頂管施工技術(shù)方案

1、第 第 頁頂管施工技術(shù)方案一、頂管工作原理及工藝選擇頂管工作原理：頂管施工是以頂管工作井為起始點，在工作井內(nèi)安裝主頂千斤頂系統(tǒng)提供水平推力，先將安裝在導(dǎo)軌上的頂管機頭從前墻預(yù)留的出洞口破封門推入土中，由機頭導(dǎo)向，然后將鋼筋砼管跟隨機頭一節(jié)一節(jié)地推向前頂進(jìn)。與此同時，機頭挖掘的泥土被不斷排出，經(jīng)水平運輸至工作井，再經(jīng)垂直運輸至地面外運棄土。采納24小時連續(xù)施工，直至機頭進(jìn)入接收井回收，完成該次頂管管道鋪設(shè)。頂管工藝選擇：頂管有土壓平衡法、泥水平衡法及氣壓平衡法等多種施工方法，是由頂管工具管(機頭)的功能分類而定的。應(yīng)依據(jù)機頭穿越的土層性質(zhì)和地下水狀況等因素，選擇合適的頂管機頭。頂管機頭安裝在管道

2、的前端，它具有掌握頂管方向、挖掘和防止坍方等功能，其形狀和尺寸與管節(jié)相近。本工程擬選擇泥水平衡平衡機頭。二、設(shè)備配置和安裝(1)井內(nèi)頂推設(shè)備1、主頂千斤頂：每套頂進(jìn)總站配置3臺300t油壓千斤頂，其中1臺備用。2、組合支架：主頂千斤頂固定在組合支架上，按管道截面左右對稱布置。3、油泵：為保證油壓千斤頂行程同步，共同作用，采納1臺電動高壓油泵形成并聯(lián)油路向千斤頂供油壓。每個千斤頂均備有獨立的掌握閥。4、后座承壓壁：主頂油缸提供水平推力將管道在土層中向前推動，其反推力作用在后座鋼構(gòu)件上并傳遞擴(kuò)散到工作井后壁上。后座結(jié)構(gòu)采納50mm厚鋼板(重約2t)，和厚50cm砼墻體組成。后座與工作井后壁之間墊一

3、層5cm厚木板，這樣即可將2臺油缸的集中頂力傳遞擴(kuò)散到工作井壁上。5、頂鐵和分壓環(huán)：分壓環(huán)外徑、內(nèi)徑與鋼筋砼管全都，其長度為50cm，二臺主頂油缸的頂推力作用在分壓環(huán)上，分壓環(huán)再勻稱擴(kuò)散傳遞到砼管的后端面。環(huán)形頂鐵的結(jié)構(gòu)與分壓環(huán)一樣，它的作用是由于油缸的一次行程不足以將一節(jié)砼管推頂?shù)轿唬枰獙⒂透资栈睾?，在分壓環(huán)與油缸之間加墊該頂鐵結(jié)構(gòu)，然后利用油缸的第二次行程再推，這樣反復(fù)多次即可將一節(jié)大大超過油缸行程長度的砼管推頂?shù)轿?。本工?.0m長度的頂鐵各兩件，采納20cm厚鋼板加工而成，重量約1t。6、中繼間的設(shè)置及位置A、 800中繼站由10個30T的液壓千斤頂組成，總頂力為300t，伸縮量均為

4、30cm，中繼間在管道上的分段安放位置，可通過頂進(jìn)阻力計算確定。B、 按常規(guī)，由于機頭前方迎面阻力和管道外壁阻力等不確定因素太多，為留有較大的安全頂力儲備，因此第一號中繼間應(yīng)盡量設(shè)置在距機頭比較近的位置處，一般設(shè)置在距機頭20m處四周(，后面的中繼間再按肯定長度布置。本工程每段頂管只需設(shè)置一座中繼間，即1#中繼站。三、頂管工具管安裝頂管機頭修理調(diào)試好，運到現(xiàn)場后，被吊放到工作井內(nèi)導(dǎo)軌上。檢查測定機頭與軌道是否平衡、吻合，機頭的前后端中心方向和相對高差小于2mm，然后對機頭的油路、泥漿和操縱系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行逐一連接，各部件連接堅固，不得滲漏，安裝正確，并對各系統(tǒng)進(jìn)行仔細(xì)檢查和試運行。四、工作井地面

5、設(shè)施1、膨潤注漿系統(tǒng)：包括膨潤土拌合池、壓漿泵、管道等。對于長距離頂管，泥漿泵的泵壓技能要求更高，壓力不得低于3Mpa。2、棄土泥漿池：采納泥水平衡，井上地面需設(shè)置棄土泥漿池。棄土泥漿經(jīng)過泥漿泵送入泥漿車運到政府指定地點排放。沉淀池設(shè)置兩個連在一起的循環(huán)過濾池。單個泥漿池內(nèi)空尺寸為長10m，寬5m, 高度為2m,四周井壁采納750mm磚砌墻體，采納Mu100的磚，M10水泥砂漿砌筑，內(nèi)外抹20mm厚的水泥砂漿;井底采納30cm厚的C15混凝土基礎(chǔ)底板。3、蓄水池：采納泥水平衡，機頭前方需要大量水供高壓水破土，需在地面上建造一蓄水池，蓄水池內(nèi)空尺寸為長5m，寬5m, 高度為2m,四周井壁采納75

6、0mm磚砌墻體，采納Mu100的磚，M10水泥砂漿砌筑，內(nèi)外抹20mm厚的水泥砂漿;井底采納20cm厚的C15混凝土基礎(chǔ)底板。4、高壓油泵站：包括高壓油泵、油管、油箱、限壓閥、溢流閥和壓力表等指示愛護(hù)裝置。選用1臺50Mpa高壓油泵，液壓系統(tǒng)設(shè)備安裝完畢后要進(jìn)行試車，運用過程中定時檢修維護(hù)，實時摒除故障。5、空壓站：是向管道內(nèi)及機頭供氣，以確保管道內(nèi)工作人員的呼吸安全和氣倉內(nèi)帶壓條件。由空壓機生產(chǎn)壓縮空氣，通過凈化后輸入管道內(nèi)。采納1臺3m3的空壓機。6、泥漿站：包括壓漿泵、攪拌機、泥漿池、管道、壓力表和閥門等，用以向管道內(nèi)供應(yīng)減阻泥漿。共配置1臺壓漿泵(0.8Mpa)。7、起重設(shè)備：選用一臺

7、25噸汽車式起重機。五、頂管出洞當(dāng)井內(nèi)、井外的預(yù)備工作全部完成后，可將機頭吊放到井內(nèi)導(dǎo)軌上，調(diào)整好方向，開始頂管的出洞，工作井壁前墻有機頭及管道出洞的預(yù)留洞口。由于地下水位比較豐富，為防止井外水土從預(yù)留洞口與機頭外壁之間的縫隙流入工作井內(nèi)，預(yù)留孔洞與管道間取消常規(guī)的密封裝置而改用動密封裝置。1、洞口密封結(jié)構(gòu)：出洞口密封結(jié)構(gòu)的作用是阻擋在頂管過程中泥水從管節(jié)與洞口間的間隙流入井內(nèi)。由于地下水位較高，改一般性的密封結(jié)構(gòu)依據(jù)管道中心線與井壁預(yù)留孔的位置，制作一個雙層鋼結(jié)構(gòu)的內(nèi)套環(huán)，套環(huán)內(nèi)圈設(shè)有多層橡膠止水帶，止水帶之間填充黃油，套環(huán)安裝在預(yù)留孔與管節(jié)之間，外圍焊接在孔的預(yù)埋鋼板上，內(nèi)圈橡膠緊貼管節(jié)。

8、2、破墻的出洞：當(dāng)機頭前端進(jìn)入洞口密封圈后，即可破墻出洞。工作井預(yù)留洞口已用鋼封門臨時封堵，在頂前采納氣割按水平方向一點點地將封門割除，然后將機頭推動，切入土體中，隨后即可進(jìn)行正常頂管施工。為保證頂管機頭出洞的萬無一失，除采納大管徑井點外，應(yīng)事先對洞口四周肯定范圍內(nèi)的土體進(jìn)行雙液注漿壓密，更有效地防止外側(cè)的水土進(jìn)入工作井。雙液注漿壓密范圍為：長2m寬4m深6m。3、方向監(jiān)測：頂管出洞方向掌握得好，整條管道才有可能頂好，頂管出洞不好，整條管道都難于頂好，故需要嚴(yán)格掌握頂管出洞精度，采納跟蹤測量，隨時調(diào)整機頭出洞的方向及高程偏差。六、頂進(jìn)施工A、當(dāng)工具管頂入沉井前壁外的土體后，留其尾部約30cm長

9、擱置在導(dǎo)軌上，收回千斤頂活塞桿，卸走頂鐵，安裝管節(jié)和分壓環(huán)，開始進(jìn)行管道的頂進(jìn)施工。B、為實現(xiàn)有一次能頂進(jìn)80m的距離，本工程擬采納下述兩項技術(shù)措施：第一、在管壁外壓注觸變泥漿，形成肯定厚度的泥漿套，利用觸變泥漿的潤滑作用，以減削頂進(jìn)阻力;第二、采納中繼間接力頂進(jìn)技術(shù)，實行分段逐次頂進(jìn)。C、注漿減阻：壓注觸變泥漿填充管道的外周空隙，是減小地層損失掌握地面沉降，減小頂進(jìn)阻力實現(xiàn)長距離頂管的重要措施。對頂管機頭尾端的.壓漿，要緊隨管道頂進(jìn)同步壓漿。為使管道外周形成的泥漿始終起到支承地層和減阻作用，在后續(xù)管道的適當(dāng)點位，還需要進(jìn)行跟蹤補漿，以補充在頂進(jìn)中的泥漿損失量。壓漿所用設(shè)備有：注漿泵(螺桿泵，

10、排量1000L/min，壓力3Mpa);攪拌器;注漿管道(主管50mm鋼管，支管25mm);管道閥門和壓力計。所用的觸變泥漿是由膨潤土、水和摻合劑按肯定比例混合而成。施工現(xiàn)場按重量計的觸變泥漿協(xié)作比為：水：膨潤土=8:1，膨潤土：CMC=30:1，本工程擬購置膨潤土袋裝復(fù)合材料，在現(xiàn)場施工加水拌和。壓漿量為管道外圍環(huán)形空隙的1.5倍，壓注壓力依據(jù)管頂水壓力而定。七、測量與糾偏頂管測量掌握測量掌握網(wǎng)及井下測量平臺的建立：開工前依據(jù)設(shè)計圖紙和業(yè)主提供的測量掌握點，在工作井四周布設(shè)一個高精度的測量掌握網(wǎng)，設(shè)置臨時水準(zhǔn)點。按設(shè)計要求在地面定出管道中心線，并在工作井的兩端放設(shè)中心線樁，并根據(jù)設(shè)定的管道中

11、心線和工作井井位建立地面與地下測量掌握系統(tǒng)。掌握樁設(shè)在不易擾動，視線暢通便于校核的地方。在頂進(jìn)工作井內(nèi)的頂管軸線上，靠近后靠背處，設(shè)置測量平臺，其上設(shè)置由地面水準(zhǔn)點引入的臨時水準(zhǔn)點，在交接班時進(jìn)行儀器高程的校對與調(diào)整。頂進(jìn)軸線由設(shè)計管道中心通過經(jīng)緯儀或掛垂線的方法引入井內(nèi)的，并在井內(nèi)布設(shè)23個后視點，以便相互校核。設(shè)置的井下測量平臺需要穩(wěn)固，不與管道、設(shè)備、后靠背接觸，不受頂管操作的影響。頂管軸線與標(biāo)高測量頂管方向和管軸線偏差采納激光經(jīng)緯儀測定，以掌握掘進(jìn)機的定線準(zhǔn)直。測量方法是將激光經(jīng)緯儀設(shè)備在井下測量平臺的起始點，對準(zhǔn)設(shè)在管內(nèi)測點的激光靶板，激光經(jīng)緯儀發(fā)射的激光束偏離光靶中心的距離，即為頂管軸線的偏差值，但方向相反。頂管標(biāo)高采納水準(zhǔn)儀測定。頂管地面測量掌握頂管施工地面或多或少會產(chǎn)生沉降，關(guān)鍵是要隨時進(jìn)行沉降觀測并采用有效的措施。一般是在頂管軸線上每間隔10米設(shè)置一組沉降觀測點進(jìn)行定點定時觀測，發(fā)覺有較大的沉降就應(yīng)進(jìn)行處理。處