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1、顶管工程施工技术方案一、顶工程概况本 工程 的 污 水 管道顶管 工 程位于 1#北路,污 水 管 直径d900 ，管中距离道路中心线 2 米，全长 660 米。管线南起 江南路 与 1#北路交 叉口 已建污水 窨井 W10,北至1#北路与7#路已建窨井W1 一 19 /包括5个方形工作井、1 个圆形工作井、5 个方形接收井。由于本工程时间紧、要求高,特安排一个高素质的专业施 工班组,负责顶管工程的施工。二 、 顶管工程具体施工安排如下：1、 施工顺序：顶管工程施工工艺流程如下：工作井开挖f沉井制作f养护f沉井下沉f沉井封底f周围回填f顶管设备安装f拆除封头f管道顶进 f顶管设备拆除f沉井封顶
2、。2、 沉井制作（1）基坑开挖根据基坑底面几何尺寸开挖深度及边坡定出基坑开挖边 线.整平场地后根据设计图纸上沉井中心座标定出沉井中心 桩以及纵横轴线控制桩，并 测设控制桩的攀线，桩 作为沉井 制作下沉过程的控制桩。基坑用机械开挖,自卸车装运。为了减少沉井的下沉深度 可加深基坑的开挖深度，但若挖出表土硬壳层后坑底为很软 弱淤泥则不宜挖除表面硬土。决定合理深度应通过综合比较.刃脚外侧面至基坑底边的距离一般为1.52.0m ,以能 满足施工人员绑扎钢筋及树立外模为原则。边坡一般取 1:0.33 1:0.67 。基坑底部若有暗滨、土质松软的土层应予清除。在井壁 中心线的两侧各 1m 的范围内回填砂土整
3、平振实,以免沉井 在制作过程中发生不均匀沉陷。(2) 制作沉井制作沉井的场地应预先清理,平整和夯实，使地基在沉井 制作过程中不致发生不均匀沉降,制作沉井的地基应具有足 够的承载力,以免沉井在制作过程中发生不均匀沉陷以致倾 斜甚至井壁开裂，若 地基承载力不够时必须采取地基加固等 措施。(3) 砂垫层基坑面在刃脚的垫层采用砂垫层.砂垫层分布在井壁刃 脚中心线两侧各一定距离范围内，砂垫层厚度为 60cm, 下面 对砂垫层的验算， 根据下列公式计算：B = b+2H+ r 砂.H。上式中:B砂垫层宽度(m), B=0。6+2 x0.6=1.8m ,H-砂垫层厚度（m）,取0。6m,b -砼垫层宽度，取
4、0.6m ,N第一节沉井单位长度自重（Kn/m ），经计算为47。6Kn/m ，r砂一砂的容重kn/m3,取17kn/m3,o 土层容许承载力（Kpa）,取70Kpa ,+ r砂.H=47。6/1。8+17x0.6=36.64 Kpa o，符合要求.（4）砂垫层的分层铺设可根据具体备件选用振实、夯实或压实等方法。适当加 水分层夯实，做好一层经检验合格后再做一层,采用平板式振 动器时松砂的分层厚度取 2025cm 。砼垫层厚度为 25cm ， 可按下式验算:错误!-R上式中：h -砼垫层厚度（m）,取0。25mG0沉井第一节单位长度重量（Kn/m ） 取 47o6kn/mR砂垫层的允许承载力一般
5、取100kpab刃脚踏面宽度，取0。2m错误尸错误!=68kpaR符合要求。（5）壁板的分节制作，安装和支撑,钢筋绑扎及砼浇灌. 沉井模板和钢筋的施工顺序为：支设内模f绑扎钢筋f支设外模沉井模板一律采用木模板。沉井的内模宜一次性安装完毕。刃脚底模应用水平尺进行标平，使之保持在同一水平面上.外模按分节浇捣按装。沉井内模应保证垂直（第一节制作时），外模跟着内模支 立，不得内外倾倒,以保证外壁面平正垂直以及井壁厚度均 等。内外模板及模板支撑牢固性、刚性、密封性须符合要求.（6）沉井的浇筑沉井分二节浇筑，分 二次下沉，沉 井第一节砼浇筑高度 应根据地基承载力和沉井的结构情况确定，至施工缝高度。 在第一
6、节砼达到 设计强度，第二节 达到设计强度的 70 后可 下沉。沉井接高的轴线应与沉井中轴线重合或平行。在接高进 行砼浇筑过程中应尽量使刃脚踏面处压力保持均匀，防止因 荷载不均匀而引起沉井偏斜。接高处的砼表面应先进行凿 毛，清除表面的浮松石子等并冲浇干净.（7）商品砼浇筑沉井刃脚和井壁砼均采用商品砼浇筑。在砼浇灌前应对模板钢筋预埋件及预留孔的位置和尺寸 等按照“ 钢筋砼施工及验收规范”和 设计所提出的特殊要求 进行仔细检查核对，经隐蔽工程验收手续合格后方可浇筑 砼，刃脚砼必须一次浇灌完毕，不得中途停顿。浇筑砼应连 续进行，分 层浇筑间隔时间不应超过砼初凝时间，否 则应按施工缝处理。3、沉井下沉（
7、1）按沉井下沉阶段计算下沉系数与稳定系数。 每节沉井下沉前须设计下沉系数，沉井自重须克服井壁 摩阻力才能下沉。G Krf式中G为沉井自重g为下沉系数（1 1.25 ）f 为 井 壁总的摩阻 力。粘性土对井壁单位面积摩阻力：f二2545Kpa（ 2） 砼垫层的凿除凿除砼垫层时应先内后外，应对称按顺序凿除，凿断线 应与刃脚底边平齐,凿断的板要及时清除，空穴立即用砂或砂 夹石子回填。对砼垫层的定位支点处应最后凿除，不得漏凿（ 3） 下沉用人工挖土，机械吊运出土的施工方法.人工挖土时应以 井孔中心划分工作面，挖土的方位应基本相应和对称.定位支 点不宜固定,应对称稳定.沉井纠偏应根据测量资料随偏随纠，当
8、沉井偏斜达到容 许值的 1/4 时便要纠偏，沉井下沉过程中要做到勤测、勤纠、 缓沉。沉井初沉阶段应根据“沉多则少挖”,“沉少则多挖” 的原则在开挖中纠偏。量脚下挖土要逐步扩大,不能一次过量 掏挖。不要通过大量挖土来纠偏.当沉井分数次下沉时,在每次下沉终了前要严格控制偏 斜。终沉阶段须加强观测，严格控制超沉。沉井下沉时应注意观测,刃脚标高每班至少测量一次,轴 线位移23班测一次,当沉井每次下沉稳定后应进行高差 和中心位移测量，初沉阶段每2小时至少测量一次，必要时应 连续观测 ，及时纠偏.终沉阶段每小时至少测 量一次，当沉井 下沉接近设计标高时，应加强观测，待8小时内沉井自沉累 计不大于 10mm
9、 时方可进行封底，此时井体的标高位移和 倾 斜应在允许偏差范围内,并须检验合格.4、沉井封底封底前应整理好锅底和 清除浮泥， 对新老砼接触面应凿 毛清洗， 井内 积水应尽量排干， 并设置至少一个集水井， 其 深度和大小要满足水泵吸水要求。封底前按照规定，一般先用大块石先将刃脚下垫实,整修 锅底用块石填满 ,铺碎石，填平整实后浇筑素砼封底。此类工 作均须沉井壁四周向中央进行。素砼封底浇筑应对称进行， 不得中 途停顿，避 免产生施工缝而产生渗漏现象。素 砼封底 的同时集水井不得填没，排水工作连续进行,以保证砼在终浇 前不浸水。素砼封底表面应平整，当强度达到设计强度 25 以上时才允许在上面绑扎底板
10、钢筋，钢 筋绑扎经检验合格后 方可浇筑底板砼。当底板钢筋砼强度达到设计要求时方可停止抽水，封填 集水井,封填先应清洗干净，封填必须密实防止渗漏。钢筋砼 底板表面应平整，整个底板不得有渗漏现象，如 发现有渗漏 点应压泵堵漏。 漏水严重时应设置临时 水管引流，在压泵 堵漏后再封闭水管。5、顶管设备安装该段管道埋深 6 米以上，管径 d900, 部分管顶以上不足 3 米需采取堆 载 措施。同 时根据地质状况 ，拟采用手掘式 机 头型式，管道外围压浆形成泥泵套.顶力估算:按采取管壁外侧同步注入触变泥浆处理，顶进 阻力按下式计算.F=f 2xnxDxeD管节外径(m )e-全部顶进长度m(m)f2采用注
11、浆工艺的摩阻分数,其值一般取f2=12KN/m 2顶进长度e按80m计、D = 1O 08m 按 F=12xnx1o 08x80=3256KN( 1) 顶管设备安装：( a) 安装 导轨导轨采用装配式导轨,安放在砼基础面上,导轨定位后,必 须稳固正确，在顶进中承受各种负载时不位移 ,不变形，不沉 降,导轨安放前应先复核管道中心位置。二导轨必须互相平行，等高，导轨面的中心标高应按设 计沟底标高设置，在 顶进中必须经常复测调整，以 确保顶进 轴线的进度.导轨的坡度应在设计管道坡度相一致。导轨采用轻型导轨,由钢轨、横梁和垫板组成。 导轨的轨距可按下式计算：B = 2式中：B钢轨与砼管相接触的间距(m
12、m)R外一外管节半径(mm)R内一管节内半径(mm)(b) 设置承压壁承压壁应承受和传递全部顶力，必须具有足够的强度和 刚度,应根据最大顶力计算具有较大的安全度，圆形沉井前垫 以40x40cm方枫木,外衬的厚5cm钢板作为承压面，钢板 面必须与顶进轴线相垂直,钢板就位后，应用钢丝绳牵牢防止 倾倒。(c) 安装主顶设备主顶设备由以下几部分组成:组合千斤架主顶千斤 顶4只油泵站及管阀组合U型顶铁O型接口顶铁。4台千斤顶对称布置4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工作压力,油路必须并联，每台千斤 顶均备有独立的控制阀,千斤顶伸出的最大行程应小于油泵 行程 10c
13、m 左右 。油泵的最大工作压力不大于 32Kpa ，装有限压阀，溢流 阀和压力表等指标保护装置，安 装完毕后必须试车，在顶进 中应定时检修维护，及时排除故障。U型顶铁必须符合要求刚度大,受力后无变形,相邻面 垂直，排 列不扭曲，单块放置稳定性好 ,连续部位不脱焊，凸 面与导轨的接触面必须平整， 顶进前滑动部分应抹牛油润 滑。环形接口顶铁应与砼管口相吻合， 中间用软木板衬垫， 防止承插口处破损。(d) 安装前墙水圈为了 防止 顶管 机头进出工作坑洞 口流 入泥 水， 并确保在 顶进过程中压注的触变泥浆不致流失，必须预先安装好前墙 止水圈，其组成部分为予埋法兰底盘橡胶板钢压板 垫圈和螺栓。法兰底盘
14、应予先埋设在砼沉井内，中心正确端 面平整， 安装牢固，螺栓的丝口应妥善保护，水泥浆应予先 清除。(e) 安装顶管机头顶管机头的尺寸和结构应符合要求， 在吊入顶进坑前应 作详细的检查。起重机械应根据机头重量,现场条件和方位，角度经过详 细的调查核算，选用有富裕承载力的吊机，卸机头时应平稳， 缓慢避免冲击、碰撞，并由专人指挥。机头安放在导轨上后，应测定前后端的中心方向偏差和 相对高差，并做好记录,机头和导轨的接触面必须平衡吻合。6、顶进(1) 出坑出洞前必须对所有设备进行全面检查,液压、电气、压泵、 气压、水压、照明、通讯等操作系统是否正常进行工作,各种 电表、压 力表换向阀、传 感器、流量计等是
15、否能正确显示其 进入工作状态，然后进行联动调试，维修或更换。拆除沉井洞口砖封堵后，必须在确保人身安全的前提下， 立即 清除洞口外可能存在 的金属物件，(如短 钢筋 、钢管等) 或较大的硬块等障碍物，而 后将机头随即切入土层，避免前 方土体松动坍落.(2) 顶进工具管切入土体后，应严格控制其水平偏差不大于 5mm，其高程为设定标高加以抛高数。工具管与第一节砼管 连接时，其尾部至少须搁在导轨上20 30cm,并立即进行 砼管的连接。 严格控制顶管出坑后 10m 范围内管道顶进轨 迹的偏差， 以保持砼管有一个良好的导向。开始人工挖土前， 应先将刃口部分切入周边土体中， 挖 土程序处自上而下分层开挖，严 防正面坍方。挖 土当遇到地 下障碍物,应在采取安全措施条件下，先清除后予以继续顶 进，如遇特殊或紧急情况，应及时采取应变技术措施管道内运土采用小型轨道车,由吊机从沉井吊出，根据出 土量、运距和现场堆土条件,可将余土用机动翻斗车或自卸汽 车运送至堆土场。当因故暂时或较长时间停止顶进时,为防止开挖面的松 动或坍陷,应采取正面支撑或全部封闭的措施。顶管交接班就将开挖情况和排除故障所采取垢措施作逐 一详细交换.顶进工作坑安放管
