顶管、拉管施工工艺及施工方法

顶管、拉管施工工艺及施工方法

1、工具管选型

(1) 根据福州市勘测设计院提供的地质资料，本工程LG—06标段顶管、拉管推进主要穿越（3）淤泥及（4）粉质粘土层，外壁与土体间将产生单位摩阻力，沉井工作坑基础持力层可置于（4）粉质粘土中，局部可置于（3）淤泥，但应采用抛石挤淤法进行适当处理。由于存在（3）淤泥软弱层，施工时应注意护壁和排水。因此我公司选用泥水式顶管、拉管掘进机头。该工具管适用此种土质，该机形对地下特殊地质构造如水包、暗滨等具有很强的适应能力。(见下图：顶管、拉管施工工艺图)。

(2) 泥水式顶管、拉管的特点：

a、适用的地质范围较广，如遇地下水压力高以及地质变化范围

大的土质条件。

b、可以保持挖掘面的稳定，对周围土层的影响比较小。

c、与其它类型顶管、拉管相比，泥水顶管、拉管的推力比较小，最适宜长距离顶管、拉管。

d、工作井内作业环境较好，如挖掘面稳定，不太会造成地面沉降而影响交通及各种公用管线的安全。

2、砼管材与接口形式

本工程按设汁选用管材为T形接口形式，管材可承受最大顶力应大于3000KN。管材进场必须为合格产品，施工技术专人过检，尺寸、外观不合格要求退场。

3、顶进设备

(1) 主顶千斤顶采用15台200KN油缸，行程1.5米，油缸安装要垂直于后背平行于导轨，使顶进受力点和后背受力保持良好状态。弧型分力环，整体后背均按3000KN顶力配备。通风设备，电力照明设备配齐，管内照明用36伏低压安全电压。

(2) 中继间安装，根据主顶系统，工作井和管材的最大承受推力，工作井设计最大顶力2000KN,一次顶进不能完成，而设置数量、位置按顶力计算安排，中继间油缸安装。中继间设计安装200KN油缸。Φ800中继间安装油缸12台，每套最大推力2400KN；Φ1200中继间安装油缸18台，每套最大推力3600KN；Φ1400中继间安装油缸21台，每套最大推力4200KN。中继间制做要严格按设汁要求，内径误差±1.5mm，与中继间连接管材采用特殊管材，入场时要加强检验，符合

设计要求方可使用。油缸要在安装前认真查验保养。在安装中继间环密封时，要粘结牢固，在止水带外表面均匀涂满润滑油，以减少磨损。

4、顶进总推力计算和继间设置

(1)F＝F1+F2

F—总推力； F1—顶管、拉管机头迎面阻力； F2—顶进阻力

（2）F1= π/4D2K0rH

D—管外径； K0＝r(H+2/3D1)tg(450+ø/2)—静止土压力系数；

r—土的天然重度（取16KN/M3）； H—管顶土层厚度；

（3）F2＝πDfL

D—管外径； f—采用注浆工艺的摩阻系数（此处取4KN/M2）；L—全部顶进长度；

(4)计算不同直径工具管迎面阻力F1

Φ1000 F1=3.14÷4×1.22×16×(6.2+2/3×1.2)×tg2(450+150/2)=218.15(KN)

Φ1400 F1=3.14÷4×1.642×16×(6.895+2/3×1.64)×tg(45°+15°/2)=458.31KN

(5) 计算不同直径顶管、拉管摩阻力F2

Φ1000：顶进长度L=211.01m；

F2＝3.14×1.2×4×211.01＝3180.34（KN）

F2＝3.14×1.64×4×289.79＝5969.20（KN）

Φ1000总推力F＝218.15+3180.34＝3398.49（KN）增加一套中继间

中继间设置在实际施工操作中，要根据顶进过程中的工作压力适当调控合理安排中继间放置位置，避免造成不必要的损失。

5、泥浆减阻措施

顶进时采用泥浆减阻，是降低顶进阻力的最有效方法。

触变泥浆的配方和性能指标

注浆压力：大于地下水压，注浆量为建筑空隙的6～8倍。

注浆方法是由地面液压注浆泵，通过2”注桨管路压送到各注浆孔。砼管注浆孔为设计预留孔。在顶进时每3节安放一节有孔砼管，注浆孔在管头 cm4个均布，通过Φ1橡胶支管接入，在所有注浆孔内要设置球阀，橡胶支管和接头的耐压为2Mpa，注浆要在管道推进时，这样可以在管外壁形成泥浆套，起到减阻降压的作用。

6、泥水输送与排放

泥水管路系统是泥水顶管、拉管中的重要环节，它包括泥水钢管、泥水软管、各种阀门、流量计和压力表、排水泵等（见下图）。

泥浆排放采用集水池沉淀方法二次处理，达标排放，沉淀土方运至弃土场。

7、顶管工作坑布置

(1) 导轨安装

测量放样按设计顶管轴线、高程。用经纬仪定位，中线位移左右不大于3mm，高程误差+3mm –0。安装时导轨与底板预埋铁焊牢，并与井壁支撑加固，确保导轨在受撞击的条件下不移动，不变形。(2) 主顶油缸安装：

安装要水平且平行于顶进轴线，受力点要正确。高程和平面误差小于20mm。

(3) 后背安装：整体式后背，按顶力900KN配备。安装要求，垂直度为后背高度H=0.1％H，水平线与中心线的偏差，导轨长度L＝0．1％L。后背与后背井壁之间的空隙用细石砼浇筑密实，确保后背顶进时不移位及传递顶进全部顶力。

8、洞口止水：根据设计预留法兰，在法兰上安装工作井洞口止水装置止水法兰。止水法兰密封为橡胶止水法兰。安装时要与顶进管边同心。安装误差小于20mm。（洞口止水装置见下图）

9、顶管、拉管进出洞口地基加固措施

1) 顶管、拉管进出洞口措施是施工成败的关键。在进出洞口先进行压密注浆地基加固，(工作井加固范围为L×B×H＝5m×4m×4.5m ＝90m3，接收井加固范围为L×B×H＝2.5m×4m×4.5m＝45m3，以保证施工时顺利进出洞口，此外在进出洞口过程中还应保留喷射井点降水措施作备用。

2)压密注浆施工

注浆浆液采用42.5普通硅酸盐水泥浆，水灰比0.6，外掺2％水玻璃及2％膨润土，水泥掺量8％。

a.压密注浆施工工艺

对于不宜用清水冲洗的场地，可考虑用纯水玻璃或陶土浆灌满阀管内。

b.施工方案