頂管施工工法

1、頂 管 施 工 工 法一 頂管施工的應(yīng)用近年來(lái)頂管施工由于其高效性、安全性和經(jīng)濟(jì)性已越來(lái)越多的被采用，目前其適用范圍為80-3500管道。二. 頂管施工的優(yōu)點(diǎn)1. 由于頂管施工不用開(kāi)挖地面所以能夠穿越公路、河流甚至建筑物下穿是一種能安全有效的進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的管道施工方法，對(duì)交通和地表情況影響較小，噪音、粉塵的危害大大降低。2. 頂管施工不用開(kāi)挖地面，故而被鋪設(shè)管道的上部土壤未被擾動(dòng)，管道的管節(jié)端不易產(chǎn)生段差變形，其使用壽命大于開(kāi)挖法埋管。3. 經(jīng)濟(jì)節(jié)約，施工成本降低。三.頂管施工的分類(lèi)頂管施工按工藝可分為：手掘式頂管、擠壓式頂管、土壓平衡頂管、泥水平衡式頂管和擠密土層頂管。四.頂管的施工工藝1.

2、 頂管的頂力計(jì)算頂管的頂力可按下式計(jì)算，也可按當(dāng)?shù)氐慕?jīng)驗(yàn)公式確定： P=fr D1 2H+(2H+D1)tg2(45/2)+/r D1L+PF式中P計(jì)算的總頂力（kN）r管道所處土層的重力密度(kN/m3)D1 管道的外徑(m)H管道頂部以上覆蓋土層的厚度(m)管道所處土層的內(nèi)摩擦角()管道單位長(zhǎng)度的自重(kN/m)L管道的計(jì)算頂進(jìn)長(zhǎng)度(m)f頂進(jìn)時(shí)，管道表面與其周?chē)翆又g的摩擦系數(shù)，若土質(zhì)為濕砂性土或粘土，一般取0.20.4，若土質(zhì)為干土，一般取0.40.6PF 頂進(jìn)時(shí)，工具管的迎面阻力（kN），因管前及兩側(cè)允許超挖，故取0。 2. 工藝流程圖3.操作工藝 3.1工作坑的選擇開(kāi)挖1).工作

3、坑盡量設(shè)在檢查井位置，且與接收坑交替布置，這樣不僅可以縮短工期，也可以節(jié)約費(fèi)用。工作坑布置圖見(jiàn)圖(1.6.2.1)。工作坑開(kāi)挖宜采用人工開(kāi)挖，不宜機(jī)械作業(yè)，以防擾動(dòng)坑土質(zhì)造成塌方。開(kāi)挖的坡度由土質(zhì)決定。工作坑深度大于5m時(shí)，中間留用50cm的土質(zhì)臺(tái)階以緩沖土質(zhì)的側(cè)向壓力。工作坑支撐形式應(yīng)根據(jù)土質(zhì)及開(kāi)挖深度情況確定，支撐應(yīng)滿足便于運(yùn)土提吊管件及機(jī)具設(shè)備的要求。如采用矩形工作坑，則底部宜符合下列公式要求： B=D1+S L=L1+ L2+ L3+ L4+ L5式中 B矩形工作坑的底部寬度(m);D1管道外徑(m);S操作寬度(m)，可取2.43.2m;L矩形工作坑的底部長(zhǎng)度(m);L1工具管長(zhǎng)度(

4、m)。當(dāng)采用管道第一節(jié)管為工具管時(shí)，鋼筋混凝土管不宜小于0.3m；鋼管不宜小于0.6m；L2管節(jié)長(zhǎng)度(m);L3運(yùn)土工作間長(zhǎng)度(m);L4千斤頂長(zhǎng)度(m);L5后背墻的厚度(m)。 管道軸線 工作坑 接收坑 工作坑 接收坑圖1.6.21 工作坑布置圖 2).后背墻的安裝：工作坑后背土壁表面應(yīng)平整，并與管道軸線垂直；后背墻的面積必須通過(guò)頂力的反作用力及土質(zhì)的情況來(lái)確定，后背墻構(gòu)造如下：a. 貼土壁立碼一層15cm20cm的方木，其寬度應(yīng)不小于所需的受力面積；b. 橫放一層15cm20cm的方木；c. 立放24根40號(hào)工字鋼，設(shè)在千斤頂作用點(diǎn)位置；d. 后背土壁面應(yīng)與后背墻貼緊，有孔隙時(shí)應(yīng)用砂石料

5、填密實(shí)；組裝后背墻的底端應(yīng)在工作坑底以下，不宜小于50cm。這一 規(guī)定的目的，是在增加施工工作量不大的條件下，利用后背墻的抗力與其高度的平方成正比的規(guī)律，以充分發(fā)揮其抗力。3.2.設(shè)備安裝 (見(jiàn)圖1.6.2-2)1).導(dǎo)軌安裝工作坑及后背墻成型后，在槽底安放25cm×25cm的枕木，枕木頂與槽底平，使枕木鑲在槽底土層中，間距為0.5m，長(zhǎng)度3m，枕木的下面澆筑15cm厚C20砼，以免枕木下沉，在順管子方向安放兩根重型鋼質(zhì)導(dǎo)軌，長(zhǎng)度為5m，導(dǎo)軌與枕木之間應(yīng)錨固連接，以防滑動(dòng)。兩根導(dǎo)軌之間的軸線應(yīng)與管子的軸線重合，導(dǎo)軌的間距為： A=2D1(hc)(hc)式中D1=管外徑h=鋼軌高度c=

6、管外壁與基礎(chǔ)間縫隙，一般取68cm2).千斤頂安裝千斤頂宜固定在支架上，并與管道中心的垂線對(duì)稱(chēng)，其合力的中心應(yīng)比管中心低5%的管內(nèi)徑左右的垂直線上；當(dāng)千斤頂多于一臺(tái)時(shí)，宜取偶數(shù)，且其規(guī)格宜相同；當(dāng)用多臺(tái)千斤頂時(shí)，其油路應(yīng)并聯(lián)，每臺(tái)千斤頂應(yīng)有進(jìn)油、退油的控制系統(tǒng)。3).頂鐵安裝頂鐵宜采用鑄鐵整體澆鑄或采用型鋼焊接成型。安裝頂鐵時(shí)，應(yīng)首先檢查頂鐵與頂鐵之間的接觸面。如有泥土或油污等，應(yīng)擦試干凈，防止接觸不良，相互滑動(dòng)。安裝后，頂鐵必須與管道的軸線平行，使千斤頂軸線頂鐵軸線和管道的軸線相互平行；更換頂鐵時(shí)，應(yīng)先使用長(zhǎng)度大的頂鐵，頂鐵拼裝后應(yīng)鎖定；頂鐵與管口之間應(yīng)采用緩沖材料，一般可采用油氈或膠合板。

7、4).架設(shè)起吊設(shè)備龍門(mén)架安裝要牢固、安全，基座應(yīng)采用50cm×50cm×80cm的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，龍門(mén)架的兩側(cè)必須用鋼絲繩做拉錨固定，上部搭設(shè)帆布蓬，以在雨天作業(yè)。圖1.6.2-2 頂管坑內(nèi)設(shè)備布置圖3.3.吊管正式作業(yè)前應(yīng)試吊，吊離地面10cm左右時(shí)，檢查重物捆扎情況和制動(dòng)性能，確認(rèn)安全后方可起吊；下管時(shí)工作坑內(nèi)嚴(yán)禁站人，當(dāng)管節(jié)距導(dǎo)軌小于50cm時(shí)，操作人員方可近前工作；嚴(yán)禁超負(fù)荷工作。3.4.頂進(jìn)1).挖土本工藝采用手工掘進(jìn)頂管法。工具管接觸土層后，應(yīng)自上而下分層挖土；挖出的土方用專(zhuān)用手推車(chē)運(yùn)出，工具管迎面的超挖量如土質(zhì)良好，可超出管端40cm50cm；管頂以上的超挖量

8、不得超過(guò)1.5cm。管下部135º范圍內(nèi)不得超挖；超挖示意圖(見(jiàn)圖1.6.2-3)：1).頂進(jìn)頂進(jìn)開(kāi)始時(shí)，應(yīng)緩慢進(jìn)行，待各部位密合后，再按正常頂進(jìn)速度進(jìn)行；頂進(jìn)中若發(fā)現(xiàn)油壓突然增高，應(yīng)立即停止頂進(jìn)，檢查原因并經(jīng)處理后方可繼續(xù)頂進(jìn)。頂管要連續(xù)進(jìn)行，不能停滯不前，隨挖隨運(yùn)隨頂。盡量減少停歇時(shí)間，以免造成管上方土質(zhì)塌方及水位上漲造成頂力增大。當(dāng)頂管單元段計(jì)算頂力較大時(shí)，可采取管外壁潤(rùn)滑等措施以減小阻力。a-最大超挖量 b-允許超挖范圍圖1.6.2-3 管上方超挖示意圖2).測(cè)量及糾偏頂進(jìn)過(guò)程中，開(kāi)始每頂30cm50cm；測(cè)量高程和軸線不少于1次；管道頂入土層后正常頂進(jìn)時(shí)，每頂進(jìn)100cm，

9、不少于1次；開(kāi)始頂進(jìn)510m的范圍內(nèi)，允許偏差應(yīng)為軸線位置3mm，高程0+3mm，測(cè)量記錄應(yīng)完整、清晰，當(dāng)超過(guò)允許偏差時(shí)，必須及時(shí)糾正；如偏差在12cm左右，可采用超挖糾偏法，即在管子偏向的反側(cè)適當(dāng)超挖，使管子在頂進(jìn)中向阻力小的超挖側(cè)偏向，逐漸回到實(shí)際位置。如偏差較大，宜采用頂木糾偏法，即用方木的一端頂在管子偏向的另一側(cè)內(nèi)管壁上，另一端斜撐在墊有鋼板或木板的管前土壤上，頂牢固后，即可頂進(jìn)，在頂進(jìn)中配合超挖糾偏法，邊頂邊支。3.5.頂管的接口：接管前，在兩管的接口處均勻加襯3cm粗的防水油麻，油麻置于管外縫外側(cè)面12cm處，油麻頂緊后能起到均布頂力和保護(hù)管節(jié)，防止地下水滲入管內(nèi)的作用，頂完后，拆除臨時(shí)連接的內(nèi)脹圈，用石棉水泥做內(nèi)勾縫。3.6.檢查井砌筑：頂管單元段質(zhì)量驗(yàn)收合格后，及時(shí)進(jìn)行檢查井的砌筑。3.7.支撐的拆除：拆除支撐前，應(yīng)對(duì)溝槽兩側(cè)的建筑物和槽壁進(jìn)行安全檢查，并應(yīng)制定拆除支撐的實(shí)施細(xì)則和安全措施。支撐的拆除應(yīng)與回填土的填筑高度配合進(jìn)行，且在拆除后應(yīng)及時(shí)回填。3.8閉水試驗(yàn)