頂管工程施工方法

　　工程簡(jiǎn)介：馬鞍山某路是合肥市市政基礎(chǔ)設(shè)施重點(diǎn)工程之一，是合肥市道路網(wǎng)即二環(huán)九射加五橫五縱中五條南北向主干道之一，并且是唯一未建的道路，它處于合肥市道路網(wǎng)密度最小的東南角，馬鞍山路設(shè)計(jì)南起東流路，北至屯溪路，全長(zhǎng)約3500m，道路規(guī)劃紅線50m，與之相交的道路有水陽(yáng)江路、望江東路、太湖路、九華山路。屬城市一級(jí)主干路，計(jì)算行車速度60km/h。.因此，馬鞍山某路的建設(shè)在合肥市道路網(wǎng)中具有特別重要的位置。

　　本工程建設(shè)單位為安徽某房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，工程由合肥市城市建設(shè)重點(diǎn)工程指揮部市政辦公室組織實(shí)施，設(shè)計(jì)單位為合肥市某建筑設(shè)計(jì)研究院，監(jiān)理單位為合肥市恒信監(jiān)理公司。

　　工程質(zhì)量按國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)市政工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范驗(yàn)收，質(zhì)量要求達(dá)到優(yōu)良等級(jí)，爭(zhēng)創(chuàng)安徽“黃山杯”優(yōu)質(zhì)工程。

　　工期要求：本工程工期要求開(kāi)工后300個(gè)日歷天內(nèi)完成此工程，具體開(kāi)工時(shí)間以開(kāi)工令為準(zhǔn)。

　　工程承包形式：包干包料總承包，所有材料均由施工單位自行采購(gòu)，材料的采購(gòu)落實(shí)必須經(jīng)業(yè)主及監(jiān)理的認(rèn)可，并經(jīng)抽檢試驗(yàn)合格后方可使用。

　　資金來(lái)源：本工程項(xiàng)目資金來(lái)源于安徽某房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司企業(yè)自有資金。

　　馬鞍山某路污水管道工程局部地段埋設(shè)較深，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，污43號(hào)井至污56號(hào)井段，污53號(hào)井至污出1號(hào)井接王小郢污水處理廠段管道改為頂管施工，長(zhǎng)度約1040m，管徑均為D1000鋼筋砼管。

　　頂管法是一種不開(kāi)槽的管道鋪設(shè)方法，借助頂鎬從事先準(zhǔn)備好的工作坑出發(fā)，按管道的設(shè)計(jì)位置，邊挖土，邊開(kāi)動(dòng)頂鎬，將管材逐節(jié)頂進(jìn)地層中，這樣反復(fù)操作，直至將管材頂進(jìn)至設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為止。

　　由于頂管埋深較深，頂管施工前，對(duì)頂進(jìn)土層要進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查和水文地質(zhì)的研究，并且要對(duì)頂進(jìn)經(jīng)過(guò)的地下管線進(jìn)行探查，以便在頂進(jìn)中制定措施，防止原有管線遭到損壞。

　　本工程D1000污水管道采用土壓平衡頂管工藝，土壓平衡原理即是密封的機(jī)頭前倉(cāng)內(nèi)被土體充滿，管道向前推進(jìn)時(shí)，前倉(cāng)土體通過(guò)螺旋機(jī)攪拌輸送到機(jī)頭后方，操作人員通過(guò)土壓力表掌握前倉(cāng)內(nèi)的土壓力，達(dá)到主動(dòng)土壓平衡狀態(tài)。

　　一、工作坑的設(shè)置

　　本工程頂管采用雙向頂進(jìn)，頂管工作坑分別設(shè)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處。

　　工作坑應(yīng)有足夠的工作面，坑底尺寸一般應(yīng)按下式計(jì)算：

　　底寬=D+2.4～3.2m

　　底長(zhǎng)=L1+L2+L3+L4+L5

　　式中D頂管的管外徑

　　L1管節(jié)頂進(jìn)后，尾端壓在導(dǎo)軌上的長(zhǎng)度（一般在0.3—0.5m）

　　L2管節(jié)長(zhǎng)度

　　L3出土工作面長(zhǎng)度（一般在1.0—1.8m）

　　L4頂鎬長(zhǎng)度

　　L5后背構(gòu)造所占工作坑長(zhǎng)度（一般為0.85m）

　　工作坑四周采取鋼板樁進(jìn)行支護(hù)，頂管工作坑的后背，必須按設(shè)計(jì)的最大頂力進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性的驗(yàn)算，保證整個(gè)后背具有一定的剛度和足夠的強(qiáng)度。

　　二、頂管工作坑設(shè)備安裝：

　　1、主頂油缸：

　　主頂油缸是提供頂管主要推力的設(shè)備，D1000污水管安裝2臺(tái)油缸，每個(gè)油缸推力可達(dá)3000KN，行程1.3m，油缸安裝在工作坑的后半部，固定油缸的支座采用C16槽鋼現(xiàn)場(chǎng)拼焊，約需500kg重，固定在工作坑底板的預(yù)埋件上。

　　2、后座結(jié)構(gòu)：

　　后座結(jié)構(gòu)是承受主頂油缸的頂管反推力并傳遞擴(kuò)散至工作坑后壁。為了使頂管反力均勻擴(kuò)散至工作坑后壁，確保工作坑不被強(qiáng)大的頂力破壞，根據(jù)多項(xiàng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，后座結(jié)構(gòu)由鋼梁、木材及現(xiàn)澆砼三部分組成安裝。

　　3、導(dǎo)軌安裝：頂管均應(yīng)安裝導(dǎo)軌，控制導(dǎo)軌的中心位置和高程，

　　可確保頂入管節(jié)中心及高程能符合設(shè)計(jì)要求。

　　（1）導(dǎo)軌要安裝在枕木上，且要保證枕木下地基穩(wěn)定。

　?。?）要嚴(yán)格控制導(dǎo)軌頂面的高程，一般宜較管外底部高1-2米，

　　其縱坡應(yīng)與管道縱坡一致。

　　（3）枕木埋設(shè)要穩(wěn)定、牢固，如地基不好，可澆筑混凝土予以固定。

　?。?）兩根導(dǎo)軌的內(nèi)距可按下式計(jì)算：

　　式中：A—兩導(dǎo)軌內(nèi)間距

　　D—管外徑

　　H—導(dǎo)軌高度

　　E—管外底距枕木的距離

　　導(dǎo)軌必須直順，并要嚴(yán)格控制導(dǎo)軌的高程和中心。

　　4、下管、頂進(jìn)、出土設(shè)備。

　　卷?yè)P(yáng)機(jī)或電葫蘆、頂鎬、搖鎬機(jī)或高壓油泵，運(yùn)土車、水平牽引

　　和垂直牽引的卷?yè)P(yáng)機(jī)、頂鐵。

　　5、照明設(shè)備：

　　管內(nèi)使用電壓不大于36V的低壓照明。

　　6、通風(fēng)設(shè)備：

　　人工挖土者，根據(jù)需要安裝通風(fēng)設(shè)備。使工作坑內(nèi)空氣通暢。

　　7、工作平臺(tái)：

　　一般由工字鋼和方木組成，中間設(shè)下管及出土口，出土口上設(shè)活

　　動(dòng)平臺(tái)。

　　8、工作棚架：

　　防雨及安裝吊運(yùn)設(shè)備。

　　三、引入測(cè)量軸線及水準(zhǔn)點(diǎn)：

　　1、將地面的管道中心樁引入工作坑的側(cè)壁上和支撐上，作為頂管中心的測(cè)量基線。

　　2、將地面上的臨時(shí)準(zhǔn)點(diǎn)引入工作坑底不易碰撞的地方，作為頂管高程測(cè)量的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。

　　四、下管：

　　1、下管前，要嚴(yán)格檢查管材，不合格的管材應(yīng)剔除，不得使用。

　　2、電葫蘆作垂直吊運(yùn)時(shí)，最大斜拉角不得超過(guò)10度。

　　3、第一節(jié)管下到導(dǎo)軌上時(shí)，應(yīng)測(cè)量管的中線及前后端管底高程，以校核導(dǎo)軌安裝的準(zhǔn)確性。

　　五、頂稿和頂鐵的安裝

　　1、頂鎬的高程：

　　一般宜使頂力中心位于管口總高的1/4左右。

　　2、平面位置：

　　使用一臺(tái)頂鎬時(shí)，頂鎬中心與管道中心一致，使用多臺(tái)頂稿時(shí)，

　　頂鎬中心應(yīng)與管道中心對(duì)稱，且各頂鎬的油管應(yīng)聯(lián)在一起。

　　3、安裝頂鐵應(yīng)無(wú)歪斜、扭曲現(xiàn)象，安裝必須順直。

　　4、每次退鎬加放頂鐵時(shí)，應(yīng)安放最大的頂鐵，保持頂鐵數(shù)目最小。

　　5、頂進(jìn)中，頂鐵上面和側(cè)面不能站人，隨時(shí)觀察有無(wú)扭曲現(xiàn)象，防止頂鐵崩離。

　　六、頂進(jìn)

　　1、測(cè)量：

　?。?）測(cè)量次數(shù)，在頂進(jìn)第一節(jié)管時(shí)，及校正頂進(jìn)偏差過(guò)程中，

　　應(yīng)每頂進(jìn)20-30CM，即對(duì)中心和高程測(cè)量一次，在正常頂進(jìn)中，應(yīng)每頂過(guò)50-100CM時(shí)，測(cè)量一次。

　　（2）中心測(cè)量：根據(jù)工作坑內(nèi)測(cè)設(shè)的中心樁，掛中心線，利用中心尺，測(cè)量頭一節(jié)管前端的軸線中心偏差。

　?。?）高程測(cè)量：使用水準(zhǔn)儀和高程尺，測(cè)首節(jié)前端內(nèi)底高程，以控制頂進(jìn)高程，同時(shí)，測(cè)首節(jié)管后端內(nèi)底高程，以控制坡度。

　?。?）一個(gè)管段頂完后，應(yīng)對(duì)中心和高程再作一次竣工測(cè)量，一個(gè)接口測(cè)一點(diǎn)。

　　2、糾偏：

　　當(dāng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)偏差大于10MM時(shí)，宜按下列方法糾偏。

　?。?）超挖糾偏法：偏差在10-20MM時(shí)，即在偏向的反側(cè)適當(dāng)

　　超挖，在偏向側(cè)不超挖，形成阻力，施加頂力后，使偏差回歸。

　　（2）頂木糾偏法：偏差大于20MM時(shí)，用超挖糾偏不起作用時(shí)，用木棍頂在管端偏向的反側(cè)內(nèi)管壁上，另一端斜撐在有墊板的管前土壁上，支頂牢固后，即可施加頂力，同時(shí)配合超挖糾偏法，邊頂邊支，直至使偏差回歸。

　　3、接口：

　　頂管時(shí)，接口采用鋼板外套環(huán)，瀝青麻絲接口，內(nèi)抹帶采用1：2水泥砂漿。

　　七、工作坑中管道施工：

　　頂管完成及驗(yàn)收合格后，拆除導(dǎo)軌、后背和頂進(jìn)設(shè)備，按明挖施工管道方法，進(jìn)行頂坑內(nèi)澆筑平基、安管、管座澆筑，檢查井，閉水及土方回填等工序操作，土方回填夯實(shí)后確保不發(fā)生沉陷。

　　頂管段工作坑內(nèi)窨井按96S2圖集施工，頂管段除工作坑外，窨井采用倒掛井施工。