公路顶管、铁路顶箱涵方案

方案：公路顶管、铁路顶箱涵穿越管道施工技术方案

1 工程概况

西气东输二线南宁—百色支线工程起南宁首站，途径南宁境内邕宁区、良庆区、江南区、西乡塘区、隆安县，百色境内平果县、田东县、田阳县以及右江区，止于百色末站，线路长300km。

本工程管线穿越多处穿越公路，顶管穿越的公路统计如下：高速穿越5条，二级及以上等级公路9条，Ⅲ、Ⅳ级公路和非等级水泥、沥青公路200条，铁路穿越共18处，其中顶管穿越10处，顶箱涵穿越8处。

本标段顶管穿越公路情况统计表

本合同项穿越铁路情况统计表

2 方案描述

带套管穿越公路时，套管顶距公路顶面的距离≥1.2m，距公路边沟底面的距离≥1m，套管应伸出公路路边沟外2m。保护套管采用钢筋混凝土套管DRC1200×2000 Q Ⅲ A JC/T640。

管道穿越铁路加钢筋混凝土箱涵进行保护，钢筋混凝土箱涵内净空不小于2m×2m，并满足强度及稳定性要求。箱涵顶至路轨底的最小埋深≥1.7m，箱涵应伸出铁路路堤外2m。

穿越设置专业机组进行施工，根据焊接机组的施工要求及通过权办理情况合理安排施工路段。

3 顶管穿越公路施工方案

3.1施工程序

准备工作→测量放线→场地平整及作业坑开挖→安装顶管机→顶进作业及套管

安装→测量及顶管机拆除→干线管道安装（组对、焊接、无损检测、试压、补口补伤、安装绝缘支撑）→干线管道穿越→安装套管端部附件→回填恢复地貌

3.2施工准备

3.2.1施工前应先熟悉图纸，勘察现场，掌握所要施工道路的设计要求及现场地形、穿越土层地质情况。

3.2.2开工前应及时与公路行政管理部门等相关单位联系，取得穿越施工的合法手续；搞清所施工道路的地下管道、线缆等情况。

3.2.3施工材料准备齐全，穿越套管检验合格并经监理工程师认可。穿越主管线使用正确，质量符合设计要求。

3.2.4对施工机具进行检修和保养，使其状态良好。

3.2.5每一条公路穿越施工前，应征得监理工程师批准。

3.2.6对操作工人进行技术交

底，使其掌握施工技术要求、

质量要求及安全要求。

3.3测量放线

3.3.1根据设计给定的控制桩、

水准桩进行测量放线，放线时

首先移桩、拴桩、护桩，对测

量控制桩进行全过程保护。

3.3.2放出穿越中心线，设置穿

越中心桩、施工作业带边线桩，并做出明显标志。

3.3.3根据现场情况放出作业坑开挖边线及主管预制场地。发送坑宜选在地面高程较低的一侧，应有足够的长度和宽度。

3.3.4做好放线测量记录，并报工程监理确认。

3.4场地平整及作业坑开挖

3.4.1根据现场地形采用机械和人工结合的办法平整出施工作业场地（包括作业坑和主管施工预制场地清理）。

3.4.2利用机械和人工相结合的办法开挖出施工作业坑（发送坑和接收坑）。

3.4.1.1作业坑的开挖不得影响路基的稳定。

3.4.2.2顶管作业坑应有足够的长度和宽度，其深度应根据穿越管段埋设深度确定。本标段操作坑坑底尺寸一般为5.5m×4.5m。

3.4.2.3地下水位高的地段开挖作业坑时，可采取明沟排水或井点降水的方法降水。

3.4.2.4作业坑开挖要视地质情况适当放坡，对于地质情况复杂、易塌方的地段，开挖作业坑应采取开挖梯台、板桩等措施防止塌方。当开挖梯台时，中间设0.5-1m宽梯台。

3.4.2.5作业坑内设置安全通道,通道坡比不应小于1：1，应能够满足施工人员直立通行。

3.4.2.6作业坑的套管入土面应与穿越轴线垂直，以保证穿越点定位准确。

3.5顶管机安装

3.5.1安装顶管机前,作业坑底应平整夯实，基面应做适当处理（铺碎石后垫枕木或铺整体钢平台）。

3.5.2基面上铺设枕木和轨道，轨道作为套管前进的轨道。导轨铺设在平整夯实后的基面上。基面上铺3m长150mm×150mm方木，间距40cm，并用粗砂填缝。方木上铺导轨，导轨采用钢轨，长度不小于6m，要求光滑直顺。导轨采用道钉固定在枕木上，深入工作坑壁50cm，以保证套管顺序连接。轨道安装后用经纬仪测量中心线及轨道高程，其误差应满足设计和规范要求。

3.5.3后背墙尺寸如下：宽度4m，高度3-4m，采用断面为15cm×15cm方木密排，高度为3-4m，尽量贴紧墙壁，后背平面要求垂直于管道中心线，如有空隙用砂石填充严密。方木前如设2cm厚钢板，再埋设3根立铁，间距1.2m，立铁前端码放横铁。立铁与横铁均采用25号工字钢对焊而成。横铁要求码平整，顶镐后座与横铁结合处严密，以便均匀地将顶力传到后背上。

3.5.4由于一次顶进长度较小，故选用圆形钢护铁，确保管体安全，保护管子端面，并能够分散顶力，使端面传力均匀，顶铁条用U形顶铁。

3.5.5安装顶管机时用经纬仪和水准仪测量顶管中心轴线和高程，使其和设计的穿越中心线重合。安装示意图如下：

1.边坡

2.套管

3.环向顶铁（分压环）

4.纵向顶铁

5.横向顶铁

6.千斤顶

7.集水坑

8.方木

9.基础

3.5.6顶管机的选用

顶管机选用必须根据顶力选择，顶力计算方法如下：

推力的理论计算：

F=F1十f2

其中F—总推力

Fl一迎面阻力 F2—顶进阻力

F1＝π/4*D2*P (D—管外径1.2 m P—控制土压力)

P＝Ko*γ*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6m

γ—土的湿重量，取1.9t/m3

P＝0.55*1.9*6＝6.27t/m2

F1=3.14/4*1.2*6.27＝5.91t

F2＝πD*f*L

式中f一管外表面平均（根据顶进距离平均沙砾土）综合摩阻力，取0.8t/m2 D—管外径1.2m

L—顶距（由于初步设计没有给出顶管穿越长度，本合同项最长段按为80m考虑）

F2＝3.14*1.2*0.8*80＝241.152t。

因此，总推力F=5.91+241.152＝247.062t。根据总推力选用1台400T顶管机可以满足施工要求。

3.6顶管作业

3.6.1顶管采用人工掏土与机械顶管相配合的方式进行。

3.6.2顶管前，检查顶铁安装是否平直，以防顶进时产生偏斜。第一根套管顶管前，应在坑壁用经纬仪检测套管入土位置，以保证第一根套管入土点和安装角度准确。第一根套管顶进中心线偏差不应超过管长的3％。初始顶进中，每顶进300mm应检查一次；正常顶进后，每顶进一米至少应检查一次。

3.6.3套管进入土层后，应采用人工方法自上而下开挖取土。在管道下135°位置不应超挖，管顶部超挖量不应大于15mm。顶进时，宜在套管外壁涂润滑剂。

3.6.4顶进时，如果套管发生偏移纠偏时，每次纠偏角度不宜过大，可根据管径、顶