管道顶进施工方案

管道顶进施工方案

一、顶管方法：

1、本段顶管采用泥水平衡机械进行管道施工. 2、采用“F”型接口、锲形橡胶密封圈。 二、管道顶进方案 1、机头选型

本段污水顶管属于小口径污水管道。刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴的左端安装有刀盘。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在顶进机工作时，刀盘在一边旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。

另外，由于刀盘运动过程中，泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了顶进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。

一般情况下，刀盘每分钟旋转4～5转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达20～23次。由于本机有以上这些特殊的构造，因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的顶进机中最大的。

本顶管机的优点是：

A、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置成套化。

B、带锥形破碎机的条幅刀盘，一轴强度196Mpa（2000 kg/cm2）破碎能力强。

C、该机能适用各种土壤条件，施工精度高，施工后的地面沉降小。 D、使用安装在轨道上的主顶油缸，施工速度快，正常情况下，每分钟顶进在50～100mm之间。可作长距离顶进。

E、该机采用先进的仪表使操作方便直观：由一人在地面遥控操纵即可。

F、本机测量纠偏系统先进：一是仰俯倾斜仪，可根据操纵台上显示仪的数值判断，如果是正值表示机头往上，如果是负值表示机头往下；二是安装在壳体上测量靶，把固定在基坑内的激光束打在壳体上测量靶上，可判断顶管机在顶进中是否偏离顶进线路，

G、可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有ISEKI专利的RSG(纠偏动作点)双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在10～40mm

2、材料选用 （1）、成品管

本次管材为中口径混凝土管，一次顶进长度为30米，因此管材及接口平面在制造和运输中应严格把关，确保质量。顶进时每隔3节放入1节设有三个浆孔,用于顶进时触变泥浆减阻和顶进结束后压密注浆。

（2）、每批管子到工地后，会同现场监理一起逐节检查管节质量。具体有以下二个方面：

①、管身外观质量评定；

②、管口圆度、端面平行度；对质量有问题的管节做好标记，通知现场监理，及时采取修补或更换措施；在甲方提供的临时性工作区域内合理布置施工场地，管节堆放场地事先经过清理平整，在堆放管节时须用专用吊具吊起,以保护接口平面。管节须排列整齐，堆放动作轻缓，避免管节碰撞。就位后立即用方木垫稳，确保管子稳定不滚动。

4、主要施工方法

本工程顶管施工，根据管材埋深，地面复杂情况和总工期要求，采用相同的顶管施工方式。

（1）、顶管注浆

顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力，我们在注浆时做到以下几点：

A、选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。主要指标为造浆率、失水量和动塑比。

b、在管子上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。

C、膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供应商的建议但都必须按照规范进行。

D、压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆液形成情况。

E、注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。在注浆孔中设置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响注浆效果。

F、注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。

G、注浆泵选择脉动小的螺杆泵，流量与顶进速度相应配。 6、电源布置：

在顶管过程中，主要的电源为动力用电和照明用电。 （1）、动力用电

由于管道内的电机采用380V动力电，因此，进入管道的动力电必须做到二级保护和接地保护措施，动力电源线设置在操作人员不易接触处，并在电源线外增设护套，保证用电安全。

（2）、照明用电

由于管道内的空气湿度较大，因此，采用36V低压照明电，低压电须通过变压器降压。灯具采用防水防爆灯具。

7、沉降、位移监测及控制

顶管法修建排水管道多是在道路下面，旁邻各种地下管线的条件下进行施工，有时还穿越防洪墙、铁路、江堤、建筑物等。因此对顶管施工提出较高的地面沉降要求。为此需进行以下几方面的工作：

（1）、作好地质和环境调查工作：作好地质和环境调查工作，提出详细准确的顶管线路上的地质纵剖面图，特别要注意表面暗浜或地下障碍物；并提出顶管沿线施工范围内的各种建筑物和公用设施的功能、构造形式、以及其与顶管管线在水平和深度上的相对位置。

（2）、合理选择工具管形式及施工方法：根据上述地质和环境资料，合理选择工具管形式及施工方法。

（3）、采取减少地层移动的施工技术措施：采用泥水平衡式工具管进行顶管，

施工中，要在开始顶进段中对地面沉降和移动进行监测，根据测量反馈资料，调整和选定某段顶进中密封土压舱中的土压力值，一般土压力宜为正面土体静止土压力的1.0—1.1倍。此土压力选定得当，可使正面土体处于良好的平衡状态而减少工具管正面地层移动。为顶进中稳定地保持住正面土体的平衡状态，要采取自动控制和人工控制的手段，以保持最合适的刀盘转速、顶进速度、顶管顶推力等施工参数。

（4）、向顶管外周空隙中精心注浆：由于顶管工具管与管道外径相差而形成的管道外周空隙以及工具管纠偏而形成的管道外周空隙，或工具管及管道外周附着一层粘土而形成的管道外周空隙，必须精心压注触变泥浆有效的予以填充。压浆一定要及时、适量，并在适当压力下由适当的点位和正确的方法向管外压注，以使全部外周空隙在整个顶进过程中始终充满着有一定压力的触变泥浆，它既是防止管道外周地层坍落以控制地层移动的支撑介质，又是减少管道外周摩擦的润滑介质。因此管道外周触变泥浆的配制和压注工艺的优劣对控制地层移动减少地面变形是至关重要的施工措施。

（5）、控制顶管顶力的偏心度：

顶进中应使顶推合力尽可能与管道的轴线相接近，这对减少地面沉降有三个好处：

a、减少管道由于局部挠曲而增加对管周地层的扰动；

b、可使管节之间接缝紧密结合，避免由于接缝张开引起管外周泥浆套和土体流失。从而减少地面沉降；

c、可使管口端面均匀地承受压力，既不会使接头因集中压应力而被压损，也不会使管节中间产生拉应力而引起环向裂缝，这就能保证管节不会因开裂引起水土流失和地表沉降。

（6）、操作者应注意观察控制台上压力表变动情况，合理地调整好推进速度和刀盘前部压力表变动之间的关系，使之处于良好的平衡状态，切忌盲目的快速顶进。对泥水平衡式顶管，在起始推进的20m范围内，在地面布置沉降控制桩，以此得各断面的地表隆沉量，再与相应的掘进机参数进行比较，从而对推进时机头土压力值，出土速度，推进速度进行优化，用以指导以后的操作和控制。

8、测量与方向控制

顶进的测量与方向的控制，是采用激光经纬仪辅以水准仪测量，通过油缸进行纠编，遵循先纠上下后纠左右的原则，我们要做到以下几点：

（1）、有严格的放样复核制度，并做好原始记录。

（2）、布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。

（3）、顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在10’～20'不得大于1。

（4）、初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。

（5）、在每一顶程开始前必须制定坡度计划，可对设计坡度线加以调整，以方便施工和最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。

9、进出洞口措施 （1）、出洞措施

A、为使进出洞口顶进过程中不发生泥水流失，在进出洞口里安装橡胶止水法兰。

B、为防止掘进机出洞时产生叩头现象，可以采用延伸导轨，并将前三节钢砼管与机头做成钢性联接。

C、紧贴工作井洞口外侧安插一排钢板桩，作为钢封门，防止洞口打开后外侧土体涌进井内。钢板桩的深度为管底以下1.5m，宽度为3.5m。

（2）、进洞措施：

A、同样在接收井外侧施打一排3.5m宽的钢板桩作为钢封门，便于凿除洞口，并做好进洞前的准备工作，包括人员设备。

B、机头进洞后，及时将与机头连接的管子分离，机头及时吊出井外；并抓紧处理井内泥浆和进行洞口封门止水。

C、头进洞后止水工作抓紧作好，洞口处土体流失、管子沉降等现象就不会发生，也是保证顶管质量的关键。

三、顶管时的意外应急措施

（1）、地质发生很大变化，突然间变硬或变软，这可以通过管道的泥水流量和压力表读数来判断，如果突然变硬了，减慢顶进速度；如果地质太软，加快顶

进。为了防止土的承载力急剧下降，出洞时已把第一至第三节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。

（2）、地层中如果发生承压水时，可加快推进速度，减少送水量，快速通过滞水层。以上情况对于泥水平衡机比较容易处理。

（3）、遇到障碍物时，可以在机头前进行注浆固结土体，然后将机头上人孔打开进行清除。

（4）、在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效，必须在允许偏差标准以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进，切不可盲目行动。操作人员必须严格遵守这样一条规定：无论何种情况，超过允许偏差一律停下来，并且如实汇报情况，以便分析原因，找准对策。

（5）、还有一条就是建立意外情况立即报告制度。即当意外情况发生时，当班人员必须采用任何可采用有效通讯方式，尽快地与公司有关领导取得联系，向上级报告情况，以便及时采取行之有效的措施。

四、顶管工程质量控制手段

（1）、顶管施工前应选派经验丰富的顶管施工队伍进场施工。

（2）、顶管施工前编制顶管施工方案，提交监理单位审定后才能施工。 （3）、项目部应针对本程地质情况比较复杂的情况制定出相应的技术措施，该措施应取得监理和建设单位的同意后方可实施。

（4）、顶管前，项目部应对作业班组进行详细的技术交底，并办好书面手续。 （5）、顶进设备的两导轨安装应牢固、顺直、平行、等高，其纵向坡度应与管道设计坡度一致，全部设备经过检查并经过试运转后方可使用。

（6）、顶进开始时，应缓慢进行，待各接触面密合后，再按正常顶进速度顶进。

（7）、顶管进出洞口的地基加固，必须严格按方案实施，做好原始记录。洞口止水装置的同心度误差小于1cm。机头到达河塘应测量垫底，应避免管子叩头现象。

（8）、项目部应派专人对成品管，从质量、保管、安装等进行全面监督。 （9）、管道顶进过程中，应控制工具管的前进方向，并根据测量结果分析偏差产生的原因和发展趋势，确定纠偏的措施。

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