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1、人工顶管施工方法（一）工程概述本1包标段的管道工程中，有需非开挖铺设的管道约43.9km，其中13% 约5.2km为人工顶管施工，顶管管径DN800-1200,但大于DN800管道的管道 总和仅2764m，因此本节以DN800管道为例，对人工顶管施工法进行叙述。人工顶管均使用人工挖土、小车管内出土，桁车土斗垂直输送的方式。（二）人工顶管工艺流程施工准备设备安装顶管出洞顶进施工顶管进洞善后工作。（三）顶管施工（1）施工准备1）、顶管工作井采用倒挂施工，进行钢筋混凝土内衬制作已完成并检查。2）、后靠背设置：根据管道走向设置后靠背。配筋参照图“工作井、接收井 支护设计图”，用 C25 砼与井内衬壁同
2、时浇注。与砼内衬形成一整体，这样有更 好的稳定性。3）其它设备检查安装 工作坑上方设活动式工作平台，一般采用30号槽钢作梁，上铺方木。下 管采用临时5吨桁车运下管，出土采用桁车。管设置防护栏。防护栏的搭设主要受力是由上下两道横杆及杆柱组成。横杆：下 横杆离地高度为0.3-0.5m,防护栏高度为1.2m ,并加挂安全立网。防护栏立柱 可采用钢管打入地面50-70 cm深，钢管离边口的距离不小于50 cm。（2）主要设备安装1）导轨的安装导轨的作用是引导管子按设计的中心线和坡度顶入土中，保证管子在将要顶 入土中前的位置正确。导轨应满足以下要求： 无论导轨铺设在哪种基础上均要求稳固，顶进过程中不能产
3、生位置改变。 基底务必要求平整，满足设计高程要求。 导轨材料必须直顺。 导轨铺设需严格控制内距、中心线与高程，其纵坡要求与管道纵坡一致。2）导轨安装应符合下列规定： 两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致； 导轨安装的允许偏差应为：轴线位置3 mm ；顶面高程0- + 3 mm ；两轨内 距2 mm。 安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核。2）安装主顶设备 主顶设备是指安装在承压壁前方，使顶管工具管和管节向轴线方向顶进 的加力组合装置。 数台千斤顶应共同作用，规格一致，行程同步，每台千斤顶的使用压力 不大于额定压力，油路必须并联，每台千斤顶均备有独立的控制阀
4、，千斤顶伸出 的最大行程应小于油缸行程的 10cm 左右。 油泵站设置在距离主千斤顶的近处，油路安装应顺直，减少转角，接头 不漏油，油泵站应在井口操作间内工作。油泵的最大工作压力不大于32Mpa,应检查限压阀、溢流阀和压力表等指示 保护装置，安装完毕后必须进行试车，在顶进中应定时检查维护。 环形顶铁外径必须与管道直径一致，利用环的外部推动管节，为增加强 度、刚度，可增加厚度和向内径方向的尺寸。马蹄形顶铁必须符合要求，刚度大， 受力后不变形，相邻面垂直，排列不扭曲，不脱焊，与导轨的接触面必须平整。（3）顶管进出洞人工顶管施工应是在无水的土体中顶进，如果局部有地下水干扰施工，应使 用前节叙述的降水
5、或土体加固措施将水的隐患消除，因此施工中一般不会发生泥 水涌入工作井、接收井的情况，可使用通常的作法施工：首先凿开工作井进洞处 的混凝土及砖砌的井壁，吏凿开的尺寸大于管节外径约100mm，将机头顶入后， 再在其管道与洞口的间隙，打入软性材料（如麻辨等）达到一定的封堵效果。管道即将顶入接收井时，应减小机头的切土量，应在机头前掏洞成形后再顶 进，尽量减小接收井井壁的受力，待机头顶进至井壁后，可由工具管内及接收井 中同时破除接收井的井壁，然后将机头顶入接收井，接收井内宜提前布置好接收 机头的简易轨道。1）工具管出洞技术方案 待顶管设备全部安装调试完毕后，准备推进前，采取如下措施： 将工具管推进至井壁
6、 50cm 处停止。 在确保安全的情况下，将井壁墙凿出略大于机头直径的洞口。 为防止掘进机出洞时产生叩头现象，可以采用延伸导轨（如需要），并将 前3 节钢筋混凝土管与机头做成刚性联接（如需要）。2）工具管进洞技术方案 当工具管推进接近接收井坑时，减慢速度，并观察井壁变形情况。 精确测量，定出顶管进洞洞口位置。 在确保安全的前提下，将沉井预留孔处的临时封堵墙凿除。 继续推进，直至推进至设计要求为止，将工具管与后混凝土管脱离。（4）工具管顶进方法 开挖工具管迎面的土层时，不论是砂类土或粘性土，都应自上而下分层开挖。 如果为了方便而先挖下层土，尤其是管道内径超过手工所及的高度时，很可能给 操作人员带
7、来危险。采用手工挖土时，超挖可减小顶力。为了纠偏，也常需要超挖。但管侧及管 顶超挖过多，则可能引起土体坍塌范围扩大，增大地面沉降及增大顶力。对工具 管前方的允许超挖量，应视具体情况确定。在土层比较稳定的条件下，管顶以上的允许超挖量不得超过1.5 cm ,既可满 足纠偏要求，又不致引起土体较大坍塌的危险。为了控制管道的高程，管道下部 1350 范围内，在正常顶进情况下不得超挖。在软土地层中和其他有特殊要求的 条件下不得超挖。（5）顶管纠偏管道在顶进的过程中，由于工具管迎面阻力分布不均，管壁周围摩擦力不均 和千斤顶顶力的微小偏心等，都可能导致工具管前进的方向偏移或旋转。为了保 证管道的施工质量，必
8、须及时纠正，才能避免施工偏差超过允许值。值得注意的 是，顶进管道不只在顶管的两端应符合允许偏差标准，在全段都应掌握这个标准， 避免在两端之间出现较大的偏差。顶管作业中偏差的校正是保证顶进质量的有力措施，偏差是逐渐积累的，通 过不断校正才行。当偏差过大时，会使校正困难，因而在顶进中发现偏差应当及 时纠偏。纠正工具管偏差的方法，有挖土校正法、顶木校正法、小千斤顶法、加垫钢 板校正法和激光导向法。这些不同的方法，可按具体情况个别采用或联合使用。挖土校正法在管子偏向设计中心的一侧适当超挖，以使迎面阻力减小，而在对方的一侧 则不超挖或留坎，使迎面阻力加大，形成力偶，让首节管子调向，逐渐固到设计 位置。如
9、高程检查结果发现顶进管子“低头”时，则在管顶处向上多挖土，管底处 略挖出向上的斜坡；若管子顶进中发生“抬头”时，则在管前端下部稍多挖土， 管顶少挖土，再行顶进即可得以校正。此法适用于偏差为10-30血时的校正。 顶木校正法当偏差大于30血或利用挖土校正法无效时，可用原木或方木一根，一端顶 在管子偏向的另一侧内管壁上，另一端支在垫有钢板或木板的管前土壤上，支架 稳固后开动主千斤顶，利用顶进时斜支管子所产生的分力使管位得以校正。 小千斤顶法此法基本与顶木校正法相同，配合挖土校正法在超挖一侧管内壁支设一个5-15T 的小千斤顶，千斤顶底座上接一短顶木，利用千斤顶顶力使首节管子调向， 然后在继续顶进中
10、逐渐回到设计位置。 加垫钢板校正法当采用挖土校正法无效时，亦可在顶管终端与顶铁之间的适当位置垫上一块 相应厚度的楔形钢板，使顶管与顶铁之间形成一个角度，顶进时即可使顶管逐渐 回到设计位置。针对偏差产生的原因再采取纠正措施才是比较有效的。纠偏时首先应掌握条件，无论纠正工具顶进的方向或旋转，都应在顶进中进 行，不能在停顿时纠偏。这是因为纠偏时必须对工具管施加力矩，使工具管产生 转角，从而改变工具管前进的方向或旋转，达到纠偏的目的。纠偏时要在顶进中 小角度逐渐纠偏，这对保证顶管质量和防止顶力陡增都很重要。（6）顶管质量的监测水准仪测平面与高程位置用水准仪测平面位置的方法是在待测管首端固定一个小十字架，在坑内架设 一台水准仪，使水准仪十字丝对准十字架，顶进时，若出现十字架与水准仪上的 十字丝发生偏离，即表明管道中心线发生偏差。用水准仪测高程位置的方法如下：在待测管首端固定一个小十字架，在坑内 架设一台水准仪，检测时，若十字架在管首端相对位置不变，其水准仪高程必然 固定不变，只要量出十字架交点偏离的垂直距离，即可读出顶管顶进中的高程偏差。7）顶管允许偏差与检验方法与泥水平衡顶进的偏差要求及检测方式相同。
