埋導(dǎo)軌以便于管道頂進(jìn)。6、工作坑后基座設(shè)置由于該路段地下土質(zhì)強(qiáng)度不夠，不能作為天然后背墻，另設(shè)整體式后座墻做為后背，后座墻的整體強(qiáng)度需保證在設(shè)計(jì)頂進(jìn)力作用下不被破壞

5、，后座墻尺寸設(shè)計(jì)為1 m×0.8m×1 m，混凝土強(qiáng)度為C25，為現(xiàn)場(chǎng)澆筑鋼筋混凝土，內(nèi)置12200×200的鋼筋籠。后座墻完成后加墊20mm的厚鋼板組成裝配式后背墻，滿足頂管的最大頂力。如下圖所示：2.3頂力計(jì)算與后背設(shè)計(jì)本工程是將混凝土墻加墊鋼板作為千斤頂?shù)暮蟊硥Α?、后背結(jié)構(gòu)及抗力計(jì)算后背作為千斤頂?shù)闹谓Y(jié)構(gòu)，要有足夠的強(qiáng)度和剛度，且壓縮變形要均勻。所以，應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算。本工程采用現(xiàn)澆整體式后座墻組合鋼板結(jié)構(gòu)，這種后背安裝方便，安裝時(shí)應(yīng)滿足下列要求：使用千斤頂?shù)闹χ行母叨炔恍∮诤蟊掣叨鹊?/3。頂力計(jì)算推力的理論計(jì)算：（以800mm計(jì)算）F=F1十

6、f2其中F總推力Fl一迎面阻力 F2頂進(jìn)阻力F1/4×D2×P  (D管外徑0.96m，P 控制土壓力)PKo××Ho式中 Ko靜止土壓力系數(shù)，一般取0.55Ho地面至掘進(jìn)機(jī)中心的厚度，取最大值5.23m土的濕重量，取1.9t/m3P0.55×1.9×5.235.47t/m2F1=3.14/4×0.96×2×5.478.24tF2D×f×L式中f一管外表面平均（根據(jù)頂進(jìn)距離平均淤泥土）綜合摩阻力，取1.6t/m2D管外徑0.96mL頂距，取值70mF23.14

7、15;0.96×1.6×70337.61t。因此，總推力F=8.24+337.61345.85t。根據(jù)總推力、工作井所能承受的最大頂力及管材軸向允許推力比較后，取最小值作為油缸的總推力。工作井（800mm頂管）設(shè)計(jì)允許承受的最大頂力為600t，管材軸向允許推力600t，主頂油缸選用兩臺(tái)(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況定)300t(3000KN)級(jí)油缸。油缸頂力控制在300t以下，這可以通過(guò)油泵壓力來(lái)控制，千斤頂總推力600t。因此我們無(wú)需增加額外的頂進(jìn)系統(tǒng)即可滿足要求。后背的計(jì)算后背在頂力作用下，產(chǎn)生壓縮，壓縮方向與頂力作用方向一致。當(dāng)停止頂進(jìn)，頂力消失，壓縮變形隨之消失。這種彈性變形即

8、象是正常的，頂管中，后背不應(yīng)當(dāng)破壞，產(chǎn)生不允許的壓縮變形。后背不允許出現(xiàn)上下或左右的不均勻壓縮。否則，千斤頂在余面后背上，造成頂進(jìn)偏差。為了保證頂進(jìn)質(zhì)量和施工案例，施工時(shí)應(yīng)對(duì)后背的強(qiáng)度和剛度計(jì)算后靠背受力計(jì)算公式式中：R-總推力之反力（一般大于推力的1.21.6）a系數(shù)（取1.52.5之間），此處取2B后座墻的寬度（M） 此處取1米土的容重（KN/M3)H后座墻的高度(m)，此處取1米Kp-被動(dòng)土壓系數(shù) c-土的內(nèi)聚力（kPa) 一般情況下取10h-地面到后座墻頂部土體的高度（M），此處取4米按上式計(jì)算，工作井后背加護(hù)套后能承受432T頂力實(shí)際頂力345.85T。完全能滿足要求。2.4設(shè)備安裝

9、在起始工作坑基礎(chǔ)上按設(shè)計(jì)鋪設(shè)頂管導(dǎo)軌，距起始工作坑壁2m外安放液壓站設(shè)備及操作人員，主頂油缸固定在支架上，與管道中心的垂線對(duì)稱。兩導(dǎo)軌應(yīng)順直、平行、等高，其縱坡應(yīng)與管道設(shè)計(jì)坡度一致；導(dǎo)軌安裝的允許偏差應(yīng)為：軸線位置：3mm頂面高程：0+3mm兩軌內(nèi)距：±2mm安裝后的導(dǎo)軌應(yīng)牢固，不得在使用中產(chǎn)生位移，并應(yīng)經(jīng)常檢查校核。千斤頂宜固定的支架上，并與管道中心的垂線對(duì)稱，其合力的作用點(diǎn)應(yīng)在管道中心的垂直線上。油泵宜設(shè)置在千斤頂附近，油管應(yīng)順直、轉(zhuǎn)角少。頂鐵與管口之間應(yīng)采用緩沖材料襯墊，當(dāng)頂力接近管節(jié)材料的允許抗壓強(qiáng)度時(shí)，管端應(yīng)增加U形或環(huán)形頂鐵。頂進(jìn)時(shí)，工作人員不得在頂鐵上方及側(cè)面停留，并應(yīng)

10、隨時(shí)觀察頂鐵有無(wú)異常跡象。下管時(shí)工作坑內(nèi)嚴(yán)禁站人，當(dāng)管節(jié)距導(dǎo)軌小于50時(shí)，操作人員方可近前工作。嚴(yán)禁超負(fù)荷吊裝。2.5導(dǎo)軌要求設(shè)置牢固可靠、軌距、高程正確。一般可直接用坑底作為導(dǎo)軌基礎(chǔ)，其導(dǎo)軌采用P38(每米38kg)、長(zhǎng)3m兩根，導(dǎo)軌內(nèi)距45cm，安裝后的導(dǎo)軌應(yīng)牢固，不得在使用中產(chǎn)生位移，并應(yīng)經(jīng)常檢查校核。2.6頂管采用手工掘進(jìn)時(shí)，工具管進(jìn)入土層過(guò)程中，經(jīng)常對(duì)頂進(jìn)軸線進(jìn)行測(cè)量，檢查頂進(jìn)軸線是否和設(shè)計(jì)軸線相吻合。在頂進(jìn)的過(guò)程中通過(guò)激光經(jīng)緯儀測(cè)量頂管的方向，邊頂進(jìn)邊排土邊調(diào)整，直至將鋼管或混凝 土管頂至接收井內(nèi)。在正常情況下，每頂進(jìn)一節(jié)混凝土管節(jié)測(cè)量1次，在出洞、糾偏、到達(dá)終點(diǎn)前，適當(dāng)增加測(cè)量次

11、數(shù)。施工時(shí)還要經(jīng)常對(duì)測(cè)量控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，以保證測(cè)量的精度。另外，指示軸線在頂進(jìn)工程中，必須利用聯(lián)系三角形法定期進(jìn)行復(fù)測(cè)，以保證整個(gè)頂進(jìn)軸線的一致性。在實(shí)際頂進(jìn)中，頂進(jìn)軸線和設(shè)計(jì)軸線經(jīng)常發(fā)生偏差，為了使管道按照設(shè)計(jì)要求的高程和方向頂進(jìn)，在頂進(jìn)過(guò)程中應(yīng)不斷對(duì)工具管的高程方向進(jìn)行測(cè)量，“勤測(cè)勤糾”，根據(jù)測(cè)量反饋結(jié)果，調(diào)整糾偏千斤頂，改變方向，從而實(shí)現(xiàn)頂進(jìn)方向的控制，確保管道按設(shè)計(jì)軸線頂進(jìn)。糾偏貫穿頂進(jìn)施工的全過(guò)程，盡量做到糾偏在偏位發(fā)生的萌芽階段。施工過(guò)程中，及時(shí)了解工具管的趨勢(shì)對(duì)糾偏十分有利。如果軸線偏差較小，且趨勢(shì)較好(沿設(shè)計(jì)方位)，就可省去不必要的測(cè)量和糾偏，提供更多的頂進(jìn)時(shí)間；如軸線偏差較小

12、，但工具管前進(jìn)趨勢(shì)背離設(shè)計(jì)軸線方向，則要及時(shí)進(jìn)行有效的糾偏，使工具管不致偏離較大。要求勤挖勤頂，不可超挖和欠挖。2.7接口處理對(duì)管道的設(shè)置位置、標(biāo)高進(jìn)行檢查，確實(shí)無(wú)誤后，才進(jìn)行管道接口處理。接口是管道的薄弱環(huán)節(jié)，易發(fā)生滲漏，若管接口施工質(zhì)量差，管道接口在外力作用下容易產(chǎn)生開(kāi)裂?；炷凉芄?jié)表面應(yīng)光潔、平整，無(wú)砂眼、氣泡，接口尺寸符合設(shè)計(jì)規(guī)定，接口應(yīng)保持清潔無(wú)油污，接口防水采用V型切口，用純水泥砂漿對(duì)管進(jìn)行處理，再用1：2水泥砂漿對(duì)切口進(jìn)行封抹，最后采用樹(shù)脂漆和玻璃纖維進(jìn)行兩次封堵，直到達(dá)到閉水要求，滿足設(shè)計(jì)要求及國(guó)家驗(yàn)收規(guī)范。2.8 場(chǎng)地清理施工產(chǎn)生的工程土、垃圾采用施工車?yán)林付ǖ攸c(diǎn)卸下，做好場(chǎng)地清理工作，給后續(xù)施工單位創(chuàng)造條件。檢查井的砌筑、土方回填及恢復(fù)路面由專業(yè)施工隊(duì)伍負(fù)責(zé)，并達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2.9 頂管注意事項(xiàng) 通風(fēng)設(shè)施由于管道頂進(jìn)距離長(zhǎng)，埋置深度深，管道內(nèi)的空氣不新鮮，加上土體中會(huì)產(chǎn)生有害氣體，因此，必須設(shè)置供氣系統(tǒng)。通風(fēng)設(shè)施為坑內(nèi)設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)向施工管道內(nèi)排送新風(fēng)將壓縮空氣傳輸至管道最前端，并將管道最前端的空氣排出，以此進(jìn)行空氣循環(huán)。電源布置動(dòng)力用電由于管道內(nèi)的電機(jī)采用380V動(dòng)力