管道顶进施工方案

管道顶进施工方案

1、顶管施工的总体设想

⑴、本工程将根据具体的地质条件，对触变泥浆材料，顶管注浆工艺，管接口和中继间密封，顶管进出洞口措施等进行优化，使本工程的施工质量达到更有效的控制。

⑵、本工程顶管将采用泥水平衡顶管掘进机。此类机头适合本工程地质条件下的顶管，并具有顶进速度快、沉降易控制、便于操作，施工可靠性好等特点。

2、本工程难点及针对性措施

（1）、本次顶管距离为90m，且管道轴线主要位于粉质粘土层之间，含水率低，土质较硬，势必会造成顶力的迅速增加，如何减小顶进阻力是本次顶进急需解决的重要问题。

（2）、针对性措施

顶进过程中的偏差与管道顶进阻力，地面沉降，管道接口水密性及管道水力条件有很大关系，所以下面的控制及测量方法是必不可少的。在工作井后靠前中间设置牢固的测量平台。平台高度与轴线标高相匹配，激光经纬仪设置在平台上，调整红外线激光方向，高度与设计轴线一致，在机头后壳体圆心处设有一激光靶，光靶上的光点位置读数就是机头的实际偏差，现场施工时结合仰俯倾斜仪判断机头的水平状态，可根据光靶上光点位置来判断纠偏数据，从而确定纠偏动作。在机头将要到达接受井时，要精确测出机头姿态位置，满足预留孔与机头同心的要求。

针对顶管施工的特点，我们在顶进施工过程中将采取下列措施：

针对长距离的顶管，首先要严抓顶进时的触变泥浆减摩的管理工作，在采用机尾压浆的常规手段的同时，做好沿线补浆和洞口补浆工作，且严格保证控制压浆量，确保减阻浆套的形成和完整。顶进时勤纠偏，微纠偏，小动作，尽可能在一定程度上减小顶力。

3、顶管施工工艺

工艺流程图

⑴、顶管基本工艺

整个顶管过程大致可分为三个阶段：出洞前准备阶段，正常顶进阶段，进洞及后期收尾阶段。

a.出洞前准备阶段

本阶段工作包括：起重设备就位，顶管设备进场，洞口止水装置安装，轴线放样，立后靠，机坑导轨、主顶油缸组测量安装就位，泥水系统及管道系统安装就位、操纵平台搭建。电气控制线路布置、储水箱及泥水泵安装就位、压浆系统及其管道安装就位、顶管机头下井就位、各部分设备调试运行、联机总调试、触变泥浆搅拌储存。

b.出洞及正常顶进阶段

打开洞门、机头顶入洞口后下设备段。转接油管、电缆及泥水管后继续顶进。油缸顶到位后，拆除泥水管和电缆，第一节砼管下井，设备段与第一节砼管合拢，接通泥水管和电缆继续顶进。重复上述过程。在顶进过程中每顶一节管子对顶进轴线作一到二次测量，确定纠偏的方向和时机；并对机头前10米，后20米的地面沉降监测点作一测量，以便当班施工人员能及时采取相应措施，控制沉降幅度。

整个顶进过程中须在压浆孔向管壁外注入触变泥浆，以便顶进的定量定点压浆，减小顶进时管外壁阻力，填充扰动土中空隙，减小地面沉降。

严格执行班长交接班一小时衔接制度，交待上班各类情况，共同观察工作现状，以保证全顶程的连续无间断。

c.进洞及后期收尾工作

本工程包括：接收导轨就位，洞口止水装置安装，机头偏差复测，井位复测，打开洞门，机头进洞，管道内清理，洞口井壁与砼管节间连接处理，水泥浆液置换外壁减阻泥浆，机坑内设备拆除和吊运。管道清洗，管节偏差测量记录。

⑵、顶管机的选用

我方将选用适合于本地区土质，较易于控制沉降量的全封闭大刀盘Ø1200泥水平衡式顶管机，部分管线采用土压平衡顶管机。我公司曾用这两种设备参与了大量的顶管工程施工，并取得了较好的效果。主要组成部分及功能：

a.机壳

为两段一铰形式，前后壳体通过纠偏油缸联接，纠偏缸的各种组合动作可使前后壳体按需要的方向产生折角，在顶进过程中产生纠偏效果。前后壳体间有橡胶止水圈确保壳体外泥水不渗入机体内。

b.大刀盘

大刀盘以设定的压力正面平衡土体，并通过VVVF变速调节正面土体切削量。是种可靠直观的机械平衡顶管机。

c.动力系统

通过电动机、减速箱等部件为大刀盘提供足够的转矩。

1)纠偏油缸

组合动作、在需要方向上使前后壳体产生折角，在顶进过程中产生纠偏效果。

2)主顶进系统设置

主顶进系统由油缸组、顶进环、钢后靠及液压泵站等组成，其主要功能是完成管节顶进，是顶管设备系统的主要组成部份。

主顶系统的顶进速度由VVVF控制可实施无级变速、启动和停止由电气系统联动控制。

①油缸组

油缸组由4只油缸分两列左右对称布置，每列各2只油缸叠积而成，并用可分式结构的支座固定，用联接梁连成一体。

油缸选用国产的双冲程、双作用等推力液压千斤顶，每只油缸最大推力为2000KN，装备最大推力为8000kN，满足顶管最大允许顶力的要求。

②液压泵站

选用2台A2F28RP2斜轴式柱塞油泵，配备Y200L—6型电机。通过调速阀可改变油泵的流量，据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速。以满足开挖面土压平衡的条件，从而起到控制地面沉降的作用。

③后靠

管节顶进时油缸的反力，通过后靠均匀地传递到工作井井壁上，避免井壁受力不均或局部受力过大造成井壁结构破坏。后靠安装时，应与顶进轴线保持垂直，与井壁间的空隙应用素混凝土填实，确保整体接触。

④主顶进装置主要技术参数

油缸数量：4只

油缸尺寸：D×d×L＝φ250×φ220×3500mm

油缸行程：S=2800mm

限定油压：P额＝25MPa

限定推力：F额＝1500kN

最高油压：Pmax＝31.5MPa

最大推力：Fmax＝2000kN

顶进速度：V=0-80mm／min

油泵型号：A2F28RP2 Pmax=31.5MPa Q=28L/min

电机型号：Y200L—6 N=18.5KW n＝1000rpm

d.泥水系统

以一定水压、流速的水流稀释、搅拌泥水舱泥浆，并将泥浆带至地面沉淀池。该水流水压比地下水压略高，精度为0.2米水头，以平衡地下水压，这是本顶管机又一确保控制地面沉降的又一特点。管道及送排泥泵为4寸系统。

e.电气控制系统

传递各种操纵指令；调节各执行元件的状态；在顶管机机头内设有监听、监视、通讯、对话系统，顶管机的各部件工作情况均可通过电视及PLC互控传递至地面操作台，全部操作均可在地面完成。

f.机内液压

接受控制系统的指令，为机内各系统液压执行元件提供液压能。

4、顶管进出洞口措施

管道所在土层不良，顶管难度高，顶管进出洞口时除采取安装洞口止水装置外，还需采取防止机头进洞磕头措施。

⑴、洞口止水装置

制井时顶管井洞口预埋钢板，在圆周上均布M24螺栓，顶进施工前安装双道橡胶止水带及止水带钢压板，并将压板螺丝紧固。

⑵、机头进洞止沉

机头进洞时，机头后5节管材预埋钢板，每节管道头尾处焊接钢法兰，利用M20螺杆将每节管道依次连接，使其形成10m长半刚体共