钢筋混凝土管顶管施工方案

广州天然气利用工程

迎宾路车道下管段顶混凝土套管方案

、工程概况：

埋设在番禺区迎宾大道快车道及路口的管段，由于路权单位（番禺区交通投资建设有限公司）及管理部门（番禺区交通局路政管理所）要求采用非开挖施工方法施工；考虑到日后便于高压管道更换及维修，根据现场特点，采用顶钢筋砼套管，在套管内安装燃气管道的施工方法。

具体位置（桩号）：4+700〜5+435 7+981.04 〜8+151.87。

二、现场施工条件分析：

1.4+700〜5+435段：该段包括两个路口及快车道，4+700位置是绿化带，图纸显示没有地下管线等障碍，可定为工作坑位置（1#坑）；5+358 处为塘西

酒家停车场，且地下管线非常密集，不适宜做工作坑，因此，该段管线应延长至5+435处，该处为空地，障碍少，可做工作坑（5#坑）；4+915.38 处为平面转点，在该处做工作坑（2#坑：由于该处为转点，故该坑只能做一个方向顶进，最后做3#坑的接受坑）；3#坑及4#坑在桩号5+000 和5+171.19 处，该两个地方均没有地下障碍，同时可利用一半人行道，减少快车道占用面积。接受井在工作坑之间按现场实际布置，单向顶进最大长度130米。

3、7+981.04〜8+151.87 段：7+981.04 为绿化带，地下管线较少（只有一条电力电缆, 可采取保护措施）, 可做顶管工作坑；8+121 处地下管线较多，不宜做工作坑，应将顶管段延长至8+151.87 没有地下管线,且场地较好，很适合做工作坑。接受坑在

8+058.60 处（绿化地上）。

三、顶管工艺确定：

1. 顶进施工方法选用：采用中短距离直线法顶管，人工挖土的施工方法。

2. 管径及管材：建议采用DN1500MM二级钢筋砼离心式F型顶管，橡胶圈

垫板石棉水泥接口。

3. 管内底用C15砼填充做安管平台。

4. 最大顶力计算及设备选型：按最大单向顶进长度130M管顶埋深5M计

1）.顶力计算：

对于顶力的计算，管径、埋深、顶进长度、土质、是否采用减阻碍措施，挖土工艺等都对顶力具有一定的影响，顶管的总顶力主要分为两个部分：正面阻力和四周的摩擦力，即总顶力F=F1+F2。

F i――工具管的正面阻力（KN），由于该工程采用挤压式工具管，故

F i=n/4D2（1-e ） X R

工具管外径（M）；1.5+0.3=1.8M 。

开口率e二S/S2=1.3273 - 2.545=0.5215。

1——工具管开口面积；（取直径1.2M, 0.7854 X 1.3 X 1.3=1.3273M2）

2——工具管横截面积（管道外径）；0.7854 X 1.8 X 1.8=2.545M2。

R挤压阻力（KN/M），取R=4OOKN/M

故：F1=3.14 - （4 X 1.8 X 1.8）X（1-0.5215 ）X 400=0.186 （KN）。

F2――管道摩擦阻力（KN :公式：F2二f2.L。

——管道总长度（130M）；

/M。管道的摩擦阻力是指管壁与土之间的摩擦阻力，2——单位长度管道摩擦阻力（KN

由于该工程采用触变泥浆减阻措施，故f2=n .D.f ;

D ——管道外径（M（顶管所用管道壁厚一般为管内径为十分之一）；

f——管壁与土的平均阻力（取4.5KN/M2）;

故：F2= n・D • f • L

=3.14 X 1.8 X 5X 130

=3673.8 (KN)。

总顶力F=F1+F2

=0.186+3673.8 =3673.99(KN )。

(2) .顶管设备选型：

从上面的计算结果可知，本工程的最大顶力为3673.99KN。为保证管道顶进时顶力有一定的富余系数，在选用顶管设备时，每坑采用2个400T的千斤顶。

单向顶进长度超过90M时，加设中继间。

四、顶管施工方案：

1. 工作坑施工：由于现场施工场地较狭窄，采用沉井施工方法，尽量减少工作面。

2. 接受坑施工：与工作坑同样方法施工，在管道顶进到位时开始开挖，减少占用场地的时间。

3. 管道顶进：采用两组YDT4000型主油缸配对顶进，每个油缸的工作推力为4000KN油缸长度2657MM 土方采用人工挖掘的方法施工。

4. 减阻措施：a.在管外壁均匀的涂上一层白蜡，减少管壁与土层的摩擦力；b.采用触变泥浆减阻：膨润土运到现场后分批测得膨润土的胶质值，按下表配制泥浆：

注：0 .泥浆要充分拌和并停滞12小时以上方可使用。

②.注浆泵采用BW250/50型注浆泵，压力为30〜50Kg/cm,排量为:

150〜250升/分，在注浆时压力控制在0.1〜0.2 Mpa左右。

②.注浆孔位于管道两侧，每节管2个注浆孔，顶管完成后要用水泥砂浆置换触

变泥浆，并将泥浆孔封堵。

5. 地下水排除措施：由于本工程地下水位较高，对安全施工构成威胁，故考虑采用：a.当地下水不多时，在工作坑底板设置一集水坑，用抽水机直接排除；b.如遇地下水太大时，采用深井降水法降水。

6. 遇淤泥流沙层措施：地质资料显示，沿线有淤泥流沙层，对管道顶进质 量及安全施

工极为不利，宜采用分层注浆加固管道内及周围土体的方法，具体 为：采用管道内“超前小导管注浆法”，即在管道内按一定间距（ 0.5 米为 宜）插注浆导管，外圈导管斜插角度为

15 度；注浆材料为水玻璃水泥浆。

五、工作坑结构设计： （一） . 尺寸计算：

1 .长度:按正常状态顶进时计算 : L >b1+b2+b3+L1+L2+L3+L4

虑，取 L4=80CM 。

故 L > b1+b2+b3+L1+L2+L3+L4=1.0+0.3+0.15+8+1.657+0.5+0.8=12.4M 取 L=12.4M

2. 宽度: 工作坑的宽度与管道外径有关，另外还与坑的深度有关。因为较 浅的坑，能放

在地面的设备不再下坑，如油泵车、变电箱、电焊机和顶铁等。 较深的坑一般是井，为了提高施工效率，上述设备都要放在井下。所以前者工 作坑较窄，后者较宽。

浅工作坑：B 二D+（2.0〜2.4 ） 深工作井：B=2D+（2.0〜2.4 ）

其中：L ――工作坑的最小长度；

后座或后背墙厚度，设后座时取

b1=40~ 60cm 设后背墙，

无后座时取b1=5C 〜160cm 由于本工程顶力较大，故取 b1=100cm

刚性顶铁厚度，取 b2=30cm ； 环形顶铁厚度，取 b3=15cm ；

下井管段长度，本工程管径 DN1500取L1=800cm 主油缸长度：

YDT400Q 型工作推力为4000KN 长度1657。

接管时留在坑内管道的最小长度，取

L3=50cm ；

安装富余量，由于本工程地方狭窄，故不作安装富余量考

b1

b2 b3 L1 L2 L3

L4