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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+700 5+435 段：该段包括两个路口及快车道，4+700 位置是绿化带， #坑）；5+358 图纸显示没有地下管线等障碍，可定为工作坑位置（ 1 处为塘西酒家停车场，且地下管线非常密
2、集，不适宜做工作坑，因此，该段管线应延长 #坑）；4+915.385 处为平面至 5+435处，该处为空地，障碍少，可做工作坑（ #坑：由于该处为转点，故该坑只能做一个方向顶 2 转点，在该处做工作坑（ #坑在桩号 5+000 和45+171.19 进，最后做 3 处，该两坑的接受坑）；3 坑及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，
3、不宜做工作坑，应将顶管段延长至8+151.87 没有地下管线, 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。砼填充做安管平台。 C15管内底用 3.4. 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
4、四周的摩擦力，即总顶力 F=F+F。 21F工具管的正面阻力 (KN)，由于该工程采用挤压式工具管，故12（1-e ）RF=/4D1D工具管外径（ M）；1.5+0.3=1.8M 。e开口率 e=S/S=1.32732.545=0.5215 。 212)1.3=1.3273M，0.7854 1.3(S工具管开口面积；取直径 1.2M12。1.8=2.545M 1.8 0.7854S工具管横截面积（管道外径) ；222；R=400KN/MKN/M），取R挤压阻力（ 故： F=3.14(4 1.8 1.8) （1-0.5215 ）400=0.186（KN）。 1 F管道摩擦阻力 （KN）：公式：
5、F=f.L 。 222L管道总长度（ 130M）；f 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 2 间的摩擦阻力，由于该工程采用触变泥浆减阻措施，故f= .D.f ； 2 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 ) ；2）；管壁与土的平均阻力（取4.5KN/Mf 故： F= Df L 2=3.14 1.8 5130=3673.8（KN）。总顶力 F=F+F 21=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
6、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. 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2
7、100 3 524 60 701.5100 2 80 70 5242100 614 80 90 31.5100100614290. 泥浆要充分拌和并停滞12 小时以上方可使用。注：1. 注浆泵采用 BW250/50型注浆泵，压力为 3050Kg/cm，排量为：150250 升/ 分，在注浆时压力控制在0.1 0.2Mpa 左右。2. 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3 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 如遇地下水太大时，采用
8、深井降水法降水。 b. 除；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 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
9、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=12.4M2. 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
10、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+（2.0 2.4 ） 2.4 2.0 （B=2D+深工作井：M工作坑（井）的宽度（） ；式中：B M）；D管道的外径（ 6M 以上，故其宽度按深工作井计算，即取：由于本工程工作坑深度在B=4.7M。 1.8+2=4.7M，取B=1.5D+（ ）=1.5 深度：自地面至基坑（井）底板面的深度称为工作坑（井）的深 3.H=H1+D+h 度，可按下式计算： ；H1式中：管顶覆土厚度 (M)）； D 管道外径 （M ，故工作坑的深度为 M）取 h=0.8M h操作空间高度
11、（ ； H=H1+D+h=5+1.5+0.8=7.3M 坑壁及坑底结构设计：（二） .地面 142001000mm 16200 20mm 厚钢板C30 钢筋混凝土预留孔洞m 200 14m004mm碎石基层005 500L500（三） . 顶进后背墙设计：1. 选用尺寸： 3500mm3500mm1000mm；2. 做法：正面（与千斤顶接触面）及侧面用20mm厚钢板焊接成型，与剪 钢筋砼。 C30力墙预埋件焊接，中间填充六、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
12、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
