頂管1050頂管施工方案

D1000 鋼管頂管施工方案1 、 工程概況本標段頂管長2108.7 m ；其中六環(huán)路綠化帶內(nèi) 2013m ，穿越京開高速95.7m ，穿京 九鐵路、其他鐵路、林校路頂管共301m ，頂管材質(zhì)為 d1000mm 鋼管，鋼管防腐形式為玻璃鋼外防腐、水泥砂漿內(nèi)防腐。2 、 施工部署2.1 施工程序2.1.1 按總體布局本標段頂管施工時間安排在2 月底， 日平均氣溫低、 頂管工作量大、所耗用的工期最長、施工難度較大，因此頂管工程要先行施工。2.1.2 由于頂管在高速路綠化帶內(nèi)施工， 其工作坑和檢查井的施工給周邊美觀帶來不利影響，為了及時恢復(fù)原貌，因此每施工完一個井（坑）段，及時回填。2.2 施工順序2.2.1 按照先準備后施工，先地下后地上，先深后淺的施工程序。2.3 施工段的劃分2.3.1 根據(jù)本工程的特點，頂管工程共分三個施工段：1）第一段頂管長1000m，樁號為2+8003+754 ;頂管工作井共11個，在樁號為3+100、3+200、 3+700、 3+733 井體位置設(shè)立工作井，其余沒有工作井的直線段按每最大間隔不 超過 120 米設(shè)立工作井。2）第二段頂管長1013m,樁號為3+7544+700;頂管工作井共12個，在樁號為3+100、 3+200、 3+700、 3+733 井體位置設(shè)立工作井，其余沒有工作井的直線段按每最大間隔不 超過 120 米設(shè)立工作井。3）第三段頂管長301m ，樁號為 4+280-4+345 （京九鐵路頂管） 、 5+256.3-5+279.8 、5+310.7-5+332.6 、 5+414.5-5+464.9（ 鐵路 頂管 ）、 6+023-6+120 （京開高速）、6+164.7-6+207.9 （林校路）；頂管工作井共6 個，分別設(shè)立在樁號4+280、 5+256.3 、5+310.7 、 5+414.5 、 6+023、 6+164.7 處。2.4 施工進度安排2.4.1 根據(jù)工程特點以及工期的要求，擬計劃開工時間 2010 年 2月 18 日， 2010 年12 月 10 日竣工 , 總工期 292 日歷天。2.5 主要施工機械的選擇2.5.1 選擇原則：為了加快施工進度，提高機械化施工程度，減輕勞動強度，并根據(jù)公司自身的條件以及施工經(jīng)驗來選擇本工程的施工機械，詳見機械/ 設(shè)備 / 儀器表。械/設(shè)備/儀器表反鏟挖土 2臺2004916t25t200312臺200312臺打壓泵、堵頭簡易龍門架現(xiàn)制2套空氣壓縮機兩輪小推車200412輛千斤頂42.6勞動力選擇詳見勞動力計劃表勞動力計劃表工種時間合計人工工 日數(shù)人數(shù)2010 年2月189636181800602010 年3月189636181800602010 年4月189636181800602010 年5月189636181800602010 年6月189636181800602010 年7月189636181800602010 年8月189636181800602010 年9月189636181800602010 年10月189636181800602010 年11月189636181800602010 年12月18963618180060總計198996633661981980021003、施工方法 工藝流程測量放線一工作井、接收井開挖、支護一頂管機及泥水處理設(shè)備安裝一試運轉(zhuǎn)一 頂管一到達接收井一設(shè)備吊出一拆除輔助設(shè)備一管道安裝一檢查井砌筑、回填工 作井接收 井一閉水試驗。3.1 測量放射線3.1.1 采用經(jīng)測量監(jiān)理工程師批復(fù)的測量控制網(wǎng)進行施工放樣，固定保護好控制點，并經(jīng)常復(fù)核。工作坑定位采用全站儀，管道中線控制采用經(jīng)緯儀，標高控制采用水準儀。3.1.2 地面坐標點導(dǎo)入井下采用直接導(dǎo)入法，利用坑口埋設(shè)的坐標點和測量控制網(wǎng)控制 點，以支導(dǎo)線的形式，建立井下頂管掘進使用控制點。3.1.3 地面高程點導(dǎo)入井下采用懸掛剛卷尺，導(dǎo)入標高時，用兩臺S3水準儀同時進行， 并獨立導(dǎo)入三次，其互差不超過井筒深度的 1/8000。每一個工作坑設(shè)置三個水準點。（3.2 工作井、接收井開挖、支護3.2.1 工作井、接收井位的布置工作井、接收井位的布置根據(jù)現(xiàn)場道路通行條件，設(shè)計管線位置、頂進距離、土質(zhì) 等因素綜合確定，在施工沿線每間隔 120 米設(shè)置一個頂坑，上下對頂，頂進距離60米， 如遇檢查井部位距離根據(jù)實際尺寸作出調(diào)整，以節(jié)省成本。3.2.2 工作井、接收井位下口尺寸1 ）長度計算L=L1+L2+L3+L4+kL工作坑的最小長度（m）Li鋼管單根長度（m）取6 mL2下井管段長度（m）取0.3 mL3主油缸長度（m）取1.2 mL4未頂出頂?shù)墓艿雷钚￠L度（m）取0.5 m k 后座、剛性頂鐵和環(huán)形頂鐵 厚度之和，再加上安裝富余量（ m）取1.6 m則：L=6+0.3+1.2+0.5+1.6 =9.6m （取 10m ）2）寬度計算B=D+ （2.0 2.4）B 工作坑的寬度（ m ）D 管道的外徑（m ）則： B =1.000+2.0=3.28m （取 4 米）3）深度計算H=H1+DH 工作坑的深度（m ）Hi頂管覆土厚度（m）D 管道白外徑（m） 則： H=6.0+1.00=6.0m經(jīng)計算取為長*寬=10*4*6m1.1.3 工作井、接收井位支護流程人機配合挖至自然地面下0.8m -設(shè)第一道盤撐一插大板“挖土 一降大板”第一道盤撐設(shè)八字撐一挖土降板至第一撐下2m設(shè)第二道撐一循環(huán)施工一工作坑底。1.1.4 土方開挖工作坑開挖采用人機配合作業(yè)，在挖至距離底標高20cm時，采用人工挖土，以防攏動坑底原狀土。開挖過程中根據(jù)挖深情況進行邊坡支坑避支護，嚴禁一步到底開 挖后再支護的開挖方法，開挖時必須有專職安全人員進行看護，發(fā)生異常情況及時停 止開挖 并立即撤人，待處理完成后再開挖。1.1.5 坑底支護采用鋼木支撐法支護。工作井、接收井位分兩層支護，第一道支護設(shè)在自然地面 下80cm處，第二部設(shè)在第一道盤撐下 2米位置，第三道盤撐設(shè)第二道盤撐下 1.5m位 置。支撐材料采用4米長大板及30#工字鋼。每步大板支撐兩道盤撐，底部盤撐設(shè) 不小于2m八字撐。3.3 頂管機及泥水處理設(shè)備安裝3.3.1 頂管工作井、接收井基礎(chǔ)：工作井、接收井位基礎(chǔ)采用土槽木枕基礎(chǔ)。將工作坑 底部平整后，在坑底挖槽并埋枕木，枕木上安放導(dǎo)軌并將導(dǎo)軌用道釘固定于枕木上。離頂管管口 1m位置設(shè)置長度*寬*高度=500*900*600mm的焊接工作坑，以便兩管焊 接連接時使用。臥鐵X2臺320t頂鎬3.3.2 頂管后背墻設(shè)計后背墻面頂管后背圖頂管利用坑壁土體作后背，后背所能承受的最大的頂力取決于頂管管道所能承受的最大 頂力，在最大頂力確定后，據(jù)此可進行后背的結(jié)構(gòu)設(shè)計。后背的尺寸主要取決于管徑大 小 和后背土體被動土壓力。所設(shè)計的后背具有充分的強度、剛度、且后背墻表面要平直。 1）后背墻布置頂管后背采用拼裝式，在墻面橫排200mm X 200mm枕木，枕木前密排30#工字鋼，在工字鋼前再橫排頂鐵。橫排枕木是為了使頂力均勻的分散在后背墻上，同時將工字鋼下扎500mm是為了加強錨固。2）后背墻核算 工作坑后備的受力分析見右圖：反力R應(yīng)為總推力P的1.21.6倍，后背墻每米寬度上的被動土壓力：P 被=0.5*rh 2* K p+2chKp0.5=0.5*19*2.5*2.5*5.26+2*7.8*2.5*2.29=401.62kN/m 總被動土壓力 R 總=P 被*B*H=401.62*4*2.5 =4016kN 式中：P被：每米寬度上的被動土壓力（kN/m）R總總的被動土壓力kN : 土的容重（KN/m3）取19 KN/m3 h：后背墻的高 度（m）取3m確保安全。B：后座墻的寬度取4mKp：被動土壓系數(shù) Kp= tg 2 （45 +31.7 /2 ） c： 土的內(nèi)聚力（KPa）取 7.8 kN/m 2 R/P=4016/1982 =2.03,可確保安全 （P值計算詳見 3.9.2）3.3.5 起重架1）下管起重架采用4根?219厚壁鋼管L=9m,頂部用60mm圓鋼連接，兩端索緊，架 底部焊接在平臺上橫向放置的30槽鋼上，支架加肋。出土及下管采用卷揚機，設(shè)2t卷揚機1臺，5t卷揚機1臺。先在地面上組裝好四根腿柱及頂部穿械，掛好定滑輪及鋼絲 繩，再用吊車吊起人工定位焊接。架子頂部用？60圓鋼連接，兩端鎖緊，架底部焊接在平臺上橫向放置的30槽鋼上，支架加肋，增加穩(wěn)定性。后座的受力分析2）出土及下管采用卷揚機，設(shè) 2T卷揚機1臺，10T卷揚機1臺。下管用10T卷揚機， 吊土用2T卷揚機。安裝要牢固、線路要清晰，滑輪要轉(zhuǎn)動靈活。3.3.6 平臺1）主梁使用40#工字鋼四根，其上滿鋪150*150方木，留出下管管口位置，焊接好工字 鋼使其穩(wěn)定。下管及出土口尺寸為 6*2.5m,三面用架子管焊出圍欄。詳見工作平臺及 起重架示意圖3.3.7 設(shè)備安裝3.3.7.1 工作井導(dǎo)軌安裝1）導(dǎo)軌的作用是引導(dǎo)管節(jié)按設(shè)計的中心線和坡度頂進，導(dǎo)軌安裝時必須安裝牢固，滿足 管節(jié)中心高程及坡度的要求，導(dǎo)軌面標高與管子內(nèi)管底面的標高相等。兩導(dǎo)軌要順 直、 平行、等高，其縱坡與管道設(shè)計坡度一致。安裝后的導(dǎo)軌要牢固，不得在使用中產(chǎn)生位移，并應(yīng)經(jīng)常檢查校核。2）本工程導(dǎo)軌為雙排120工字鋼、20槽鋼焊接而成，導(dǎo)軌為預(yù)制加工。3）導(dǎo)軌安裝利用測量儀器監(jiān)控，導(dǎo)軌安裝允許偏差為軸線位置：左右 3mm；頂面高程：工作平臺及起重架示意圖0+3mm;兩軌內(nèi)距：± 2mm。4)兩導(dǎo)軌凈距計算0.5=2*( 1000-140-25 ) * ( 140-25 ) ) 0.5 =619mm其中：B基坑導(dǎo)軌間距（mm）1000D管外徑（h 導(dǎo)軌高（的距離（mm）、管導(dǎo)軌之間的寬 度為619mm。mm）mm） e管外底距枕鐵面按上述公式求出DN1000頂25mm140mm798mm3.3.7.2千斤頂安裝1）本工程采用2臺320t的千斤頂。 千斤頂固定導(dǎo)軌安裝圖1/4在支架上，并與管道中心的垂線對稱，要求其合力的作用點與管壁反作用力作用點在同 軸線上，防止產(chǎn)生頂進偏差。根據(jù)施工經(jīng)驗，千斤頂?shù)闹c作用在管節(jié)垂直直徑的 1/5為宜。2）千斤頂選用ZB.50型的高壓油泵，由電動機帶動油泵工作，經(jīng)分配器、控制閥進入 斤頂，各千斤頂?shù)倪M油管并聯(lián)在一起，保證各千斤頂活塞的出力和行程一致，油管安 時做到順直、轉(zhuǎn)角少。3）油泵宜設(shè)置在千斤頂附近，油管要順直、轉(zhuǎn)彎少，油泵與千斤頂相匹配，并有備用 泵，油泵安裝完畢，進行試運轉(zhuǎn)。3.3.7.3頂鐵的安裝 1）頂鐵是頂進管道時，千斤頂與管道端部之間臨時設(shè)置的傳力構(gòu)件。 其作用是將一組 斤頂?shù)暮狭?，通過頂鐵均勻地分布在管端，并起調(diào)節(jié)千斤頂與管端之間距離的作用。鐵可分為環(huán)形頂鐵和u形頂鐵兩種，本標段用 U型頂鐵。2）安裝頂鐵時，頂鐵與導(dǎo)軌之間、頂鐵與頂鐵之間的接觸面，要擦拭干凈，防止接觸 良，相互滑動。安裝后，要使千斤頂軸線、頂鐵軸線和管道的軸線相互平行。頂鐵軸 必須與管道中心的垂線對稱，避免頂力產(chǎn)生偏心，導(dǎo)致“崩鐵”。頂鐵拼裝后要進行7E °3）頂鐵與管口之間墊緩沖材料聯(lián)接（膠合板），使頂力均勻地分布在管端。4）安裝后的頂鐵軸線與管道軸線平行、對稱，頂鐵與導(dǎo)軌和頂鐵之間的接觸面不得有 土、油污。頂鐵要原地足夠的剛度，頂鐵單塊放置時能夠保護穩(wěn)定，頂鐵的相鄰面互 垂直，頂鐵上有鎖定裝置。頂鐵與管口之間采用緩沖材料襯墊，當(dāng)頂務(wù)接近管節(jié)材料管節(jié)未進入土層前,1020mm的空的允許強度時，管端應(yīng)增加 U型或環(huán)形頂鐵。5)6)頂鐵布置頂鐵選用 格見頂鐵規(guī)格選用表接口外側(cè)墊麻絲、油氈或木墊板，管口內(nèi)側(cè)留有 隙；頂緊后兩管間的孔隙宜為 1015mm。1組3200kN( 320t )級專用配套頂鐵(順鐵)。每組配套頂鐵的規(guī)頂鐵規(guī)格選用表200*300 頂鐵 L=mm600250備注頂鐵數(shù)量(塊)24243.4 試運轉(zhuǎn)3.4.1 操作工人:操作工作均應(yīng)經(jīng)培訓(xùn)上崗，有特種作業(yè)上崗證并經(jīng)項目部培訓(xùn)合格后方可上崗作業(yè)。3.4.2 安全防護裝備、設(shè)施、安全用品使用，如安全帽的配戴、安全繩的使用，吊鉤保護 器的使用，吊裝鋼絲繩綁扎固定、 坑內(nèi)上下扶梯的使用等進行演練， 合格后方可使用 3.4.3頂進設(shè)備、工作平臺及起重架：頂進設(shè)備即千斤頂安裝完成后，進行加壓和卸載試 驗，檢查千斤頂行程是否達到設(shè)計要求的標準，泵管是否有漏油現(xiàn)象發(fā)生，頂鐵等規(guī) 格 型號是否滿足頂進作業(yè)要求和受力要求，合格后方可使用。3.4.4 工作平臺搭設(shè)完成后，應(yīng)經(jīng)項目部安全、技術(shù)人員驗收合格后方可進行起重架的搭設(shè)，搭設(shè)完成后對安全保護裝置檢查，調(diào)試，試運轉(zhuǎn)，合格后方可進行正式吊運。3.4.5 坑內(nèi)外人機配合：吊裝過程坑內(nèi)外作業(yè)人員必須熟悉起重機械的性能和被吊物體 的實際重量，操作人員必須服從指揮人員的信號指揮，先進行適當(dāng)演練，當(dāng)演練二次以 上, 配合無空缺后方可進行正式作業(yè)。3.5 頂管3.5.1 頂管采用D1000鋼管頂管，焊接接口。3.5.2 頂力計算及頂鎬選擇1)計算總頂力：p = f*r*D 12H+(2H+D 1)tg 2(45。-(|)/2)+ w/rD1*L+P f2=0.14*19*1.02*6+(2*6+1.0)* tg 2 (45 ° - 31.7 ° /2)+ 2.9/(19*1.0)*60+0 =1982 KN其中：P一計算總頂力KNr 管道所處土層的重力密度取 19kN/m 3D1 管道的外徑取 1mH一管道頂部以上覆蓋土層的厚度取6m。一管道所處土層的內(nèi)磨擦角取31.7 °3一管道單位長度的自重 取2.9 kN/mL管道的計算頂進長度取60mf 頂進時，管道與周圍土層之間的內(nèi)磨擦系數(shù)取 0.14選用 2 臺 320 噸頂鎬（行程1.2m ）3.5.3 施工順序?qū)к?、后背完成頂管設(shè)備安裝就位后， 即可進行頂進工作。 將第一節(jié)管下至導(dǎo)軌上， 校核導(dǎo)軌的中線和高程以及坡度，合格后即可頂進。第一節(jié)管安放合格后，管前端安裝鋼刃角一開啟高壓油泵、千斤頂工作一管道頂入土 內(nèi)300mm停止頂進，進行人工掏土作業(yè)，到管前端鋼刃角邊止一開啟高壓油泵再頂進 300mm-人工的掏土，以上操作反復(fù)進行，最終達到全部頂完。3.5.4 頂進由于本工程頂管穿越的障礙物為路面， 所以在頂管作業(yè)中必須嚴格遵守 “先頂后挖” 的原則，嚴禁超挖。人工掏土必須先上部后下部，挖土坡度不得大于 60? ， 以防止塌方事故。管前掏土距離50cm/鎬，管頂超挖不超過1.5cm,管下部135。范圍內(nèi)嚴禁超挖。出土有固定的出土方向， 出土采用專用運土斗車， 每處二臺交替使用。 斗車行進由卷揚機拉動，斗車裝土運到工作坑內(nèi)后由升降滑動組設(shè)備吊到自然地面，按固定的出土方向， 堆入在規(guī)定的棄土場。施工人員應(yīng)協(xié)調(diào)配合， 隨時清走坑上堆土。 頂進過程中， 應(yīng)隨時進行高程和中心的 校 核測量，每班應(yīng)有頂管記錄和交接班記錄，及時控制高程與中線，隨時糾偏。對頂管施工，在兩管端相距100cm 時，在兩管端中心挖一個小洞，貫通后，校核兩管的中心線，做最終糾偏、對口。頂進過程中，要隨時檢查頂鐵情況，特別注意頂鐵擺放是否直順、換放頂鐵時，要用1.2米的長鐵。200 X 300型頂鐵雙行每鎬頂進長度不大于2.5米。頂管結(jié)束后， 檢查管口部位焊接質(zhì)量， 檢查有無空洞、 漏焊、 氣孔、 夾渣等現(xiàn)象。 并做管道嚴密性試驗。3.5.5 測量、糾偏頂進高程測量首先在頂管工作坑內(nèi)設(shè)置3個穩(wěn)固的臨時水準點，每次高程測量都要進行閉合檢驗。 在第一節(jié)管入土?xí)r，高程測量間隔為30cm/次。特別注意第一管節(jié)的末端高程的測量，以 掌握首節(jié)管坡度。在以后的正常頂進中，測量間隔放大至50cm/次。每頂完一程后，對前端進行水平測量，若發(fā)現(xiàn)“扎頭”或“抬頭”問題，認真作記錄, 為下一程頂進時糾正提供依據(jù)。3.5.6 中心偏差測量中心測量采用經(jīng)緯儀定位。在頂管的前端及最后端管內(nèi)頂部標注頂進中心軸標尺，用經(jīng)緯儀測量每頂一程的左右偏差變化，認真作頂進測量記錄，為下一程頂進時糾偏調(diào)整提供依據(jù)。3.5.7 糾偏誤差校正應(yīng)逐步進行，測量密度增加到 10cm20cm/次。視管道偏差量采用超挖糾偏和頂土糾偏。超挖糾偏一般在12cm偏差時采用，在管子偏向的反側(cè)適當(dāng)超挖，而在偏向側(cè)留土坎，形成阻力，使管在頂進中向阻力小的超 挖 側(cè)偏向。頂土糾偏適用于偏差大于 2cm的情況，用方木頂在管子偏離中心一側(cè)的外管壁上， 另一端在墊有鋼板或木板的管前土壤上，經(jīng)頂鎬施力，使管子得到校正。D1000頂管允許偏差見頂管允許偏差表。頂管允許偏差表序號項目允許偏差（mm）檢驗頻率檢驗方法范圍點數(shù)1中線位移<30每節(jié)管1測量并檢查測量記錄2管內(nèi)底高程+10 -20每節(jié)管1用水準儀檢查3相鄰管間錯口< 10每個接口1用尺量工具管開始頂進510m的范圍內(nèi)，允許偏差為：軸線位置 3mm, iWj程0+3mm。 當(dāng) 超過允許偏差時，采取措施糾正。3.5.8 頂管過程需注意的問題頂進開始時，要緩慢進行，待各接觸部位密合后，再按正常頂進速度頂進。頂進中若發(fā)現(xiàn)油壓突然增高，立即停止頂進，檢查原因并經(jīng)過處理后方可繼續(xù)頂進。千斤頂活塞退回時，油壓不得過大，速度不得過快。 下管時工作坑內(nèi)嚴禁站人，當(dāng)管節(jié)距導(dǎo)軌小于 50cm 時，操作人員方可近前工作。 頂進時，工作人員不得在頂鐵上方側(cè)面停留，并隨時觀察頂鐵有無異常情況。1.1.8 地面沉降控制措施 加強管理，嚴格遵守操作規(guī)程，嚴禁超挖，避免塌方。 加強 測量控制，盡量避免大角度糾偏。根據(jù)土質(zhì)合理選擇工具管。覆蓋層不能太薄。 加強地面沉降觀測，發(fā)現(xiàn)異常，及時上報并采取相應(yīng)措施。1.1.9 頂管時的意外應(yīng)急措施 頂管所處土層為粉砂土層時，產(chǎn)生流砂，因此本工程在頂管施工時可能遇到一些意外情 況，如土質(zhì)突然變化、遇到障礙物等，必須采取有效的措施來處理。地質(zhì)發(fā)生很大的變化， 突然間變硬或變軟， 如果突然變硬了， 應(yīng)立即停止施工， 待 問 題查明后如果條件允許，可以繼續(xù)施工，如果碰到巖層等較堅實層面或其它障礙物，應(yīng)立即通知監(jiān)理工程師， 如有變更則由設(shè)計出文字性材料并經(jīng)監(jiān)理工程師簽認的方案進行施工。如果太軟，但為了防止土的承載力急劇下降，如遇流砂層，為防止地面沉降應(yīng)注入玻璃水對土層進行加固處理，處理后方可繼續(xù)頂進。如果發(fā)生漏水， 應(yīng)查明原因， 并及時處理管溝內(nèi)積水。 簡易辦法是用污水泵抽出管外。在頂管施工過程中， 如果出現(xiàn)異常的偏差或糾偏失效， 必須在允許偏差標準以內(nèi)就停下來，分析原因，找出對策再繼續(xù)頂進，切不可盲目行動。操作人員必須嚴格遵守這樣一條規(guī)定：無論何種情況，超過允許偏差一律停下來，并且如實匯報情況，以便分析原因，找準對策。還有一條就是建立意外情況立即報告制度。 即當(dāng)意外情況發(fā)生時， 當(dāng)班人員必須采用任何可采用有效通訊方式，盡快地與公司有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)取得聯(lián)系，向上級報告情況，以便 及 時采取行之有效的措施。1.1.10 管道焊接 焊接方法：二氧化碳保護焊。 詳見鋼管鋪設(shè)施工方案3.6 到達接收井頂管頂至設(shè)計長度后，停止頂進，并從地面進行測量，測出管頭準確位置，后開挖，開挖方法同工作井，開挖完成找出管頭后砌井回填。3.7 設(shè)備吊裝設(shè)備吊裝用吊車16 吊車進行，個別設(shè)備或管運送不到作業(yè)面或離作業(yè)面遠的部位，用25噸吊車進行吊裝。3.8 附屬設(shè)施詳見附屬設(shè)施施工方案3.9 閉水試驗詳見管道水壓試驗方案3.10 土方回填 詳見土方回填方案1050741mm