钢筋混凝土管顶管施工方案

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1、广州天然气利用工程迎宾路车道下管段顶混凝土套管方案一、工程概况：埋设在番禺区迎宾大道快车道及路口的管段，由于路权单位（番禺区交通投资建设有限公司）及管理部门（番禺区交通局路政管理所）要求采用非开挖施工方法施工；考虑到日后便于高压管道更换及维修，根据现场特点，采用顶钢筋砼套管，在套管内安装燃气管道的施工方法。具体位置（桩号）：4+7005+435、7+981.048+151.87。二、现场施工条件分析：1.4+7005+435段：该段包括两个路口及快车道，4+700位置是绿化带，图纸显示没有地下管线等障碍，可定为工作坑位置（1#坑）；5+358处为塘西酒家停车场，且地下管线非常密集，不适宜做工作

2、坑，因此，该段管线应延长至5+435处，该处为空地，障碍少，可做工作坑（5#坑）；4+915.38处为平面转点，在该处做工作坑（2#坑：由于该处为转点，故该坑只能做一个方向顶进，最后做3#坑的接受坑）；3#坑及4#坑在桩号5+000和5+171.19处，该两个地方均没有地下障碍，同时可利用一半人行道，减少快车道占用面积。接受井在工作坑之间按现场实际布置，单向顶进最大长度130米。3、7+981.048+151.87段：7+981.04为绿化带，地下管线较少(只有一条电力电缆,可采取保护措施),可做顶管工作坑；8+121处地下管线较多，不宜做工作坑，应将顶管段延长至8+151.87没有地下管线,

3、且场地较好，很适合做工作坑。接受坑在8+058.60处（绿化地上）。三、顶管工艺确定：1.顶进施工方法选用：采用中短距离直线法顶管，人工挖土的施工方法。2.管径及管材：建议采用DN1500MM二级钢筋砼离心式F型顶管，橡胶圈垫板石棉水泥接口。3.管内底用C15砼填充做安管平台。4.最大顶力计算及设备选型：按最大单向顶进长度130M、管顶埋深5M计算（1）.顶力计算：对于顶力的计算，管径、埋深、顶进长度、土质、是否采用减阻碍措施，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：正面阻力和四周的摩擦力，即总顶力F=F1+F2。F1工具管的正面阻力(KN)，由于该工程采用挤压式工具管

4、，故 F1=/4D2（1-e）R D工具管外径（M）；1.5+0.3=1.8M。 e开口率e=S1/S2=1.32732.545=0.5215。 S1工具管开口面积；(取直径1.2M，0.78541.31.3=1.3273M2) S2工具管横截面积（管道外径)；0.78541.81.8=2.545M2。R挤压阻力（KN/M2），取R=400KN/M2；故：F1=3.14(41.81.8)（1-0.5215）400=0.186（KN）。F2管道摩擦阻力（KN）：公式：F2=f2.L。 L管道总长度（130M）； f2单位长度管道摩擦阻力（KN/M）。管道的摩擦阻力是指管壁与土之间的摩擦阻力，由于

5、该工程采用触变泥浆减阻措施，故f2=.D.f； D管道外径（M）(顶管所用管道壁厚一般为管内径为十分之一)；f管壁与土的平均阻力（取4.5KN/M2）；故：F2=DfL =3.141.85130 =3673.8（KN）。 总顶力F=F1+F2 =0.186+3673.8 =3673.99(KN）。（2）.顶管设备选型：从上面的计算结果可知，本工程的最大顶力为3673.99KN。为保证管道顶进时顶力有一定的富余系数，在选用顶管设备时，每坑采用2个400T的千斤顶。单向顶进长度超过90M时，加设中继间。四、顶管施工方案：1.工作坑施工：由于现场施工场地较狭窄，采用沉井施工方法，尽量减少工作面。2.

6、接受坑施工：与工作坑同样方法施工，在管道顶进到位时开始开挖，减少占用场地的时间。3.管道顶进：采用两组YDT4000型主油缸配对顶进，每个油缸的工作推力为4000KN，油缸长度2657MM。土方采用人工挖掘的方法施工。4.减阻措施：a.在管外壁均匀的涂上一层白蜡，减少管壁与土层的摩擦力；b.采用触变泥浆减阻：膨润土运到现场后分批测得膨润土的胶质值，按下表配制泥浆：膨润土胶质值膨润土水碳酸钠60701005242370801005241.52809010061423901001006141.52 注：.泥浆要充分拌和并停滞12小时以上方可使用。 .注浆泵采用BW250/50型注浆泵，压力为305

7、0Kg/cm，排量为：150250升/分，在注浆时压力控制在0.10.2Mpa左右。 .注浆孔位于管道两侧，每节管2个注浆孔，顶管完成后要用水泥砂浆置换触变泥浆，并将泥浆孔封堵。5.地下水排除措施：由于本工程地下水位较高，对安全施工构成威胁，故考虑采用：a.当地下水不多时，在工作坑底板设置一集水坑，用抽水机直接排除；b.如遇地下水太大时，采用深井降水法降水。6.遇淤泥流沙层措施：地质资料显示，沿线有淤泥流沙层，对管道顶进质量及安全施工极为不利，宜采用分层注浆加固管道内及周围土体的方法，具体为：采用管道内“超前小导管注浆法”，即在管道内按一定间距（0.5米为宜）插注浆导管，外圈导管斜插角度为15

8、度；注浆材料为水玻璃水泥浆。五、工作坑结构设计：（一）.尺寸计算：1.长度:按正常状态顶进时计算: Lb1+b2+b3+L1+L2+L3+L4 其中：L工作坑的最小长度； b1后座或后背墙厚度，设后座时取b1=4060cm，设后背墙，无后座时取b1=50160cm；由于本工程顶力较大，故取b1=100cm； b2刚性顶铁厚度，取b2=30cm； b3环形顶铁厚度，取b3=15cm； L1下井管段长度，本工程管径DN1500，取L1=800cm； L2主油缸长度：YDT4000型工作推力为4000KN，长度1657。 L3接管时留在坑内管道的最小长度，取L3=50cm； L4安装富余量，由于本工

9、程地方狭窄，故不作安装富余量考虑，取L4=80CM。 故Lb1+b2+b3+L1+L2+L3+L4=1.0+0.3+0.15+8+1.657+0.5+0.8=12.4M 取L=12.4M 2.宽度:工作坑的宽度与管道外径有关，另外还与坑的深度有关。因为较浅的坑，能放在地面的设备不再下坑，如油泵车、变电箱、电焊机和顶铁等。较深的坑一般是井，为了提高施工效率，上述设备都要放在井下。所以前者工作坑较窄，后者较宽。 浅工作坑：B=D+（2.02.4） 深工作井：B=2D+（2.02.4） 式中：B工作坑（井）的宽度（M）； D管道的外径（M）； 由于本工程工作坑深度在6M以上，故其宽度按深工作井计算，

10、即取： B=1.5D+（2.02.4）=1.51.8+2=4.7M，取B=4.7M。 3.深度：自地面至基坑（井）底板面的深度称为工作坑（井）的深度，可按下式计算：H=H1+D+h 式中：H1管顶覆土厚度(M)； D管道外径（M）； h操作空间高度（M）取h=0.8M，故工作坑的深度为 H=H1+D+h=5+1.5+0.8=7.3M；（二）.坑壁及坑底结构设计：14200 地面1000mm1620020mm厚钢板C30钢筋混凝土预留孔洞400mm14200500mm 碎石基层500 L 500（三）.顶进后背墙设计：1.选用尺寸：3500mm3500mm1000mm；2.做法：正面（与千斤顶接

11、触面）及侧面用20mm厚钢板焊接成型，与剪力墙预埋件焊接，中间填充C30钢筋砼。六、顶管工艺流程的质量控制： 顶管工作能否顺利，导轨的安装非常关键，本工程导轨采用轨道钢，在安装时应顺直、平行、等高，纵坡与管道设计纵坡一致，安装误差为： 轴线：3MM； 顶面高程：0+3MM； 两轨内距：2MM； 安装轨道时应与底板预埋铁牢固焊接，不能在使用中跑位。 在顶管开始入土前，再仔细检查一遍油泵，千斤顶的安装及运作状态，注意设备的状态，后背及轨道的安装精度，准确无误后，方可放下工具管开始顶进工作。 手工掘进顶管法前10M非常关键，允许偏差必须控制在以下范围内，轴线3MM，高程0+3MM，超过此范围应及时纠

12、正。 在挖土时，要严格按下列要求挖掘，先中间，后四周，不超挖，勤收边，四周的超挖量不大于1.5CM。 在顶进过程中要时刻观察，并做好以下记录： 油泵油压表读数； 注浆泵压力读数，过行管头高程、轴线偏差； 导轨及后背铁的稳定程度； 土质变化。 如以上内容正常，则继续顶进；如发现异常，要仔细分析原因，并采取相应措施。 七、顶管施工测量：先准确定出工作坑及接收坑的位置，坑底及走轨的标高；施工过程中重点控制轴线位置及高程；一般每顶进0.5米应对高程及轴线复核一次。 八、顶管纠偏： 纠偏是指工具管偏离设计轴线后，利用工具管的纠偏机构或其它措施，改变管端的方向，减少轴线偏差的方法。 当测量结果超出允许偏差

13、范围外，就要进行纠偏，纠偏主要靠工具管进行。纠偏时应做到以下几点： 1.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.纠偏时应注意轴线校正后顶管头的复位； 4.每次纠偏均要仔细记录其过程及纠偏值。 九、顶管常见通病的分析与防治：顶管允许偏差控制：控制内容 管径DN1500轴线位置50管道内底高程30、40相邻管间错口20(一).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： (1).地层正面阻力不均匀，使工具管受力不均匀，形成导向偏差，造成管道轴线偏差。 (2).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。 (3).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通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。