机械顶管施工方案

机械顶管工艺流程图

4.1.7 顶管施工

（一）机械顶管施工工艺

机械顶管施工工艺框图 （二）施工方案编制依据及顶管机选型 1、工程设计图纸。

2、工程所提供的地质情况 。

3、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB 50268-2008。

4、顶管机选型

根据现场勘察本工程具有以下特点、难点：茱萸大道顶管段为素填土、粉质粘土、和淤泥质土，茱萸大道两侧紧靠运粮河支流，水位受大气降水及河涌潮水影响较大，地下水位埋深比较浅；顶管主要在淤泥层、砂层及素填土中顶进，地下水丰富。为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以往在该区域的施工经验，决定采用土压平衡顶管掘进机，由于该机采用了先进的平衡原理，因此采用该顶机除了安全可靠外，顶管施工对地面的影响降至最小。

顶管机施工原理及主要特点：

该机型的施工原理是在工具管机头设土仓，土仓中的土通过大螺旋出土机运出，通过控制大螺旋机的出土量与顶进的进尺，确保土仓中的土压力在一定范围内波动，也就确保了被开挖地层的沉降与隆起值在允许的范围内。另外，该机还在土仓中设有注浆嘴，可以对土仓中的土体进行改良，以适应不同的地层。

（三）施工方案

1、组织方案:本次施工全段为机械顶管施工，每60米左右设置工作坑一个，接收坑一个。根据工程位置工作坑、接收坑设置在有预埋管井位处。

2、根据工作坑与接收坑位置全线采用注浆减阻顶进技术，配合中继间施工，每段设置中继间2套，第一套距机头50米，第二套距第一套80米。采用DK－2200型全断面土压平衡顶管机施工。

3、顶管坑的用地范围为:20米*30米，接收坑用地范围为:20米*30米.施工场地用1:6灰土拌和后用压路机碾压，进行全面硬化。

4、支护形式

矩形工作坑采用外侧为直径0.3米，净间距0.2米，梅花状布置两层旋喷桩，深为较管道埋深深3米的旋喷桩配合内侧较管道埋深深1米的钢筋混凝土护壁墙逆作法施工，内衬墙厚度30cm，砼强度C30。

5、工作坑、交汇坑开挖施工方案

a依据施工图纸提供的坐标点，用全站仪放出工作坑中、坑南，坑北中线点。坑南，坑北距坑中8m，在开挖的过程中对坑南，坑北两点进行保护。

b旋喷桩施工完成后，利用标准臂挖掘机进行开挖，开挖完成后，人工进行刷坡，同时坑上进行钢筋制作，随即进行钢绑扎。在绑扎过程中保证搭接长度不小于35d，做到每一个绑扎点，绑扎紧固。绑扎完成后进行模板安装，在模板安装时，必须做到两块相临模板固定牢固，紧密，平整；以确保工作坑护壁的平整度。接下来进行模板加固，该加固采用满堂红支架加固，此加固方法能确保在浇注混凝土过程中减少模板的变形，以保证护壁墙面的平整度，加固完成校正无误后，方可浇注混凝土，在养生48h后拆模成型，依次下挖深度小于3米。每层护壁墙向内侧留台5-8cm，便于砼施工。

6、工作坑的尺寸计算：

工作坑采用旋喷桩配合钢筋混凝土护壁墙逆作法施工。工作坑的上口开挖尺寸为：11*8米,井底基础尺寸为:10*7米；接收坑的尺寸为：8*7米,井底基础尺寸为:7*6米。

矩形工作坑的底部尺寸一般可按下式计算其宽度（B）与长（L）：B=D1+2b+2C

式中 B ——工作坑的底部开挖宽度（m）；

D1——管外径（m），此工程管径为D800mm，故D1为970mm；

b ——管两侧操作空间（m），一般为每侧1.2～1.6m，此工程管径为D800mm，故b约为1600mm；

C ——撑板厚度（m），一般采用0.5m混凝土护壁。

L=L1+L2+L3+L4+L5

式中L ——工作坑的底部开挖长度（m），

L1 ——管节长度（m），此工程管径为D800mm，故L1为2000mm；

L2 ——顶管机长度（m），此工程管径为D800mm，故L2为5200mm；；

L3 ——出土工作间长度（m），此工程管径为D800mm，故L3为4500mm；；

L4 ——后背墙的厚度（m），此工程管径为D800mm，故L4为500mm。

L5 ——稳管时，已顶进的管节留在导轨上的最小长度（m），一般为0.3m～0.6m，此工程管径为D2200mm，故L5为500mm；。

7、工作坑的基础

采用混凝土基础，浇筑宽度为全工作坑坑底。并在混凝土内部埋设重型钢轨，重轨有足够的强度，能承受较大的荷载。四周设置集水槽，深度不小于20cm，坡向集水坑，在工作坑东南角设置集水坑，深度不小于1.0米，并在集水坑顶设置井篦，防止人员失足受伤，积水坑内安装3寸污水泵及泵管，以备防汛。

8、导轨安装

导轨安装是顶管施工中的一项重要工作，安装的准确与否直接影响管子的顶进质量，因此导轨选用钢质材料制作，并应有足够的刚度，导轨设计采用重型钢导轨，其安装要求如下：安装后导轨应该牢固，不得在使用中产生位移，并且要求俩导轨应顺直，平行，等高或略高于该处管道设计高程，其纵坡应与管道设计坡度相一致。安装导轨时，应首先利用垂球和直尺确定导轨的间距和平面位置，然后测出导轨各点的实际高程，并与设计高程相比较，确定导轨的高程调整后进行安装。在混凝土基础上铆钉钢筋，将钢轨焊接在混凝土基础上铆钉的钢筋上，再进行导轨混凝土浇注，其两重轨间的混凝土面必须留为弧形，确保管壁与两重轨间的弧形混凝土面相离。导轨的安装精度必须满足施工要求。其允许偏差为：轴线3mm，顶面高程为0～+3mm，两轨间距为±2mm。

两根钢轨的内距计算：

A=2√R2-r2

式中：A——两导轨内距（mm），

R——管外半径（mm）；

r——管内半径（mm）；

9、工作坑后背设置

后背加固采用后背钢板，以均匀传递千斤顶的反力至钢筋混凝土护壁墙，钢筋混凝土后背墙必须保证500mm厚，钢板与钢筋混凝土护壁墙紧密相贴，保证后背体系的稳固。轴线、顶铁轴线和管道轴线相互平行。