人工顶管施工方案

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、《***市南路北段扩建工程》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》GB50164－92；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、**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5~7m。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***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***。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=nP0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1.5～2.0。（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3～4。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P0＝2*33.5＝60吨。则总的顶力为：P=nP0＝2.0*60＝120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F＝200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。⑴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=S1×K1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=S1×K1=πr2×K1＝3.14*0.85*0.85*35＝79.40吨⑵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=S2×K2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=S2×K2=πDL×K2=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+F2≈239.54吨因此，取总的顶力F＝300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4.5×4米，开挖深度为4.5～8.5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30cm×30cm×40cm）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2～3m，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=k×m×q式中：Q－所需风量，m3/min;k－风量备用常用系数，常取k=1.1～1.2m－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=k×m×q=1.1×2×3=6.6m3/min2、漏风计算Q供＝P×Q式中：Q－计算风量P－漏风系数采用Ф200PVC管，每百米漏风率一般可控制在2％以下。取P＝1.02，则Q供＝P×Q＝6.6×1.02＝6.73m3/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***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1/4~1/5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，***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20～30cm，即对中心和高程测量一次；在正常顶进中，应每顶进50～100cm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***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10～20mm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300～500mm，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�***�=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