柳明家園東區頂管工程施工方案1、工程概況本次施工中頂管施工部分（φ1050）約47米。由于此次施工深度土層為回填砂石土層，為了保證頂進的可行性，同時降低頂進成本，我項目部計劃設置一座頂管工作坑，分別向兩條市政干線頂進，一條為雨水管線，長度約為25米，深度約為7.5米，一條為污水管線，長度約為22米，深度約為5.5米，分別直接頂進下游雨水及污水干線。2、頂管工作坑施工2.1、頂管工作坑施工流程：測量定位測量定位開挖頂坑支立側墻板撐兩道工字梁加固繼續開挖隨挖隨撐技術準備交驗2.2、頂坑位置的選擇a.考慮到現況道路、材料、設備、電源、水源干擾及節約等因素；b.有可利用的坑壁原狀土作后背；c.盡量選擇在管線上的附屬構筑物處，所以工作坑都設在檢查井處；d.工作坑處應便于排水，出土和運輸，并具備有堆放少量管材及暫時存土的場所；e.工作坑設置盡量遠離建筑物；f.設置雙向頂管即每一個井位設一個頂坑并且盡可能選帶轉向的井位2.3、頂管工作坑尺寸計算：A、工作坑的寬度：B＝D＋2C＋2A式中：B――工作坑底寬D――頂進管子外徑C――管兩側的工作寬，取2.0米A――撐板的厚度取0.3米則坑寬B＝1.25＋2*2.0+2*0.3=5.85米（φ1050）故坑底寬可為5.85米（φ1050）。ACDCAACDCABB、工作坑的長度:L=L1+L2+L3+L4+L5式中:L――工作坑的長度L1――管子頂進后，頂進管節留在導軌上的最小長度，取0.4米L2――出土工作區長度，取1.5米L3――管節長度，取3米L4――頂鎬長度，取1.2米L5――后背厚度，取1米由于還要調頭頂進，故考慮附加0.3米則L＝0.4+1.5+3++1.2+1+0.3=7.4米故坑長度可設計為7米。（頂鎬和出土工作區重合）L5L4L3L2L1L5L4L3L2L1L因此，頂管工作坑尺寸為：L＊B＝7米*5.85米。2.4、工作坑支護測量定位后，開挖工作坑，當挖至2m以下后，要隨挖工作坑隨支立側墻板撐，并且在板撐外加兩道工字梁（I20工字梁）加固，起固定板撐和抗土側壓力的作用。開挖工作坑時要隨時注意對地下其它管線的保護。2.5、坑下布置2.5.1、頂力計算：經驗公式P＝1.1*n＊Po式中P――最大頂力；Po――頂進管子的全部自重N――土壤系數Po=管自重*最大頂進距離=1.77*54=95.4噸（φ1050）N=3.5P=3.5*95.4*1.1=367.3噸（φ1050）即后背土所承受的壓力將為368噸、472噸。后背為砂性土,經查表,允許承載力[R]=20噸/平米則受力面積S=總壓力P/允許承載力[R]=368/20=18.4平米（φ880）而頂坑（φ1050）后背為5m*4m=20平米,材料選用15cm*15cm截面的方木,下方插入土中1米,外露3米,密撐。方木與頂鎬之間加墊兩塊400＊1200接觸面積的立鐵，以使后背受力均勻分布。經驗算，S＝20平米＞[S]＝18.4平米，頂坑（φ1050）設計滿足頂力要求。后背土壁后背土壁方木立鐵頂鎬頂鎬立鐵頂鎬橫鐵頂鎬2.5.2、導軌間距計算：導軌采用重軌，H＝152mm，1050管外徑為1250mm，設計管外皮離地面為30mm。AB＝OB＊OB－OA＊OAOB＝R＝1250／2＝625mm（φ1050）OA＝R＋30－H＝625＋30－152＝503mm（φ1050）AB＝625＊625－503＊503＝370.9mm（φ1050） L＝2＊AB＝741.8mm（φ1050）經計算，導軌間距為741.8mm（φ1050）。OOLABHR30mm2.5.3、后背a.后背設置在能夠滿足負荷的土基上，采用人工基本削平，并使壁面與管道頂進方向垂直，如不能滿足要求，則采取澆筑加固混凝土等措施。b.后背選用型鋼或方木，型鋼或方木各放一層，型鋼不能小于25，方木不能小于15cm×15cm，碼放好后立放σ＝30KN/m2鋼板一塊，面積不小于3m2，并用橫鐵擠牢穩固。c.檢查后背是否有空隙、可能產生的變形回彈，防止發生的措施為對后背加以錨固或填充。2.5.4、頂進設備a.頂鎬安放在固定導軌上，必須栓固或錨固，以防不同心產生側滑、頂力跑偏等，并隨時觀察頂管設備的完好情況。b.頂坑上下均可放置高壓泵油箱控制箱等，原則是有足夠的操作空間和保證安全的空間，設備使用前需檢定合格方可進入現場，油箱回流時需有過濾系統，控制箱必須可靠靈活。c.頂進時為保證混凝土管受力均勻，且不使母材受傷，必須加置護鐵，短距離行程（10m）時可用其他方法代替。d.坑下必須設置安全梯，坑內嚴禁使用易燃、易爆器具，碘燈不準在頂管時使用。2.5.5、坑下平臺a.與頂管垂直方向埋設15×15cm方木，長度為4m，間距為0.8m。b.在方木上穩安鋼導軌，并加以錨固，測量其高度是否符合要求。c.鋼導軌錨固后在兩側外密排σ＝5cm大板作為工作平臺。2.5.6、坑上平臺a.順長向碼放四根地梁（30#工字鋼），中間要求滿足下管的寬度，工字鋼比工作坑長4-5米，并且嵌入土內夯實。外側工字鋼之間應用短鋼管4根（φ100）焊牢。b.工字鋼上碼放15×15cm的方木，并留出下管所需的洞口（≥3.5m），并用扒釘固定。c.在平臺上搭設起重架，材料用4×φ133鋼管，架子高度應滿足下管所需的提升高度，架子頂部的穿心棒應用≥40mm的鋼棍，穿心棒有銷孔并鎖死。架子腳部與方木平臺用扒釘鎖死，必要時可與地梁鎖死或焊接。d.坑口分別在兩側或對角位置設置卷揚機一臺，設1噸～2噸出土卷揚機一臺，坑口預留洞使用翻板或垡板，翻板必須牢固，中間不得有空隙，垡板使用的減速機必須符合安全要求，坑口四周設欄桿，四周要求整潔無雜物。e.為滿足上管出土的作業要求，坑口平臺比現狀地面高0.5～1.0m，坑口四周設有土埝以防雜物墜落。頂管工作坑平臺示意圖頂管工作坑平臺示意圖2.5.7、油壓控制箱與千斤頂a.油壓控制箱設置在千斤頂附近，與千斤頂配套，油管直順，盡量減小轉角。b.千斤頂固定在支架上，并與管道的中心垂直。c.多臺千斤頂規格相同，如規格不同時其行程應同步，千斤頂的油路必須并聯。d.千斤頂安裝的高程使千斤頂的著力點位于管線端面垂直直徑的1/4左右處。2.5.8、頂鐵a.頂鐵要求無歪斜扭曲現象，安裝必須順直。b.頂進時，頂鐵上方及側面不得站人，并隨時觀察有無異常現象，以防崩鐵。2.5.9、起重設備a.起重設備安裝后，在正式作業前應試吊，吊離地面1米左右時，檢查重物、設備有無異常，確認安全后方可起吊。b.起重設備設專人操作，必須制定并嚴格遵守操作規程。2.5.10、頂進設備安裝依據頂力計算，采用1或2臺320T頂鎬頂進，油壓控制箱宜設置在千斤頂附近，必須與千斤頂配套，油管必須直順、減少轉角。千斤頂固定，并與管道中心線垂直。千斤頂的安裝高度，使千斤頂的著力點在管端面垂直直徑的下1/4左右處。3、頂進首先試頂一根管，經嚴格測量高程及中線合格后，再進行施工。頂進過程中嚴格測量，每頂一鎬測一次高程，兩鎬測一次中線，以確保施工質量。高程測量時可略高于設計1cm左右，以抵消在頂進過程中管道與土摩擦向前帶土而造成的下移。頂進挖土禁止超挖，每次挖進30cm左右，管道上可略多挖1－2cm，以減少頂進時的阻力。管道下方135度范圍內不得超挖，使頂管為吃土頂進。頂管一旦開始，必須晝夜不停連續施工。下管采用卷揚機或電葫蘆進行，出土采用雙向卷揚機進行。如果發現下例任一種情況，應立即停止頂進，待糾正后再正常施工。不得猛糾硬調。a發生塌方或地下物；b后背傾斜或嚴重變形；c頂鐵發生扭曲；d管位中線或高程偏差過大；e頂力較預計大，超過管口承力。每班認真填寫頂管記錄，如實進行交接工作，下一班人員必須復核無誤后，方可施工。4、接口處理4.1、在頂進過程中每頂一根管時，必須在外管縫承插口處安裝一個膠圈，并塞、擠嚴實。4.2、當頂進5－6根管后，視頂力大小安放漲圈，防止錯口。4.3、頂管完畢后，使用1：3水泥砂漿勾內縫。5、觸變泥漿減阻5.1、由于可能會有地下水，土層會成泥狀包住管壁，嚴重影響頂進，使用觸變泥漿是為了減少頂力和防止坍塌。5.2、配制觸變泥漿，要嚴格按照配比進行。5.3、使用觸變泥漿，在管子頂入土內的工作坑壁修建后封閉，防止泥漿從工作坑壁漏出。5.4、頂進距離過長，泥漿壓力下降，在適當部位進行補漿，一般在離灌漿罐15－20米處設第一個補漿孔，隨后補漿孔間距可為30－50米。5.5、在頂管接口處要襯墊麻辮或塑料片等材料，防止接口漏漿。5.6、觸變泥漿拌和要按下列程序進行：a、將定量的水放入攪拌罐內，并取其中一部分水溶化堿。b、在攪拌過程中，將定量的膨潤土徐徐加入攪拌罐內，攪拌均勻。c、將溶化的堿水倒入攪拌罐內，堿水必須在膨潤土攪拌均勻后加入，再攪拌均勻放置12小時后即可使用。5.7、觸變泥漿的配比：膨潤土：水：堿＝1：3.3：0.036、頂管閉水試驗閉水試驗在管道填土前進行，并在管道滿水后浸泡一至二晝夜再進行。閉水試驗的水位為試驗段上游管內頂以上2m，閉水試驗時對接口和管外身進行外觀檢查，以無漏水、無嚴重滲水為合格。滲水的測定時間應不少于30min。閉水試驗允許漏水量，以小于市政管道閉水允許漏水量標準為準。7、頂坑回填7．1、對新施工檢查井周圍回填檢查井周圍采用9%灰土回填，且要確保使用壓實機具進行回填，其工作面寬度不應小于50cm；特殊情況可采用低標號混凝土進行灌注；如有水的情況下，采用級配砂石料而后用水沉的方法進行回填。7.2、基層范圍內檢查井回填①保證基層二灰砂礫施工質量，路床位置處檢查井要用鋼板把檢查井遮蓋。②基層二灰砂礫施工后，采用反挖法長井子，井周50cm內基層深度范圍內用C10混凝土處理。7.3、面層范圍內檢查井回填①在表面層施工前，用C20豆石混凝土穩井蓋。檢查井的高程要求與油面的高程一致，用三米直尺進行十字交叉法控制，符合市政工程質量檢驗評定標準。②層層必須驗收，并且每個檢查井都有回填記錄，作為施工試驗最后進入竣工資料內。8、頂管工程質量通病及預防措施a.質量通病：掏土超挖預防措施：掘進入員必須按如下規定進行挖土：管前允許超前掏挖300mm（砂土，粉砂）至500mm（粘土、亞粘土），管周下135°范圍的土層一般情況不得超過管外皮，管周上225°范圍的土層允許超出管外皮15mm，嚴禁超挖；當穿越建筑物時，管前掏土不得大于100mm，管周上225°范圍不得超出管外皮；開動頂鎬時，管前挖土人員必須全部進入管內；砂礫類土，首節管前加高掘進罩。堅持每頂一鎬，對管道中心及高程校測一次，發現偏差，隨時糾正；對于已經發生的管周超挖，必須在頂進完成后，從管內鉆孔或從地面鉆孔，向超挖空隙處進行壓漿填充，以防地面或建筑物下沉；對于粉砂和砂礫石地層，應進行加固處理后再頂進。b.質量通病：頂進初期，產生中心及標高偏差超標預防措施：項管工作坑后背，必須按設計的最大項力進行強度和穩定性驗算，保證整個后背具有一定的剛度和足夠的強度。后背安裝時，注意原狀土壁面不得擾動，土壁面必須平整，且垂直管道中心軸線。應根據施工環境、材料供應條件、設備條件等選擇適宜的后背形式。可供選擇的后背有原土后背、人工后背（鋼板樁后背及排管后背）、方木后背和管道式后背；導軌可采用鐵軌(輕型或重型鋼軌)、木軌兩種。導軌是頂進中的導向設備，其安裝質量對管道項進質量影響極大。導軌安裝要求反復校測，使導軌中線、高程、軌距、坡度符合設計要求。導軌面應光滑，安裝應牢固。頂進中管節不發生跳動和側向位移。下管后管節與軌面的接觸應成直線，穩定第一節管前后都應檢測導軌的高程、坡度及是否平行，發生問題應糾正后再頂時；導軌基礎形式，取決于工作坑槽底土基的土類、管節重量及有無地下水等條件，可采取土槽木筏基礎，通鋪方木基礎，卵石木筏基礎，和混凝土基礎中的任一種適合上述條件。總體要求導軌在穩放管節后，導軌及枕木不發生任何沉降彎形；頂鎬安裝前要校驗，以確保兩個頂鎬行程一致。頂鎬安裝時，其布置要與管道中軸線相對稱，頂鎬要放平、放安穩。并應進行試運轉和試頂檢驗，表明頂鎬正常后方可進行頂進。頂鎬在管上的著力點應在管全高的下1/4處。頂進中，頂鐵安裝要使著力點通過管壁中心線。雙行縱頂鐵的模數對稱，長度應相等；首節管入土前，應嚴格校對其中心及高程，合格后方可進行頂進。每頂進300mm，即對其中心線和高程校測一次，避免首節管出現中心及高程偏差超標；頂進工作面挖土的方法，必須根據工作面的地質及地下水位高低來決定。c.質量通病：頂進誤差嚴重超標預防措施：必須在頂進中，建立和執行嚴格的校測制度和交接班制度，嚴格控制頂進中心和高程，及時校測、糾偏。