顶管工程施工方法

　　工程简介：马鞍山某路是合肥市市政基础设施重点工程之一，是合肥市道路网即二环九射加五横五纵中五条南北向主干道之一，并且是唯一未建的道路，它处于合肥市道路网密度最小的东南角，马鞍山路设计南起东流路，北至屯溪路，全长约3500m，道路规划红线50m，与之相交的道路有水阳江路、望江东路、太湖路、九华山路。属城市一级主干路，计算行车速度60km/h。.因此，马鞍山某路的建设在合肥市道路网中具有特别重要的位置。

　　本工程建设单位为安徽某房地产开发有限公司，工程由合肥市城市建设重点工程指挥部市政办公室组织实施，设计单位为合肥市某建筑设计研究院，监理单位为合肥市恒信监理公司。

　　工程质量按国家现行的有关市政工程施工与质量验收规范验收，质量要求达到优良等级，争创安徽“黄山杯”优质工程。

　　工期要求：本工程工期要求开工后300个日历天内完成此工程，具体开工时间以开工令为准。

　　工程承包形式：包干包料总承包，所有材料均由施工单位自行采购，材料的采购落实必须经业主及监理的认可，并经抽检试验合格后方可使用。

　　资金来源：本工程项目资金来源于安徽某房地产开发有限公司企业自有资金。

　　马鞍山某路污水管道工程局部地段埋设较深，根据设计要求，污43号井至污56号井段，污53号井至污出1号井接王小郢污水处理厂段管道改为顶管施工，长度约1040m，管径均为D1000钢筋砼管。

　　顶管法是一种不开槽的管道铺设方法，借助顶镐从事先准备好的工作坑出发，按管道的设计位置，边挖土，边开动顶镐，将管材逐节顶进地层中，这样反复操作，直至将管材顶进至设计长度为止。

　　由于顶管埋深较深，顶管施工前，对顶进土层要进行详细的地质调查和水文地质的研究，并且要对顶进经过的地下管线进行探查，以便在顶进中制定措施，防止原有管线遭到损坏。

　　本工程D1000污水管道采用土压平衡顶管工艺，土压平衡原理即是密封的机头前仓内被土体充满，管道向前推进时，前仓土体通过螺旋机搅拌输送到机头后方，操作人员通过土压力表掌握前仓内的土压力，达到主动土压平衡状态。

　　一、工作坑的设置

　　本工程顶管采用双向顶进，顶管工作坑分别设置在污44井、污46井、污48井、污50井、污52井、污54井、污56井、污出4井、污出2井，共9处。

　　工作坑应有足够的工作面，坑底尺寸一般应按下式计算：

　　底宽=D+2.4～3.2m

　　底长=L1+L2+L3+L4+L5

　　式中D顶管的管外径

　　L1管节顶进后，尾端压在导轨上的长度（一般在0.3—0.5m）

　　L2管节长度

　　L3出土工作面长度（一般在1.0—1.8m）

　　L4顶镐长度

　　L5后背构造所占工作坑长度（一般为0.85m）

　　工作坑四周采取钢板桩进行支护，顶管工作坑的后背，必须按设计的最大顶力进行强度和稳定性的验算，保证整个后背具有一定的刚度和足够的强度。

　　二、顶管工作坑设备安装：

　　1、主顶油缸：

　　主顶油缸是提供顶管主要推力的设备，D1000污水管安装2台油缸，每个油缸推力可达3000KN，行程1.3m，油缸安装在工作坑的后半部，固定油缸的支座采用C16槽钢现场拼焊，约需500kg重，固定在工作坑底板的预埋件上。

　　2、后座结构：

　　后座结构是承受主顶油缸的顶管反推力并传递扩散至工作坑后壁。为了使顶管反力均匀扩散至工作坑后壁，确保工作坑不被强大的顶力破坏，根据多项实践经验总结，后座结构由钢梁、木材及现浇砼三部分组成安装。

　　3、导轨安装：顶管均应安装导轨，控制导轨的中心位置和高程，

　　可确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。

　　（1）导轨要安装在枕木上，且要保证枕木下地基稳定。

　　（2）要严格控制导轨顶面的高程，一般宜较管外底部高1-2米，

　　其纵坡应与管道纵坡一致。

　　（3）枕木埋设要稳定、牢固，如地基不好，可浇筑混凝土予以固定。

　　（4）两根导轨的内距可按下式计算：

　　式中：A—两导轨内间距

　　D—管外径

　　H—导轨高度

　　E—管外底距枕木的距离

　　导轨必须直顺，并要严格控制导轨的高程和中心。

　　4、下管、顶进、出土设备。

　　卷扬机或电葫芦、顶镐、摇镐机或高压油泵，运土车、水平牵引

　　和垂直牵引的卷扬机、顶铁。

　　5、照明设备：

　　管内使用电压不大于36V的低压照明。

　　6、通风设备：

　　人工挖土者，根据需要安装通风设备。使工作坑内空气通畅。

　　7、工作平台：

　　一般由工字钢和方木组成，中间设下管及出土口，出土口上设活

　　动平台。

　　8、工作棚架：

　　防雨及安装吊运设备。

　　三、引入测量轴线及水准点：

　　1、将地面的管道中心桩引入工作坑的侧壁上和支撑上，作为顶管中心的测量基线。

　　2、将地面上的临时准点引入工作坑底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。

　　四、下管：

　　1、下管前，要严格检查管材，不合格的管材应剔除，不得使用。

　　2、电葫芦作垂直吊运时，最大斜拉角不得超过10度。

　　3、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，以校核导轨安装的准确性。

　　五、顶稿和顶铁的安装

　　1、顶镐的高程：

　　一般宜使顶力中心位于管口总高的1/4左右。

　　2、平面位置：

　　使用一台顶镐时，顶镐中心与管道中心一致，使用多台顶稿时，

　　顶镐中心应与管道中心对称，且各顶镐的油管应联在一起。

　　3、安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，安装必须顺直。

　　4、每次退镐加放顶铁时，应安放最大的顶铁，保持顶铁数目最小。

　　5、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。

　　六、顶进

　　1、测量：

　　（1）测量次数，在顶进第一节管时，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，应每顶过50-100CM时，测量一次。

　　（2）中心测量：根据工作坑内测设的中心桩，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。

　　（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。

　　2、纠偏：

　　当测量发现偏差大于10MM时，宜按下列方法纠偏。

　　（1）超挖纠偏法：偏差在10-20MM时，即在偏向的反侧适当

　　超挖，在偏向侧不超挖，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。

　　（2）顶木纠偏法：偏差大于20MM时，用超挖纠偏不起作用时，用木棍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。

　　3、接口：

　　顶管时，接口采用钢板外套环，沥青麻丝接口，内抹带采用1：2水泥砂浆。

　　七、工作坑中管道施工：

　　顶管完成及验收合格后，拆除导轨、后背和顶进设备，按明挖施工管道方法，进行顶坑内浇筑平基、安管、管座浇筑，检查井，闭水及土方回填等工序操作，土方回填夯实后确保不发生沉陷。

　　顶管段工作坑内窨井按96S2图集施工，顶管段除工作坑外，窨井采用倒挂井施工。