钢筋混凝土顶管施工方案

顶管一顶管穿越施工方案顶管施工工艺流程1.测量放线依据设计施工图纸及控制桩点，用全站仪测量放出穿越管道的轴线、用地边界线及发送坑、接受坑的位置、尺寸线，撒白灰线进行标识。2.作业坑开挖、制做及沉井测量放线后，作业坑开挖作业坑深度根据穿越处管道设计管底标高确定。人工配合单斗挖掘机进行发送坑开挖，每开挖1.0m深度后，采取混凝土支护，直至开挖到设计套管管底标高下0.1m─0.8m深处，底层浇筑顶管用混凝土靠背或放置钢靠背。坑底先敷设200mm─500mm厚的碎石，再浇注200mm─300mm厚的C25钢筋混凝土，坑底浇筑500mm集水坑一个。如通过勘探，发现开挖处有管道、电缆等隐蔽物，得到主管部门的认可并进行必要保护后，方能开挖。工作井下沉时四周要平衡，发生倾斜时要及时纠正，抽木垫时间要一致，每挖500㎜下沉一次。3.顶管设备安装顶进设备主要包括钢后座、导轨、主顶液压油缸、泵站、顶铁、泥浆泵、四角支架等，用汽车吊将顶进设备吊入发送坑，并配合进行安装。4.管材顶进为使后靠背受力均匀，液压设备与后背接触面加的钢板和道木，在液压缸与被顶管间加承力盘。液压系统包括高压油泵、动力传递机构等，液压缸按顶管中轴线对称布置，顶管中保持轴线重合。做预顶试验：检验液压系统性能，液压缸行程，传力设备的中心线和垂直度等。对顶入管节做最后检查，如端面平直度，椭圆度，管壳任一侧母线直线度等。顶入管节采用Φ1000mm钢筋混凝土管。第一根管子必须加特制工具头，确保管子的承重面积。用起吊设备将管节轻放在导轨上，测量中线与前后两端高程，管节端面垂直顶管中轴线。人工在管子前端掏土，清出的土方用小车配以小型卷扬机外运出作业坑。待管子前端形成略大于管子外径的圆形空间后，启动主顶液压油缸，慢慢向前推动，首节管子顶入后，液压缸退回到起始位置，将第二管节与首节按照规范要求连接，合格后再依次顶进。每一根管子顶进后，人工继续在管子前端掏土，如此循序渐进，在顶管过程中，辅以纠偏、纠扭措施，直至顶入满足设计要求，完成顶管作业。顶管过程中，每顶进200cm左右就要对顶管中线、高程进行检测，施工中采用全站仪控向，以施工放线时布置的中心桩为准进行监测，发现位移，要采取纠偏措施调整过来。每次纠偏角度不宜过大，可根据顶进长度和土质情况来确定，一般可在1cm—10cm之间选择。另外要严格控制纠偏油泵的压力，不使油泵压力升得过快，纠偏结束后要锁紧螺旋定位器。5.纠偏、纠扭调整措施纠偏是指工具管偏离设计轴线后，利用纠偏油缸或套管前端加管锲，改变管端的方向，减少管线偏差的过程。由于钢筋混凝土套管是分段进行的，段与段之间是柔性连接，不传递弯矩，因此纠偏必须遵循以下规律：纠偏在顶进过程中进行，静态的纠偏会对管线产生不利的影响；钢筋砼纠偏比较灵敏，纠偏角度不宜过大，避免造成较大的弯曲；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，容易损坏管节；纠偏过程中，要在网格底上绘制工具管的测点轨迹，推算出其行轨迹，根据行轨迹及时纠偏角度，避免纠偏过大产生过度的弯曲；及时了解穿越处的土层，特别是软土层，不均匀土层的土质情况。顶进过程中常常出现管道扭转，须加强控制，避免扭转角过大，纠扭预防措施：纠偏时，注意纠偏油缸不要对管节形成扭矩；稳定主顶油缸后座，主顶油缸后座不稳容易使主顶油缸工作时方向变化，产生扭转角；纠扭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。顶管施工方案与措施应根据施工实际需要，可采用单顶进法，双面顶进法和对接顶进法施工，方案需争得监理认可方得施工。6.顶管完毕检查验收混凝土管顶管作业完成后，及时对管子凹部进行注浆，防止管子下沉和路面塌陷,向监理报验并现场测量验收。验收合格后，填写施工资料，请旁站监理检查签证。顶管二1顶管工作坑及附属设施1.1顶管施工的工作坑是顶管施工时在现场设置的临时性设施。工作坑是一个竖井，顶进过程中，顶管的管节不断被吊到工作坑内安装顶进，管内土方陆续从坑下提升到地面上运走。竣工后在其地点修建检查井或阀门井。1.2工作坑附属设施包括接口操作井、集水井、工作棚、工作台、测量基准点、后背、导轨和基础等。2顶管施工工艺设计2.1千斤机顶的顶力计算的理论公式为：Rf=K[f（2Pv+2PH+PB）+PA]式中Rf----计算顶力（千牛）；Pv----管顶上的垂直土压力（千牛）；PH----管侧的土压力（千牛）；PB----全部欲顶进的管段重量（千牛）；PA----管端部的贯入阻力（千牛）；K----安全系数。2.2顶进钢筋混凝土管时，顶力计算的经验方式：Rf=n.G.L（千牛）式中n----土质系数；G----管节单位长度重量（千牛/米）；L----顶进管段长度（米）。2.3后背的设计计算：Rc=Kr.B.H.(h+H/2)γ.Kp(千牛)式中Rc----后背土的承载能力（千牛）；B----后背墙的宽度（米）；H----后背墙的高度（米）；h----后背墙顶至地面的高度（米）；γ----土的容量（千牛/米3）；Kp----被动土压力系数；Kr----后背的土抗力系数。2.4顶进设备顶管施工采用的液压千斤顶大多为手动泵驱动和电泵驱动。顶铁一般由型钢焊成，强度和刚度应经过核算。刃脚装于首节管端部，由外壳、内环和肋板组成。外壳以内环为界分成两部分，前面为遮板，后面为尾板。刃脚外壳套于顶进管外部，外伸长度取决于土质。遮板端部呈20--30°角，尾板长度15--20cm。用肋板增加其刚度，多数肋板按中心角10--15°位置作放射形设置。3普通顶管法的实施（见图1）3.1普通顶管法的适用范围和工艺流程普通顶管法一般用于顶入的管节内径不小于800mm的钢筋混凝土管和钢管。顶进长度一般不超过60m。施工的坐标误差一般可达到1cm以内。但当管径大于1800mm时，工作面土壁可能会出现稳定性问题，尤其是土质松散或遇到地下水时。普通顶管法的工艺流程：3.2顶进前的准备工作3.2.1安装管节管节安装下管前应先进行外观检查，包括管端面的平直度，管壁表面的光洁度，端面上有无纵向裂缝等。对马蹄形端面、裂缝超长或管壁粗糙者不应使用。检查合格的管子用卷扬机或龙门吊吊到顶管的工作坑的导轨上，准备连接顶进。6.2.2管道接口管节稳好后，在管内侧两管节对口的地方用钢涨将两节管子连接起来，使接口处于刚性连接，避免在顶进中受力产生错口，保证顶进过程中管节高程和方向的准确度。钢浇圈固定管口的方式如图2。钢涨圈是用6~8mm的钢板卷焊而成圆环，宽度300mm。涨圈环外径小于管节内径30~40mm。接口时将钢涨圈放在两个管节的中间，并打入木楔。操作时，先用一组小方木插入钢涨圈放在两个管节的中间，并打入木楔。操作时，先用一组小方木插入钢涨圈上部与管壁的空隙内，将钢涨圈固定。然后两个木楔为一组，方向相反、交错地打入缝隙内，将钢涨圈牢固地固定在接口处。对于钢筋混凝土管，为了接口填封，应在管节口间预先留出空隙，称预留空隙。平口钢筋混凝土管使用直径30~35mm的麻辫，放在管缝的外缘周围，借以留出空隙，如图2所示。顶管竣工后将钢圈拆除，再往管缝内填打石棉水泥。麻辫除有隔缝的作用外，在顶管过程中，尚能发挥均布顶力和保护管节的作用。3.2.3挖土顶进管节的方向和高程的控制，主要取决于挖土操作。工作面上挖土不但影响顶进效率，更重要的是影响质量控制。对工作面挖土操作的主要要求是：3.3必须在规定的范围内开挖，不得超挖；特别是管底土基弧度120°~135°范围内，一定要保持管壁与土基表面吻合；3.4不得扰动管底下部的地基土；3.5挖出的土要及时外运；3.6开挖后要及时顶进，及时测量，可使顶力限制在较小的范围内。3.6.1运土从工作面挖下来的土，通过管内水平运输和工作坑的垂直提升运至地面。运土量的计算：V=1/4.πD12.η（m3）式中V----单位管节长出土量（m3）；D1----管节外径（m）；η----可松性系数。管内水平运输：管径大于800mm可用如图3所示的四轮车运土；管径大于1500mm，可采用双轮手推车运土。4顶管工程的测量监督及误差校正4.1顶管施工时，为了使管道按照规定的方向前进，在顶进过程中必须不断观测管节前进的轨迹，当发现偏离设计位置时，就要及时地进行校正。因此要求顶管自始至终都要在测量工作的严格控制之下。测量工作大致分为四个方面：4.1.1顶进前的准备阶段测量包括工作坑的方位、高程，标定管道中心线，设立临时水准点等。开始顶进的第一节管测量工作非常重要，第一节管顶得好，位置正确，以后的管子才能顶好。4.1.2顶进过程中的测量主要是对工具管和首节管进行测量，此种测量观测频繁，正常顶进时每顶进30~40cm就应测量一次，顶进第一节管时，测量的顶进间隔距离更要小些。除对工具管和首节管频繁测量外，每顶进40~60cm还需对整个顶进管进行复测，主要是检查中间管节有无下沉现象。4.1.3工程竣工测量一般是每节管都应测量，根据测量结果绘出竣工图。4.1.4地面观察测量观察地面有无沉陷和隆起。开始顶进前，要选好基线（即管道设计的中心线）和基点（即临时水准点）。基线和基点一定要设置牢靠，在整个施工过程中不能发生移动，特别是基线若方向稍有移动则可能形成很大的误差。基线设置好后，就以此基线为准测量顶管的中心。中线的测量方法可根顶距的长短、精度要求的高底而不同。常用的方法有：三点移线法、经纬仪测量、连通管测量法、激光测量。4.2顶管工程产生误差的原因很多，主要有：4.2.1质构造的变化，基础土层软硬悬殊；4.2.2顶进千斤顶用力不均；4.2.3导轨移位，工作坑基础沉陷；4.2.4局部障碍物偏向施力；4.2.5挖土操作时开挖的尺寸不合适；4.2.6顶进管节的端面不平行。4.3顶管误差校正是逐步进行的过程，一旦形成误差不易立即将已顶好的管进行校正，而是逐步由误差调整到正确，常用的校正方法有：4.3.1挖土校正法：采用在不同部位增减挖土量的办法，以达到校正的目的。校正误差范围一般不大于10~20mm。该法多用于粘土或地下水位以上的砂土中。4.3.2强制校正法：当偏差大于20mm时，用挖土法已不易校正，可用圆木或方木顶在管子偏离中心的一侧管壁上，另一端装在垫有钢板或木板的管前土壤上，支架稳固后，利用千斤顶给管子施力，使管子得到校正。4.3.3衬垫校正法：对淤泥、流砂地段的管子，因其地基承载力弱，常出现管子低头现象，这时要在用顶木校正法的同时，在管底下部衬垫砂石、木板等物，以加强地在的承载力。