顶管施工工法

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1、顶管施工工法一 顶管施工的应用近年来顶管施工由于其高效性、安全性和经济性已越来越多的被采用，目前其适用范围为80-3500 mm管道。二. 顶管施工的优点1. 由于顶管施工不用开挖地面所以能够穿越公路、河流甚至建筑物下穿 是一种能安全有效的进行环境保护的管道施工方法,对交通和地表情 况影响较小,噪音、粉尘的危害大大降低。2. 顶管施工不用开挖地面,故而被铺设管道的上部土壤未被扰动，管道 的管节端不易产生段差变形，其使用寿命大于开挖法埋管。3. 经济节约，施工成本降低.三. 顶管施工的分类顶管施工按工艺可分为:手掘式顶管、挤压式顶管、土压平衡顶管、泥 水平衡式顶管和挤密土层顶管。四. 顶管的施工

2、工艺1. 顶管的顶力计算顶管的顶力可按下式计算， 也可按当地的经验公式确定:P=fr D 2H+ （2H+D ） tg2（45巾/2） +/r D L+P1 1 1 F式中P-计算的总顶力（kN）r管道所处土层的重力密度（kN/m3）D管道的外径（m）H-管道顶部以上覆盖土层的厚度（m） 巾一管道所处土层的内摩擦角（）一管道单位长度的自重（kN/m）L一管道的计算顶进长度（m）f顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数，若土质为湿砂性土或粘土,一般取 0.20.4，若土质为干土，一般取0.40。 6PF 顶进时，工具管的迎面阻力（kN）,因管前及两侧允许超挖，故取2. 工艺流程图3.操作工艺

3、3。1 工作坑的选择开挖1）.工作坑尽量设在检查井位置，且与接收坑交替布置，这样不仅可以 缩短工期，也可以节约费用。工作坑布置图见图（1。6。2.1）。工作坑开挖 宜采用人工开挖，不宜机械作业，以防扰动坑土质造成塌方。开挖的坡度 由土质决定。工作坑深度大于 5m 时,中间留用 50cm 的土质台阶以缓冲土质 的侧向压力。工作坑支撑形式应根据土质及开挖深度情况确定，支撑应满 足便于运土提吊管件及机具设备的要求.如采用矩形工作坑，则底部宜符合 下列公式要求:B=D1+SL=L1+ L2+ L3+ L4+ L5式中B矩形工作坑的底部宽度（m）；D管道外径（m）;S-操作宽度（m）,可取2.43。2m

4、；L-矩形工作坑的底部长度（m）;工具管长度（m）.当采用管道第一节管为工具管时,钢筋混凝土管不宜小于0。3m;钢管不宜小于0。6m;L2一管节长度（m）;L3-运土工作间长度（m）;L4一千斤顶长度（m ）；L5后 背 墙 的 厚 度 （ m ）。管道轴线工作坑接收坑工作坑接收坑图 1。 6。 2-1 工作坑布置图2）.后背墙的安装： 工作坑后背土壁表面应平整，并与管道轴线垂直；后背墙的面积必须 通过顶力的反作用力及土质的情况来确定,后背墙构造如下：a。贴土壁立码一层15cm20cm的方木，其宽度应不小于所需的受力面积;b. 横放一层 15cm20cm 的方木；c. 立放24根40号工字钢，

5、设在千斤顶作用点位置；d。后背土壁面应与后背墙贴紧,有孔隙时应用砂石料填密实；组装后 背墙的底端应在工作坑底以下，不宜小于50cm。这一规定的目的，是在 增加施工工作量不大的条件下,利用后背墙的抗力与其高度的平方成正比的 规律，以充分发挥其抗力。3.2.设备安装 (见图 1.6。 2-2)1).导轨安装工作坑及后背墙成型后，在槽底安放25cmX 25cm的枕木，枕木顶与 槽底平，使枕木镶在槽底土层中,间距为0。5m，长度3m,枕木的下面浇筑 15cm厚C20砼，以免枕木下沉，在顺管子方向安放两根重型钢质导轨，长 度为5m,导轨与枕木之间应锚固连接，以防滑动。两根导轨之间的轴线应与 管子的轴线重

6、合，导轨的间距为:A=2VD (hc) (hc)式中D=管外径人=钢轨高度c=管外壁与基础间缝隙，一般取68cm2) .千斤顶安装千斤顶宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称,其合力的中心应比 管中心低5的管内径左右的垂直线上；当千斤顶多于一台时，宜取偶数， 且其规格宜相同；当用多台千斤顶时，其油路应并联，每台千斤顶应有进 油、退油的控制系统。3) 。顶铁安装顶铁宜采用铸铁整体浇铸或采用型钢焊接成型。安装顶铁时，应首先 检查顶铁与顶铁之间的接触面。如有泥土或油污等,应擦试干净,防止接触不 良，相互滑动。安装后，顶铁必须与管道的轴线平行，使千斤顶轴线顶铁 轴线和管道的轴线相互平行；更换顶铁时，应

7、先使用长度大的顶铁,顶铁拼 装后应锁定;顶铁与管口之间应采用缓冲材料,一般可采用油毡或胶合板。4) .架设起吊设备龙门架安装要牢固、安全，基座应采用 50cmX50cmX80cm 的现浇混凝土结构，龙门架的两侧必须用钢丝绳做拉锚固定，上部搭设帆布蓬，以 在雨天作业。混凝土官；2-环形顶铁；3-弧形顶铁；4-枕木；5-导轨；6-主顶油缸；7- 主顶油缸架；8-测量系统；9-砼底座；10-后靠背；11-后座墙；12-工作井。图 1.6.2-2 顶官坑内设备布置图3。3.吊官 正式作业前应试吊，吊离地面 10cm 左右时,检查重物捆扎情况和制动 性能，确认安全后方可起吊；下官时工作坑内严禁站人,当官

8、节距导轨小于 50cm 时，操作人员方可近前工作；严禁超负荷工作。3.4。顶进1).挖土 本工艺采用手工掘进顶官法.工具官接触土层后，应自上而下分层挖土 挖出的土方用专用手推车运出,工具官迎面的超挖量如土质良好，可超出官 端40cm50cm;管顶以上的超挖量不得超过1.5cm。管下部135范围内不得 超挖;超挖示意图(见图 1。6。2-3):1).顶进 顶进开始时，应缓慢进行，待各部位密合后,再按正常顶进速度进行； 顶进中若发现油压突然增高，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可 继续顶进。顶管要连续进行,不能停滞不前，随挖随运随顶.尽量减少停歇时 间,以免造成管上方土质塌方及水位上涨造成顶力

9、增大。当顶管单元段计算 顶力较大时，可采取管外壁润滑等措施以减小阻力.a最大超挖量 b允许超挖范围图 1。6。2-3 管上方超挖示意图2）。测量及纠偏顶进过程中，开始每顶30cm50cm;测量高程和轴线不少于1次；管道 顶入土层后正常顶进时，每顶进100cm,不少于1次；开始顶进510m的范 围内，允许偏差应为轴线位置3mm,高程0+3mm,测量记录应完整、清 晰，当超过允许偏差时，必须及时纠正；如偏差在12cm左右，可采用超 挖纠偏法,即在管子偏向的反侧适当超挖,使管子在顶进中向阻力小的超挖 侧偏向,逐渐回到实际位置。如偏差较大，宜采用顶木纠偏法，即用方木的 一端顶在管子偏向的另一侧内管壁上

10、,另一端斜撑在垫有钢板或木板的管前 土壤上，顶牢固后，即可顶进，在顶进中配合超挖纠偏法，边顶边支。3.5.顶管的接口：接管前，在两管的接口处均匀加衬3cm粗的防水油麻，油麻置于管外 缝外侧面12cm处，油麻顶紧后能起到均布顶力和保护管节，防止地下水 渗入管内的作用，顶完后，拆除临时连接的内胀圈,用石棉水泥做内勾缝。3.6。检查井砌筑： 顶管单元段质量验收合格后，及时进行检查井的砌筑。3。7.支撑的拆除：拆除支撑前，应对沟槽两侧的建筑物和槽壁进行安全检查，并应制定 拆除支撑的实施细则和安全措施.支撑的拆除应与回填土的填筑高度配合进 行，且在拆除后应及时回填。3.8闭水试验：闭水试验前做好堵头.闭水试验段水位至上游管道内顶以上2m。如上游 管内顶到检查口的高度小于 2m 时,闭水试验水位可至井口为止.闭水试验在 管道灌满水后经24小时后再进行，对渗水量的测定时间不小于30min。试验 频率为D$700 mm的管段，每3个井段抽检1段，D700 mm的管段，每 个井段检验。