顶管作业指导书.doc

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1、顶管作业指导书一、顶管管位的选择1.1 顶管位置应避开地下障碍物。1.2 顶管管线不应在活动性地震断裂带通过。1.3 顶管穿越河道时的埋置深度，应满足河道的规划要求，并应布置在河床的冲刷线以下。二、顶进土层的选择2.1 顶管可在淤泥质粘土、粘土、粉土、及沙土中顶进。2.2 下列情况不宜采用顶管施工：2.2.1 土体承载力fd小于30KPa2.2.2 岩体强度大于15MPa2.2.3 土层中砾石含量大于30%或粒径大于200mm的砾石含量大于5%2.2.4 江河中覆土渗透系数K或等于10-2cm/s2.3 长距离顶管不宜在土层软硬明显的界面上顶进。三、顶管的间距3.1 互相平行的管道水平净距应根

2、据土层性质、管道直径和管道埋深等因素确定，一般情况下不宜大于1倍的管道外径。3.2 空间交叉管道的净间距，钢管不宜小于0.5倍管道外径，且不应小于1.0m；钢筋混凝土和玻璃纤维增强塑料夹砂管不宜小于1倍管道外径，且不应小于2m。3.3 顶管底与建筑物基础底面相平时，直径小于1.5m的管道宜保持2倍管径静距；直径大于1.5m的管道以保持3m静距。3.4 顶管底低于建筑物基础标高时，顶管间距除应满足本规程第5.3.3条要求外，尚应考虑基底土体稳定。四、管顶覆盖层厚度4.1 管顶覆盖层厚度在不稳定土层中宜大于管道外径的1.5倍，并应大于1.5m。4.2 穿越江河水底时，覆盖层最小厚度不宜小于外径的1

3、.5倍，且不宜小于2.5m。4.3 在有地下水地区及穿越江河时，管顶覆盖层的厚度尚应满足管道抗浮要求。五、施工准备工作5.1.生产准备进行施工测量和放线工作。确定管线范围内及施工用地内所有障碍物， 如管线、电线杆、高架桥墩等的准确位置。现场调查顶管地段内主要障碍物有排水管、供水管、水掣井、电力电讯管道，地面交通情况较复杂。按施工平面布置图修建临时设施，安装临时用水、用电线路，并试水、试电、修好临时排水沟。 （4）进行顶管所用非标准设备的安装。5.2.技术准备组织现场施工人员学习设计要求和施工技术交底。编制好顶管施工工艺卡，做好顶管施工人员的再培训工作。绘制临时工程及施工非标准设备工具图纸。具体

4、方案如下：管道采用1020的钢管连接，为符合设计图 管道施工总说明的要求，并考虑施工安全，管道将低于河底1.20m、路面及加油站 m管道套管采用DN1220的钢套管。顶管段两侧各挖一工作坑,两头同时顶进，顶进长度根据现场实际情况确定。顶管工作坑采用 米* 米的矩形工作坑，由于顶管段中水管道两侧有市政道路,工作坑应尽量减少开挖范围。后背采用井坑竖向原土、枕木（200*200）、20厚的钢板做后背施工。六、施工顺序6.1顶管施工采用人工掘进顶管施工。人工挖土，小型手推车运土，卷扬机垂直提升出土。6.2.施工总进度计划本工程进度计划要求在2011年06月30日完工，在计划安排上尽量使各工序相互衔接，

5、各项工作同时展开。工程总进度计划安排见施工进度计划 工 作 开 始测 量 放 线放样复核基坑构筑 地面设备安装工作坑设备安装 出土准备挖土运土推 进 注浆材料准备1#管出洞准备卸管、接口安装挖土运土 注浆材料准备进 洞注 浆推 进取工具管注 浆卸管、接口安装 砌筑检查井进 洞工作结束取工具管七、主要项目施工方法顶管施工是依靠人工或机械在管内端部挖掘土壤，然后在工作坑内借助顶进设备，把敷设的管子按设计中线和高程的要求顶入，并用水力或小车将土从管中运出。7.1 管节与接头 由于本管道为污水管道，为防止污水渗漏和地下水涌入，管节间必须有可靠的防水措施。顶管管材采用企口加强型钢筋混凝土管，双层钢筋网在

6、端部加密。接头采用“T”形钢板套环。钢套环厚度6毫米，管端面安装“O”形橡胶止水环，顶进完毕后填塞环氧树脂砂浆。 7.2 工作坑的布置工作坑是顶管施工的工作场所。其位置可根据以下条件确定:根据管线设计，工作坑可选在检查井处；单向顶进时，应选在管道下游端，以利排水；考虑地形和土质情况,有无可利用的原土后背；工作坑与可能穿越的建筑物要有一定安全距离；距水、电源较近的地方等。7.3、工作坑的尺寸工作坑应有足够的空间和工作面，保证下管、安装顶进设备和操作间距，坑底长、宽尺寸可按如下公式计算： 底宽WD(2.43.2)式中W工作坑底宽度(m);D被顶进管子外径(m);底长LL1L2L3L4L5式中L工作

7、坑底长(m)；L1管子顶进后，尾端压在导轨上的最小长度，混凝土管一般留0.3m。 L2每节管子长度(m); L3出土工作间隙，根据出土工具确定,一般为1.01.5m;L4千斤顶长度(m)L5后背所占工作坑厚度(m)。考虑到坑内后背采用人工挖孔桩和混凝土墩，受力面铺设钢板，壁后灌注水泥浆加固,本工程工作井Y5和接收井Y7采用64m矩形井，井内设集水坑。7.4 工作井的施工顶管法施工的工作坑，它作为临时施工过程进、出口以及建成永久性地下管线检查井。工作井采用沉井法施工。考虑到此处地下水位较高，且井穿透砂层，为防止流砂，采用不排水下沉的施工方法，必要时还可向井内注水，使井内水位稍高于地下水位。为防止

8、井筒倾斜，挖土时注意对称均衡挖土。且锅底深度不应超过0.5米。待下沉到施工所需高程时，立即在水下封底。封底时，先铺垫碎石垫层和进行混凝土垫层的水下浇筑，并留钢封水管，待混凝土达到应有强度后将水抽去，封闭钢封水管，再做底板7.5 工作坑导轨设置及基础加固工作坑底可根据土质、管子重量及地下水情况, 做好基础，以防止工作坑底下沉，导致管子顶进位置的偏差。导轨的作用是引导管子按设计的中心线和坡度顶进，保证管子在顶入土之前位置正确。导轨安装牢固与准确对管子的顶进质量影响较大，因此，安装导轨必须符合污水管中心、高程和坡度的要求。本工程采用 kg钢轨作导轨。基础采用钢筋混凝土基础，当工作坑底土质松软，有地下

9、水时, 应采用C20混凝土封底,厚度为3050cm，混凝土底板漏水处应灌注水泥浆。 （3）、顶进设备顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁等。千斤顶千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程拟采用 液压千斤顶。千斤顶的工作坑内的布置与采用个数有关，如一台千斤顶，其布置为单列式，应使千斤顶中心与管中心的垂线对称。使用多台并列式时，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，采用人工或机械挖运土方，管上半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1/41/5处。高压油泵由电动机带动油泵工作，选用额定压力为 柱塞泵，经分配器，控制阀进入千斤顶

10、，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一致。顶铁顶铁是传递和分散顶力的设备。要求它能承受顶压力而不变形，并且便于搬动。根据顶铁旋转位置的不同，可分为横顶铁、顺顶铁和U形顶铁三种。1)横向顶铁安装在千斤顶与方顶铁之间，将千斤顶的顶推力传递给两侧的方顶铁上。使用时与顶力方向垂直，起梁的作用。横顶铁断面尺寸为 mm，长度按被顶管径及千斤顶台数而定，本工程选用长度为 m的横顶铁；用型钢加肋和端板焊制而成。2)顺顶铁(纵向顶铁)放置在面铁与被顶的管子之间，使用时与顶力方向平行，起柱的作用。在顶管过程中起调节间距的垫铁，因此顶铁的长度取决于斤顶的行程、管节长度、出土设备等而定,通常有1

11、00、200、300、400、600等几种长度。横截面为250300mm，两端面用厚25mm钢焊平。顺顶铁的两顶端面加工应平整且平行。防止作业时顶铁发生外弹。3)U形顶铁安放在管子端面，顺顶铁作用其上。它的内、外径尺寸与管子端面尺寸相适应。其作用是使用顺顶铁传递的顶力较均匀地分布的到顶管端断面上，以免管端局部顶力过大，压坏混凝土管端。大口径管口采用环形，小口径管口可采用半圆形。其它设备工作坑上设活动式工作平台，平台用 号工字钢梁，上铺1515cm方木。工作坑井口处安装一滑动平台，作为下管及出土使用。在工作平台上设起重架，上装电动卷扬机，其起重量应大于管子重量。工作棚用帆布遮盖，以防雨水。 7.

12、6顶进施工首先将管子下到导轨上，就位以后，装好顶铁，校测管轴线和管底标高是否符合设计要求，合格后即可进行管前端挖土。顶进利用千斤顶出镐。在后背不动的情况下将被顶进管子推向前进，其操作过程如下:安装好顶铁挤牢，管前端已一定长度后，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。停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。卸下顶铁，下管，用钢套环连接混凝土管，在混凝土管接口处放一圈麻绳，以保证接口缝隙和受力均匀或彩和其他防渗漏措施，保证管与管之间的连接安全。重新装好顶铁，重复上述操作。顶进时应注意事项:顶进时应遵照“先挖后顶，随挖

13、随顶”的原则。应连续作业，避免中途停止，造成阻力增大，增加顶进的困难。首节管子顶进的方向和高程，关系到整段顶进质量，应勤测量，勤检查及时校正偏差。安装顶铁应平顺无歪斜扭现象，每次收回活塞加放顶铁时，应换用可能安放的最长顶铁，使连接的顶铁数目为最少。顶进过程中，发现管前土方坍塌、后背倾斜，偏差过大或油泵压力表指针骤增等情况,应停止顶进，查明原因，排除故障后，再继续顶进。 管前挖土是保证顶进质量及地上建筑物安全的关键，管前挖土的方向和开挖形状，直接影响顶进管位的准确性，因为管子在顶进中是循已挖好的土壁前进的。因此，管前周围超挖应严格控制。对于密实土质,管端上方可有1.5cm空隙，以减少顶进阻力，管

14、端下部135中心角范围内不得超挖，保持管壁与土壁相平，也可预留1cm厚土层，在管子顶管过程中切去，这样可防止管端下沉。在不允许顶管上部土壤下沉地段顶进时，管周一律不得超挖。管前挖土深度，一般等于千斤顶出镐长度，如土质较好，可超前0.5m。超挖过大，土壁开挖形状就易控制，容易引起管位偏差和上方土坍塌。在松软土层中顶进时，应采取管顶上部土壤加固或管前安设管檐，操作人员在其内挖土，防止坍塌伤人。管内挖土工作条件差，劳动强度大，应组织专人轮流操作。管前挖出的土，及时外运。管径较大时，可用双轮手推车推运。管径较小，应采用双筒卷杨机牵引四轮小车出土，土运至管外，再用工作平台上的电动卷扬机送至平台上，然后运

15、出坑外。 顶管遇流砂层或淤泥层时，采用泥水压力平衡顶管，使工具管内保持一定压力，平衡土体和地下水压力，使土体保持稳定。应及时封闭工具管，采用水力出泥。在工具管中接入含有一定泥量的泥浆，通过水枪射水冲泥，泥水通过吸泥泵排到地表泥浆池中沉淀，反复循环使用，泥浆用槽车运走。 冲泥和吸泥泵稳定工作时，调节冲泥和吸泥的泵量，冲泥舱内应保持一定压力，舱内泥水压力应与地下水压力相平衡，泥水压力过大，将增加主千斤顶负荷，泥水冲破上覆地层，达到地表，造成突顶事故；泥水压力过小，地下水涌入冲泥舱，工具管前方塌方，将破坏上覆地层，造成地面建筑物破坏。 在顶管过程中，由于泥水平衡压力控制不当或停顿时间过长，可能会造成

16、突水冒顶事故和工作面塌方事故。 发生突顶时：应该逐渐降低工具管内泥水压力，使泥水压力略小于地下水压力，关闭冲泥水枪和吸泥泵，启动千斤顶缓慢顶进一缎距离，待顶力升高，采用小水力冲泥，间歇启动吸泥泵排泥，做小量排泥。 发生塌方时：应该逐渐升高工具管内泥水压力，使泥水压力略大于地下水压力，关闭冲泥水枪和吸泥泵，启动千斤顶缓慢顶进一缎距离，待顶力升高，采用小水力冲泥，间歇启动吸泥泵排泥，做小量排泥。 10、管道渗漏的治理 对管道渗水和漏水点，先凿V形槽，埋入导水水管，用双快水泥封闭管周，待水泥由一定强度后，用手动泵压入水泥水玻璃浆液封堵。 11、顶管作业面通风 顶管作业面通风采用压入强制性通风措施，用

17、风机通过1.5英寸铁管向工作面压风。 12、顶管坑内检查井的砌筑 管道完成后，按设计图在坑内用砖砌筑检查井，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，其上用土回填，分层夯实。 13、测量与纠偏顶管测量：采用经纬仪和激光水准仪。1)测量次数，开始顶第一节管子时，每顶进20100cm/次。校正时，每顶进一镐即测量一次。2)中心线测量，根据工作坑内用经纬仪设置的中心桩挂小线，使拉线对准垂球，读管前端的中心尺刻度，若拉线与中心尺上的中心刻度相重合，其差值即为偏差值。3)高程测量一般在工作坑内引设水准点，停止顶进，将激光水准仪支设在顶铁上，测量前端管底高程。顶进偏差的校正顶进中

18、发现管位偏差10mm左右，即应进行校正。纠偏校正应缓缓进行，使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。 四、主要施工机具设备主要施工机具设备一览表：机具名称规格、性能单位数量用 途翻斗汽车东风5t台运土注浆泵L150台灌注水泥砂浆灰浆搅拌机150L台搅拌砂浆振动器HZCX50台振动水泵QS32254台基坑排水电焊机BX330台钢焊接卷扬机1t台竖井提升卷扬机3t台顶进坑提升油压千斤顶200t台顶管高压油泵ZB50台顶管顶压装置全套顶铁、垫座、滑道台顶管冲击打夯机QT70型台回填土实 五、 质量、安全 5.1.质量保证措施做好地质勘察及资料整理工作，摸清顶管工程范围内的地质、水文情况，尤其是透水砂层的分布范

19、围。认真编制好施工方案和通过不同土层的技术措施及纠偏措施。组织好设计和施工技术交底，确保管道的顺利顶进。严格执行专检、自检、互检、工序交接、混凝土施工挂牌,质量评定制度,分部分项优良率要求达到95以上。认真做好钢筋、水泥、砂子、石子等原料检验。严格检查配合比。搞好计量、混凝土试块专人制作和管理。 做好管节、承压环顶进各阶段受力稳定计算， 制定合理的技术措施。使后背地基受力和管节受力控制在允许范围之内。加强操作控制，使顶管均匀平稳。受力均匀。尽可能减少顶进过程中倾斜、偏移、扭转，防止管壁出现裂逢、变形等情况。 搞好测量控制检查， 及时分析纠正顶进过程中出现的倾斜偏位和扭转，保证顶管位置正确。 做

20、好各项施工记录，责成专人进行施工技术总结，做到工程完工资料齐全。5.2.安全措施严格执行有关安全生产制度和安全技术操作规程。认真进行安全技术教育和安全技术交底，对安全关键部位进行经常性的安全检查，及时排除不安全因素，确保安全施工。 严格遵循支护衬砌和土方开挖程序，控制均匀挖土，防止发生偏位，严重倾斜或管涌等现象，做好作业前和施工中的通风换气工作，以免导致人身事故。作好基坑排水，避免水淹事故。工作井上部设安全平台,周围设护栏杆,井内上下层立体交叉作业，设安全网，安全挡板，井下作业戴安全帽。吊车、起重设备由专人操作和专人指挥，统一信号，预防发生碰撞。吊车靠近工作井边坡行驶时，加强对地基稳定性检查，防止发生倾翻事故。加强机械设备维护、检查、保养。机电设备由专人操作，认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业。井内照明采用36V低压电。 随着雨季来临，需作好防洪、防雨、防雷措施，机电、起重设备及钢管脚手架做好接地。同时严格规范用电及消防安全。 （7）开挖前详细了解沿线管线资料，做好沿线管线保护措施，特别是高压电缆和渠箱的保护工作。