人工顶管方案

五羊新城污水管网改造工程

人

工

顶

管

施

工

技

术

方

案

编制人：潘金壮陈洪新编制日期： 2003-8-17 项目负责人：陈洪新技术负责人：潘金壮

审批人：罗时柳审批日期： 2003-8-20

第一章工程概况

一、现场概况

五羊新城污水管网改造工程原设计污水管径为D600，现因五羊新城长期发展的需要，管径改为D1000。原设计采用机械顶管施工，但是由于工期紧，施工地段场地狭窄，交通问题比较突出，交警部门不同意实行全封闭施工，受场地限制不利于机械顶管施工；且工地靠近沙河涌，部分地段地质为杂填土，顶管穿越的土层可能遇到抛石、木桩等严重影响顶管的障碍物，部分地段甚至碰到路边大厦深基坑的锚杆影响，因此采用人工顶管进行施工。井段全长736米，管材选用“F”型钢筋混凝土管,每节管长2米，污水管平均埋深4.6米。

二、地质情况简介

据勘察查明，按地层成因岩性自上而下可分为：

1、填土

按其组成成分不同可分为杂填土和素填土：

杂填土：分布广泛，均出露于地表，呈连续层状分布。呈杂色，局部为褐色、褐红色、褐黑色，稍湿，松散～稍密。主要由建筑垃圾及粘性土组成。

素填土：仅出露于局部，呈透镜状分布。呈灰黑色、红黄色、褐色，可塑。主要由粉质粘土组成。

2、冲积层

按其岩性及状态可划分为：

有较多粉细砂，饱和，呈软塑状。

淤泥质粉砂、淤泥质细砂层：类似与淤泥质粉土层，主要由淤泥

中夹带少量的粉砂或细砂，呈软塑状。

粉质粘土层：分布较广泛，呈连续层状或透镜状分布。呈灰黄色、灰白色、棕红色、褐色，可塑，局部软塑。

细沙层：埋深较深，含水量比较好，呈连续层分布，呈灰黄色。

据钻探揭露，场区的地下水主要为孔隙型潜水，主要赋存于冲积砂层中。施工段持力层含丰富的地下水；此外，人工填土层含有限的上层滞水。地下水补给主要来自沙河涌，同时接受大气降水和地表水的渗入补给。

各井段的地质资料详见后面附表

三、施工参照标准

GBJ08-221-96 《市政排水构筑物工程施工和验收规程》GBJ08-220-96 《市政排水管道工程施工和验收规程》

GBJ141-90 《给水排水构筑物施工和验收规程》

YS1411-89 《防腐蚀工程施工规程》

GB50194-93 《建筑工程施工现场供用电安全规范》

GBJ208-83 《地下防水工程施工及验收规程》

GB50026－93 《工程测量规范》

第二章施工部署

一、施工组织安排

本工程计划投入四套顶管设备进行施工，分两大段顶管施工段。第一大段顶管施工段由W18#~W11#井，有4座工作井和4座接收井。4套顶管设备同时投入使用。待第一大段顶管施工段完工后，再进行第二大段顶管段的施工。第二大顶管段由W1#~W11#井，有5座工作

井和5座接收井。施工作业按两班倒，平均每天投入人力为80人，并根据需要增加或减少。

工作井及接收井的位置详见附图。

二、顶管施工工艺流程

三、施工顺序

施工顺序为：制作砼管→顶进设备安装调试→吊装砼管到

轨道上→连接好工具管→装顶铁→开启油泵顶进→出泥→管道贯通→拆工具管→砌检查井。顶管施工工艺流程图见上图所示。

第三章施工准备工作

一、生产准备

1、进行施工测量和现场放线工作。

2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线、电线杆、树木及附近房屋等的准确位置。

3、按施工平面布置图修建临时设施，安装临时水、电线路，并试水、试电，利用工作井内集水井进行排水。

4、进行顶管所用设备的加工制作。

5、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。

6、根据材料计划，分期分批组织材料进场。

二、技术准备

1、审查施工图纸和进行各专业图纸会审，进行施工技术交底工作。

2、做好定位点控制，施工测量和现场放线工作。

3、按照设计单位提供的永久水准点，引临时水准点至井下，施工中经常进行校核。

第四章主要工程项目的施工技术方案

一、人工顶管顶力的计算：

（一）对于顶管顶进深度范围土质好的，管前挖土能形成拱，可采用先挖后顶的方法施工。

根据经验公式：P=n P0

其中：P——总顶力

n——土质系数。

土质系数取值可根据以下两种情况选取：

（1）土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土，管前挖土能成拱者，取1.5～2.0。

（2）土质为中粗砂及含水量较大的粉细砂，管前挖土不易成拱者，取3～4。

取n为3.0。

P0——为顶进管子全部自重。顶进的每节管自重约为2吨，最长段为48米，每节管长2米，共要顶进24节管，则P0＝2*24＝48吨。则总的顶力为：P=n P0＝3.0*48＝144吨

考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1.5倍左右的储备能力，设备顶进应力为216吨, 取总的顶力F＝220吨，选用两个千斤顶作为顶进动力设备，每个千斤顶的顶力应不少于110吨。（二）对于顶管顶进深度范围土质较差的，即开挖时容易引起塌方的，可采用先顶后挖的方法施工。

根据顶管工程力学参数确定，先顶后挖时，顶管的推力就是顶管过程管道所受的阻力，主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力。

⑴工具管正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。大于40t/m2 时表明土质较好。

F1=S1×K1

其中