雨水管道顶管施工方案

1、施工现场实地调查地质、水文资料。

2、现有的成熟技术、施工工法和可调用到本合同段的各类资源。

一、工程概况

（一）工程概况

横穿咸宁路的所有雨、污水管道及横穿西蓝高速的雨水管道采用顶管法施工。顶管施工的管道采用II级钢筋混凝土圆管，接口形式为钢板内涨圈接口和F型承插单胶圈接口,钢板内涨圈防腐采用环氧煤沥青涂料刷三遍。

长乐路顶管基础：长乐路立交根据管顶覆土厚度分别采用1200砼基础和180°砼基础。

咸宁路顶管基础：对于咸宁路立交部分，管道地基为圆砾，基础采用1200砂石基础，见国标图集04S516（页9）。管道地基为黄土状土或亚粘土，管道基础采用砼基础，当0.7m〈H〈3.5m时采用1200砼基础（04S516、页16）；当3.5m〈H〈6.0m时采用1800砼基础（04S516、页18）。若地基为湿陷性黄土，土层上设300mm厚3:7灰土垫层。

（二）地质概况

长乐路立交属浐河高漫滩及一级阶地，地表人工填筑土，下覆第四系冲洪积软塑～硬塑状黄土状土、亚粘，中～密实状卵石土及砂土，地下水对混凝土具弱结晶性腐蚀。

咸宁路互通式立交位于西安市东郊蒋穆王村一带，地貌上属浐河一级阶地。地层主要由第四系全新统和上更新统亚粘土和圆砾组成，呈互层状，工程地质性质较好。地下潜水埋藏较深，对混凝土结构和钢筋混凝土结构中钢筋均无腐蚀性。地表以下20.0m深度范围内无地震液化层分布。场地属非自重湿陷性黄土场地，湿陷等级为I（轻微）－II（中等）级。

根据工程所在区位的地质情况，采用手掘式顶管法。

人力配备

咸宁路立交和道路工程顶管施工由管道施工专业队负责施工，混凝土

四、主要机械设备安排

五、施工进度计划

施工时间：2005年10月20日~2005年11月10日，计划工期40天。

施工顺序：先施工咸宁路立交，再施工长乐路立交横穿西临高速段。

六、工艺原理

顶管法施工原理是在管道的沿线按设计的方案设置工作井和接收井，工作井内设置坚固的后座，吊进油压千斤顶以及要顶进的混凝土管，接好照明，泥浆管，油管等管线，然后用油压千斤顶缓慢顶进，通过压浆系统使管节周围形成泥浆套，管道在泥浆套中滑行，在顶进的过程中通过激光经纬仪测量顶管的方向，边顶进边排土边调整，直至将钢管或混凝土管顶至接收井内。

七、施工方法、步骤及操作要点

1、施工准备

工作井及接收井、检查井施工，根据地质情况及现场条件，采用挡板加斜支撑的支护方式开挖，然后尽快做好底板及壁板混凝土，并进行顶管所需的后靠背混凝土以及土体的强度复核，确定混凝土以及钢板垫块的厚度。工作井布置参见“顶管示意图”。

2、顶进设备

主顶装置：采用2个千斤顶，两侧对称布置，主顶最大顶力100t。

顶管示意图

千斤顶配备相应的油泵。

3、工作坑开挖

在配电源和水源较近的地方，开挖工作坑，工作坑采用单向顶进，设在下游一侧。工作坑的尺寸符合设计及规范要求。工作坑采用人工配合机械开挖。开挖后对工作坑进行钢管支撑加固，形成封闭式框架。利用方木、型钢和钢板组装工作坑装配式后背墙，组装后的后背墙满足强度和刚度要求。

4、设备安装

导轨安装：选用钢质材料制作导轨，安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查校核。导轨的安装符合下列要求：（1）两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；

（2）导轨安装的允许偏差应为：

轴线位置：3mm

顶面高程：0～+3mm

两轨内距：±2mm

千斤顶安装：主顶装置底部有竖向调节装置，可供安装时调节高程，左右两侧有可调整长短的水平支撑，安装时用来调整水平轴线，安装好后用作水平支撑用，在主顶装置前有托架，主要起支撑和导向作用，和主顶

装置一样，托架底部也装有竖向调整装置，在其左右两侧及前面两端有可调节的水平支撑，主要用来调节轴线并起固定作用。千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。

5、采用起重设备下管时应符合下列规定：

（1）正式作业前应试吊，吊离地面10cm左右时，检查重物捆扎情况和制动性能，确认安全后方可起吊；

（2）下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可近前工作；

（3）严禁超负荷吊装。

（4）起吊的混凝土管节表面应光洁、平整，无砂眼、气泡；接口尺寸符合规定；

（5）橡胶圈的外观和断面组织应致密、均匀，无裂缝、孔隙或凹痕等缺陷；安装前应保持清洁，无油污，且不得在阳光下直晒；

(6)钢套环接口无疵点，焊接接缝平整，肋部与钢板平面垂直，且应按设计规定进行防腐处理；

6、顶进

当顶进设备从地面到工作坑内安装试运转全部良好，操作人员进行培训后即开始管节顶进。当第一根管子下到导轨就位后，检查管子中线，管内底前后高程，确认无误后方可顶进。顶进勤测、勤检，防中线发生偏差，在正常顶进中，每顶进50～100㎝，测量一次，管段顶完重测一次。

顶进过程中，采用人工挖土，工具管接触或切入土层后，自上至下分层开挖，工具管迎面的超挖量根据土质条件确定。在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135度范围内不得超挖，管顶以上超挖量不得大于1.5㎝，管前超挖根据具体情况确定，并制定安全保护措施。

采用手工掘进顶管法时，应符合下图规定：

超挖示意图（a——最大超挖量；b——允许超挖范围）顶管后，及时灌注两端管下混凝土基础和勾填管缝，顶管完成后的工作坑按要求及时回填。

a.顶进的流程为：

b.顶进的阻力主要为正面阻力、管道周边摩阻力两部分组成。

为减少顶进正面阻力，顶进的机头可改良为尖钻头。

随着顶管距离的增长，推力上升很快。为避免管节超过受压极限破坏，管壁外的减阻是工程顺利完成的必要措施。施工时采用管节周围注触变泥浆，将管节与土之间的干摩擦变为湿摩擦，达到减阻的目的。触变泥浆按膨润土：烧碱：CMC：水=0.3：0.2：0.01：1的配比配制后静置24小时后使用。施工时通过压浆系统从机头，前三节管的注浆孔压入触变泥浆，形成约10mm厚的泥浆套，使顶管在泥浆套中滑行，减少摩阻力。根据压力表和流量表，控制压浆的压力约为自然地下水压的1.1～1.2倍。

在施工操作时，必须“先压浆后顶管，边压浆边顶进，停顶进勤补浆”的办法维持泥浆套的性能。

c.顶进线路的控制

机头自身有一段纠偏段，纠编最大角度范围能够达到上下1.7°左右1.2°。顶进线路的控制主要依靠设备的正确操作以及预见性。

为了使管道按照设计要求的高程和方向顶进，在顶进过程中应不断对工具管的高程方向转动进行测量，“勤测勤纠”，根据测量反馈结果，调整纠偏千斤顶，使机头改变方向，从而实现顶进方向的控制，确保管道按设计轴线顶进。

纠偏贯穿顶进施工的全过程，尽量做到纠偏在偏位发生的萌芽阶段。