顶管施工及应用.doc

顶 管普通顶管:一、 工作坑位置的选定 顶管工作坑是顶管施工时在现场设置的临时性设施，工作坑包括后背、导轨和基础等，工作坑是人、机械、材 料较集中的活动场所，因此，选择工作坑的位置应考虑以下原则； 1有可利用的坑壁原状作后背；泥水平衡式顶管施工及应用2007-1-26摘 要：介绍泥水平衡式顶管施工原理以及在市政、电力、交通等行业中的应用，比较分析该施工方式的特点。关键词：顶管 施工 应用随着日新月异的现代化城市建设进程，我们在为治理环境、解决供水、供电等问题作设施配套建设时，通常采用开槽埋管的办法进行工程施工。在市区较繁华的街道、在城市绕城主干道、在刚建成的高等级公路主线上，往往能见到许多次围着安全栏，昼夜作业的开挖场面。施工的地段，一幢崭新的楼房被拆除，车辆被限速绕道通行，深度开挖引起了周围构筑物不同程度的沉降，修复后的路面几年后尚在不停下陷。这一切越来越被人们所重视。近几年，在管线穿越公路主干线时，虽然采用了人工顶管施工方法，但是，由于挤压式短距离顶管施工而引起路面隆起，人工挖掘式顶管施工而引起的路面沉陷时有发生。如何有效的解决以上问题？一种新型的顶管施工技术泥水平衡式顶管施工工艺，已从日本引进，并在上海、广州等地广泛地应用。这是一种没有开挖那种混乱场面的管道开挖技术，一种在地面下工作的系统，它是一种全遥控的技术，使工人们远离危险环境下的工作方式，加上自动平衡的技术来防止地表隆起和沉降，使管道在垂直和水平方向上达到正负1英寸的精确度，这种革命性的技术称作为顶管施工。顶管施工技术是一种管道铺装技术，无需开挖地面，有具大推力的液压千斤顶可用在有遥控装置的顶管掘进机的后方，使掘进机及紧随其后的管道穿越土层，达到预先设计的位置上，这就称为顶管工程。挖掘发生在顶管机的前方，被挖掘物质通过泥浆循环系统用泵排出，到达地表。微型顶管掘进技术有4个方面优于其它隧道开挖技术：1）、微型顶管掘进机是一种遥控技术，可降低工作强度和提高工作地点的安全性；2）、按照表面土压由掘进机进行土压平衡，实际上消除了地下运动及地表沉降，保持了地下土质的原状性；3）、当有地下水存在时，顶管机无需排水，而且微型顶管掘进机能设计成在各种土壤条件下进行施工；4）、微型顶管掘进机能在几乎所有的土壤中铺设管道，从而不破坏地下环境，无需使用昂贵的注浆及抽水技术，其最终结果是完成一条完整的管道线，加上绝对小的地表破坏。卢沟桥某污水干线下段工程机械顶管施工方案1.2.1 工程简介本标段为下段，工程包括D2400mm，D2600mm钢筋砼圆形管道，21002500mm钢筋砼拱形沟，23002100mm钢筋砼方沟及检查井等。1.3 施工方法选择鉴于以上工程、水文地质条件及工程特点，招标文件第二卷技术规范的要求，对于本工程选择以下具体的施工方法：（1） 23002100mm钢筋砼方沟采用明开槽施工。（2） D2600mm钢筋砼圆形管道拟采用常规式顶管法施工。（3） D2400mm钢筋砼圆形管道拟采用加泥式土压平衡顶管法施工。（4） 21002500mm钢筋砼拱形沟采用浅埋暗挖法施工。D2400mm钢筋砼管采用加泥式土压平衡顶管法施工，这样有以下优点：采用加泥式土压平衡顶管可以进行长距离顶进施工，可大大减小施工临时占地范围，减少社会导行及施工导行的范围，具有良好的经济效益和社会效益。采用加泥式土压平衡顶管设备，可以使顶管机头前方被挖掘的土体与周边的土体保持相同的土压力，起到良好的土体平衡和稳定作用，可以有效的减少施工的即时沉降，在顶进过程中进行同步注浆，可有效控制后期的地面沉降，确保管线上方建筑物、道路和其它公用设施的安全和正常使用。非开挖技术及其应用0 引 言现代非开挖铺管技术是指利用岩土导向、定向钻进等手段，在地表不挖槽的情况下，铺设、更换或修复各种地下管线的施工新技术。该技术社会经济效益显著，尤其可在一些无法实施开挖作业的地区铺设管线，如穿越公路、铁路、建筑物、河流、古迹保护区、闹市区、农作物及植被保护区等。该技术现已广泛用于燃气、电信和电力等工程部门。现代的非开挖地下管线施工法自20世纪70年代陆续开始大量出现，包括：水平导向钻进、水平定向钻进、方向可控的水平螺旋钻、冲击矛、夯管锤、微型逐道、旧管更换与修复、顶管掘进机等。现代方法与传统方法相比有以下特点：(1)引入了管线轨迹的测量和控制；(2)大大提高了铺管能力(长度2000m，直径3m)；(3)快速高效；(4)增强了在复杂地层条件下施工的能力；(5)使管道的原位修复成为可能。1 非开挖技术分类(按施工工艺)非开挖技术措施按施工工艺可分为：导向钻进铺管技术、遁地穿梭矛铺管技术、顶管掘进机铺管技术、顶管铺管技术。11 导向钻进铺管技术(1)施工优点导向仪导向，快速高效准确；钻孔方向易控制，施工场地要求简单；导向探测与管线探测相结合有效调整钻头，避开管线，适合复杂地层条件下施工。(2)适用范围用于铺设电力、通信、煤气和自来水管线，铺管直径、长度和材料范围较宽，适合1000mm以下管径，主要有PE管铺设和钢管铺设。12 遁地穿梭矛铺管(1)施工方法拉管法； 顶管法。(2)施工优点冲击力大，穿透性强；速度快，工期短；可穿越流泥流沙和卵石带；适宜各种管材。(3)适用范围适宜于铺设各类13150mm；小管径长度50m或距离较长的； 钢管或铸铁管最大口径可达15m最大长度可达100m。13 顶管掘进机铺管技术(1)优点高功率、高效率；采用泥水平衡掘进施工法，可进行大管径超长度施工；噪音小、无污染。(2)适用范围隧道、涵洞和大口径管道。14 顶管铺管技术(1)设备导向探测仪；导向钻机；液压顶管机。(2)施工方法导向钻孔定向；液压顶进、人工挖掘。(3)优点造价低；定向准确、精度高、安全、无噪音污染；可适用于各种地质条件；适用于大口径小场地各种管道施工。(4)适用范围适用于铺设3000mm以内钢管、混凝土管、铸铁管、其它材质管道可采用套管法铺设。2 工程实例我司常用的非开挖技术采用导向钻管法，以下以东明河顶管工程实例详细介绍导向钻管的技术。(1)工程概况岐江河东明大桥西侧穿越工程位于中山市东明大桥西侧，穿越地点选在东明大桥侧河道，离南岸桥支墩38m位置，两岸河堤之间宽度为112m，水深5m。由于石岐河水位受涨潮退潮影响，航道需正常通航，不能封航，因此工程采用定向钻技术，以非开挖方式进行煤气管道穿越。该工程为一条2739钢管穿越，穿越长度约为280m，最大穿越深度：自然地面以下10m；钻机入土点位于河南侧，出土点位于河北侧。入土角度为10，出土角度6，钻进曲率半径为488m。该工程为小型穿越，定向钻技术具有相对成本较低，工期短，不阻碍交通等优点，随着工艺的不断改进，该种施工工艺在管道燃气、自来水、电力和电信部门已开始普遍使用。现以上例子介绍一下其具体操作过程及注意事项。(2)编制依据输油输气管道线路工程施工及验收规范SY040198；水平定向钻进管线铺设工程技术规范CSTT；石油天然气管道穿越工程施工及验收规范SYT40792003；长输管道线路工程施工及验收规范SYJ400198；原油和天然气输送管道穿越工程设计规范穿越工程SY170015198；输气管道工程设计规范GB5025194；(3)现场条件施工场地平坦，穿越地段高低不平，钻机场地位于河南侧，出土端位于河北侧。此地段交通运输较为方便，便于钻具的运输。电源采用自备发电机解决。(4)机械性能和相关参数FDP30钻机具有优越的钻进性能，加上特制的辅助助力装置，使回拉能力达到80t，扭矩16万Nm。主机配有先进的液压动力系统，泵阀采用世界上最先进的力士乐产品，回转动力采用世界上最先进的波克兰电机，动力源采用进口的康明斯发动机。优良的设备加上高素质的员工，是我们顺利完成该条非开挖管线施工任务的保证。(5)施工方法导向钻管法的施工工艺地质勘察穿越曲线设计测量磁方位角钻机就位钻导向孔扩孔回拖环境保护地貌恢复导向钻管法的工作原理水平导向钻机的工作原理是：在施工时，按照设计的钻孔轨迹(一般为弧形)，采用可从地表钻进的钻机先钻一个近似水平的导向孔，然后在导向钻头后换上大直径的扩孔钻头和直径小于扩孔钻头的待铺设工作管线，然后进行反向扩孔，同时将待铺管线回拉入钻孔内，当全部钻杆被拖回时，铺管工作同时也就完成了。此工程根据地质情况计划采用分级扩孔，共分2级扩孔，再回拖管线的方法，进行穿越施工。设备就位、安装、调试钻机就位前对机施工场地进行平整(20m30m)，保证设备通行及进出场。设备及材料存放场地须高出自然地面不小于15cm，推平、碾压，并设断面不小于03m03m的边沟。打好轴线后，根据入土点、入土角度结合现场实际情况使钻机准确就位。钻机设备、泥浆设备、固控设备安装完成后，对设备进行调试、检查、测试，确保设备安全运行。控向设备仪器安装完成后，对其进行调试，确保导向孔的精度。入土端泥浆储运坑(2m4m2m)及出土端泥浆储运坑(2m3m2m)。多余泥浆由吸污车集中清运。浆储运坑(2m4m2m)及出土端泥浆储运坑(2m3m2m)。多余泥浆由吸污车集中清运。钻导向孔本穿越工程穿越段地质条件暂按类土考虑，根据地层情况，选择并设计出导向孔轨迹曲线。钻导向孔的成功与否关键在于如何防止塌方的问题，故此在钻导向孔时按照地质构造的不同详细制定出合理的泥浆配比方案，规定在不同的地质情况下选用不同的泥浆配方，该工程中需加适量大分子聚合物及一些多功能处理剂，增加泥浆的粘度、降低泥浆的失水，使其性能控制在密度102105gcm。左右、粘度4555s、失水10mL，以利于更好的保护孔壁，提高泥浆在孔洞中的悬浮携带能力。在造斜段使用的泥浆中添加适量的润滑剂，降低孔壁的摩擦系数，从而可以防钻具粘卡。为保证预扩孔及回拖工作的顺利进行，钻导向孔时要求造斜段应严格按设计曲线钻进。经过对轴线及钻机就位情况进行校准，检查无误后方能开始钻进施工。探头装入探头盒后，标定、校准后再把导向钻头连接到钻杆上，转动钻杆测试探头发射信号是否正常，回转钻进2m后方可开始按照设计轨迹进行穿越。控向设备宜采用有缆控向系统，以提高钻进的准确性，导向孔完成后经检查合格后方可进行预扩孔。预扩孔及磨孔a预扩孔采用一台FDP30型导向钻机进行预扩孔，边扩孔边打入泥浆，视旋转压力及回拉压力逐渐加大扩孔级别。预扩孔采用导向钻机进行预扩孔，边扩孔边打入泥浆，视旋转压力及回拉压力逐渐加大扩孔级别。b扩孔次数需视钻机回转压力及回拖压力而定。扩孔级别如下：使用320mm螺旋扩孔钻头扩一遍。使用450mm螺旋扩孔钻头扩一遍。c扩孔前要做好泥浆循环系统的准备工作，FDP30型导向钻机配套的泥浆系统工作性能，每小时的最大工作流量为5m3，则泥浆泵每一个工作日的最大循环流量为120m3，在入土点、出土点旁各开挖一个泥浆坑，并配有清运泥浆的专用设备。保证施工现场的清洁卫生，做到文明施工。拖管a拖管采用专门的回拖器，同时采用边打泥浆边旋转回拖的方法。从而保证钢管防腐层不被破坏。b旋转分动器采用特制的结构。c扶正器与工作管的连接要牢固，并要求工作管与拉管器的连接要牢固、安全、密封，作到可靠。d采用小比重高粘度泥浆，加入适合地质结构的泥浆处理剂和管孔润滑剂等措施以减少回拖时的阻力，减小钻机工做负载。e在2739钢管回拖前，验证扩孔后孔内是否有充足泥浆，以便回拖中起到护壁润滑作用。f经确认钢管焊接、防腐合格后，将钢管拖人端与回拖器连接牢固，检查所有回拖系统(含设备、工艺保障措施)是否处于最佳状态。g回拖前，在待回拖2739钢管下，每间隔20m摆放1个托辊，并用吊车配合，以防止在回拖中擦伤钢管外壁。h回拖启动后，要作到平稳、匀速(回拖中不能停留)，速度控制在008ms。操作手时刻观察回拖压力变化，及时上报，以便采取必要措施，使钢管顺利回拖成功。i拖管时，大部分泥浆将循环使用，需挖两个坑暂存，一个为泥浆倒坑一个为净化好的泥浆坑。地形地貌的恢复工作管回拖完毕后，清理现场并撤出所用施工设备，恢复场地的地形地貌。施工过程图详见图1。该工程的顺利完成，创造了中山市有史以来最大的以定向钻非开挖方式过河的管道煤气工程历史，将使石岐河以北的城区及港口镇居民和工商企业能够用上安全、清洁、方便及源源不断的港华代天然气，促进该地区经济快速发展，提高人民生活水平，并为明年天然气的到来奠定了基础。3 结语上述的非开挖技术，不但减少路面开挖，降低施工费用及解决一些在传统开挖术不能施工的问题，而且在修复旧管道及安装难度高的工程时；在西气东输、广东LNG工程中大规模的管道管网的铺设；天然气作为清洁环保能源的普及使用，使其在天然气置换工程时；为保证向客户供气不致大幅间断，和安装分区调压阀及管道时；在环型管网完成后，如需要更新旧有的煤气管道时，发挥了相当大的优势。非开挖技术代替土建施工(挖槽埋管法)，这不但燃气施工技术上又一跃进，还体现了施工技术的高速发展和科技现代化。图1 歧江河东明大桥西侧穿越工程穿越曲线注：(1)本图所注单位为m；(2)曲率半径488m。最大深度10m；(3)入土点在河南侧，入土角=10(4)出土点在河北侧，出土角=6(5)水平穿越长度280m。 人工顶管施工方案第一章 编写依据本施工方案编写依据如下：1、广州开发区市南路北段（黄沙快速干线黄阁大道段）扩建工程设计图图纸；2、给水排水管道施工及验收规范GB50268-97；3、混凝土质量控制标准GB5016492；4、市政道路工程质量检验评定标准CJJ1-90；5、市政排水管渠工程质量检验评定标准CJJ3-90；6、广州市建设委员会颁发的有关建筑规程，安全、质量及文明施工等文件；第二章 工程概况2.1 工程简介本工程原设计采用机械顶管施工，但由于工期紧、施工场地有限、现场交通繁杂、地下管线复杂、有可能遇上地下障碍物等情况，将影响本工程机械顶管正常施工的不利因素，故将本工程中的顶管工程改用人工顶管。管材采用DN800 及DN1200 的玻璃钢管埋深约为57m。改用人工顶管后，工作井、接收井及检查井的井位和管段长度将根据现场实际情况（顶进长度、地下障碍物、交通影响等）而确定。2.2 施工参照标准GBJ08-221-96 市政排水构筑物工程施工和验收规程GBJ08-220-96 市政排水管道工程施工和验收规程GBJ141-90 给水排水构筑物施工和验收规程YS1411-89 防腐蚀工程施工规程GB50194-93 建筑工程施工现场供用电安全规范GBJ208-83 地下防水工程施工及验收规程GB50026 93 工程测量规范第三章 施工部署3.1 施工组织安排本工程需要采用人工顶管的管段为计划用4 套顶管设备，分成两个阶段顶进，第一阶段为工作井、接收井的施工，第二阶段为人工顶管的实施，其中工作井、接收井的施工可以交叉作业，速度较快，设备也能得到充分的利用。3.2 顶管施工工艺流程工作井施工设备安装管吊装就位施工准备开机顶进回收掘进机头结束测量控制及纠偏复核废泥外运施工下一节3.3 施工顺序施工顺序为： 工作井施工 顶进设备安装调试 吊装砼管到轨道上 连接好工具管 装顶铁 开启油泵顶进 出泥 管道贯通 拆工具管 砌检查井。顶管施工工艺流程图见上图所示。第四章 施工准备工作4.1 生产准备1、进行施工测量和现场放线工作。2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线、电线杆、树木及附近房屋等的准确位置。3、按施工平面布置图修建临时设施，安装临时水、电线路，并试水、试电。4、进行顶管所用设备的加工制作。5、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。6、根据材料计划，分期分批组织材料进场。4.2 技术准备1、审查施工图纸和进行各专业图纸会审，进行施工技术交底工作。2、做好标高点控制，施工测量和现场放线工作。3、按照规划局提供的永久水准点，引临时水准点至井下，施工中经常进行校核。第五章 主要工程项目的施工技术方案5.1 人工顶管顶力的计算：（一）对于顶管顶进深度范围土质好的，管前挖土能形成拱，可采用先挖后顶的方法施工。根据经验公式： P=n P0其中：P总顶力n土质系数。土质系数取值可根据以下两种情况选取：（1） 土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土，管前挖土能成拱者，取1.52.0。（2） 土质为中粗砂及含水量较大的粉细砂，管前挖土不易成拱者，取34。取n 为2.0。P0为顶进管子全部自重。顶进的每节管自重约为2 吨，最长段以60 米计，每节管长2 米，共要顶进33.5 节管，则P02*33.560 吨。则总的顶力为：P=n P0 2.0*60120 吨考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.3 倍左右的储备能力，设备顶进应力为156 吨, 取总的顶力F200 吨，选用两个千斤顶作为顶进动力设备，每个千斤顶的顶力应为100 吨。（二）对于顶管顶进深度范围土质较差的，即开挖时容易引起塌方的，可采用先顶后挖的方法施工。根据顶管工程力学参数确定，先顶后挖时，顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻力，主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。工具管正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。大于40t/m2 时表明土质较好。F1=S1K1其中F1-顶管正阻力(t)S1-顶管正面积(m2)K1-顶管正阻力系数(t/m2)F1=S1K1=r2K13.14*0.85*0.85*3579.40 吨管壁摩擦阻力：管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。根据有关工程统计资料，管壁摩擦阻力一般在0.1-0.5t/m2 之间。F2=S2K2其中F2顶管侧摩擦力（t）S2顶管侧面积（m2）K2顶管侧阻力系数（t/m2）F2=S2K2=DLK2=3.14*1.7*60*0.5=160.14 吨顶管阻力为以上二种阻力之和，顶进长度按最长管段60 米计算，总顶力：F=F1+F2239.54 吨因此，取总的顶力F300 吨，选用两个150 吨的千斤顶作为顶进动力设备。5.2 工作井和接收井的施工工作井和接收井的施工方法采用人工挖孔护壁法施工。工作井和接收井的结构设计见附图。5.2.1 工作井施工工作井采用人工挖孔护壁支护结构。工作井尺寸净空为4.54 米，开挖深度为4.58.5 米左右，壁厚30cm，具体配筋方案见附图。（一）、施工工艺采用分层开挖，分层浇注井壁的方法施工，每节开挖护壁的高度最多不超过100cm。（二）、施工流程（三）、施工技术要求1、每层开挖深度不大于1.0 米。2、钢筋搭接长度不小于35d。3、模板拼装要平整，牢固。4、层与层之间搭接部分的泥土要清洗干净，并凿毛。5、护壁的下一节和上一节的搭接长度不小于10cm。6、钢筋的配置必须按照有关标准和规范进行，浇注的砼必须使用震动棒进行振捣，要浇注混凝土是否到设计标高回填300mm 厚碎石垫层底板浇注测量控制绑扎钢筋立护壁模板放线定位开挖一节土方人工顶管施工方案设置足够的支撑，防止“跑模”现象的发生。7、井内的积水由集水井（长宽高为30cm30cm40cm）及时排走，抽水时要注意用电安全。8、严格控制后靠背、洞口墙的水平度和垂直度。洞心的标高和洞口的直径要符合设计要求。9、浇注完后，养生72 小时，才能拆模并开挖下一层。10、第一层护壁必须勾挂在井口周边。11、确保工作井的净空尺寸满足设备要求。12、底板的标高要符合设计要求。5.2.2 接收井施工接收井是直径为2.5 米的圆井，其护壁厚30cm，具体配筋方案见设计图纸。5.3 顶管工作井内设备安装（一）导轨安装。严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。1、由于工作井底板浇注了20cm 的砼，地基稳定，导轨直接放置在工作井的底板上。2、严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。3、导轨采用浇注砼予以固定，导轨长度采用23m，间距设置为60cm。4、导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。（二）下管、顶进、出土和挖土设备：采用电动卷扬机下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用斗车、垂直牵引的卷扬机作为出土设备，用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。（三）照明设备：井内使用电压不大于12V 的低压照明。（四）通风设备：人工挖土前和挖土过程中，采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。风量的计算：1、按洞内同时工作的最多人数计算：Q=kmq式中：Q所需风量，m3/min;k风量备用常用系数，常取k=1.11.2m洞内同时工作的最多人数q洞内每人每分钟需要新鲜空气量，通常按3m3/min 计算。现管内有两人工作，一人开挖，一人负责运余泥，取k=1.1,m=2, 则有Q=kmq=1.123=6.6 m3/min2、漏风计算Q 供PQ式中：Q计算风量P漏风系数采用200PVC 管，每百米漏风率一般可控制在2以下。取P1.02，则Q 供PQ6.61.026.73 m3/min取风量大于7000L/min 离心鼓风机（或高压空气压缩机）作为通风设备则可以满足要求。（五）工作棚架：作为防雨及安装吊运设备。工作坑上设活动式工作平台，平台用20#工字钢梁。在工作平台上设起重架，井旁边装置电动卷扬机。5.4 引入测量轴线及水准点（一）将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上（两个点），作为顶管中心的测量基线。（二）将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。5.5 下管（一）下管前，要严格检查管材，不合格的严禁使用。（二）第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程，以校核导轨安装的准确性。（三）要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。5.6 千斤顶和顶铁的安装千斤顶是掘进顶管的主要设备，由前面顶力计算可知,本工程最长管段的顶力为300吨.拟采用2 台150 吨液压千斤顶。（一）千斤顶的高程及平面位置：千斤顶的工作坑内的布置采用并列式，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，造成顶进偏差。根据施工经验，采用机械挖运土方，管上部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/41/5 处为宜。（二）安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，必须安装直顺。（三）每次退千斤顶加放顶铁时，应安放最长的顶铁，保持顶铁数目最少。（四）顶进中，顶铁上面和侧面不能站人，随时观察有无扭曲现象，防止顶铁崩离。5.7 顶进施工工作坑内设备安装完毕，经检查各部分处于良好状态。即可进行试顶。首先校测设备的水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进工具头，然后安放混凝土管节，再次测量标高，核定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进施工时，主要利用风镐在前取土，千斤顶出镐在后背不动的情况下将污水管向前顶进，其操作过程如下：（1）安装好顶铁挤牢，工具管前端破取一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。（2）停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。（3）添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。（4）卸下顶铁，下管，用环形橡胶环连接混凝土管，以保证接口缝隙和受力均匀，保证管与管之间的连接安全。5.8 顶进施工中的重点工序（一）测量1、测量次数：在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每顶进2030cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50100cm 时，测量一次。2、中心测量：根据工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。3、高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节管前端内底高程，以控制顶进高程；同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。工作井内应设置两个水准点，以便闭合之用，经常校核水准点，提高精度。4、一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点，有错口的测两点。（二）纠偏：当测量发现偏差在1020mm 时，采用超挖纠偏法，即在偏向的反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。当偏差大于20mm 时，采用千斤顶纠偏法，当超挖纠偏不起作用时，用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可施加顶力。同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。（三）管前挖土要求1、在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外100mm，管周不得超挖，并随挖随顶。2、在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端300500mm，在管周上面允许超挖15mm，下面135 度范围内，不得超挖。（四）接口的处理：由于顶管的管材为F 型接口，顶管完毕后，对于管与管之间的缝隙，采用膨胀水泥砂浆压实填抹。选用硅酸盐膨胀水泥和洁净的中砂，配合比（重量比）为：膨胀水泥：砂：水=1:1:0.3,随拌随用，一次拌和量应在半小时内用完。填抹前，将接口湿润，再分层填入，压实填抹平整后，在潮湿状态下养护。5.9 工作井内管道施工管道完成后，按设计图在井内用砖砌筑检查井，井内外批防水砂浆。待砂浆达到一定强度后，回填石屑至管顶面，用水冲实。5.10 遇到流砂时的施工技术措施顶进时若遇到流砂较多，且流砂流动性较强，则要在管内准备足够的砂包、稻草，用来阻挡流砂的流动。或用改装后带网格的工具头配合施工。以防万一,确保施工人员的生命安全.第六章 施工计划6.1 施工进度计划由于本工程工期较紧，因此在开工前一定要做好施工前期的准备工作：首先要落实挖掘机、吊机、槽钢、管材等关键设备和材料以及人员，保证工程开工能够即刻到位；测量人员根据甲方提供的控制点加密导线点水准点、测放中线点标高点以及探测地下管线、构筑物等，根据中线点确定开挖范围以及范围内的拆迁物，在现场和平面图上作标记；搭好工地办公室、小型仓库、工棚以及清理停车场等前期工作。6.2 主要施工机具设备主要施工机具设备一览表机具名称 规格、性能 单位 数量 用途工具头 台 6 纠偏，掘进空压机 3 立方 台 6 破岩四角架 6 米 副 6 出土斗车 部 12 运土水泵 1.1-2.2 千瓦 台 10 基坑排水电焊机 BX-330 台 2 型钢焊接气割 套 2 型钢切割卷扬机 1.5T 台 6 竖井提升千斤顶 150T 台 12 顶管高压油泵 ZB-50 台 6 顶管顶压装置 全套顶铁、垫座、滑道 套 6 顶管鼓风机 7000L/min 离心鼓风机 台 6 通风第七章 质量保证措施1、顶管施工前编制顶管组织设计，提交监理和业主审定才能进行施工。2、顶管前，项目部向作业班组进行详细的技术交底工作，每道工序开工和员工上岗前进行简短的质量要求和技术交底，由各专业工程人员负责实施，使每个员工上岗前做到人人心中有数，以确保工程质量。3、摸清施工沿线的地下管线的详细情况，并制定详细的技术措施。4、做好施工资料管理工作，及时填写原始记录和隐蔽工程记录（含照片），及时完成竣工资料。5、认真做好施工计划，保证施工作业连续均衡、紧凑，从而有效可靠地控制质量，保证工程质量。6、顶进过程中，应严格控制顶力在允许的范围内，并留有足够的安全系数。7、顶管控制在质量标准范围以内，如果在顶进过程中，发现方向失控，应该立即停止顶进，逐级上报，经研究同意后，方可以继续顶进。8、作好地质勘察及资料整理工作，认真编制好施工方案和通过不同土层的技术措施及纠偏措施，确保管道的顺利顶进。9、加强操作控制，使顶管均匀平稳，受力均匀，尽可能减少顶进过程中的倾斜、偏移、扭转，防止管壁出现裂缝、变形。第八章 安全文明施工及环保措施8.1 施工安全措施1、沿工作井四周设置1.2 米高的固定护栏，护栏上挂安全网，工作井四周要挂相应的警示标语。2、挖土施工时工作井必须设置爬梯，供人员上下井用。使用的卷扬机等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置。3、挖出的土石方应及时运离工作井，不得堆放在工作井四周1 米范围内。4、顶管作业人员必须戴硬安全帽。5、顶管施工区域沿线采用标准围蔽。6、严格遵循土方开挖程序，控制均匀挖土，防止发生偏位，严重倾斜或管涌等现象，做好作业前和施工中的通风换气工作，每次进入管道时，保证管内通风，以免导致人身事故。7、吊车、起重设备由专人操作和专人指挥，统一信号，预防发生碰撞。吊车靠近工作井边坡行驶时， 加强对地基稳定性检查， 防止发生倾翻事故。吊管下工作井时，注意安全。8、加强机械设备维护、检查、保养。机电设备由专人操作，认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业。9、开挖前详细了解沿线管线资料，做好沿线管线保护措施。10、作业人员轮换制。每个作业人员在管内作业时间不得超过1 小时，避免劳动强度过大引起危险。11顶进过程中，施工人员必须使用安全带，洞口必须有施工人员照应，洞内用不大于12 伏照明灯照明，每班作业时必须有合格的电工当班。12、利用轴流式抽水泵在工作井设置的集水井内进行抽水， 保持井内无积水，抽水时，施工作业人员不得站立在积水范围内。13、采用卷扬机垂直牵引出土时， 井下不能站人， 工作井上平台的作业人员出土时必须使用安全带。14、自制木板小车，用于放置压缩空气呼吸器和运载进管人员，并在车尾部拴上绳子，在万一发生意外的情况下由管外监护人员迅速将管内人员拉出管外进行抢救。15、利用鼓风机并购买48 米长的软管，用于输送空气进入管道，加强管内空气的流动和循环。工作挖掘面的工人要佩带含氧量探测仪， 经常检查该处含氧量必须超过18 。16、管外配备专职监护人员， 密切注意入管作业人员状态， 每一分钟对管内人员进行呼喊， 或用一条绳子每隔一定时间拉一下作业人员， 在得不到安全的反馈情况下立刻采取相应应急措施。17、井上配备相应药品。作业前要对施工人员进行紧急救援的培训， 使全体人员懂得使用呼吸器和含氧量探测仪， 懂得救人步骤， 并进行实地现场考核合格后才施工。18、在人员进管前要用含氧量探测仪进行管道内氧气浓度的探测， 利用毒气探测仪进行管道有毒气体浓度的探测。19、电动卷扬机必须设置防冲顶装置。20、施工过程中使用的有关机械设备必须严格按照各机械的安全操作规程进行操作，全部用电设施必须符合施工现场临时用电安全技术规范。8.2 采用空气压缩机带风镐机挖土时的安全措施1、作业环境内保持清洁和干燥，贮气罐放在通风良好的地方，半径15m以内不得进行焊接或热加工作业。2、曲轴箱内的润滑油量应在标尺规定范围内，加添润滑油的品种、标号必须符合规定。3、各联结部位应紧固，各运动部位及各部阀门开闭应灵活，并处于起动前的位置。4、起动空气压缩机必须在无载载荷状态下进行，待运转正常后，再逐步进入载运转。5、开启送气阀前，应将输气管道联接好，输气管应保持畅通，不得扭曲。送气时，在出气口前不准有人工作或站立。6、发现以下情况必须立即停机检查，找出原因待故障排除后，方可作业。漏水、漏气、漏电或冷却水突然中断；压力表、温度表、电流表的指示值超过规定；排气压力突然升高，排气阀、安全阀失效；机械异响或电动机电刷发生强烈火花。7、停机时，应先卸载，然后分离主离合器，再停止电动机的运转。8.3 环保与文明施工1、控制噪声，顶管设备施工作业、施工运输车辆特别是夜间施工所造成的对附近居民的影响， 由于顶管进行连续顶进施工， 采取必要的减噪措施，同时报经主管部门批准。2、加强环境保护，控制空气污染，对施工作业机械，运输车辆作业时所产生粉尘进行控制， 并定期对施工现场周围地面进行淋水， 减少灰尘对周围环境的污染，同时做好对城市绿化、地下管线、地下文物的保护。3、保持每天24 小时对工地范围内的交通通道进行维护、清扫。工地范围与各主要通道加强照明设施， 保证车辆司机、行人能充分看清路况、警示标志以及施工围栏。4、当天的余泥尽量当天运走，避免污染环境。非开挖:顶管施工方法简单介绍管道顶进方法的选择，是根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，经技术经济比较后确定的。普通顶管法是在黏性或砂性土层，且无地下水影响时，采取的手掘式或机构挖掘式顶管法。 （1） 工作坑顶管工作坑的位置的设置应便于排水、出土和运输，并对地上与地下建筑物、构筑物易于采取保护和安全生产措施。采用装配式后背墙由方木、型钢或钢板等组装而成，组装后的后背运动员具有足够的强度和刚度。工作坑的支撑应形成封闭式模框架，矩形工作坑的四角应加斜撑。（2） 设备安装导轨：选用钢质材料制作，两民轨安装牢固、顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度一致。在使用中经常检查校核导轨，防止产生位移。千斤顶：安装时固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道中的中心的垂线上。油泵：应与千斤顶相匹配，并用备用油泵；安装完毕后进行试运转。顶进过程中油压突然增高时，应立即停止顶进，检查原因并经处理后方可继续顶进。顶铁：分块拼装式顶铁应有足够的刚度，并且顶铁的相邻面相互垂直。安装后的顶铁轴线应与管道轴线平等、对称，顶铁与导轨之间的接触面不得有泥土、油污。更换顶铁时，先使用时观察顶铁有无异常现象。顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管口应增加U型或环形顶铁。起重设备：正式作业前应试吊，检查重物捆扎情况和制动性能；严禁超负荷吊装。（3） 顶进采用手掘式顶管理，将地下水位降到管底以下不小于0.5M处，并采取措施，防止其他水源进入顶管管道。全部设备经过检查并试运转合格后可进行顶进。顶进程序是：安装顶铁，开动油泵，顶镐活塞伸出一个行程后，关油泵，顶镐停止运行，活塞收缩，在空隙处加上顶铁，再开油泵，如此周而复始。工具管开始顶进5-10m的范围内，允许偏差为：轴线位置3mm，高程0+3mm.当超过允许偏差时，采取措施纠正。采用手工掘进顶进时，应符合下列规定：工具管接触或切入土层后，自上而下分层开挖。在允许超挖的稳定土层中正常顶时时，管下部135度范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于15mm；管前超挖根据具体情况确定，并制定安全保护措施。顶管结束后，管节接口的内侧间隙按设计规定处理，设计无规定时，可采用石棉水泥、弹性密封膏或水泥秒浆密封。填塞物应抹平，不得凸入管内。顶进时测量工具管的中心和高程采用手工掘进时，工具管进入土层过程中，每顶进0.3m，测量不少于一次；管道进入土层后正常顶进时，每 1.0m测量一次，纠偏时增加测量次数。全段顶完后，在每个管节接口处测量其轴线位置和高程；有错口时测出相对高差。纠偏采用小角度、顶进中逐渐纠偏纠偏方法挖土校正法：即在管子偏向一侧少挖土，而在别一侧多超挖些，强制管子在前进时向另一侧偏移。适用于偏差为10-20mm时。木杠支撑法：如管端下陷，管子发生错口时，可采用木杠支撑法方法校正，适用于偏差为20mm时。顶进过程中，出现下列紧急情况时应采取措施进行处理：工具管前方遇到障碍后此墙变形严重顶铁发生扭曲现象管位偏差过大且校正无效顶力超过管端的允许顶力油泵、油路发生异常现象顶管施工工艺6.1一般规定 6.1.1顶管的施工设计应包括以下主要内容：6.1.1.1施工现场平面布置图；6.1.1.2顶进方法的选用和顶管段单元长度的确定；6.1.1.3工作坑位置的选择及其结构类型的设计；6.1.1.4顶管机头选型及各类设备的规格、型号及数量；6.1.1.5顶力计算和后背设计；6.1.1.6洞口的封门设计；6.1.1.7测量、纠偏的方法；6.1.1.8垂直运输和水平运输布置；下管、挖土、运土或泥水排除的方法；6.1.1.9减阻措施；6.1.1.10控制地面隆起、沉降的措施；6.1.1.11地下水排除方法；6.1.1.12注浆加固措施；6.1.1.13安全技术措施。6.1.2管道顶进方法的选择，应根据管道所处土层性质、管径、地下水位、附近地上与地下建筑物、构筑物和各种设施等因素，经技术经济比较后确定，并应符合下列规定：6.1.2.1在粘性土或砂性土层，且无地下水影响时，宜采用手掘式或机械挖掘式顶管法；当土质为砂砾土时，可采用具有支撑的工具管或注浆加固土层的措施；6.1.2.2在软土层且无障碍物的条件下，管顶以上土层较厚时，宜采用挤压式或网格式顶管法；6.1.2.3在粘性土层中必须控制地面隆陷时，宜采用土压平衡顶管法；6.1.2.4在粉砂土层中且需要控制地面隆陷时，宜采用加泥式土压平衡或泥水平衡顶管法；6.1.2.5在顶进长度较短、管径小的金属管时，宜采用一次顶进的挤密土层顶管法。6.1.3采用手掘式顶管时，应将地下水位降至管底以下不小于0.5mm处，并应采取措施，防止其他水源进入顶管管道。6.1.4顶管施工中的测量，应建立地面与地下测量控制系统，控制点应设在不易扰动、视线清楚、方便校核、易于保护处。6.2工作坑6.2.1顶管工作坑的位置应按下列条件选择：6.2.1.1管道井室的位置；6.2.1.2可利用坑壁土体作后背；6.2.1.3便于排水、出土和运输；6.2.1.4对地上与地下建筑物、构筑物易于采取保护和安全施工的措施；6.2.1.5距电源和水源较近，交通方便；6.2.1.6单向顶进时宜设在下游一侧。6.2.2采用装配式后背墙时应符合下列规定；6.2.2.1装配式后背墙宜采用方木、型钢或钢板等组装，组装后的后背墙应有足够的强度和刚度；6.2.2.2后背土体壁面应平整，并与管道顶进方向垂直；6.2.2.3装配式后背墙的底端宜在工作坑底以下，不宜小于50cm；6.2.2.4后背土体壁面应与后背墙贴紧，有孔隙时应采用砂石料填塞密实；6.2.2.5组装后背墙的构件在同层内的规格应一致，各层之间的接触应紧贴，并层层固定。6.2.3工作坑的支撑宜形成封闭式框架，矩形工作坑的四角应加斜撑。6.2.4顶管工作坑及装配式后背墙的墙面应与管道轴线垂直，其施工允许偏差应符合表6.2.4的规定。工作坑及装配式后背墙的施工允许偏差(mm)表6.2.4项目允许偏差工作坑每侧宽度不小于施工设计规定长度装配式后背墙垂直度0.1%H水平扭转度0.1%L注：1.H为装配式后背墙的高度(mm)；2.L为装配式后背墙的长度(mm)。6.2.5当无原土作后背墙时，应设计结构简单、稳定可靠、就地取材、拆除方便的人工后背墙。6.2.6利用已顶进完毕的管道作后背时，应符合下列规定：6.2.6.1待顶管道的顶力应小于已顶管道的顶力；6.2.6.2后背钢板与管口之间应衬垫缓冲材料；6.2.6.3采取措施保护已顶入管道的接口不受损伤。6.2.7当顶管工作坑采用地下连续墙时，应符合现行国家标准地基与基础工程施工及验收规范的规定，并应编制施工设计。施工设计应包括以下主要内容；6.2.7.1工作坑施工平面布置及竖向布置；6.2.7.2槽段开挖土方及泥浆处理；6.2.7.3墙体混凝土的连接形式及防渗措施；6.2.7.4预留顶管洞口设计；6.2.7.5预留管、件及其与内部结构连接的措施；6.2.7.6开挖工作坑支护及封底措施；6.2.7.7墙体内面的修整、护衬及顶管后背的设计；6.2.7.8必要的试验研究内容。6.2.8地下连续墙墙段间宜采用接头箱法连接，且其接缝位置应与井室内部结构相接处错开。6.2.9槽段开挖成形允许偏差应符合表6.2.9的规定。槽段开挖成形允许偏差(mm)表6.2.9项目允许偏差轴线位置30成槽垂直度0.3MPa钢筋骨架就位后到浇筑开始1.00m，4.00m/h导管间混凝土面高差0.50m注：1.工作坑兼做管道构筑物时，其混凝土施工尚应满足结构要求；2.导管埋置深度系指开浇后下沉浇筑时，混凝土面距导管底口的距离；3.导管间距系指当导管管径为200300mm时，导管中心至中心的距离。6.2.12地下连续墙的顶管后背部位，应按施工设计采取加固措施。6.2.13开挖工作坑，应按施工设计规定及时支护，可采用与墙体连接的钢筋混凝土圈梁和支撑梁的方法支护，也可采用钢管支撑法支护。支撑应满足便于运土、提吊管件及机具设备等的要求。