1050顶管施工方案.docx

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1、D1000 钢管顶管施工方案1、 工程概况本标段顶管长 2108.7 m；其中六环路绿化带内 2023m，穿越京开高速 95.7m，穿京九铁路、其他铁路、林校路顶管共301m，顶管材质为d1000mm 钢管，钢管防腐形式为玻璃钢外防腐、水泥砂浆内防腐。2、 施工部署2.1 施工程序2.1.1 按总体布局本标段顶管施工时间安排在 2 月底，日平均气温低、顶管工作量大、所耗用的工期最长、施工难度较大，因此顶管工程要先行施工。2.1.2 由于顶管在高速路绿化带内施工，其工作坑和检查井的施工给周边美观带来不利影响，为了准时恢复原貌，因此每施工完一个井坑段，准时回填。2.2 施工挨次2.2.1 依据先预

2、备后施工，先地下后地上，先深后浅的施工程序。2.3 施工段的划分2.3.1 依据本工程的特点，顶管工程共分三个施工段：1第一段顶管长1000m，桩号为2+8003+754；顶管工作井共11 个，在桩号为3+100、3+200、3+700、3+733 井体位置设立工作井，其余没有工作井的直线段按每最大间隔不超过 120 米设立工作井。2其次段顶管长1013m，桩号为3+7544+700；顶管工作井共12 个，在桩号为3+100、3+200、3+700、3+733 井体位置设立工作井，其余没有工作井的直线段按每最大间隔不超过 120 米设立工作井。3第三段顶管长 301m，桩号为 4+280-4+

3、345京九铁路顶管、5+256.3-5+279.8、5+310.7-5+332.6 、 5+414.5-5+464.9 铁路顶管 、 6+023-6+120 京开高速 、6+164.7-6+207.9林校路；顶管工作井共 6 个，分别设立在桩号 4+280、5+256.3、5+310.7、5+414.5、6+023、6+164.7 处。2.4 施工进度安排2.4.1 依据工程特点以及工期的要求，拟打算开工时间 2023 年 2 月 18 日， 2023 年 12 月 10 日竣工,总工期 292 日历天。2.5 主要施工机械的选择2.5.1 选择原则：为了加快施工进度，提高机械化施工程度，减轻

4、劳动强度，并依据公司自身的条件以及施工阅历来选择本工程的施工机械，详见机械/设备/仪器表。序机械/设备/仪械/设备/仪器表规 格型号产 购置数量台旧程已使用号器名称地国、商标等年份自有租赁度台时1反铲挖土 2 台PC32020233 台80%20232自缷汽车8T20239 台70%15003汽车5T20233 台75%10004叉车5T20233 台80%16005电焊机300A20236 台70%4006汽车起重机16t25t202320233 台3 台80%85%20012007CO2 焊机6 台8烘干箱6 台9角向磨光机D150 、D125202312 台80%20010砂轮切割机D4

5、0020236 台60%130011电动套丝机19993 台60%50012排污泵202312 台90%90013倒链2-5T202312 台90%14倒链1T202312 台75%15压力表、0 2.5 MP20236 块80%16打压泵、堵头20233 套85%17简易龙门架2T现制2 套80%18电动试压泵0160kg/cm220234 台90%110019空气压缩机20232 台80%70020两轮小推车202312 辆21千斤顶320 吨42.6 劳动力选择详见劳动力打算表合计工种管工焊工起重工电工防腐工普工时间人工工日人数劳动力打算表2023 年2 月18963618数180060

6、2023 年3 月189636181800602023 年4 月189636181800602023 年5 月189636181800602023 年6 月189636181800602023 年7 月189636181800602023 年8 月189636181800602023 年9 月189636181800602023 年10 月189636181800602023 年11 月189636181800602023 年12 月18963618180060总计198996633661981980021003、 施工方法工艺流程测量放线工作井、接收井开挖、支护顶管机及泥水处理设备安装试运转

7、顶管到达接收井设备吊出撤除关心设备管道安装检查井砌筑、回填工作井接收井闭水试验。3.1 测量放射线3.1.1 承受经测量监理工程师批复的测量掌握网进展施工放样，固定保护好掌握点，并常常复核。工作坑定位承受全站仪，管道中线掌握承受经纬仪，标高掌握承受水准仪。3.1.2 地面坐标点导入井下承受直接导入法，利用坑口埋设的坐标点和测量掌握网掌握点，以支导线的形式，建立井下顶管掘进使用掌握点。3.1.3 地面高程点导入井下承受悬挂刚卷尺，导入标高时，用两台 S3 水准仪同时进展， 并独立导入三次，其互差不超过井筒深度的 1/8000。每一个工作坑设置三个水准点。3.2 工作井、接收井开挖、支护3.2.1

8、 工作井、接收井位的布置工作井、接收井位的布置依据现场道路通行条件，设计管线位置、顶进距离、土质等因素综合确定，在施工沿线每间隔 120 米设置一个顶坑，上下对顶，顶进距离60 米， 如遇检查井部位距离依据实际尺寸作出调整，以节约本钱。3.2.2 工作井、接收井位下口尺寸1长度计算L=L +L +L +L +k1234L工作坑的最小长度mL 钢管单根长度m取 6 m1L 下井管段长度m取 0.3 m2L 主油缸长度m取 1.2 m3L 未顶出顶的管道最小长度m取 0.5 m4k后座、刚性顶铁和环形顶铁厚度之和，再加上安装充裕量m取 1.6 m则：L=6+0.3+1.2+0.5+1.6=9.6m

9、取 10m 2宽度计算B=D+(2.02.4)B工作坑的宽度m D管道的外径m 则：B =1.000+2.0=3.28m取 4 米3深度计算H=H +D1H工作坑的深度mH 顶管覆土厚度m1D管道的外径m 则：H=6.0+1.00=6.0m经计算取为长*宽*深=10*4*6m。3.2.3 工作井、接收井位支护流程人机协作挖至自然地面下 0.8m设第一道盘撑插大板挖土降大板第一道盘撑设八字撑挖土降板至第一撑下 2m 设其次道撑循环施工工作坑底。3.2.4 土方开挖工作坑开挖承受人机协作作业，在挖至距离底标高 20cm 时，承受人工挖土，以防拢动坑底原状土。开挖过程中依据挖深状况进展边坡支坑避支护

10、，严禁一步到底开挖后再支护的开挖方法，开挖时必需有专职安全人员进展看护，发生特别状况准时停顿开挖并马上撤人，待处理完成后再开挖。3.2.5 坑底支护承受钢木支撑法支护。工作井、接收井位分两层支护，第一道支护设在自然地面下80cm 处，其次部设在第一道盘撑下 2 米位置，第三道盘撑设其次道盘撑下 1.5m 位置。支撑材料承受 4 米长大板及 30#工字钢。每步大板支撑两道盘撑，底部盘撑设不小于2m 八字撑。3.3 顶管机及泥水处理设备安装3.3.1 顶管工作井、接收井根底：工作井、接收井位根底承受土槽木枕根底。将工作坑底部平坦后，在坑底挖槽并埋枕木，枕木上安放导轨并将导轨用道钉固定于枕木上。离顶

11、管管口 1m 位置设置长度*宽*高度500*900*600mm 的焊接工作坑，以便两管焊接连接时使用。3.3.2 顶管后背墙设计后背墙面卧铁1546cm2台320t顶镐C10砼根底横向顶铁竖向30#工字钢密排2020cm 横方木2023500顶管后背图顶管利用坑壁土体作后背，后背所能承受的最大的顶力取决于顶管管道所能承受的最大顶力，在最大顶力确定后，据此可进展后背的构造设计。后背的尺寸主要取决于管径大小和后背土体被动土压力。所设计的后背具有充分的强度、刚度、且后背墙外表要平直。1后背墙布置顶管后背承受拼装式，在墙面横排 200mm200mm 枕木，枕木前密排 30#工字钢，在工字钢前再横排顶铁

12、。横排枕木是为了使顶力均匀的分散在后背墙上，同时将工字钢下扎500mm 是为了加强锚固。2后背墙核算工作坑后备的受力分析见右图：反力 R 应为总推力 P 的 1.21.6 倍,确保安全。后背墙每米宽度上的被动土压力：P =0.5*rh2* K +2chK 0.5被PP=0.5*19*2.5*2.5*5.26+2*7.8*2.5*2.29=401.62kN/m总被动土压力R = P总*B*H=401.62*4*2.5被= 4016kN式中：P ：每米宽度上的被动土压力kN/m被后座的受力分析R总的被动土压力 kN总g：土的容重KN/m3取 19 KN/m3 h：后背墙的高度m取 3m B：后座墙

13、的宽度 取 4m KP：被动土压系数 KP= tg2(45+31.7/2)c：土的内聚力KPa取 7.8 kN/m2R/P=4016/1982 =2.03,可确保安全(P 值计算详见 3.9.2)3.3.5 起重架1) 下管起重架承受 4 根 219 厚壁钢管 L=9m，顶部用 60mm 圆钢连接，两端索紧，架底部焊接在平台上横向放置的30 槽钢上，支架加肋。出土及下管承受卷扬机，设 2t 卷扬机1 台，5t 卷扬机 1 台。先在地面上组装好四根腿柱及顶部穿械，挂好定滑轮及钢丝绳， 再用吊车吊起人工定位焊接。架子顶部用60 圆钢连接，两端锁紧，架底部焊接在平台f60 圆钢f159 厚壁钢管*4

14、根滑车导轨滑车30 槽钢方木工字钢#工字钢工作平台及起重架示意图上横向放置的30 槽钢上，支架加肋，增加稳定性。2) 出土及下管承受卷扬机，设2T 卷扬机 1 台，10T 卷扬机 1 台。下管用10T 卷扬机，吊土用 2T 卷扬机。安装要结实、线路要清楚，滑轮要转动敏捷。3.3.6 平台1)主梁使用 40#工字钢四根，其上满铺 150*150 方木，留出下管管口位置，焊接好工字钢使其稳定。下管及出土口尺寸为6*2.5m，三面用架子管焊出围栏。详见工作平台及起重架示意图3.3.7 设备安装3.3.7.1 工作井导轨安装 1导轨的作用是引导管节按设计的中心线和坡度顶进，导轨安装时必需安装结实，满足

15、管节中心高程及坡度的要求 , 导轨面标高与管子内管底面的标高相等。两导轨要顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度全都。安装后的导轨要结实，不得在使用中产生位移，并应常常检查校核。2） 本工程导轨为双排 120 工字钢、20 槽钢焊接而成，导轨为预制加工。3） 导轨安装利用测量仪器监控，导轨安装允许偏差为轴线位置：左右 3mm；顶面高程：0+3mm；两轨内距：2mm。4） 两导轨净距计算B=2*D-h-e)*h-e 0.5=2*1000-140-25)*140-25 0.5=619mm其中：B基坑导轨间距mm D管外径mm h导轨高mm e管外底距枕铁面的距离mm按上述公式求出 DN1000 顶

16、管导轨之间的宽度为 619mm。3.3.7.2 千斤顶安装1） 本工程承受 2 台 320t 的千斤顶。千斤顶固定100025mm140mm798mm导轨安装图在支架上，并与管道中心的垂线对称，要求其合力的作用点与管壁反作用力作用点在同一轴线上，防止产生顶进偏差。依据施工阅历，千斤顶的着力点作用在管节垂直直径的1/41/5 为宜。2） 千斤顶选用 ZB.50 型的高压油泵，由电动机带动油泵工作，经安排器、掌握阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程全都，油管安装时做到顺直、转角少。 3油泵宜设置在千斤顶四周，油管要顺直、转弯少，油泵与千斤顶相匹配，并有备用油泵，油

17、泵安装完毕，进展试运转。3.3.7.3 顶铁的安装 1顶铁是顶进管道时，千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其作用是将一组千斤顶的合力，通过顶铁均匀地分布在管端，并起调整千斤顶与管端之间距离的作用。顶铁可分为环形顶铁和 u 形顶铁两种，本标段用 U 型顶铁。2安装顶铁时，顶铁与导轨之间、顶铁与顶铁之间的接触面，要擦拭干净，防止接触不良，相互滑动。安装后，要使千斤顶轴线、顶铁轴线和管道的轴线相互平行。顶铁轴线必需与管道中心的垂线对称，避开顶力产生偏心，导致“崩铁”。顶铁拼装后要进展锁定。3） 顶铁与管口之间垫缓冲材料联接胶合板，使顶力均匀地分布在管端。4） 安装后的顶铁轴线与管道轴线平行、对

18、称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土、油污。顶铁要原地足够的刚度，顶铁单块放置时能够保护稳定，顶铁的相邻面相互垂直，顶铁上有锁定装置。顶铁与管口之间承受缓冲材料衬垫，当顶务接近管节材料的允许强度时，管端应增加 U 型或环形顶铁。5管节未进入土层前，接口外侧垫麻丝、油毡或木垫板，管口内侧留有1020mm 的空隙；顶紧后两管间的孔隙宜为 1015mm。6顶铁布置顶铁选用1 组 3200kN320t级专用配套顶铁顺铁。每组配套顶铁的规格见顶铁规格选用表200*300 顶铁 L=mm600250备注顶铁数量块2424顶铁规格选用表3.4 试运转3.4.1 操作工人:操作工作均应经培训上岗，有特种

19、作业上岗证并经工程部培训合格前方可上岗作业。3.4.2 安全防护装备、设施、安全用品使用，如安全帽的配戴、安全绳的使用，吊钩保护器的使用，吊装钢丝绳绑扎固定、坑内上下扶梯的使用等进展演练，合格前方可使用。3.4.3 顶进设备、工作平台及起重架：顶进设备即千斤顶安装完成后，进展加压和卸载试验，检查千斤顶行程是否到达设计要求的标准，泵管是否有漏油现象发生，顶铁等规格型号是否满足顶进作业要求和受力要求，合格前方可使用。3.4.4 工作平台搭设完成后，应经工程部安全、技术人员验收合格前方可进展起重架的搭设，搭设完成后对安全保护装置检查，调试，试运转，合格前方可进展正式吊运。3.4.5 坑内外人机协作：

20、吊装过程坑内外作业人员必需生疏起重机械的性能和被吊物体的实际重量，操作人员必需听从指挥人员的信号指挥，先进展适当演练，当演练二次以上，协作无空缺前方可进展正式作业。3.5 顶管3.5.1 顶管承受 D1000 钢管顶管，焊接接口。3.5.2 顶力计算及顶镐选择1)计算总顶力：Pf*r*D 2H+(2H+D )tg2(45-/2)+ w/rD1*L+P11f0.14*19*1.02*6+(2*6+1.0)* tg2 (45-31.7/2)+2.9/(19*1.0)*60+01982 KN其中：P计算总顶力 KN r管道所处土层的重力密度 取 19kN/m3D 管道的外径 取 1m1H管道顶部以上

21、掩盖土层的厚度 取 6m 管道所处土层的内磨擦角 取 31.7 管道单位长度的自重 取 2.9 kN/m L管道的计算顶进长度 取 60mf顶进时，管道与四周土层之间的内磨擦系数 取 0.14 选用 2 台 320 吨顶镐行程 1.2m3.5.3 施工挨次导轨、后背完成顶管设备安装就位后，即可进展顶进工作。将第一节管下至导轨上， 校核导轨的中线和高程以及坡度，合格后即可顶进。第一节管安放合格后，管前端安装钢刃角开启高压油泵、千斤顶工作管道顶入土内 300mm 停顿顶进，进展人工掏土作业，到管前端钢刃角边止开启高压油泵再顶进300mm人工的掏土，以上操作反复进展，最终到达全部顶完。3.5.4 顶

22、进由于本工程顶管穿越的障碍物为路面，所以在顶管作业中必需严格遵守“先顶后挖” 的原则，严禁超挖。人工掏土必需先上部后下部，挖土坡度不得大于 60，以防止塌方事故。管前掏土距离 50cm/镐，管顶超挖不超过 1.5cm，管下部 135范围内严禁超挖。出土有固定的出土方向，出土承受专用运土斗车，每处二台交替使用。斗车行进由卷扬机拉动，斗车装土运到工作坑内后由升降滑动组设备吊到自然地面，按固定的出土方向， 堆入在规定的弃土场。施工人员应协调协作，随时清走坑上堆土。顶进过程中，应随时进展高程和中心的校核测量，每班应有顶管记录和交接班记录，准时掌握高程与中线，随时纠偏。对顶管施工，在两管端相距 100c

23、m 时，在两管端中心挖一个小洞，贯穿后，校核两管的中心线，做最终纠偏、对口。顶进过程中，要随时检查顶铁状况，特别留意顶铁摆放是否直顺、换放顶铁时，要用 1.2 米的长铁。200300 型顶铁双行每镐顶进长度不大于 2.5 米。顶管完毕后，检查管口部位焊接质量，检查有无空洞、漏焊、气孔、夹渣等现象。并做管道严密性试验。3.5.5 测量、纠偏顶进高程测量首先在顶管工作坑内设置3 个稳固的临时水准点，每次高程测量都要进展闭合检验。在第一节管入土时，高程测量间隔为 30cm/次。特别留意第一管节的末端高程的测量， 以把握首节管坡度。在以后的正常顶进中，测量间隔放大至 50cm/次。每顶完一程后，对前端

24、进展水平测量，假设觉察“扎头”或“抬头”问题，认真作记录，为下一程顶进时订正供给依据。3.5.6 中心偏差测量中心测量承受经纬仪定位。在顶管的前端及最终端管内顶部标注顶进中心轴标尺，用经纬仪测量每顶一程的左右偏差变化，认真作顶进测量记录，为下一程顶进时纠偏调整供给依据。3.5.7 纠偏误差校正应逐步进展，测量密度增加到 10cm20cm/次。视管道偏差量承受超挖纠偏和顶土纠偏。超挖纠偏一般在 12cm 偏差时承受，在管子偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧留土坎，形成阻力，使管在顶进中向阻力小的超挖侧偏向。顶土纠偏适用于偏差大于 2cm 的状况，用方木顶在管子偏离中心一侧的外管壁上， 另一端在垫有钢

25、板或木板的管前土壤上，经顶镐施力，使管子得到校正。D1000 顶管允许偏差见顶管允许偏差表。序检验频率顶管允许偏差表工程允许偏差mm检验方法号范围点数1中线位移30每节管1测量并检查测量记录2管内底高程+10 -20每节管1用水准仪检查3相邻管间错口10每个接口1用尺量工具管开头顶进 510m 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，实行措施订正。3.5.8 顶管过程需留意的问题顶进开头时，要缓慢进展，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进。顶进中假设觉察油压突然增高，马上停顿顶进，检查缘由并经过处理前方可连续顶进。千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过

26、快。下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于 50cm 时，操作人员方可近前工作。顶进时，工作人员不得在顶铁上方侧面停留，并随时观看顶铁有无特别状况。3.5.8 地面沉降掌握措施加强治理，严格遵守操作规程，严禁超挖，避开塌方。加强测量掌握，尽量避开大角度纠偏。依据土质合理选择工具管。掩盖层不能太薄。加强地面沉降观测，觉察特别，准时上报并实行相应措施。3.5.9 顶管时的意外应急措施顶管所处土层为粉砂土层时，产生流砂，因此本工程在顶管施工时可能遇到一些意外状况，如土质突然变化、遇到障碍物等，必需实行有效的措施来处理。地质发生很大的变化，突然间变硬或变软，假设突然变硬了，应马上停顿施工，待问题查明

27、后假设条件允许，可以连续施工，假设遇到岩层等较坚实层面或其它障碍物， 应马上通知监理工程师，如有变更则由设计出文字性材料并经监理工程师签认的方案进展施工。假设太软，但为了防止土的承载力急剧下降，如遇流砂层，为防止地面沉降应注入玻璃水对土层进展加固处理，处理前方可连续顶进。假设发生漏水，应查明缘由，并准时处理管沟内积水。简易方法是用污水泵抽出管外。在顶管施工过程中，假设消灭特别的偏差或纠偏失效，必需在允许偏差标准以内就停下来，分析缘由，找出对策再连续顶进，切不行盲目行动。操作人员必需严格遵守这样一条规定：无论何种状况，超过允许偏差一律停下来，并且照实汇报状况，以便分析缘由，找准对策。还有一条就是

28、建立意外状况马上报告制度。即当意外状况发生时，当班人员必需承受任何可承受有效通讯方式，尽快地与公司有关领导取得联系，向上级报告状况，以便准时实行行之有效的措施。3.5.10 管道焊接焊接方法：二氧化碳保护焊。详见钢管铺设施工方案3.6 到达接收井顶管顶至设计长度后，停顿顶进，并从地面进展测量，测出管头准确位置，后开挖，开挖方法同工作井，开挖完成找出管头后砌井回填。3.7 设备吊装设备吊装用吊车 16 吊车进展，个别设备或管运送不到作业面或离作业面远的部位，用25 吨吊车进展吊装。3.8 附属设施详见1050附属设施施工方案3.9 闭水试验5m m详见2 管道水压试验方案。4m m 03.1074土1m方m1 回填导轨安装图详见土方回填方案。