顶管施工的优点

2024-07-26

顶管施工的优点（精选8篇）

1.顶管施工的优点篇一

南灰粪港雨、污水改道工程—张纲河西侧污水改道工程

污水管道顶管工程

专项施工方案

编制人：

审核人：审批人：

扬州市通达建设发展有限公司

一、工程概况

本工程为江都区南灰粪港雨、污水改道工程—张纲河西侧污水改道工程，位于江都区南区，舜天路和沪陕高速之间；主要将沪陕高速南侧的污水管道与江都南区污水管网连通。

本次顶管管径为DN1200mm钢筋砼管，全长370米，管道埋深4.8米左右。该工程所处土层均为粉土层。地下水丰富具承压性，易形成流沙。工作井、接收井施工过程中，因该段污水管道在张纲河西侧岸边，地下水十分丰富，且张纲河水不断渗透，现采用深井降水制作污水井。每井位4座深井，井深约18米。因管道处于流砂层位置,所以顶管施工采用土压平衡施工工艺。

二、深井井点降水方案

1、施工准备

1、材料：

无砂混凝土管(滤管)、滤网、3-8mm砂砾混合料、潜水钻机、泥浆泵、清水泵、潜水泵等。

2、作业条件：

(1)现场三通一平已完成。

(2)地质勘测资料齐全，根据地下水位埋深、土层分布和基坑放坡系数，确定井点位置、数量和降水深度。

（3）依据现场情况及施工要求，设置八口深井降水，深井井眼布置见附图。

2、工艺流程井点测量定位——挖井口——安护筒钻机就位一钻孔——回填井底砂垫层——吊放井管——回填井管与孔壁间的砾石过滤层——洗井——井管内下设水泵、安装抽水控制电路——试抽水降水井正常工作——降水完毕拔井管——封井

3、操作要点

1、定位：根据设计的井位及现场实际情况，准确定出各井位置，并做好标记。

2、采用潜水钻机。孔径一般为400～800mm，用泥浆护壁，孔口设置护筒，以防孔口塌方，并在一侧设排泥沟、泥浆坑。

3、成孔后立即清孔，并安装井管。井管下入后，井管的滤管部分应放置在含水层的适当范围内，并在井管与孔壁间填充砾石滤料。

4、安装水泵前，用压缩空气洗井法清洗滤井，冲除尘渣，直到井管内排出的水由浑变清，达到正常出水量为止。

5、水泵安装后，对水泵本身和控制系统作一次全面细致的检查，合格后进行试抽水，满足要求后转入正常工作。

6、观测井中地下水位变化，作好详细记录。

管井剖面图

4、质量要求

1、基坑周围深井井点一共设八口井，同时抽水，使水位差控制在要求限度内。

2、井管安放应力求垂直并位于井孔中间，井管顶部应比自然地面高O.5m。

3、井管与土壁之间填充的滤料应一次完成，从井底填到井口下1.Om左右，上部采用不含砂石的粘土封口。

4、每台水泵应配置一个控制开关，主电源线路要沿深井排水管路设置。

5、大口井成孔直径，必须大于滤管外径30cm以上，确保滤管外围的过滤层厚度。

6、滤管在井孔中位置偏移不得大于滤管壁厚。

5、安全要求

1、施工现场应采用两路供电线路或配备发电设备，正式抽水后干线不得停电停泵。

2、定期检查电缆密封的可靠性，以防磨损后水沿电缆芯渗入电机内，影响正常运转。

3、遵守安全用电规定，严禁带电作业。

4、降水期间，必须24小时有专职电工值班，持证操作。

5、潜水泵电缆不得有接头、破损，以防漏电。

6、环保措施

1、施工期间对噪声进行监测，不允许形成噪声污染。

2、做好井点降水出水的处理与综合利用，保护环境节约用水。

三、工作坑施工

顶管工作井下部为钢筋砼井沉井，上部采用砖砌护壁墙体。1.1施工工艺流程

1.2沉井主要施工方法 1.2.1基坑开挖

为保证沉井制作均匀下沉，先将井区范围的障碍物与表层土挖出。考虑沉井整体的安全性，基坑开挖深度暂设定为3.0米～4.0米。基坑的开挖范围比沉井外壁尺寸大1.6米左右，边坡取值1:0.67,在基坑四周挖设排水沟，在对角基坑四周设置集水坑并配备水泵，以便及时排除坑内积水和周围来水。1.2.1.1开挖施工方法

1）分段开挖，合理确定开挖顺序和分层开挖深度，当接近地下水时，先开挖最低处土方，以便在最低处排水，并在基坑内设置一临时集水坑，配泵排水；

2）开挖人员每3×1.2米范围布置一个，在开挖过程中应注意保证开挖面完整；

3）每阶段不得超挖，基坑底遇有不易清除的大块石，则将其凿除； 1.2.1.2开挖施工注意事项

1）开工之前，考虑有效地排除施工场地雨水地方案； 2）作好临时防雨设施地储备；

3）排水用泵地工作状态良好，排水系统畅通； 4）检查加固临时电路，电线距地面高度在3米以上；

5）开挖土应尽快运出场外，除特殊情况外，一般不在基坑边堆放弃土； 2.2沉井下沉

井内人工挖土,外壁压载,沉井下沉。2.2.1下沉注意事项

1）沉井下沉时，井内除土应先从中间开始，均匀、对称地逐步向四边处分层取土，使沉井均匀下沉，防止偏斜，特别是下沉初期，沉井入土较浅，上层对沉井的平衡稳定作用差，容易产生偏斜，尤应注意。在挖土下沉过程中，不应偏除土，避免沉井发生偏斜。

为防止沉井下沉时产生较大的偏斜，根据土质情况、入土深度等，控制井内除土深度。此时应注意，沉井过程中应严格控制每次挖土下沉的深度，以保证沉井平稳、均匀下沉。

2）下沉中随时掌握土层变化情况，分析和检验土壤阻力与沉井重量的关系，控制其除土部位及除土量，使沉井平衡地下沉。

3）下沉过程中，应做好标高、下沉量、倾斜和位移的测量工作、随时注意纠正沉井的偏斜。

4）沉井下沉至设计标高以上2m前，控制井内除土量，注意调平沉井，防止因挖土量过大及挖土不均，而使沉井突然大量下沉并产生较大的偏斜，增加准确下沉至设计标高的困难。

5）在工作井沉井开始下沉前，在其周围构筑物及地面设置一定数量的沉降、位移观察点，随时观测沉井周围地面的塌陷、开裂情况和构筑物沉陷、位移的情况，以便迅速采取措施，确保附近设施的安全。2.4.2施工偏差的处理

在沉井下沉过程中一定要加强控制，确保沉井准确下沉到位，并且要制定尽可能详细的处理措施，为施工过程中可能出现的问题做好准备工作。2.2.3倾斜处理

沉井下沉过程中倾斜率要控制在1/150～1/200，超过1/200时就要进行纠偏，纠偏方法是在倾斜的相反一侧井壁底偏除土，在并壁外侧射水冲刷，井顶加大水平荷载予以纠偏。2.2.4井壁外障碍物的处理

沉井下沉发现障碍物，应立即停止下沉，根据障碍物的性质、大小、位置等情况决定处理办法。井壁下如遇较小的孤石，可将四周土掏空后取出；较大孤石，可用风动工具破成小块后取出。2.5沉井封底

沉井下沉至设计标高后进行封底。1）基底面应尽量整平；

2）清除浮泥，防止封底砼和基底间渗入杂土； 3）井壁与封底砼接触面处的泥污应予清除； 4）用块石回填锅底超挖部分； 5）用碎石、粗砂找平。2.3.1底板砼浇筑

封底垫层砼达到设计强度后，方可抽排沉井内积水，以防封底砼承受下部水压而遭受破坏。井内水抽干后即可进行底板砼浇筑。钢筋绑扎按设计图纸进行，砼浇入后，用插入式振捣器振捣密实，再用平板振捣器提浆初平，最后人工找平，收面。2.4砖砌护壁施工

沉井底板砼达到强度后,拆除外围井点降水管,上部砌筑砖护壁至地面标高,而后对井壁四周进行回填。2.5接收井施工

接收井采用钢板桩围护.在顶管机头临近接收坑位置时,开挖土方打设钢板桩,同时进行井点降水,机头从接收坑中取出后进行检查窨井的砌筑。

四、顶管施工 3.1顶管工艺选择

根据地质报告及设计图纸,管道所处位置为流砂层,因为整个管线埋深较深,平均埋深达到4.8米左右,且地下水位较高,承压水易形成流砂,现行的简易顶管施工工艺(俗称土顶法),无法在流砂层中施工,且施工质量得不到保障,我单位从工期和经济双方面作以比较,决定采用土压平衡施工工艺进行施工。

1）构造：工具管是顶管的关键机具，其主要作用为：掘进、防坍、出泥、导向。根据工程的特点和地质情况，本工程选用挤压式工具管。工具管分前后两段，前后段之间安装纠偏油缸。工具管最前端是压力舱，承受水压力、土压力；压力舱后部为操作舱。工具管的后段与跟进管段连结。

2）原理：随着工具管的顶进，开挖面切削下来的泥土进入压力舱，由于土体挤进工具管内，工具管内锥体喇叭入口，对土体有约束作用，保持可控面土体的稳定，地层损失小。

3）安装：顶管出洞前，将工具管吊入工作井内，安放在导轨上，后端放入分压环，启动主顶油缸、慢慢向前推动，工具管前方进入橡胶密封圈，接触到钢封门为止。

4）设备使用：正常顶管时，顶管机及管道内的操作由管内操作者完成。每段顶进开始后则应连续工作，当进行设备保养维修而暂停顶管施工时，必须采取措施确保开挖面的稳定。顶进时管道内采用低压照明和管道风机通风，并保持管道内的清洁。3.2顶管设备选型

设备质量优良可靠,操作放便,工作效率高。

设备的能力要留有充分富余，即使用时的保险系数要大。3.3管节

顶管施工采用由专业厂家生产的“F”顶管专用管节。3.4顶管设备安装

井下设备安装包括出洞口安装、导轨安装、千斤顶安装、后背墙安装及顶管机井下就位等，其中出洞口安装在“顶管出洞”作介绍。3.4.1导轨安装

导轨用型钢和P38以上钢轨制作，钢轨焊于型钢上，型钢用螺栓紧固于钢横梁上，以便装拆。钢横梁置于工作井底板上，并与底板上的预埋铁板焊接，使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的、牢固的整体。

导轨安装在顶管中至关重要，其安装精度甚至决定管道是否可顶好，故须达到如下要求：

1)两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致 2)导轨轴线偏差≤3mm；顶面高差0～＋3mm；两轨间距±2mm。3.4.2千斤顶安装

主顶站千斤顶选用2台，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底的横梁上，千斤顶着力点应在与均布顶管圆周上，即与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道圆心上。每个千斤顶的纵线坡度应与管道设计坡度一致。3.4.3后背墙安装

后背墙用20号工字钢焊成一堵墙，为顶管的反力提供一个垂直的受力面，正面焊一块2cm厚钢板，使各工字钢受力更均匀。工字钢墙的空隙中灌满自密砼，形成一道由厚钢板、工字钢和砼组成的、牢固的、刚度很大的复合后背墙，承受千斤顶传来的顶进反力。后背墙安装无误后，在后背墙与井壁间浇筑30cm厚砼后背，并垫一层5cm厚的木板，以使井壁受力均匀。3.4.4顶管机下井

井下设备安装完后，用经保养、检查、调试好的顶管机吊下工作井，置于涂满润滑黄油的导轨上。因导轨安装精度是严格控制的，故顶管机座上导轨就已准确定位。

井下设备和顶管机安装完毕后，启动油泵，伸缩千斤顶，检查千斤顶与后背墙的配合，顶管机与出口器及分压环的间隙等。准确无误后即可开始出洞顶进。

3.5顶管流程3.6顶管主要施工方法 3.6.1顶管出洞

顶管出洞是指顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口进入土中，开始正常顶管前的过程，是顶管中的关键工序，也是容易发生事故的工序。

顶管机头在井内管床就位，调试完毕，作好出洞的一切准备后，便可破除顶头前方障碍物，将机头穿进橡胶密封圈顶入土中，同时在机头与洞口的缝隙中注满膨润土泥浆，以润滑管道，支护土体。并且在工作井制作到位后，在顶管出洞口侧进行压密注浆，以起到部分止水作用和防止顶管出洞洞口土体坍塌作用。出洞操作速度要快，以防出洞口外土体坍塌。

为防止管线出现偏斜，应采取以下几点措施：

1）工具管要严格调零，将工具管调整成一条直线，此时仪表所映的角度应该为零，调零后将纠偏油缸锁住。

2）防止工具管出洞后下跌，工具管出洞后，由于支撑面较小，工具管易出现下跌，为此须在工具管下的井壁上加设支撑，同时将工具管与前几节管之间连接，加强整体性。

3）注意测量与纠偏。工具管出洞后，发现下跌时立即采取主顶油缸进行纠偏。

4）工具管出洞前，可预先设定一个初始角（不大于+5＇），以弥补工具管下跌。

顶管出洞对操作者要求也很高，这是因为出洞时顶管机未被土体包裹，处自由状态，而使顶头出洞的主千斤顶顶力是巨大的，因此，控制操作哪怕出现少量不均匀或土质不均匀，使各千斤顶的行程不等，也足以使顶头和第一节管子偏离设计轴线。此时的土体难以对机头产生较大反力，难以对机头起到导向约束作用，故此时产生的偏差很难纠正，甚至是纠不过来的。因此，出洞顶进时一定要十分小心，用激光经纬仪随时测量监控，保证顶头和第一节管子位置正确。3.6.2膨润土泥浆护壁

膨润土泥浆具有良好的触变性与润滑性，将其压到管外壁，包裹住管子，以便减小管外壁与土壤间的摩阻力，并可起到支撑作用，防止土体坍塌。因本工程在砂土层中顶管，摩阻力较大，在压注膨润土泥浆的同时，当顶距大于130米时须增设一套中继站，以减轻砼管所承受的顶力。

注浆孔应合理分布，机头及其后面4节管每节都设有注浆孔，使泥浆及时填充管壁与土间的全部空隙，其后逐步过渡到每2节管设一节带有注浆孔的管节，及时补浆，使全线管壁都包裹在泥浆套中。

顶力在控制值之内十分重要。若顶力过大，会带来一系列问题，各方面的控制都会困难，故膨润土泥浆压浆绝不可轻视。3.6.3顶管测量控制

1）测量控制网及井下测量平台的建立。

根据业主提供的测量控制点及整个工程的控制网，在井周围布设一个高精度的控制网，用以测放、检查和修正工作井井区和井下的测量点，如轴线点、井下的测量起始点和后视点等。

测量平台置于井下顶管轴线上，靠近后靠背处，通过控制网将顶管测量起始点测放其上，并在井中布设2～3个稳固的后视点，以便互相校核。起始点对顶管测量精度至关重要，故井下测量平台要单独设置，不与管道、设备、后靠背接触，不受顶管操作的影响，以保持其稳定性。

2）顶管轴线与标高控制

本工程顶管测量距离为100m，按直线顶管测量方法，顶管方向与高程控制可直接用置于井下测量平台起始点上的激光经纬仪对顶管机上方的光靶即可。激光经纬仪发射的激光束偏离光靶中心的距离，即顶管的偏差值，但方向相反。为消除顶管机旋转而偏差值的显示误差，光靶设计为可调式，使其始终在顶管机的垂直中心线上。标高采用支水准线路控制。

3）顶管测量注意事项：

由于顶管的部分操作在工作井内进行，顶管过程中起始点和后视点发生位移是完全可能的，故每周均需对其进行检查校核，发现偏移过大需查明原因并及时修正。

地面测量控制网上的部分点在顶管轴线上或工作井附近，可能因地面沉降等原因而移动，故也需不定期进行校核检查。

顶管测量计算全部用自编程序在计算机上计算、分析，速度快，精度高。本公司在此应用方面积累了较丰富的实践经验。

每段顶完后，应重新进行一次管道的中心和高程的测量，每个接口一点，错口处测两点。3.7顶管常见问题 3.7.1纠偏

纠偏是指工具管偏离设计轴线后，利用工具管内的纠偏机构（纠偏油缸）改变管端方向，减小管线偏差的过程。

纠偏必须遵循以下规律。1）纠偏应在顶进过程中进行，静态的纠偏会对管线产生不利的影响。2）纠偏角度不能过大。

3）第一段管节质量要好，因为第一段管节在纠偏过程中承受多次反复应力，易损坏管节。

4）第一段管节不宜过长，管段越短越有利，管段过长会影响纠偏的灵敏度，一般不宜超过2.0米。

5）纠偏过程中，要在网格底上绘制工具管的测点轨迹，推算出其行进轨迹，根据行进轨迹及时调整纠偏角度，避免纠偏过大产生过度弯曲。

6）及时了解工具管穿越的土层，特别是软土层，不均匀土层的土质情况。3.7.2纠扭

顶进过程中常常遇到管道扭转，这对管道出泥、电机安装等有较大影响，因此须加强控制，避免扭转角度过大。

1）预防措施

a、纠偏时，注意纠偏油缸不要对管节形成扭矩。

b、稳定主顶油缸后座。主顶油缸后座不稳易使主顶油缸在工作时方向变化，产生扭转角。

C、管道内安装的设备应对称布置，避免布置在同一侧。2）纠扭措施

纠正管节扭转的有效方法为压重纠扭，即在管道单边压重，使管道在相反方向扭转。3.7.3导轨偏移

基坑导轨在顶管施工过程中产生左右或高低偏移。防治措施：

1）对导轨进行加固或更换。

2）把偏移的导轨校正过来，并用牢固的支撑把它固定。3）垫木应用硬木或用型钢、钢板，必要时可焊牢。4）对工作底板进行加固。

五、顶管施工防护措施

由于本工程施工位于城区主干道，在该地段施工尤其应注意维护现有设施的正常使用，并保护现有构筑物不被破坏，维护城市形象，故在施工时应编制详细的保护措施方案。4.1管理措施

1）详细阅读、熟悉掌握设计、建设单位提供的图纸资料，并在施工前召开各有关主管部门配合协调会议，进一步搜集资料。在此基础上，对影响在施工范围那的公用管线和上部构筑物设置监测点，核对清楚实际情况，作好记录，上交有关部门签字确认，由建设单位见证。

2）在编制施工方案时，把保护公用管线和地面构筑物作为设计主要内容之一。

3）工程施工前，向有关单位提出监护书面申请，办妥相关手续。4）工程实施前，把施工现场详细情况向现场施工技术负责人、工地主管、班组长直至没一位操作工人做层层交底，建立保护责任制，明确各级人员职责。

5）工程实施前，落实保护组织措施，委派专职人员负责监护和保护工作，各工段、施工队和班组设兼职保护负责人，组成监护体系，严格按照经公司审定的施工方案和有关单位认定的保护措施实施，并设置必要的安全标志牌。

6）工程实施前组织对参与施工的所有人员进行“保护公用管线和构筑物的重要性和破坏的危害性”教育。

7）工程实施前，对在施工范围内的公用管线和构筑物设置沉降观测点，工程实施时，连续观测沉降量，及时向建设单位和有关单位提供观测点布置与沉降观测资料。

8）成立由建设单位、各相关部门和施工单位的有关人员参加的保护领导小组，定期开展活动，检查保护措施的实施情况及保护措施的可靠性，研究施工中出现的新情况、新问题，及时采取措施完善保护方案。

9）工程实施时，严格按照施工组织设计和保护措施的要求进行，各级负责人深入现场监护，督促操作人员遵守操作规程，制止违章操作、违章指挥和违章施工。

10）施工过程中发现实际情况与交底内容、样洞资料不符等异常情况时，立即通知相关部门和建设单位到场研究，商议补救措施，在未作出统一结论前，不擅自处理或继续施工。

11）施工过程中对可能发生的情况制定应急措施，配备好抢救器材，以便在管线出现险兆时及时抢修，作到防患于未然。

12）严格执行施工规程，杜绝任何破坏。4.2技术措施

1）顶管施工措施

a、顶管施工应按照先将土体挤入，再逐步取土方式施工，保证顶头内土压力与外部土压、水压达到平衡，避免地面沉降。b、顶管的触变泥浆具有两种作用，一种是润滑作用，另一种是支撑作用，不使土体坍塌。因此，管道顶进时，应及时注入触变泥浆，并确保注入压力。

c、考虑顶管轴线距离河边30m左右，且长江水位高于管底标高3m左右，施工时，预防管涌，在机头处设立封门，同时在沉井内设立几台大功率水泵，保证水位不能快速上涨，及时排除明水。

d、顶管可能有沼气，顶管中准备防毒措施，进入顶管施工人员戴防毒面具，同时井区用空压机往管道内通风，同时管道内严禁火种，使用防爆器具。

e、严格控制排土是与推进速度之间的关系，并且控制好机头前的土压力，务必使它小于顶管机前头的被动土压力。

f、控制好尺进与出土量之间的关系，做到不超挖。

g、顶管施工结束后，采用嵌缝膏对已有管节接缝进行勾缝处理，从而保证无渗漏现象发生。

2）测量监测措施 a、测点布置

在顶管轴线左右15米范围内，设置沉降观测点。b、监测方法

采用两台水准仪、一台经纬仪进行静态连续监测位移及沉降。c、数据采集及处理方案

数据采集采用人工记录方式，并需多人观测记录。数据用软件处理，做到数据清晰、分析合理、及时准确。d、减少测量误差的措施对测量仪器进行定时检查。观测时须多人进行观测，确保观测值准确。采用模型改正法减小误差。连续长时段进行观测。e、监测仪器保护措施设立醒目标志和护栏。

做好设备的防水、防潮、防雷电工作。做好测量设施的防风、防晒工作。

六、工程质量保证措施 5.1质量控制管理

1）建立完善的质量保证体系，切实开展全面质量管理，强化全员质量意识。

2）建立健全和严格执行各种质量管理制度

（1）认真执行工前技术交底制。开工前必须向全体施工人员进行设计意图、技术标准、施工方法、施工中的注意事项交底。并进行专项技术培训，使全体施工人员质量目标明确，标准清楚，施工方法得当，工艺操作符合要求。

（2）认真实施工前查交底，工中检查指导，工后查总结评比的施工质量评测措施。

3）认真执行各种行之有效的技术管理制度

认真审核设计文件，领会设计意图，严格按设计文件、施工规范及验标要求施工，把好质量关。

4）原材料、成品和半成品现场验收制度对原材料、成品及半成品要由质检工程师组织质量、技术、物资部门及施工队的有关人员进行验收，确保各单项材料的性能符合技术要求，各种混合材料使用按设计规定的配合比进行。

5）检测仪器设备的校验标定制度

各种检测仪器、仪表均按照计量法的规定进行定期或不定期的校验标定。工地设专人负责计量工作，设立帐卡档案，监督和检查。检测仪器设备由工地实验室指定专人送检和管理。

6）组织技术人员对工程进行详细全面的调查研究，编制好实施性施工组织设计，对本工程在人力物力、时间和空间、技术和组织做出一个更加全面合理的安排，以保证按照规定的工期、质量、安全优质地完成施工任务。5.2顶管施工过程质量控制

1）在进洞前必须先刷好洞口处理，做好工作井排水系统，将水引出工作井以外。

2）积极推行顶管技术，施工技术负责人应根据土质情况调整施工技术参数，作业人员未经批准不得随意进行操作，以免造成达不到规定循环进度及超挖或欠挖。

3）必须按设计规定和施工规范进行操作，以免造成整体性差，接头处不平整，顶管橡胶止水圈渗漏等诸多病害。

4）顶管严格控制出渣量与顶进速度的关系，力求顶头推进压力与开挖面压力平衡。

5）严格控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量纠的施工方法。6）严格控制管道接口的密封质量，防止渗漏。7）按设计要求配制泥浆，并采取同步注浆的方法，及时足量地注入泥浆。8）顶进施工前，对顶进设备应进行认真的检修保养，保证顶管连续进行。9）严格执行管节和各种材料的验收制度。

10）管节的运输、装卸、安放过程中，应做到吊点准确，轻装轻卸，以防破坏防腐层，造成管节碰伤。

11）定期检查记录，出现问题及时解决。

七、施工安全措施 6.1顶管施工安全措施

1）落实各项安全管理制度、建立完善安全生产保证体系

由于管道内施工条件较差，工人常在振动、噪声、地下水、有害气体等不良环境中从事繁重体力劳动，加之顶管施工工艺操作要求高，组织施工时，更需做到文明施工和科学管理，从工程管理、规章制度、纪律教育、安全培训、机械设备的使用与保养等各个方面，建立安全施工责任制，抓好纪律教育、技术培训，不断提高各级施工人员的素质，同时采取奖惩制度，并创造安全、卫生、无害的劳动条件，严格按规定的工序、工艺施工，确保工程安全。按安全生产保证体系框图的规定，各负其责、各司其职，从思想、组织、检查、经济四个方面作好安全保证工作。

2）加强施工现场管理、重视目测观察

目测观察既省事作用又很大，对于开挖后未支护的土质情况，观察内容为土体的土质和分布，接触面填充物的性质、状态，涌水量和涌水压力，管道道顶部、侧部的稳定状态等。

目测观察中应特别注意土质危险性较大引起塌方事故和渗漏涌水象征时，应停止开挖工作，及时采取安全措施，消除隐患后才准作业。6.2工作井施工安全措施

1）距井外缘15cm处，安临时双横杆护栏，护栏长17.0m，高1.5m。2）井口出车平台应用木板或钢板铺设，安装牢固不留孔缝。

3）在粘土、杂填土及砂、卵砾石层开挖时，只准用手镐、铲或风镐进行，施工队技术负责人必须作好沉井刃脚及砼墙的保护工作，并拟定安全措施，报项目总工批准后执行。

4）掘进施工过程中，必须及时清除井壁碴石和无关悬吊物。5）沉井下沉每段的开挖高度不得超过2.0m。

2.顶管施工的优点篇二

关键词：顶管,施工,质量控制

顶管工程是一门综合地质学、机械、冶金、电子技术等多门学科的综合性土建工程, 我处已负责多个交叉口的顶管施工管理工作, 现结合自己的工作经验, 就顶管施工过程的质量控制问题与各位同事探讨交流, 希望对各位以后的工作会有所帮助。

1 顶管方案选定

1.1 现场调查

测量定位后进行现场调查工作。

1) 调查周围民众与现场的距离, 确定防噪音方案;

2) 在施工场地周围搭建彩钢瓦, 将施工场所封闭起来, 另外考虑在交叉口设立安全标识以及交通导向牌;

3) 调查附近的排水系统, 设计好排泥水线路, 必要时施工临时排水管道;

4) 调查施工场地地下的煤气、电力、通讯、供水等管线, 并现场标示出来, 需要迁移管线的, 及时与有关部门联系;

5) 观察场地周围上空是否有架空的管线, 影响到顶管设备的吊装;

6) 调查雨污水管道、箱涵等埋设较深的市政地下构筑物;

7) 调查顶进路线地面上以前是否拆除过旧有的建筑物或地下构筑物, 是不是有一些废弃临时设备及支架基础等等。

1.2 前期技术准备

这个阶段主要重点在于地质情况的摸查及设备的选型。

一般而言, 设备一下井, 工程的成败顺利与否就已经基本定下来了, 施工方可以要求业主及设计方提供详细的地质勘察报告, 了解地下水的状况及变化规律;如果有砂层则要搞清含砂量多少、砂的细度情况及级配关系, 岩层则要搞清楚是否有裂隙发育;如果是风化岩层则要搞清是强风化、中风化还是弱风化, 其抗压强度及抗剪强度多少等等。

根据土质情况参数可以选择采用的机头形式, 首先从设备厂家处了解到该机头适用的土层范围及该设备的特性和优缺点, 我们要依靠对设备和土层的认识形成自己的判断, 总的来说, 有地下水及流砂的情况一般不采用前端开敝式的工具头而要采用机械顶管。

一般来说刀头的转动方式、刀架的设计形式、刀具的布置、采用的驱动形式, 刀具的稀有金属的掺量及加工精度等等因素决定其能对付的土层强度有多大。分段式结构的机头的具体机械尺寸, 重心以及重量影响到机头是否在软弱土层中顺利顶进而不会下沉, 机头是否外套筒内切削方式还是全断面的切削形式决定着顶进的顶力大小, 机头超挖刀的设置是否与相应土层的情况相适应, 建议根据工程实际情况选择机头。

1.3 施工组织设计

严格按照设计院设计的图纸进行顶管施工, 并制定各个操作过程的施工组织计划以及工期计划, 如:安排设备进场及调试等, 变更时应及时与设计院及甲方联系。

2 过程技术管理

2.1 工作井及接收井

采用人工挖孔护壁方法制作工作井时, 注意地面上的倒“L”型的地面圈梁的施工。根据以往的施工经验, 在井壁四周打入横向钢筋以稳定护壁和土体, 钢筋最好搭接绑扎10cm以上。最好每上下圈搭接时一定数量的钢筋电焊连接, 上下圈护壁也搭接10cm。水下封底时, 基坑深度尽量避设计深度预留10cm的空间。为加快施工进度可以加入一定数量的早强剂或者采用高强混凝土。对于流沙地层每圈开挖深度减短至40cm~50cm左右, 还要准备一定数量的稻草作为处理措施。

对于沉井方法来说, 由于采用小型沉井, 其自重不大, 且没有设置外壁润滑及设置外壁的高压水冲孔等措施, 容易发生下沉艰难或者下沉不均匀的情况, 往往要采取压重等方法进行处理, 且其工期较长, 在工期较紧的情况下不宜采用, 但是该方法相对比较来说还是安全的。

以下方面应注意控制:

1) 工作井及接收井的坐标点最好采用坐标控制, 避免误差;

2) 钢筋绑扎好后验收钢筋和模板, 尤其注意其横向钢筋的间距和数量;

3) 上层护壁的未初凝之前, 不宜进行下圈的开挖;

4) 支护结构有漏水现象时, 注意加强观察水流量的变化及含砂情况;

5) 采用拉森桩支护时, 如有漏水一定要先处理好漏水再向下挖土;

6) 在进行基坑作业时, 必须密切注意周围土层的变化情况;

7) 每圈护壁最好做试块便于以后分析。

2.2 顶进前的准备

机械设备进场后机头下井前, 提议检查下面工作, 在开顶前邀请相关单位负责人到现场。

1) 施工单位进行相关项目检查;

2) 按照预先提出的技术要求, 现场验收管材;

3) 顶多1-2个用于机头和管尾连接的端面密封胶垫;

4) 复核井两边定位钉, 并采取有效措施保护;

5) 井内壁标高复核点并定出洞口的横竖轴线并标示在井壁上;

6) 安装密封圈, 并于空隙中浇注砼或者止水化学浆液;

7) 机架定位调整后于后背浇注砼, 注意必须初凝;

8) 清理洞口的麻袋、沙包、沥青纸及封洞口砖石等;

9) 周围护栏设置并检查是否牢固, 垂直交通梯的保护措施等;

10) 电器设备保护措施及各安全警示牌的挂设;

11) 发电机打地级调试, 各泥水设备系统包括泥水分离器等调试;

12) 机头在地面运转调试并调整相关参数和指标;

13) 准备相应规格扳手等各种工具及相应口径的膨胀螺丝等易损件;

14) 沉淀槽的水位情况及线路连接整理;

15) 机头或者尾管和混凝土管连接处连接方案;

16) 预先初定出该路段地质情况的顶进参数并各技术部门达成共识;

2.3 顶进过程的控制要素

一旦开始顶进, 就必须连续进行, 在下面一些方面应该注意:

1) 密切注意顶进情况如偏差、顶力、滚动角、进出水流量、密封仓压力等;

2) 定期到管材厂家了解后续管材的龄期、技术要求满足情况等;

3) 各监测点的每天监测如地面隆沉、冒浆情况、周围地貌的变化;

4) 沉淀槽中泥水的浓度、颜色及杂质情况, 是否需要换水等等;

5) 注意油温及液压站的运行以及报警情况;

6) 泥水分离器排泥的情况变化, 掌握土层的变化并将顶进参数调整;

7) 密封圈在泥水压力作用下的变形情况;

8) 在软硬分界面注意顶进速度的控制情况;

9) 顶完一节管后退顶架时注意已顶管材在土体压力下的回退情况;

10) 进出泥泵的运转声音是否正常, 机头喇叭传出设备运转声音是否正常;

11) 定期进管检查管材、接口以及管道内积水情况;

12) 膨润土的浓度以及注入情况并对照顶力情况进行分析;

13) 每顶进50米对顶进轴线复测包括激光的水平面和竖直面上的偏差;

14) 顶力与设计顶力的偏差情况并进行相应的分析。

3 结语

由于宿豫区建设过程中, 大多数是先施工主车道, 后施工排水管道, 往往在各个交叉路口处, 都需要进行顶管施工, 前期也出现过由于施工队技术经验不足, 导致顶管结束后一段时间路面出现下沉, 严重影响了建设单位的形象, 为此我们应该提高认识, 充分做好顶管施工前后的各项技术准备工作, 最后由于本人水平有限, 文中难免会出现错误, 请各位专家和同事批评指正。

参考文献

[1]余彬泉.陈传灿.顶管施工技术.北京.人民交通出版社, 2003.

3.顶管施工的优点篇三

关键词管道;顶管;施工;设备;校测

中图分类号TU823文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0045-01

在市政工程建设当中,运用顶管施工工艺来铺设排水管道,已经非常普遍。顶管施工可以不开挖地面、交通不断行,对周围环境影响又能减至最小,是一种现代化的管道敷设施工方法。下面就将对其施工方面有关问题进行详细的探讨。

1施工方案的选定

顶管施工的大忌是对地质情况的摸查不够清楚,一般而言,设备一下井,工程的成败顺利与否就已经决定了。所以前期的地质情况调查是重中之中的工作。详尽的顶管顶进路线地质资料是决定顶管施工成败的关键。

1.1现场踏勘及调查

定位测量后进行现场踏勘及调查工作,了解现场的交通布局及人流状况;调查民居情况;摸清现场的原始情况与现有的可利用条件,为施工设计提供最详细的数据。

1.2做好前期技术准备

根据地质情况的不同选择不同的施工方案,首先要摸查清楚现场的地质状况,其次是设备的选型。尽量了解土层的物理性质、力学参数、分布状况等等。了解地下水的状况及变化规律,如地下水来源、水面标高及是否受到潮汐影响而变化等。

1.3方案设计及工期计划

有了前期的准备工作,可以集中精力考虑方案设计。主要包括有线路及井位设计、顶力计算及管材设计、工作井及接收井设计、检查井设计、平面布置设计、施工过程组织设计、监测及预警措施设计。每个阶段的设计都力求全面,既要考虑费用的节约又要注重设计的合理性。

2施工工艺及设备选择

2.1施工工艺

顶管施工的常用工艺包括手掘式、土压平衡式、泥水平衡式、气压平衡式等4种,其中手掘式属于非压力平衡式,施工时机头内不含机械掘进机,只有1个工具管,通过人工将土体挖除,其掘进断面是开放式的。顶管施工的出土方式对应于泥水平衡式、土压平衡式和手掘式这3种顶管工艺,分别有泥水循环式、螺旋式和人工式等。

2.2顶进设备

常用的用的顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁、工具管及运出土设备等。

1)千斤顶:采用液压千斤顶并列布置在工作井内,顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线,防止产生顶时力偶而造成顶进偏差。2)高压油泵:由电动机带动油泵工作,选用额定压力的注塞泵,经分配器、控制阀进入千斤顶,各千斤顶的进油并联在一起,以保证各千斤顶活塞的出力和行程一致。3)顶铁:顶铁是顶管过程中传递顶力的工具,它可延长千斤顶的行程,并且扩大管节端部的承压面积,要求顶铁能承受压力而不变形且便于搬动。4)其他辅助设备:工作井顶面设活动式工作台,平台用工字钢梁,上铺钢筋网片,工作井口处安装一滑动平台作为下管及出土之用。工作井上搭设彩瓦遮盖棚,以遮挡雨水和阳光,便于人员在不同气候条件下正常操作。

3顶进施工

校测工具头的水平和垂直标高,符合要求后即可顶进工具頭,安装第1管子,再次测量标高并核对无误后,开动油泵进行试顶,待调整好各项参数后即可正常顶进施工。顶进施工主要利用工具头在管前端取土,千斤顶在后背不动的情况下将管子向前顶进,其操作过程如下:

1)准备阶段:下管前应先对管子进行外观检查,在施工人员进管前必须先用砌体检测仪进行有毒气体检测,无异常方可进入管内施工。2)安装操作:将第1节管子下放至导轨上,测量管子中心及前后端的管底高程并确认安装合格,安好顶铁并挤牢管子,在其前端进入一定长度后,启动油泵,千斤顶进油,活塞伸出1个工作行程,将管子推进一定距离。第1节管作为工具管,顶进方向与高程的准确是保证整段顶管质量的关键。3)停泵,打开控制阀使千斤顶回油,活塞回缩。4)添加顶铁,重复上述操作,直至需要安装下一节管子为止。5)卸下顶铁,下管并用钢套环连接混凝土上管,在混凝土上管接口处放一止水胶圈,以保证接口缝隙和受力均匀。

4顶管误差校正

顶管误差校正的常用方法有以下3种:

4.1超挖纠偏法

适用于偏差仅1—2cm的情况,在管子偏向的反侧适当超挖,而在偏向侧不超挖甚至留坎而形成阻力,使管在顶进中向阻力小的超挖侧偏向,逐渐回复到设计位置。

4.2顶木纠偏法

适用于偏差大于2cm且超挖纠偏失效的情况,用圆木或方木的一端顶在管子偏向的另一侧内管壁上,另一端斜撑在钢板或木板的管前土壤上,支顶牢固后即可顶进,在顶进中配合超挖纠偏法,边顶边支,利用顶进时斜支撑分力产生的阻力,使顶管向阻力小的一侧校正。

4.3千斤顶纠偏法

与顶木纠偏法基本相同,只是在顶木上用小千斤顶强行将管缓慢移位校正。

5顶管施工注意事项

1)工作坑的选址相当重要,既要满足顶管施工全线的需要,又要尽量避开房屋,地下管线,河塘、架空电线等场所。2)工作坑的施工工艺应全盘综合考虑,根据地质条件不断优化,在施工过程中不断观察,发现问题及时采取有效措施,并做好坑内排水工作,使工作坑安全稳固。3)控制千斤顶活塞的外伸长度,不要超越临界冲程,以免损坏设备。4)要连续顶进,如果停工时间过长,地下水渗透量增加,土拱容易坍塌,再开顶时顶力将大幅度上升。5)根据不同的地质情况,随挖随顶,以免塌方。6)顶进速度适当,过快易产生偏差,过慢易塌方。

6顶管施工安全的注意事项

1)坑内施工人员务必戴安全帽,严禁戴起不到任何安全作用的草帽、竹席帽应付了事。工作坑周围务必树立明显的警示标牌,同时在坑周围布设围蔽栏、安全网、交通指示牌,以免行人不慎掉入坑内,严禁儿童在工作坑周围观看或玩耍。2)工作坑上面应搭雨篷,避免工作坑进水,发生坑壁坍塌事故。3)工作坑壁务必设立防坍塌支撑,最好弄成封闭式框架,矩形工作坑的四角应加斜撑。4)顶进期间若发现千斤顶油压异常增高,应立即停止顶进,检查原因并处理后方可继续顶进。5)顶进过程中容易发生崩铁事故,其原因是纵向顶铁过长而顶力偏斜产生偏心荷载所致,或与后壁压缩不均产生倾斜有关。为保障操作人员的生命安全,在顶进过程中顶铁上方及两侧不得停留任何人。6)应设立稳定的攀梯或脚手架,以便工作人员下坑。严禁利用吊钩上下人。在工作人员施工、技术人员下井检查时,地面上应有人看守,防止出现意外。7)切实做好防漏电措施。

7结束语

采用顶管施工工艺来铺设城市的排水管道,可不开挖地面,管道的管节端不易产生变形,管道寿命大于开挖法埋管,同时具有较大的社会和经济效益,是保护环境的一种安全有效的施工方法。

参考文献

[1]张磊.顶管施工法在城市排水中的运用.2001.

[2]翟杰.市政工程中污水管道顶管施工技术探析.2007.

4.顶管施工设备篇四

构成——顶进设备、掘进机（工具管）、中继环、工程管、排土设备等五部分组成。

1、顶进设备

主顶进系统——主油缸：2～8只，行程1～1.5m，顶力300～1000t/只;单只千斤顶顶力不能过大：千斤顶、管段、后座材料。主油泵：32-45-50MPa;操纵台、高压油管。顶铁：弥补油缸行程不足，厚度﹤油缸行程导轨：顶管导向

中继间——中继油缸、中继油泵或主油泵。

2、掘进机

按挖土方式和平衡土体方式不同分为：

手工挖土掘进机、挤压掘进机、气压平衡掘进机、泥水平衡掘进机、土压平衡掘进机。

工具管——无刀盘的泥水平衡顶管机又称为工具管，是顶管关键设备，安装在管道最前端，外形与管道相似，结构为为三段双铰管。

作用：破土、定向、纠偏、防止塌方、出泥等功能。组成：冲泥仓（前）、操作室（中）、控制室（后）设水平铰链和上下纠偏油缸，调上下方向（即坡度）；设垂直铰链和水平纠偏油缸，调左右方向（水平曲线）。泥浆环控制室左右调节油缸上下调节油缸操作室吸泥管冲泥仓栅格工具管结构

3、中继环顶管阻力正面——不变

侧面摩擦力——随顶进距离增大

显然，将长距离顶管分成若干段，在段与段之间设置中继环，接力顶进设备可使后续段只克服顶进管段侧面摩擦力即可。

按自前至后顺序开动中继环油缸，顶进管道可实现长距离顶进。中继环——在中继环成环形布置若干中继油缸，油缸行程200mm。中继环油缸工作时，后面的管段成了后座，将前面相邻管段推向前方，分段克服侧面摩擦力。

4、工程管管道主体一般为圆形，直径多为1.5～3m。长度2-4m。国内管道材料类型

钢筋砼管：C50以上，应用最多，用于短距下水道中；钢管：列应用第二位，用于自来水、煤气、天然气等长距离顶管；

钢管、钢筋砼复合管：外钢内砼，用于超长距顶进；钢管、塑料复合管：外钢内塑，用于强酸性液体及高纯水输送。

5、排土设备

人工出土——人工挖土时。螺旋输送机——土压平衡顶管机。

5.人工顶管施工工艺评价篇五

一、人工顶管施工的意义

顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等，因此与开挖法埋管相比，顶管法施工有以下优点：

1、顶管施工是非开挖铺管技术的一种，其在国外已广泛使用，在国内也逐渐普及。由于不开挖地面，所以能穿越公路、铁路、河流，甚至能在建筑物底下穿过，是一种能安全有效地进行环境保护的施工法。

2、顶管施工不开挖地面，故而被铺设管道的上部土层未经扰动，管路的管节端不易产生段差变形，其管寿命亦大于开挖法埋管。

3、采用房下顶管施工法能节约一大笔征地拆迁费用，减少动迁房，缩短管线长度，有很大的经济效益。

二、顶管施工的基本原理

顶管施工就是利用人工挖土，借助于主顶油缸及管道中继间等的推力，把工具管从工作坑内穿过土层一直推到接受坑内吊起；与此同时，也就把紧随工具管后的管道埋设在两坑之间，这是一种非开挖的敷设地下管道的施工方法。

三、手掘式顶管施工工艺流程

施工准备放线定位→确定工作坑尺寸→工作坑开挖→坑壁支护→基础及导轨安装→后背安装→顶管设备安装→下管节→预顶调试→测量较核→正式顶进→挖土→出土→顶进→ 测量较核→顶进→挖土→出土→测量较核→顶进……至接收井→接口处理→砌检查井→ 闭水试验→工作坑回填→竣工验收。

1、施工准备

⑴、顶管工程开工前，建设单位组织设计单位、施工单位、监理单位等相关方进行设计交底。当施工单位发现施工图有错误时，应及时向设计单位提出设计变更申请，变更申请应得到建设方和设计单位确认（关于支管管径DN500变为DN800，因交通压力大缩减3个检查井，2个利用原检查井）。

⑵、顶管工程开工前，施工单位应根据施工范围进行现场调查，绘制现状调查平面图，并应掌握现场以下资料：

①、现场地形、地貌、各种地面地下管线和其他设施情况； ②、工程地质和水文地质资料； ③、地区气象资料；

④、工程用地、交通运输及排水条件； ⑤、施工供水、供电条件； ⑥、工程材料、施工机械供应条件；

⑦、结合工程特点和现场条件的其他情况和资料。

⑶、顶管工程施工前，施工单位应编制实施性施工组织设计、基坑开挖及支护专项方案、用电方案等。

⑷、顶管工程施工前，施工单位应接受建设单位组织的有关单位向施工单位进行的现场交桩，并办理交桩手续（以原路面高程作为相对高程，控制管道底标高）。

⑸、临时水准点和管道轴线控制桩的设置应便于观测且必须牢固，采取保护措施并经常校核（以原路面高程作为相对高程，临时水准点和管道轴线控制桩的设置在工作坑边便于观测且必须牢固，管线位置由于天然气管道，中线向东移了0.5米）。

⑹、对已建管道、构筑物等与新建管道衔接的平面位置和高程，开工前应进行校对复核（对已建污水管道、检查井的衔接进行了校对复核）。

2、工作坑位置及开挖尺寸确定

⑴、顶管工作坑的位置应考虑一下原则：

①、有可利用的坑壁原状土作后背； ②、工作坑尽量设在沿线检查井及污水支管交汇折点处；③、工作坑处应便于排水、出土和交通运输，距电源、水源较近，并且具备堆放少量管材和暂存土的用地；④、工作坑应尽量远离建筑物或对其易于采取安全保护措施处。⑵、顶管坑开挖尺寸确定

工作坑的尺寸应根据施工方法和设备尺寸，按实际布置的情况确定，同时考虑工作坑设置的使用功能（单向顶、多向顶、转角顶等）

①、顶管工作坑，是顶管工程的重要设施，工作坑是双向坑。向一个方向顶进所能达到的最大长度，为一次顶进长度。矩形工作坑底部尺寸应符合以下要求：

矩形工作坑底部尺寸应符合以下要求：

B=D1+S

L=L1+L2+L3+L4+L

5式中：

B—矩形工作坑的底部宽度（m）

D1—管道外径（m）

S—操作宽度取2m L—矩形工作坑的底部尺度 L1—管节长度（m）

L2—运土工作间长度（m），一般取1.5m

L3—千斤顶长度（m）

L4—后背墙的厚度

L5—稳管时，已顶进的管节留在导轨上的最小长度（m），一般为0.5-0.6m。

工作坑深度（H1、H2）应符合下列公式要求：

H1=h1+h2+h3

式中：

H1—顶进坑地面至坑底的深度（m）

h1—地面至管道底部外缘的深度（m）

h2—管道底部外缘底部至轨底面的高度（m）

h3—基础及其垫层的厚度。但不应小于该处井室的基础及垫层厚度（m）

该工程顶管管径为DN1000钢筋混凝土管（带钢套），壁厚为100mm；工作坑开挖尺寸为4.2m×3.2m，深5m。

3、工作坑开挖及坑壁支护

工作坑开挖视地质情况和工作坑深度确定，由于工作坑范围有地下管线及场地狭窄等不适于机械开挖，全部采用人工开挖；人工开挖深度超过2米必须及时进行坑壁支护。

坑壁支护方式主要取决于施工工艺、坑壁土质、工作坑深度和地下水情况。该工程工作坑土质稳定、无地下水、管道埋深较深，坑壁支护方式采用板撑支护或砖砌支护，最后选择砖砌支护，由于该工程是抢修工程时间紧，砖砌支护的形状是椭圆型比较稳定(在基坑监测实践中发现了基坑平面形状与基坑稳定性的内在联系,给出了椭圆形基坑、圆形基坑、矩形基坑的应力与位移监测数据,以实测数据为依据,指出了类圆形基坑的优越性,得出了类圆形基坑承载能力与坑壁稳定性优于矩形基坑的结)。采用MU10的砖，M10 砂浆砌筑240mm的砖墙支护且不用拆除，对检查井和路面也是可靠地支撑。

4、基础及导轨安装

⑴、基础的形式取决于基底的土质、关节的重量以及地下水位情况。该工程地下水位在4.5米及以下处（个别在3.5处有其它管道或井渗水造成），基础的形式为卵石木枕基础或土槽枕木基础，卵石木枕基础适用于地下水位不高，但地基土近饱和状或饱和状，安装导轨过程中有可能基础被扰动，且顶进方向有变化的中、小型的工作坑，施工时在地基土上直接作砂砾石基础，然后铺设方木，连接牢固；土槽枕木基础：适用于土质较好，又无地下水，施工管径较小且顶进方向没有变化的工作坑。施工时在工作坑底部做3：7灰土垫层为30cm，然后铺设方木并联接牢固，可在方木上直接铺设导轨，方便导轨的变向安装。

⑵、工作坑导轨选用钢质材料制作，并应有足够的刚度，采用重型钢轨，长 3 度以管材长度1.5-2倍为宜；两导轨距离控制在管径的0.45-0.6倍之间，安装导轨时，首先利用垂球和直尺确定导轨间距和平面位置，然后根据放样高程调整导轨高程，两导轨应顺直、平行、等高，其道路纵坡与管道设计坡度相一致；安装后的导轨应当牢固，不得在使用中产生位移，应经常检查校核。

⑶、两导轨间距可按照下式计算： A=2√(D-h+e)(h-e)

式中：D-管外径(mm)h-导轨高度(mm)e-管外底距基础的距离（一般为10-25mm）

⑷、导轨安装的允许偏差为：

轴线位移：左3mm，右3mm；顶面高程：0-+3mm；两轨内距：±2mm

5、后靠背

后靠背是把主顶油缸推力的反力传递到工作坑后部土体中去的墙体，它的构造会因工作坑构筑方式不同而不同。

该工程是利用坑壁原土作后靠背时，后背土壁应铲修平整，并使壁面与管道顶进方向垂直。具体做法是：在平直的土壁或撑板前横排15cm×15cm方木，与土壁或撑板贴紧，方木前可设置立铁，立铁前再横向叠放15cm×40cm横顶铁；方木应卧到工作坑底以下一定深度，使顶镐的着力中心高度不小于方木后背高度的1∕3。

6、顶管设备安装

⑴、主顶装置

顶管采用的主顶装置由主顶油缸、主顶油泵、操纵台及油管等四部分组成。主顶油缸是管子推进的动力，其额定顶力一般为2000KN-5000KN，行程有0.25、0.5、0.8、1.2m，主顶油缸的压力油由主顶油泵通过高压油管供给，常用的压力在32MPa-42MPa之间，高的可达50MPa；主顶油缸宜固定在紧靠后靠背上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上；油泵（泵站）安置在地面上，油管顺直、转角少；与主顶油缸相匹配，安装完毕应进行试运转；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进行顶进；主顶油缸活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。

⑵、顶铁

顶铁是顶管过程中传递力的工具，它可延长主顶油缸的行程，并且扩大管节端部的承压面积，顶铁根据安放位臵和使用作用不同可分为直顶铁、环形顶铁、弧形顶铁、和马蹄形顶铁四种；安装后的顶铁轴线应与管道轴线平行、对称，顶铁的允许联接长度，应根据顶铁的截面尺寸确定。顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并随时观察顶铁有无异常现象。

⑶、工作平台和棚架

工作平台搭设在工作坑的顶面，操作平台设在坑口南侧或北侧，与出土方向一致, 中间是下管和出土坑口。棚架即起重架与防雨篷合成一体，找一防雨篷布为工作棚，起重设备采用单梁式电动葫芦吊，构成顶管施工的运输系统，各设备的型号、功率，根据其中重量符合计算配备。

⑷、工作坑的防护

工作坑周围必须安装护栏，护栏应用钢管制作（钢管Φ40mm），工作坑四周用钢管扣件安装的栏杆（高1.2米），采用密目网围挡。工作坑上下配有梯子，其跨度尺寸不大于30cm，作业人员从规定的通道上下，不得从非通道进行攀登。

7、管道顶进

⑴、下管就位

下管前先对管子外观进行检查，主要检查管子是否有破损、纵向裂缝，管径符合规范要求，管口无破损，若修补合格处宜在正上方，为了减少顶进阻力，在管外皮刷一层蜡。将检查合格的管子方可用起重设备吊至工作坑的导轨上就位。现场经检查、试吊、确认安全可靠方可下管。下管时工作坑内严禁站人。当所下管子距导轨小于50cm时，操作人员方可进前工作。管子就位，第一节管子下到导轨上，测量管体中心及前后端的管底高程，确认高程合格后方可顶进。第一节管作为工具管，顶进方向与高程的准确，是保证整段顶管质量的关键。

(2)、管前挖土与顶进

管前挖土是控制管节顶进方向和高程、减少偏差的重要作业环节，是保证顶管质量及管上构筑物安全的关键。因此对管前挖土顶进的规定是：在一般顶管地段，若土质良好，可超越管端30-50cm；在铁路道轨下方不得超越管端以外10cm，并随挖随顶，在道轨以外最大不得超过30cm，同时应遵守其管理单位的规定；在不允许基土下沉的顶管地段（如上面有重要构筑物或其他管道），管子周围一律不得超挖；在一般顶管地段，上面挖弧面允许超挖1.5cm，但在下弧面135o范围内不得超挖，一定保持管壁与土基表面吻合；在土层松散或有流沙地段顶管时，为防止土方坍落，保证安全便于操作，在首节管前端可安装管帽（帽檐伸出长度取决于土质）将帽檐顶入土中后，方可在帽檐下挖土。顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；顶进中若发现油路压力突然增高，应停止顶进，检查原因并经过处理后方可继续顶进，回镐时，油路压力不得过大，速度不得过快；挖出的土方要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小的范围内。

(3)、出土与排水

采用人工取土，用电动葫芦从坑中吊土，配合龙门架垂直运输。排水采用集 5 水坑排水，用潜污泵明排至原污水井内。

(4)、顶进测量

在顶第一节管（即工具管）时，以及在校正偏差过程中，测量间隔不应超过30cm，以保证管道入土的位臵正确；管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不宜超过100cm，测量应在管前挖土后进行，根据偏差量修整管前土弧。中线测量：顶进长度在60cm范围内，可采用垂球拉线的方法进行测量，要求两垂球的间距尽可能地拉大，用水平尺测量头一节管前端的中心偏差。一次顶进超过60cm应采用经纬仪或激光导向仪测量（即用激光束定位）。

高程测量：用水准仪及特制高程尺（用于小管径），根据工作坑内设臵的水准点标高（设两个），测第一节管前端与后端管内底高程，以掌握第一节管子的走向趋势。测量后应与工作坑内另一水准点闭合。全段顶完后，应在每个管节接口处测量其中心位臵和高程，有错口时，应测出错口的高差，以衡量全段高程与纵坡，高程与中心偏差应在允许值之内。

(5)、校正纠偏

顶管误差校正是逐步进行的，形成误差后不可能立即将已顶好的管子校正到位，应缓缓进行，使管子逐渐复位，不能猛纠硬调，以防产生相反的结果。该工程用超挖纠偏法或千斤顶纠偏法

①、超挖纠偏法：偏差量1-2cm时，可采用此法，即在管子偏向的反侧适当超挖，而在偏向千斤顶纠偏法侧不超挖甚至留坎，形成阻力，使管子在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到设计位臵。

②、千斤顶纠偏法：偏差大于2cm，在超挖纠偏不起作用的情况下，可用圆木或方木的一端顶在管子偏向的另一侧内管壁上，另一端斜撑在垫有钢板或木板的管前土壤上，支顶牢固后，即可顶进，在顶进中配合超挖纠偏法，边顶边支。利用顶进时斜支撑分力产生的阻力，使顶管向阻力小的一侧校正，顶木上用小千斤顶强行将管慢慢移位校正。

(6)、对顶接头

对顶施工时，在顶至两管端相距约1-2m时，可以两端中心掏挖小洞，使两端通视，以便校对两管中心线及高程，调整偏差量，使两管准确对口。

8、接口

顶进钢筋混凝土管时，管口是橡胶圈密封，在两管的接口处使顶紧后的管间内缝有1-2cm的深度，以供顶进完成后进行填缝；顶进完毕后，进行内接口，其接缝处理

应按设计规定；如设计无规定时，采用石棉水泥砂浆掺入堵漏剂接口。管内缝填打石棉水泥砂浆后，再次填打石棉水泥和堵漏粉（胶粉），填缝完毕及时养 6 护。

钢套环外露面应刷防腐涂料；钢套环F形单胶圈接口的操作程序为：清理管口→涂刷粘合材料→安装楔形橡胶圈→管子顶入→内圈聚硫密封膏填充；橡胶圈安装时应清除承口内和擦口外的油污、杂物，将选定的橡胶圈套入插口槽内，平顺、无扭曲；橡胶圈保存中应注意不能与油类接触，橡胶圈应质地紧密，表面光滑平直，无空隙气泡。橡胶圈宜在阴凉清洁的环境下保存。

顶管施工最早始于1896年美国的太平洋铁路铺设工程施工中，我国的顶管施工最早始于何时，已无确切的资料记载，据了解，在上世纪五十年代初，北京、上海等一些城市已开始进行顶管试验；我市最早进行顶管施工约在上世纪八十年代初，最早的顶管施工都是些手掘式顶管，设备也比较简陋，在1964年前后，上海开始试验机械式顶管施工；经过50余年的发展，顶管施工已随方兴未艾的城市建设越来越普及，顶管施工已发展成为一门非开挖施工技术，应用领域也越来越宽；目前，机械式顶管施工已在沿海城市得到普及，顶管施工理论也日臻完善，但在西安地区，手掘式顶管施工仍是现今管道施工中普遍采用的施工方式。适用范围

6.网格挤压式顶管施工篇六

关键词地铁联络通道简易网格式机头顶进施工技术

1工程概况上海市轨道交通M8线淮海路站～复兴路站区间隧道全长828m，在上行线里程SK19+785。640m处设有1座联络通道。其对应的地面位置为与寿宁路交汇处以南30m的西藏南路，地面邻近建筑物多为3层砖木结构老式里弄民房，并有f500mm上水管和f800mm煤气管等。隧道内径为5。5m，外径为6。2m，普通管片宽1m，钢管片宽1。1m；联络通道的断面尺寸为：高2。7m、宽1。58m；顶面标高为－11。56m，底面标高为－14。26m，顶覆土厚15。56～15。62m。联络通道处的上下行隧道中心标高为－12。56～15。62m，中心线距离为12m，外壁净距为5。8m，见图1。联络通道采用简易网格式机头，由下行线的XK19+789。577m里程向上行线顶进施工。

2工程地质条件根据工程地质资料可知，联络通道处的主要土层从上到下分别是①1层杂填土、②层粉质粘土、③层淤泥质粉质粘土、④层淤泥质粘土和⑤1层粘土。顶进时，上半部为④层淤泥质粘土，下半部为⑤1层粘土。各土层物理力学指标见表1。

由表1和工程地质资料可知：联络通道所处的④淤泥质粘土层和⑤1粘土层，基本上均属微透水性、抗剪强度较高的土层，其自立性较好。

3联络通道施工设计考虑到联络通道所处的④淤泥质粘土层和⑤1粘土层自立性较好，若采用简易网格式机头顶进施工，则在保证安全的前提下，可以节省人力、物力、经费及缩短工期。3。1施工设备简易网格式机头由正面网格切土装置、垂直法兰、中继间（内设纠偏千斤顶）、主顶进装置、后靠和导轨组成（见图2）。

⑴正面网格切土装置是由下行线隧道内的382、383环钢管片中的6块洞口块紧固连接成一体后加工而成的。将钢管片中间2列开口打通，考虑到控制出土量和风险因素，还须制作相应数量的胸板，一旦出现突发事件，可以马上封堵出土口。⑵主顶进装置由6台1000kN的千斤顶、高压变量油泵、换向阀和高压软管组成。沿联络通道轴线左右对称布置的千斤顶支架，起到支撑千斤顶和导向的作用；高压变量油泵提供千斤顶的压力，换向阀可控制千斤顶的伸缩，规格一致的千斤顶保证千斤顶的行程同步。⑶纠偏千斤顶设在中继间内，用来纠正顶管的姿态，其数量和规格由正面的土压力及复合管节外壁的摩擦力来确定。⑷后靠支撑系统是由与隧道内弧面密贴的船底板加强肋板组成，后座与管片的接触面须均匀密贴。其具体尺寸是根据联络通道的埋深和土质情况，通过计算推进反力来确定的。⑸导轨由2根可以自由拆卸的型钢组成，按设计的轴线铺设，让电机车将复合管节运输至千斤顶顶进的范围，并导向其顺利顶入土中。3。2工作原理简易网格式机头在主顶千斤顶的推力下顶进，网格前的土体受被动土压力的作用，当被动土压力大于网格舱内土压时，土体就会被挤入舱内，然后人工把泥土运走。出土量由网格的开口率大小来控制。3。3管节联络通道由6节宽1。58m、高2。7m、壁厚为0。2m的预制复合管节组成，其中2节长1。2m，为进出洞复合管节，4节标准复合管节长1。5m。复合管节由钢壳和内衬混凝土组成，钢壳背板涂2度环氧沥青漆，内衬混凝土等级为C30，抗渗强度为0。8MPa，混凝土保护层厚2。5mm，平整度和密实度符合设计规定，并预留压浆孔（见图3）。

4联络通道施工技术4。1顶进施工前的预备工作4。1。1土体加固为防止网格打开后正面的土体坍塌，造成水土流失，同时也为防止顶进时隧道发生横向位移和管片变形，因此，须对简易网格式机头出进洞处混凝土管片外的土体进行注浆加固，经加固后的土体有很好的自立性、均质性，无侧限抗压强度达0。2～0。3MPa。4。1。2测量放样联络通道施工前，采用地面控制网，根据进出洞门的中心连线，定出顶进的轴线和导轨面标高、后靠和千斤顶组的中心位置，减小因上下行线在施工中管片排布的差异而引起的相应预留孔方位差异造成的施工难度；同时，将测量台固定在不受顶进影响的管片上，避免因后靠系统的变形而影响复测的精度。4。1。3管片支撑体系联络通道施工前，应在隧道内设置型钢支撑，形成柱状钢支撑，支撑联络通道口两侧的10环混凝土管片；在钢支撑上（沿隧道纵向）设置钢桁架梁，支撑点设在开口环上，开口位置上的支撑点处，必须填充混凝土。为了给钢支撑施加预应力，在各钢支撑顶端设液压千斤顶，采用三角形垫块与混凝土管片密贴（见图4）。

4。2出洞施工技术4。2。1施工参数顶进速度控制在10mm/min左右，出土量宜控制在理论值的95%～98%；当千斤顶的顶力偏大时，可把网格适当放大（即上下2排网格打通）；反之，用胸板堵住网格。4。2。2注重事项⑴为防止简易网格式机头发生“磕头”，须将纠偏装置（中继间）与前2节复合管节紧密连接，确保相邻管节的外形平整，控制顶管的姿态。⑵为控制顶管的姿态，顶进时要随时调整主顶千斤顶的位置，即控制千斤顶的合力位置，若顶管有向上的趋势，则将下部的千斤顶向上移动；反之，让上部的千斤顶向下移动。4。3正常顶进施工4。3。1施工参数顶进速度一般控制在20～30mm/min，假如发现正面土体挤入很慢，且顶进压力也变得越来越大时，应放慢顶进速度，即控制在10mm/min左右，否则极易造成顶管上抛。正常情况下，出土量控制在理论值的97%～100%之间；假如千斤顶的顶力过大时，则可以适当提高网格开口率。4。3。2注重事项⑴密切关注地表沉降、土质的变化、覆土的厚度及地面建筑物等的监测数据，及时调整出土量，控制地层变形；⑵优化主顶千斤顶的编组，控制顶管的姿态；⑶在主顶千斤顶编组能控制的情况下，尽量不用纠偏装置，以免影响后面整体复合管节的姿态和测量；⑷当一节管节顶进结束吊放下一节管节时，应保证止水密封橡胶带在对接拼装时与管节充分密贴，且受力均匀。4。4进洞施工技术4。4。1导轨的铺设简易网格式机头在进洞前，应安装好导轨装置，导轨的坡度应与联络通道的坡度相吻合。4。4。2布置应力释放孔将钢管片两旁的压浆孔作为应力释放孔，预先安装上球阀。当机头即将靠近洞门时，根据实际情况，用球阀来控制应力释放孔的闭启，避免封门变形或正面的土体涌入隧道内。4。4。3施工参数顶进速度一般控制在10mm/min左右；为降低对封门的压力，防止土体涌入隧道内，必须尽量挖空正面土体。4。4。4注重事项⑴拆除封门时要有专人指挥，布置好最佳的吊点；简易网格式机头必须保持良好的状态，一旦封门拆除，简易网格式机头立即顶出土体，尽量缩短进洞的时间；⑵简易网格式机头进洞后，用钢板将洞门圈和复合管节间的空隙封焊住，防止水土流入隧道；⑶联络通道完全贯通后，通过复合管节上预留的注浆孔，压注足量的浆液填充建筑空隙，防止地面沉降和管节渗水，并处理好压浆孔。

5施工监测⑴在联络通道上方邻近的建筑物和管线处布置地表变形测点，测点间距为2～5m；测量频率视地表变形速度及可能对地面结构造成影响的程度而定；采用自动安平水准仪和线条式铟瓦水准标尺等仪器进行测量，测量精度在±0。3mm左右。⑵隧道变形的监测范围为沿隧道40m，测点间距为2～5m（联络通道四周的测点应加密布置，用同上的仪器量测管片的水平和垂直位移，测定隧道的变形。⑶联络通道顶进施工的实际时间仅为40h，地面累计（30天）最大沉降量为6。12mm，管线及建（构）筑物的累计最大沉降量为3。41mm；已建成的隧道测得最大位移值为+1mm；测得最大变形值为1mm；顶进结束后10d，测得周平均沉降值<0。5mm；联络通道内未见渗漏水点。

6结束语通过本工程的施工实践，可以得出：简易网格式机头施工工艺较适用于上海软土地层内的联络通道施工。简易网格式机头的施工工艺具有以下特点：⑴预备期、实施期均很短（约为冰冻法的1/3），且联络通道的后期稳定时间亦较短；⑵对土体的扰动小，不仅全面增强了邻近建筑和管线的安全，而且能使联络通道始终处于较稳定的土体中；⑶一旦碰到险情时，可立即封堵，有效地控制险情的扩展；⑷施工成本较低（约为冰冻法的2/3），且顶进设备可重复利用，经济效益显著；⑸由于管节为高精度的预制构件，且在施工过程中便于控制，使联络通道质量得到提高。外观质量优良，未见渗漏水点。为使该施工工艺在今后的类似工程中可得到广泛的推广应用，进一步做好设计、施工一体化，需对下列几方面进行优化与改进：⑴根据盾构机的性能，尽量放大隧道内钢管片（联络通道预留口）的宽度，尤其是钢管片的开口宽度，以实现更大空间的顶进法联络通道施工；⑵将作为简易网格式机头的顶出钢管片，由现在的径向开口改为水平开口；并使接收侧隧道内的洞门钢管片尺寸略大于始发侧，便于顶管机的进出洞施工；⑶在盾构推进至联络通道位置时，尽量减小对土体的扰动，并尽快实施土体加固和环箍注浆等措施，隔绝同步浆液流窜，保证顶进时的土体均匀性；⑷在满足隧道内施工空间的前提下，尽量采用长行程（大于管节长）千斤顶作为主顶千斤顶，这样就不必多次更换顶块，可使顶进施工连续进行，既加快了施工速度，又有利于顶进轴线的控制、降低起重作业风险、提高总体质量。建议在有集水井的联络通道中，采用简易网格式机头进行施工，即在顶进管节的相应位置，预留类似钢管片的可顶出结构，进行向下顶进施工，构筑集水井。

7.浅析大管径顶管施工技术的应用篇七

深圳地铁11号线松岗车辆段220k V电力隧道工程位于深圳市宝安区松岗沙埔围村、沙埔二村辖区内,线路整体呈东西向敷设。从宝安大道东侧安奋线和奋琵线塔架出发,采用顶管向西下穿宝安大道后,沿宝安大道西侧向中间交汇于朗碧路口,交汇后以明挖隧道形式,四回路共箱结构沿朗碧路继续向西,并下穿松岗车辆段规划用地后,以z字型线路进入奋进变电站。隧道全长1 761 m(包括南北线),按施工工法可分为明挖段和顶管段,其中顶管段长510 m,埋深4~6 m,分为4个施工节段,最长顶管节段128.6 m,共设置有4个始发,2个到达井,顶管管节为预制钢筋砼圆形管,管节内径3.5 m,外径4.14 m,壁厚32 cm。

2 地质水文情况

电力隧道顶管区段内地势较为平坦,地面高程2.47~4.19 m。平均覆土为3.7~4.6 m。

地层岩性:电力隧道工程区间主要地层有杂填土(地层编号(1)6),主要由废砼块、断砖块等建筑垃圾及部分生活垃圾填筑而成,呈松散~稍密状态,揭露层厚1.20~2.10 m,平均厚度1.70 m;素填土(地层编号(1)1)(层厚0.70~4.90 m,平均厚度2.60 m);淤泥质粉质黏土(地层编号(3)3),流塑~软塑状,层厚0.50~4.10 m;、粉质黏土(地层编号(4)1),层厚0.70~6.50 m,平均厚度3.14 m、粗砂(地层编号(4)10)等。顶管段穿越地层主要为淤泥层和粉质黏土层(如图1所示)。

水文情况:隧道沿线有两处排水沟,水体有轻微的涨退潮现象,径流量随降水量的多少而变化。地表水有一定的腐蚀性。

沿线地下水主要为赋存于第四系冲洪积砂土层(含有机质砂、细砂、中砂、粗砂及砾砂层)中孔隙潜水,因受上下相对隔水层(淤泥、粉质黏土、淤泥质粉质黏土)的阻隔,略具承压性,最大承压水头一般为地表。稳定地下水位较高,勘察期间测得稳定地下水位埋深0.80~2.90 m,水位高程0.98~2.19 m。

3 施工技术难点

1)地质条件差:管道穿越的地层主要为淤泥质粉质黏土,灰黑色,含有机质,局部含砂及腐木,干强度高,韧性好,饱和,流塑~软塑,局部相变为可塑状含有机质黏性土及流塑状淤泥,整体地质条件较差。

2)顶管段主要穿越宝安大道,每天车流、人流量大,对沉降及形成安全要求高。且管上覆土较浅,基本为顶管1倍管径,容易造成地面隆起或地面沉降,如何确保施工过程中,路面稳定及沉降符合设计要求,为本工程难点之一。

3)单洞顶管顶进长度长达145 m,较同类型大管径顶管顶进长度长,容易出现顶偏现象,如何确保顶进施工精度,为本工程重点之一。

4 顶管机选型

综合考虑顶管穿越区域地质情况、周边环境、施工安全、施工功效,综合比对了泥水平衡、土压平衡顶管机优缺点。同时结合设备和施工相关技术能力,本顶管工程采用DN3500(120k W)泥水平衡式顶管机。

5 顶力计算

顶管过程是一个复杂的力学过程,它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。但顶管计算的根本问题是要估计顶管的顶力。顶管的顶力就是顶管过程管道受的阻力,包括工具头正面泥水压力、管壁摩擦阻力。

式中:D———工具头外径(4.20 m)

D1———管道的外径(4.14 m)

γ———土的重度(18 k N/m3)

H———管中心埋深(8 m)

L———顶管的长度(107.4 m)、(125 m)、(128.6 m)、(125 m)

f———管壁摩擦力系数(5 k N/m2)

1#~3#107.4 m

2#~3#125 m

4#~6#128.6 m

5#~6#125 m

说明:以上的管壁摩擦力计算考虑触变泥浆减阻效果,施工是采用触变泥浆减阻,可以有效折减管壁摩擦阻力。考虑触变泥浆减阻效果,则总推力取12 718 k N。而顶进的后座采用8个2 000 k N的千斤顶,总推力有16 000 k N,所以不用加设中继环接力顶进。

6 主要施工控制措施

6.1 顶进始发止水、降水措施

在洞口止水无保障措施大面积开凿洞口易使洞口前土体流失,造成地面坍塌。为了顺利凿开洞口围护结构,确保进洞施工安全,本工程考虑采用旋喷桩止水墙措施,即在洞口外侧6~7 m范围内密布止水旋喷桩(600@450),根据地下水位高低,底层情况,水力梯度大小等,控制旋喷桩深度和宽度,一般旋喷桩底比管底深2~3 m,布置宽度按顶管外放2 m考虑。在围护结构转角处,加强旋喷桩止水。同时为了减少地下水压力对旋喷桩止水墙侧压力,在洞口两侧各施工一口降水井,凿除洞口围护结构前3~5 d开始降水,同时辅以超前探孔,水流满足进洞要求后方可开口进洞。

6.2 顶管轴线控制措施

顶管要按设计要求的轴线、坡度顶进。主要是掘进机头部测量与纠偏的相互配合。测量、纠偏是实现管道线型控制的主要手段。纠偏原则如下。

1)勤测勤纠:顶进测量采用中线自动测量系统,预先计算好顶进中线坐标,输入计算机,控制激光导航仪的激光点位。安排专人盯控激光点位与机头中心靶位十字心的偏差,该偏差值即为轴线偏差值,当激光点位偏离靶中心,偏差值可直接从靶上读得,当超出规范允许偏差(<50 mm)时,及时采取纠偏措施,纠偏时注意,当望远镜成像为正像时,实际偏差与之相符,当望远镜成像为倒像时,实际偏差与读得值相反。

纠偏系统由纠偏千斤顶、油泵站、位移传感器和倾斜仪组成。通过安放在纠偏千斤顶上的位移传感器来实现纠偏量的控制,纠偏动作由4组纠偏千斤顶组合式动作来实现。纠偏系统的动作控制由地面操作室的操作台远程控制。

纠偏动作组合如下(见图2):

向上纠偏:左下、右下油缸同时伸动作;

向下纠偏:左上、右上油缸同时伸动作;

向左纠偏:右上、右下油缸同时伸动作;

向右纠偏:左上、左下油缸同时伸动作。

2)小角度纠偏:纠偏应遵循小角度,多次数,均匀缓慢纠偏原则,每次纠偏角度不宜过大,微机每次指出的纠偏角度变化值一般都在0.5°之内,严禁猛纠硬调,矫枉过正。当累计纠偏角度过大时应与值班工程师联系,根据实际情况及时调整纠偏措施。

6.3 穿越宝安大道施工措施

保持挖掘面的土体稳定,是顺利完成穿越宝安大道顶管的首要条件。顶进施工过程中,如何保持土体稳定,主要体现在泥水作业管理上。

1)泥水循环的进排泥水调配。泥水循环的进排泥水调配是确保挖掘面稳定的条件之一,同时也是确保泥水正常输送不可忽视的一个重要环节。根据地质资料,顶管穿越地层主要为淤泥层和粉质黏土层。施工过程中,顶管机前方土体在刀盘转动切削的扰动下,被扰动的土体难以直接形成高浓度泥浆,泥浆浓度偏小,容易造成前方土体的坍塌。当泥浆浓度小于1.1时,不能很好地起到护壁、携渣的作用,导致地表的塌空和堵塞排泥管。根据现场情况,需事先准备好泥浆比重适合的泥浆,及时提高进浆泥水的比重,控制在1.10~1.20之间。同时,提高进泥浆的水压力,在工具头的泥水仓内建立高于地下水压力10~20 k Pa的泥浆压力,使浓泥浆通过刀盘锥体的间隙渗入到前方土体,通过顶管机刀盘的转动搅拌土体,使刀盘前方的土体泥浆浓度增大,确保挖掘面的稳定。

2)施工过程中的排泥量控制。排泥量过多,在刀盘前方土体出现空隙,易造成前方土体坍塌、路面下沉、地下管线的断裂等。排泥量过少,则会挤压土体,造成路面隆起开裂、地下管线的移位、刀盘被土体裹住无法转动等。所以,在施工过程中必须控制好排泥量,而排泥量的控制,需综合考虑顶进速度、顶管机泥土仓内泥水压力及泥水流量三个方面,各方参数需综合考虑,做到协调一致,相辅相成。通过控制顶进的速度和泥水的流量,达到控制施工过程中的排泥量泥土。通常调整泥水流量在最大值,提高顶进速度,保证出土量,提高顶管效率。

在穿越宝安大道过程中,通过对顶进速度、泥水压力和进浆压力三方面的控制,最终实现了顺利穿越。(1)合理控制顶进速度:穿越期间顶管机前面的土压力应比地下水压力高20 k Pa,通过调节进、排泥水循环泵的流量较大值,提高顶进速度来控制前面土压力范围值。(2)严格控制切削面土压力表波动范围:顶进过程中严格控制切削面泥水土压力的变化,将泥水土压力控制在0.07~0.09 MPa之间,若泥水土压力波动较大,则应立即清理泥浆循环管,待顶管机前面泥水土压力恢复正常后方可继续顶进。(3)严格控制循环泥浆的进浆压力:进浆压力一般控制在0.08~0.10 MPa以下,以免注浆压力过高而发生泥浆冒顶现象。

7 结语

在全线4个顶管节段施工中,最长节段(长128.6 m)顶进轴线左右偏差最大值为3.5 cm,上下偏差为2.8 cm,均小于设计要求的5 cm,下穿宝安大道节段(长125 m),最终实现了路面隆起控制在10 mm以内,满足设计及规范要求,整个工程施工过程均未影响宝安大道交通的正常通行和周围管线、地表建(构)筑物的安全,经济和社会效益非常明显,对同类工程的施工具有借鉴意义。

摘要：随着城市建设的迅猛发展,各种地下管道纵横交错,管道施工技术不断提升。顶管作为一种施工功效高、安全性强的施工工法,在地下管道施工应用的领域越来越宽广。以深圳地铁11号线松岗车辆段220 k V电力隧道大管径顶管施工技术的应用为载体,对大管径顶管施工过程及主要控制措施进行了详细分析和阐述。

8.浅析顶管施工质量管理篇八

关键词:顶管施工;质量;管理

随着中国经济的飞速发展,城市人口的增多,人民生活水平的提高,城市的拆迁、改造将会持续开展,从而涉及大量的城市地下给排水管道改造。当前,从减少道路交通影响,改善市容、市貌的角度出发,各城市都在积极推行顶管技术,中国非开挖技术协会在《顶管施工技术及验收规范》(试行)中明确:当地下管道或其他管线的铺设可以通过顶进施工方法在交通、建筑、经济和环境保护方面带来好的效益时,应该采用非开挖施工方法。顶管施工技术发展至今,已有100多年的历史,我国从1953年开始引进并使用该项技术,目前该技术已得到充分的应用,某些方面甚至领先于世界。

一、顶管施工技术概述

(一)定义

顶管施工技术是指在不开挖地表的情况下,利用液压顶进工作站从顶进工作坑将待铺设的管道顶入,从而在顶管机之后直接铺设管道的非开挖地下管道的施工技术。

(二)原理

借助于主顶油缸及管道间、中继间等推力,把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推进到接收坑内吊起,与此同时,把紧随工具管或掘进机后的管道埋设在两坑之间。

二、顶管施工的适用范围

当地面建(构)筑物较多,无法采用槽工艺进行地下管线施工,或开槽施工支护费用过大,易造成建筑物的破坏,以及碴土堆放、外运造成市区污染,给市民工作、生活带来不便时,宜采用顶管施工工艺,进行地下管网施工。随着工业发展,城市人口急剧增加,工业生活污水的直接排放已造成江、河水源严重污染,仅靠自然净化远远不能满足污水净化要求,已严重影响人们身体健康及工、农业生产。为此许多城市已建立污水处理系统,进行了雨污分流,建造独立的污水管网系统,大量应用了顶管施工工艺。

三、施工方案的选定

(一)现场踏勘及调查

定位测量后进行现场踏勘及调查工作,了解现场的交通布局及人流状况;调查民居情况确定是否建造隔音房;摸清现场的原始情况与现有的可利用条件,为施工设计提供最详细的数据。

(二)做好前期技术准备

根据土质情况参数可以选择采用的机头形式,首先从设备厂家处了解到该机头适应的土层范围及该设备的特性和优缺点。例如:有地下水及流沙的情况一般不能采用前端开敞式的工具头而要采用机械顶管。多刀盘的形式主要用于软弱土层,对于大面积颗粒较大的黄粘土土层并不适用,而同样的大刀盘的机头由于不同厂家的设计形式也有不同的效果。

(三)方案设计及工期计划

四、顶管施工质量控制要点

顶管的施工工艺一般包括:(1)工作井及接收井、检查井施工。根据地质情况及现场条件,采用合适的支护方式开挖,然后尽快做好底板及壁板混凝土,并进行顶管所需的后靠背混凝土以及土体的强度复核,确定混凝土以及钢板垫块的厚度。这是管节能否顺利顶进的关键。(2)油压千斤顶吊放就位,轨道安装。(3)管节的选用、安装:管节必须全面检验,发现外观有缺陷的一律禁止使用。管道吊放前上好橡胶止水圈。将管节吊放在轨道上,安放环形顶铁,缓慢推进,让接头平顺对接。如发现有破坏、翻转、出槽等现象,必须退出管节重新更换、调整橡胶圈,重新安装对接。接头对好后,继续开动液压千斤顶将管节顶进。(4)管节顶进:主要包括管节顶进阻力的克服,顶进线路的控制和管内动力及照明的选择。

(一)工作井施工质量控制要点

工作井深度一般都在5m以上(最深可达十几米),是施工人员工作场地,每个井一般要连续工作一个月左右,因而工作井施工质量对施工人员安全、工作环境及施工进度都有着密切的关系。工作井的砌体圆曲度要均匀一致,才能保证在外侧土压力的作用下,井壁砖砌体处于环向受压状态,充分利用砌体材料的抗压强度。

沉井法比较适用于长输管道顶管工作坑,沉井形成后,在沉井内进行顶管操作,沉井在顶管施工中具有独特的优点:占地面积小,隔水性能好,能够防止作业坑内渗水,给顶管施工提供了有力的后背支撑力,同时也给顶管、焊接施工提供了安全可靠的施工作业空间。不需要支护结构,与大开挖相比,具有挖土量少,对邻近建筑物影响较小等特点,因此,在埋深时通常采用沉井法施工。

(二)后背墙施工质量控制要点

后背墙枕木与土壁直接接触,接触面要平整、严密,才能保证管道在顶进过程中后背墙外侧土体受力时压缩变形均匀,要防止土体不平顶进时局部土体受力而破坏。具体控制指标应根据施工验收规范逐项检查。

当后背墙外侧土体出现局部塌方时,应先清理土方,再用袋装碎石堆填空隙密实,顶进时通过袋装碎石传力至土壁,使外侧土壁(后背墙范围内)都能均匀受力。

当后背墙外侧土体含水率较大时,在顶进受力时土体压缩,撤力时土体回弹,反复循环作用容易造成土体液化,后背墙土体失去承载力,从而导致顶管无法顶进。可根据土质类型分别采用轻型井点管、或电渗井点降水。

(三)管道轴线、标高控制方法及纠偏措施

(1)管道轴线、标高是顶管工程最主要的两项技术指标,它控制的准确程度直接关系到管道能否满足使用要求。

管道顶进前,根据设计图纸及交桩记录,将管道轴线方向点引测到工作井下部前后井壁上,并作标识(比如打入水泥钉),同时将水准点引测到工作坑下部井壁,并予以标识,且依据基准点进行复核,以此作为顶管方向及标高控制基准点。

在导轨安装时,要保证导轨坡降标高符合设计要求,从而更容易地控制顶进管道的轴线和标高。

测量仪器尽可能选用激光经纬仪和水准仪,既便于准确读数,又提高测量效率。利用井壁基准点进行轴线、标高控制,做到每顶进一次,测量一次轴线、标高。

(2)当管道顶进中出现偏差时可采取如下纠偏方法

挖土纠偏:管子偏离设计中心,一侧适当超挖,而在对方一侧不超挖或适量少挖,让首节管子调向,逐渐回到设计位置。此法主要用于轴线偏差在10~30mm。

顶木纠偏:用圆木或方木1根,一端顶在管子偏向设计一侧内管壁上,另一端支在垫有木板的管前土体上,支架稳固后,开动千斤顶,利用顶进时顶木斜支管子所产生的分力,使管子方向得以校正。主要用于轴线偏差大于30mm情况。

千斤顶纠偏:配合挖土纠偏法,在超挖的一侧管端壁支上1个5~10t的小千斤顶,千斤顶底座上接一短顶木,利用小千斤顶的顶力使首节管子调向,在顶进中逐渐回到设计位置。

纠偏时,采取逐步顶进逐步纠偏,限制每一次纠偏量,禁止一次纠偏量过大,防止反向偏差产生。

(四)管道注浆减摩

采用触变泥浆,向管道外壁压入一定量的减阻泥浆,在管道外围形成一个泥浆套,减小管节外壁和土层间的摩阻力,从而减小顶进时的顶力,泥浆套形成的好坏,直接关系到减阻的效果。利用泥浆套的支承作用,减少粉质粘土坍塌,形成的地层流失,以控制地面沉降。对顶管机头尾端的压浆要紧随管道顶进同步压浆,在中继间和中部管节处须跟踪补浆,泥浆的实际用量要比理论用量大得多,一般可达到理论值的4～5倍。通过以上压浆措施,达到预期效果。

五、顶管施工安全的一些注意事项

(一)坑内施工人员务必戴安全帽,严禁戴起不到任何安全作用的草帽、竹席帽应付了事。工作坑周围务必树立明显的警示标牌,同时在坑周围布设围蔽栏、安全网、交通指示牌,以免行人不慎掉入坑内,严禁儿童在工作坑周围观看或玩耍。

(二)工作坑上面应搭雨篷,避免工作坑进水,发生坑壁坍塌事故。

(三)工作坑壁务必设立防坍塌支撑,最好弄成封闭式框架,矩形工作坑的四角应加斜撑。

(四)顶进期间若发现千斤顶油压异常增高,应立即停止顶进,检查原因并处理后方可继续顶进。

(五)顶进过程中容易发生崩铁事故,其原因是纵向顶铁过长而顶力偏斜产生偏心荷载所致,或与后壁压缩不均产生倾斜有关。为保障操作人员的生命安全,在顶进过程中顶铁上方及两侧不得停留任何人。

(六)应设立稳定的攀梯或脚手架,以便工作人员下坑。严禁利用吊钩上下人。在工作人员施工、技术人员下井检查时,地面上应有人看守,防止出现意外。

(七) 切实做好防漏电措施。

参考文献:

[1] 中国地质大学(武汉).顶管施工技术及验收规范(试行)[M].人民交通出版社,2007.

[2] 韩选江.大型地下顶管施工技术原理及应用[M].中国建筑工业出版社,2008.

[3] 魏纲,徐日庆.顶管施工中注浆减摩作用机理的研究[J].岩土力学,2004(6).