頂管1050頂管施工方案

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1、D1000 鋼管頂管施工方案 1 、 工程概況 本標段頂管長 2108.7 m ；其中六環(huán)路綠化帶內 2013m ，穿越京開高速 95.7m ， 穿京 九鐵路、其他鐵路、林校路頂管共 301m ，頂管材質為 d1000mm 鋼管，鋼管防 腐形式為玻 璃鋼外防腐、水泥砂漿內防腐。 2 、 施工部署 2.1 施工程序 2.1.1 按總體布局本標段頂管施工時間安排在 2 月底， 日平均氣溫低、 頂管工作量大、 所耗用的工期最長、施工難度較大，因此頂管工程要先行施工。 2.1.2 由于頂管在高速路綠化帶內施工， 其工作坑和檢查井的施工給周邊美觀帶來不利 影響，為了及時恢復原貌，因此

2、每施工完一個井（坑）段，及時回填。 2.2 施工順序 2.2.1 按照先準備后施工，先地下后地上，先深后淺的施工程序。 2.3 施工段的劃分 2.3.1 根據本工程的特點，頂管工程共分三個施工段： 1）第一段頂管長1000m，樁號為2+800?3+754 ;頂管工作井共11個，在樁號為3+100、 3+200、 3+700、 3+733 井體位置設立工作井，其余沒有工作井的直線段按每最大間隔 不 超過 120 米設立工作井。 2）第二段頂管長1013m,樁號為3+754?4+700;頂管工作井共12個，在樁號為3+100、 3+200、 3+700、 3+733 井體位置設立工

3、作井，其余沒有工作井的直線段按每最大間隔 不 超過 120 米設立工作井。 3）第三段頂管長 301m ，樁號為 4+280-4+345 （京九鐵路頂管） 、 5+256.3-5+279.8 、 5+310.7-5+332.6 、 5+414.5-5+464.9 （ 鐵路 頂管 ）、 6+023-6+120 （京開高速 ）、 6+164.7-6+207.9 （林校路）；頂管工作井共 6 個，分別設立在樁號 4+280、 5+256.3 、 5+310.7 、 5+414.5 、 6+023、 6+164.7 處。 2.4 施工進度安排 2.4.1 根據工程特點以及工期的要求，擬計

4、劃開工時間 2010 年 2月 18 日， 2010 年 12 月 10 日竣工 , 總工期 292 日歷天。 2.5 主要施工機械的選擇 2.5.1 選擇原則：為了加快施工進度，提高機械化施工程度，減輕勞動強度，并根據公 司自身的條件以及施工經驗來選擇本工程的施工機械，詳見《機械 / 設備 / 儀器表》。 械/設備/儀器表 反鏟挖土 2臺 2004 9 16t 2

5、5t 2003 12臺 2003 12臺 打壓泵、堵頭 簡易龍門架 現制 2套 空氣壓縮機 兩輪小推車 2004 12輛 千斤頂 4

6、 2.6勞動力選擇 詳見《勞動力計劃表》 勞動力計劃表 工種 時間 合計 人工工 日數 人數 2010 年 2月 18 9 6 3 6 18 1800 60 2010 年 3月 18 9 6 3 6 18 1800 60 2010 年 4月 18 9 6 3 6 18 1800 60 2010 年 5月 18 9 6 3 6 18 1800 60 2010 年 6月 18 9 6 3 6 18 1800 60 2010 年 7月 18

7、9 6 3 6 18 1800 60 2010 年 8月 18 9 6 3 6 18 1800 60 2010 年 9月 18 9 6 3 6 18 1800 60 2010 年 10月 18 9 6 3 6 18 1800 60 2010 年 11月 18 9 6 3 6 18 1800 60 2010 年 12月 18 9 6 3 6 18 1800 60 總計 198 99 66 33 66 198 19800 2100 3、施工方法 工藝流程 測量放線一

8、工作井、接收井開挖、支護一頂管機及泥水處理設備安裝一試運轉一 頂管一到達接收井一設備吊出一拆除輔助設備一管道安裝一檢查井砌筑、回填工 作井接收 井一閉水試驗。 3.1 測量放射線 3.1.1 采用經測量監(jiān)理工程師批復的測量控制網進行施工放樣， 固定保護好控制點，并 經常復核。工作坑定位采用全站儀，管道中線控制采用經緯儀，標高控制采用水準儀。 3.1.2 地面坐標點導入井下采用直接導入法，利用坑口埋設的坐標點和測量控制網控制 點，以支導線的形式，建立井下頂管掘進使用控制點。 3.1.3 地面高程點導入井下采用懸掛剛卷尺，導入標高時，用兩臺S3水準儀同時進行， 并獨立導入三次，其互差不超

9、過井筒深度的 1/8000。每一個工作坑設置三個水準點。 （ 3.2 工作井、接收井開挖、支護 3.2.1 工作井、接收井位的布置 工作井、接收井位的布置根據現場道路通行條件，設計管線位置、頂進距離、土 質 等因素綜合確定，在施工沿線每間隔 120 米設置一個頂坑，上下對頂，頂進距離 60 米， 如遇檢查井部位距離根據實際尺寸作出調整，以節(jié)省成本。 3.2.2 工作井、接收井位下口尺寸 1 ）長度計算 L=L1+L2+L3+L4+k L——工作坑的最小長度（m） Li——鋼管單根長度（m）取6 m L2——下井管段長度（m）取0.3 m L3——主油缸長度（m）取

10、1.2 m L4——未頂出頂的管道最小長度（m）取0.5 m k ——后座、剛性頂鐵和環(huán)形頂鐵 厚度之和，再加上安裝富余量（ m）取1.6 m則：L=6+0.3+1.2+0.5+1.6 =9.6m （取 10m ） 2）寬度計算 B=D+ （2.0 ?2.4） B ——工作坑的寬度（ m ） D ——管道的外徑（ m ） 則： B =1.000+2.0 =3.28m （取 4 米） 3）深度計算 H=H1+D H ——工作坑的深度（ m ） Hi——頂管覆土厚度（m） D ——管道白^外徑（m） 則： H=6.0+1.00 =6.0m 經計算取為長*寬^^=10*4

11、*6m 1.1.3 工作井、接收井位支護流程 人機配合挖至自然地面下 0.8m -設第一道盤撐一插大板“挖土 一降大板”第一 道 盤撐設八字撐一挖土降板至第一撐下 2m設第二道撐一循環(huán)施工一工作坑底。 1.1.4 土方開挖 工作坑開挖采用人機配合作業(yè)，在挖至距離底標高 20cm時，采用人工挖土，以 防攏動坑底原狀土。開挖過程中根據挖深情況進行邊坡支坑避支護，嚴禁一步到底開 挖后再支護的開挖方法，開挖時必須有專職安全人員進行看護，發(fā)生異常情況及時停 止開挖 并立即撤人，待處理完成后再開挖。 1.1.5 坑底支護 采用鋼木支撐法支護。工作井、接收井位分兩層支護，第一道支護設在自然

12、地面 下80cm處，第二部設在第一道盤撐下 2米位置，第三道盤撐設第二道盤撐下 1.5m位 置。支撐材料采用4米長大板及30#工字鋼。每步大板支撐兩道盤撐，底部盤撐設 不小于2m八字撐。 3.3 頂管機及泥水處理設備安裝 3.3.1 頂管工作井、接收井基礎：工作井、接收井位基礎采用土槽木枕基礎。將工作坑 底部平整后，在坑底挖槽并埋枕木，枕木上安放導軌并將導軌用道釘固定于枕木上。 離頂管管口 1m位置設置長度*寬*高度=500*900*600mm的焊接工作坑，以便兩管焊 接連接時使用。 臥鐵 X 2臺320t頂 鎬 3.3.2 頂管后背墻設計 后背墻面 頂管后背圖 頂管

13、利用坑壁土體作后背，后背所能承受的最大的頂力取決于頂管管道所能承受的最大 頂力，在最大頂力確定后，據此可進行后背的結構設計。后背的尺寸主要取決于管徑大 小 和后背土體被動土壓力。所設計的后背具有充分的強度、剛度、且后背墻表面要平直。 1）后背墻布置 頂管后背采用拼裝式， 在墻面橫排200mm X 200mm枕木，枕木前密排30#工字鋼，在 工字鋼前再橫排頂鐵。橫排枕木是為了使頂力均勻的分散在后背墻上，同時將工字鋼下 扎500mm是為了加強錨固。 2）后背墻核算 工作坑后備的受力分析見右圖： 反力R應為總推力P的1.2?1.6倍， 后背墻每米寬度上的被動土壓力： P 被=0.5*rh

14、 2* K p+2chKp0.5 =0.5*19*2.5*2.5*5.26+2*7.8*2.5*2.29 =401.62kN/m 總被動土壓力 R 總=P 被*B*H=401.62*4*2.5 =4016kN 式中： P被：每米寬度上的被動土壓力（kN/m） R總總的被動土壓力kN : 土的容重 （KN/m3）取19 KN/m3 h：后背墻的高 度（m）取3m 確保安全。 B：后座墻的寬度取4m Kp：被動土壓系數 Kp= tg 2 （45 +31.7 /2 ） c： 土的內聚力（KPa）取 7.8 kN/m 2 R/P=4016/1982 =2.03,可確保安全 （P值計算詳

15、見 3.9.2） 3.3.5 起重架 1）下管起重架采用4根?219厚壁鋼管L=9m,頂部用60mm圓鋼連接，兩端索緊，架 底部焊接在平臺上橫向放置的［30槽鋼上，支架加肋。出土及下管采用卷揚機， 設2t卷 揚機1臺，5t卷揚機1臺。先在地面上組裝好四根腿柱及頂部穿械，掛好定滑輪及鋼絲 繩，再用吊車吊起人工定位焊接。架子頂部用 ？60圓鋼連接，兩端鎖緊，架底部焊接在 平臺上橫向放置的［30槽鋼上，支架加肋，增加穩(wěn)定性。后座的受力分 析 2）出土及下管采用卷揚機，設 2T卷揚機1臺，10T卷揚機1臺。下管用10T卷揚機， 吊土用2T卷揚機。安裝要牢固、線路要清晰，滑輪要轉動靈活。

16、3.3.6 平臺 1）主梁使用40#工字鋼四根，其上滿鋪150*150方木，留出下管管口位置，焊接好工字 鋼使其穩(wěn)定。下管及出土口尺寸為 6*2.5m,三面用架子管焊出圍欄。詳見《工作平臺及 起重架示意圖》 3.3.7 設備安裝 3.3.7.1 工作井導軌安裝 1）導軌的作用是引導管節(jié)按設計的中心線和坡度頂進，導軌安裝時必須安裝牢固，滿足 管節(jié)中心高程及坡度的要求，導軌面標高與管子內管底面的標高相等。兩導軌要順 直、 平行、等高，其縱坡與管道設計坡度一致。安裝后的導軌要牢固，不得在使用中產 生位 移，并應經常檢查校核。 2）本工程導軌為雙排120工字鋼、［20槽鋼焊接而成，導軌為預

17、制加工。 3）導軌安裝利用測量儀器監(jiān)控，導軌安裝允許偏差為軸線位置：左右 3mm；頂面高程： 工作平臺及起重架示意圖 0?+3mm;兩軌內距：± 2mm。 4)兩導軌凈距計算 0.5 =2*〔( 1000-140-25 ) * ( 140-25 ) ) 0.5 =619mm 其中：B——基坑導軌間距（mm） 1000 D——管外徑（ h 導軌高（ 的距離（mm） 、管導軌之間的寬 度為619mm。 mm） mm） e 管外底距枕鐵面 按上述公式求出DN1000頂 25mm 140mm 798mm 3.3.7.2千斤頂安裝 1）本工程采用2臺 3

18、20t的千斤頂。 千斤頂固定 導軌安裝圖 1/4 在支架上，并與管道中心的垂線對稱，要求其合力的作用點與管壁反作用力作用點在同 軸線上，防止產生頂進偏差。根據施工經驗，千斤頂的著力點作用在管節(jié)垂直直徑的 1/5為宜。 2）千斤頂選用ZB.50型的高壓油泵，由電動機帶動油泵工作，經分配器、控制閥進入 斤頂，各千斤頂的進油管并聯(lián)在一起，保證各千斤頂活塞的出力和行程一致，油管安 時做到順直、轉角少。 3）油泵宜設置在千斤頂附近，油管要順直、轉彎少，油泵與千斤頂相匹配，并有備用 泵，油泵安裝完畢，進行試運轉。 3.3.7.3頂鐵的安裝 1）頂鐵是頂進管道時，千斤頂與管道端部之間臨時設置

19、的傳力構件。 其作用是將一組 斤頂的合力，通過頂鐵均勻地分布在管端，并起調節(jié)千斤頂與管端之間距離的作用。 鐵可分為環(huán)形頂鐵和u形頂鐵兩種，本標段用 U型頂鐵。 2）安裝頂鐵時，頂鐵與導軌之間、頂鐵與頂鐵之間的接觸面，要擦拭干凈，防止接觸 良，相互滑動。安裝后，要使千斤頂軸線、頂鐵軸線和管道的軸線相互平行。頂鐵軸 必須與管道中心的垂線對稱，避免頂力產生偏心，導致“崩鐵”。頂鐵拼裝后要進行 7E ° 3）頂鐵與管口之間墊緩沖材料聯(lián)接（膠合板） ，使頂力均勻地分布在管端。 4）安裝后的頂鐵軸線與管道軸線平行、對稱，頂鐵與導軌和頂鐵之間的接觸面不得有 土、油污。頂鐵要原地足夠的剛度，頂鐵單塊

20、放置時能夠保護穩(wěn)定，頂鐵的相鄰面互 垂直，頂鐵上有鎖定裝置。頂鐵與管口之間采用緩沖材料襯墊，當頂務接近管節(jié)材料 管節(jié)未進入土層前, 10?20mm的空 的允許強度時，管端應增加 U型或環(huán)形頂鐵。 5) 6)頂鐵布置頂鐵選用 格見《頂鐵規(guī)格選用表》 接口外側墊麻絲、油氈或木墊板，管口內側留有 隙；頂緊后兩管間的孔隙宜為 10?15mm。 1組3200kN( 320t )級專用配套頂鐵(順鐵)。每組配套頂鐵的規(guī) 頂鐵規(guī)格選用表 200*300 頂鐵 L=mm 600 250 備注 頂鐵數量(塊) 24 24 3.4 試運轉 3.4.1 操作工人:操作工作均應經

21、培訓上崗， 有特種作業(yè)上崗證并經項目部培訓合格后方 可上崗作業(yè)。 3.4.2 安全防護裝備、設施、安全用品使用，如安全帽的配戴、安全繩的使用，吊鉤保護 器的使用，吊裝鋼絲繩綁扎固定、 坑內上下扶梯的使用等進行演練， 合格后方可使用 3.4.3頂進設備、工作平臺及起重架：頂進設備即千斤頂安裝完成后，進行加壓和卸載試 驗，檢查千斤頂行程是否達到設計要求的標準，泵管是否有漏油現象發(fā)生，頂鐵等規(guī) 格 型號是否滿足頂進作業(yè)要求和受力要求，合格后方可使用。 3.4.4 工作平臺搭設完成后，應經項目部安全、技術人員驗收合格后方可進行起重架的 搭 設，搭設完成后對安全保護裝置檢查，調試，試運轉，合格后

22、方可進行正式吊運。 3.4.5 坑內外人機配合：吊裝過程坑內外作業(yè)人員必須熟悉起重機械的性能和被吊物體 的實際重量，操作人員必須服從指揮人員的信號指揮，先進行適當演練，當演練二次以 上, 配合無空缺后方可進行正式作業(yè)。 3.5 頂管 3.5.1 頂管采用D1000鋼管頂管，焊接接口。 3.5.2 頂力計算及頂鎬選擇 1)計算總頂力： p = f*r*D 1[2H+(2H+D 1)tg 2(45。-(|)/2)+ w/rD1]*L+P f 2 =0.14*19*1.0[2*6+(2*6+1.0)* tg 2 (45 ° - 31.7 ° /2)+ 2.9/(19*1.0)]*60

23、+0 =1982 KN 其中： P一計算總頂力KN r —管道所處土層的重力密度 取 19kN/m 3 D1 —管道的外徑 取 1m H一管道頂部以上覆蓋土層的厚度取6m 。一管道所處土層的內磨擦角 取31.7 ° 3一管道單位長度的自重 取2.9 kN/m L—管道的計算頂進長度取60m f —頂進時，管道與周圍土層之間的內磨擦系數 取 0.14 選用 2 臺 320 噸頂鎬（行程 1.2m ） 3.5.3 施工順序 導軌、后背完成頂管設備安裝就位后， 即可進行頂進工作。 將第一節(jié)管下至導軌 上， 校核導軌的中線和高程以及坡度，合格后即可頂進。 第一節(jié)管安放合格后

24、，管前端安裝鋼刃角一開啟高壓油泵、千斤頂工作一管道頂入土 內300mm停止頂進，進行人工掏土作業(yè)，到管前端鋼刃角邊止一開啟高壓油泵再頂進 300mm-人工的掏土，以上操作反復進行，最終達到全部頂完。 3.5.4 頂進 由于本工程頂管穿越的障礙物為路面， 所以在頂管作業(yè)中必須嚴格遵守 “先頂后 挖” 的原則，嚴禁超挖。人工掏土必須先上部后下部，挖土坡度不得大于 60? ， 以防 止塌方 事故。 管前掏土距離50cm/鎬，管頂超挖不超過1.5cm,管下部135。范圍內嚴禁超挖。出 土有固定的出土方向， 出土采用專用運土斗車， 每處二臺交替使用。 斗車行進由卷揚機 拉 動，斗車裝土運

25、到工作坑內后由升降滑動組設備吊到自然地面，按固定的出土方向， 堆 入在規(guī)定的棄土場。 施工人員應協(xié)調配合， 隨時清走坑上堆土。 頂進過程中， 應隨時進行高程和中心的 校 核測量，每班應有頂管記錄和交接班記錄，及時控制高程與中線，隨時糾偏。 對頂管施工，在兩管端相距 100cm 時，在兩管端中心挖一個小洞，貫通后，校核兩 管的中心線，做最終糾偏、對口。 頂進過程中，要隨時檢查頂鐵情況，特別注意頂鐵擺放是否直順、換放頂鐵時，要 用1.2米的長鐵。200 X 300型頂鐵雙行每鎬頂進長度不大于 2.5米。 頂管結束后， 檢查管口部位焊接質量， 檢查有無空洞、 漏焊、 氣孔、 夾渣等現象

26、。 并 做管道嚴密性試驗。 3.5.5 測量、糾偏頂進高程測量 首先在頂管工作坑內設置3個穩(wěn)固的臨時水準點，每次高程測量都要進行閉合檢驗。 在第一節(jié)管入土時，高程測量間隔為30cm/次。特別注意第一管節(jié)的末端高程的測量，以 掌握首節(jié)管坡度。在以后的正常頂進中，測量間隔放大至 50cm/次。 每頂完一程后，對前端進行水平測量，若發(fā)現“扎頭”或“抬頭”問題，認真作記錄, 為下一程頂進時糾正提供依據。 3.5.6 中心偏差測量 中心測量采用經緯儀定位。 在頂管的前端及最后端管內頂部標注頂進中心軸標尺， 用經緯儀測量每頂一程的左 右偏差變化，認真作頂進測量記錄，為下一程頂進時糾偏調整提

27、供依據。 3.5.7 糾偏 誤差校正應逐步進行，測量密度增加到 10cm?20cm/次。視管道偏差量采用超挖糾 偏和頂土糾偏。超挖糾偏一般在 1?2cm偏差時采用，在 管子偏向的反側適當超挖，而在偏向側留土坎，形成阻力，使管在頂進中向阻力小的超 挖 側偏向。 頂土糾偏適用于偏差大于 2cm的情況，用方木頂在管子偏離中心一側的外管壁上， 另一端在墊有鋼板或木板的管前土壤上，經頂鎬施力，使管子得到校正。 D1000頂管允 許偏差見《頂管允許偏差表》 。 頂管允許偏差表 序 號 項目 允許偏差（mm） 檢驗頻率 檢驗方法 范圍 點數 1 中線位移 <30 每節(jié)管

28、 1 測量并檢查測量記錄 2 管內底高程 +10 -20 每節(jié)管 1 用水準儀檢查 3 相鄰管間錯口 < 10 每個接口 1 用尺量 工具管開始頂進5?10m的范圍內，允許偏差為：軸線位置 3mm, iWj程0?+3mm。 當 超過允許偏差時，采取措施糾正。 3.5.8 頂管過程需注意的問題 頂進開始時，要緩慢進行，待各接觸部位密合后，再按正常頂進速度頂進。 頂進中 若發(fā)現油壓突然增高，立即停止頂進，檢查原因并經過處理后方可繼續(xù)頂進。 千 斤頂活塞退回時，油壓不得過大，速度不得過快。 下管時工作坑內嚴禁站人，當管 節(jié)距導軌小于 50cm 時，操作人員方可

29、近前工作。 頂進時，工作人員不得在頂鐵上 方側面停留，并隨時觀察頂鐵有無異常情況。 1.1.8 地面沉降控制措施 加強管理，嚴格遵守操作規(guī)程，嚴禁超挖，避免塌方。 加強 測量控制，盡量避免大角度糾偏。 根據土質合理選擇工具管。 覆蓋層不能太薄。 加強地面沉降觀測，發(fā)現異常，及時上報并采取相應措施。 1.1.9 頂管時的意外應急措施 頂管所處土層為粉砂土層時，產生流砂，因此本工程在頂 管施工時可能遇到一些意外情 況，如土質突然變化、遇到障礙物等，必須采取有效的措 施來處理。 地質發(fā)生很大的變化， 突然間變硬或變軟， 如果突然變硬了， 應立即停止施工， 待 問 題查明后如果條件允許

30、，可以繼續(xù)施工，如果碰到巖層等較堅實層面或其它障礙物， 應 立即通知監(jiān)理工程師， 如有變更則由設計出文字性材料并經監(jiān)理工程師簽認的方案進 行 施工。如果太軟，但為了防止土的承載力急劇下降，如遇流砂層，為防止地面沉降應 注 入玻璃水對土層進行加固處理，處理后方可繼續(xù)頂進。 如果發(fā)生漏水， 應查明原因， 并及時處理管溝內積水。 簡易辦法是用污水泵抽出管 外。 在頂管施工過程中， 如果出現異常的偏差或糾偏失效， 必須在允許偏差標準以內就 停 下來，分析原因，找出對策再繼續(xù)頂進，切不可盲目行動。操作人員必須嚴格遵守這 樣 一條規(guī)定：無論何種情況，超過允許偏差一律停下來，并且如實匯報情況，

31、以便分析 原 因，找準對策。 還有一條就是建立意外情況立即報告制度。 即當意外情況發(fā)生時， 當班人員必須采 用 任何可采用有效通訊方式，盡快地與公司有關領導取得聯(lián)系，向上級報告情況，以便 及 時采取行之有效的措施。 1.1.10 管道焊接 焊接方法：二氧化碳保護焊。 詳見《鋼管鋪設施工方案》 3.6 到達接收井 頂管頂至設計長度后，停止頂進，并從地面進行測量，測出管頭準確位 置，后開挖，開 挖方法同工作井，開挖完成找出管頭后砌井回填。 3.7 設備吊裝 設備吊裝用吊車 16 吊車進行，個別設備或管運送不到作業(yè)面或離作業(yè)面遠的部位，用 25噸吊車進行吊裝。 3.8 附屬設施詳見《附屬設施施工方案》 3.9 閉水試驗詳見《管道水壓試驗方案》 3.10 土方回填 詳見《土方回填方案》 1050 741mm