排水工程顶管施工方案

真理道排水工程

顶

管

施

工

方

案

编制人:

审核人：

审批人:

天津市市政道桥建筑工程公司

2009年5月10日

工艺流程图：

放线水泥搅拌桩钢桩工作坑顶进做口、做井

大口井

1测量放线：

4.1.1顶管施工，井中桩位的栓桩、打桩工作尤其重要。为确保中线的质量，栓桩要距离井中最少保证30米以外，最好设在行人和机动车流量稀少的地带。为防止人或车碰撞或碾压，护桩采取用砼做基础，埋入直径φ=5~8cm的木桩或直径φ=16mm的圆钢作桩，才木桩上钉小铁钉或在圆钢上用锯条锯十子线，周围用砖砌筑，上面用砖或木板封顶，并且做好标识，定期进行复侧。尤其在顶管期间，要加密复侧次数，发现变化及时调整，确保工程质量。

2.顶管工作坑的设置

4.2.1 土压平衡式顶管的工作坑的布置：根据管道井位的尺寸及顶管设备的尺寸设置工作坑的位置，顶管工作坑主顶坑尺寸以满足工作要求为宜，切不可过大。副坑尺寸应以满足出机头尺寸及设计井尺寸。周圈打12米40#钢板桩,间距0.6m.为了保证管道两侧的建筑物和周围地下各类管线在施工过程中和竣工后不发生沉降绝对的安全，采用打水泥搅拌桩的方法来改善局部土壤，增加土壤的密度和强度、减小土壤的渗透系数、缩小土壤扰动范围。特采取以下措施：在工作坑的周圈打单排水泥搅拌桩，主顶方向的后背侧打双排水泥搅拌桩，水泥含量为12%（加固土体的重量比）桩直径700毫米，桩长10米。桩中间距400毫米，相互咬合呈梅花形排列。其它三面均为单排。水泥搅拌桩内侧距工字钢外侧

0.2米（详见附图）

4

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6

打桩顺序先打水泥搅拌桩再打工字钢桩。打水泥桩应连续施工，避免咬合困难及截水效果差。

4.2.2顶管工作坑施工前一定要先刨验，发现与设计图纸有较大的出入时，要立即通知甲方及设计，及时做出调整，如果是其它的管线不在工作坑以内，但离工作坑又很近时，一定要采取措施进行加固，可以用方木或工字钢做横梁，用吊链吊住，确保安全。

4.2.3 土压平衡顶管工作坑视土质情况决定是否打大口井，待打完水泥搅拌桩和工字钢桩之后，就可以挖土。工作坑有两步框架支撑，一步框架标高为从桩顶下返0.8m，二步框架标高为从设计管顶上返0.3m。挖土采用挖掘机，先挖到一步框架，待一步框架做好后，再向下挖，挖不到的地方一定不要强用挖掘机挖，确保安全施工。余下的土方人工挖。挖到位时，立即卡木板，作二步框架。卡木板时要竖向卡住，用φ=16毫米的圆钢作横肋与工字钢接。框架由两根36#工字钢焊接成宽度不变的一根。框架由焊在钢桩上的角钢支撑，上面再焊上两道φ=16毫米的圆钢，每步框架的4个角上用两头是45°的短八字型钢焊住，上下两步框架之间用槽钢在4个角上焊住，将整个工作坑结成一个牢固的整体骨架。龙门口处用短工字钢替代长钢桩，在顶进方向上形成半圆，用φ=16毫米的圆钢做横肋与工字钢焊住，手掘式敞口顶管的工作坑挖土、焊框架、卡木板基本相同，只是多了一步框架。但必须打大口井。

4.2.4工作坑挖到位后，采用人工清底，清底标高为设计检查井底板下平往下返30厘米；在工作坑底四周做盲沟，沟内铺垫碎石滤

料，坡度i=1%；在两个对角上做水窝子，水窝子底比盲沟流水面低50厘米，水窝子直径φ=600毫米，盲沟及水窝子与泥土接触的地方用木板卡草袋子隔断，每个水窝子设2寸潜水泵一台。

4.2.5底板：在清底后直接浇筑C30砼底板，厚30厘米，满铺坑底，底板与坑底工字钢接触处用木板或泡沫板隔开，浇筑砼时同时下厚度t=10毫米的予埋钢板，尺寸长*宽=20*50厘米，沿管道中心线两侧对称布置，共10个，间距平均，每个予埋钢板下面都焊予埋钢筋φ=16毫米的3根，埋入砼中25厘米，钢板上平略高于砼底板上平面3~5毫米。砼振捣要密实，中间设一道流水槽，以便将水引向水窝子，确保不会出现积水。

4.2.6作后背墙：厚0.7m，长4m，宽4m。C30砼，尤其要注意的一点是后背墙的平面一定要与顶进轴线垂直。后背墙中的反力R 应为总推力的~倍，R为：

R=α*b*（γ*H2*KP/2+2c*HKP+γ*h*H*KP）

R=1408t

式中：R—总推力之反力，（KN）

α—系数（取~之间）

B—后坐墙的宽度（m）

γ—土的容重（KN/m3）

h—后坐墙的高度（m）

KP—被动土压系数[为tg2（45°+φ/2）；

C—土的内聚力（kPa）

H —地面到后坐墙顶部土体的高度（m ）

4.2.7安放后靠背：

后靠背由钢构件组成，厚度40厘米，宽度4米，高4米。后靠背应贴紧后背墙，用钢筋焊结实。

4.2.8洞口止水：

在管子顶进前方的工作坑内，浇筑一道前止水墙，墙体可由级配较高的素砼构成，宽度2米，厚度30厘米，高3米，墙面予埋M20毫米的螺栓，间距20厘米一个，双层梅花布置，中间有橡胶止水板，厚度t=20毫米，外压t=15毫米厚的钢板，墙体中间用低标号水泥砂浆砌砖，砌成圆形，比设计管外径周圈大10厘米，为防止地下水和泥砂从该间隙中流入，必须认真、仔细做好此项工作。

4.2.9安放基坑导轨：

考虑到顶距长、顶力大，采用重型导轨2根，每根长—8米，安放时，前端应尽量靠近洞口，导轨可通过槽钢与砼底板上的予埋钢板焊接，导轨可按水平状态安装，2根导轨之间的高程误差应严格按制在2毫米以内。

依据公式：计算轨道间距

A=2()[]()e h e h D ---1

。

3.土压平衡顶管掘进机选择，工作坑设备安装

本工程选用的多刀盘土压平衡式顶管机特点是出土顺畅，操作容易，

维修方便，尤其适用于软粘土层中的顶管施工。

4.3.1安装主顶油缸：

根据以往的施工经验，顶力的计算如下：

P=K（34D-21）L+P F

式中P-计算顶力（KN），D-管道外径（米），L-顶进距离（米），P F-迎面顶力（60T）。

按最大顶距φ2200管径120米计算，得20249KN，合2066T。由此得R紧大于总顶力P，R不能满足总顶力P的倍，故应安设中继间，以减少R的总推力，具体安装位置参见施工平面图。

顶进设备采用6台，行程3m每台，顶力达200T，其型号为DTD200型等推力双行程千斤顶。由于管材承载力为1183T，可见管材的承载力不能承受顶管的最大顶力，故需要在顶进过程中注浆减阻，经验分析所知，能降到泵站顶力的40~50%。注浆减摩设备系统有拌浆机、储浆池和螺旋泵、注浆管路等组成。

拌浆机采用BJ02型机械拌浆机，由专人负责，根据土层及原料性质对注浆减阻进行配比实验。触变泥浆的配合比如下：

膨润土：水：纯碱

25：：（重量比）

拌制后的浆液，注入到含量为4m3的储浆池，储浆池的功能：一是随时存放拌制好的浆液，更重要的是使浆液得到充分的膨胀，一般停置时间为24小时。注浆设备采用I-IB型螺杆泵，其工作压力可达10kg/cm2，在顶管施工过程中，注浆的起始工作压力1kg/cm2，随着