《液压顶管施工工

1、液压顶管法施工的原理

工程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，油管等管线，然后用油压千斤顶缓慢顶进，通过人工开挖方式，将混凝土管顶进。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，直至将混凝土管顶至接收井内。工作流程如下：

现场勘察与探测―测量放线―工作坑设置—设备进场安装一液压顶管一场地清理一竣工验收工作场景:

圧计施「..看爲图

上图仅是主机及工作坑示意图，加上附属机械及材料、备件等, 整个工作坑场地面积需20 才能满足施工需要。

2、液压式顶管施工技术方案

2.1测量放线

根据规划施工，先用经纬仪在现场地面上准确放出管道铺设的中

线控制桩，控制桩必须保护好，待工作坑挖好后，再用经纬仪将管道中线控制桩引至工作坑保护好，确保施工使用时管道中线的准确度。

2.2 工作坑设置1、工作坑设置及规格

为节约成本和优化施工，根据施工图设计基础，采取检查井所在位置设置工作

坑，避免修筑检查井时重复开挖，且检查井间距70m，符合一次性顶搞施工要求。工作坑底部为矩形，坑底尺寸为5m（长度）

X4 m （宽度），高度H（3.6〜5.8m）根据污水管道设计埋深确定。

2、工作坑土方开挖

工作坑挖土采用机械开挖，并与人工配合操作。土方开挖前先做好定位放线工作，对施工范围内的地下管线及构筑物进行技术交底，查明地下管线走向及埋深。并设专人会同相关单位对地下管线进行监护，确保地下管线及构筑物的安全。首先开挖上层土，采取从上往下逐层开挖的方式，严格遵循“分层开挖、严禁超挖”及“大基坑小开挖”的原则。工作坑边不准堆积弃土，不准堆放建筑材料、存放机械、水泥

罐及行车。基槽边外部荷载不得大于15kpa。槽边不得有常流水，防止

渗水进入基槽及冲刷边坡，降低边坡稳定。工作坑挖掘支护完成后，立即进行彩钢板围挡，并设立醒目施工安全警示标志。

3、工作坑支护设置

根据施工设计和现场情况分析，为防止工作坑坡面坍塌，坑壁应作支护处理。采用20mm 厚木板（或采用钢模板）钢管支撑，满铺设置，保证工作井能顺利施工。

4、工作坑排水

液压顶管要求操作坑内无水作业，基坑底面的浮泥应清除干净并保持平整和干燥。施工期间若出现暴雨天气，坑内四周以土筑0.3m 宽，

0.4m高土埂拦水，坑内挖O.3m x 0.3m边沟，将雨水以3%。坡率引往集水坑，及时

用①50 口径污水泵排出，不致浸泡边坡和影响作业。

5、工作坑底板设置

土方支护完成后即可浇筑底板混凝土垫层。坑底面应尽量整平；清除浮泥，防止封底混凝土和基底间渗入有害杂质；底脚与封底混凝土接触面处的泥污应予清除；底板垫层混凝土强度为C10，厚度为100mm。底板预埋导轨以便于管道顶进。

6、工作坑后基座设置

由于该路段地下土质强度不够，不能作为天然后背墙，另设整体式后座墙做为后背，后座墙的整体强度需保证在设计顶进力作用下不被破坏，后座墙尺寸设计为1 m x0.8 m xi m,混凝土强度为C25,为现场浇筑钢筋混凝土，内置© 12@200x 200的钢筋笼。后座墙完成后加垫20mm 的厚钢板组成装配式后背墙,满足顶管的最大顶力。

如下图所示:

5m

整体式后座墙

200X200 方木

20 mm厚钢板

工作坑四周支护

工作坑平面图

预留顶管口m

5 6 3

整体式后座墙

200X 200方木

混凝土管忙■土- ■•二；

20mm厚钢板

工作坑剖面图

2.3顶力计算与后背设计

本工程是将混凝土墙加垫钢板作为千斤顶的后背墙。

1、后背结构及抗力计算

后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和刚度，且压缩变形要均匀。所以，应进行强度和稳定性计算。本工程采用现浇整体式后座墙组合

钢板结构，这种后背安装方便，安装时应满足下列要求：使用千斤顶

的着力中心高度不小于后背高度的1/3。

①顶力计算

推力的理论计算：（以①800mm计算）

F=F1 十f2

其中F—总推力

Fl 一迎面阻力F2—顶进阻力

F1=n /4X D2 X P （D —管外径0.96m, P —控制土压力）

P= Ko XyX Ho

式中Ko —静止土压力系数，一般取0.55

Ho—地面至掘进机中心的厚度，取最大值 5.23m

丫一土的湿重量，取1.9t/m3

P= 0.55X 1.9X 5.23= 5.47t/m2

F1=3.14/4X 0.96X 2X 5.47= 8.24t

F2=n D X f X L

式中f 一管外表面平均（根据顶进距离平均淤泥土）综合摩阻

力，取1.6t/m2

D —管外径0.96m

L —顶距，取值70m

F2 = 3.14X 0.96X 1.6X 70= 337.61t。

因此，总推力F=8.24+337.61= 345.85t。根据总推力、工作井所

能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的

总推力。工作井（①800mm顶管）设计允许承受的最大顶力为600t, 管材轴向允许推力600t，主顶油缸选用两台（根据现场实际情况定） 300t（3000KN）级油缸。油缸顶力控制在300t以下，这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力

600t。因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。

②后背的计算

后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。

当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形即象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。

后背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。否则，千斤顶在余面

后背上，造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工案例，施工时应对

后背的强度和刚度计算

后靠背受力计算公式