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頂管專項施工方案
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二〇一四年
一、頂管施工措施
根據現場布置，先施工頂管工作井。頂管採取24小時不間斷施工，以縮短工期。
1、 頂管施工流程圖：
2、頂進裝置
頂進裝置主要包括千斤頂、高壓油幫浦、頂鐵、工具管及運出土裝置等。
（1）千斤頂
千斤頂是掘進頂管的主要裝置，本工程採用液壓千斤頂。
千斤頂在工作坑內的布置應與管體中心線一致，頂力合力作用點與管壁反作用力作用點應在同一軸線，防止產生頂時折力偶，造成頂進偏差。根據施工經驗，採用人工挖運土方時，管上半部管壁與土壁有間隙時，千斤頂的著力點作用在管子垂直直徑的1/4～1/5處為宜。
（2）高壓油幫浦
由電動機帶動油幫浦工作，選用額定壓力為62mpa的zb－500注塞幫浦，經分配器，控制閥進入千斤頂。
（3）頂鐵
頂鐵是傳遞和分散頂力的裝置。要求它能承受頂壓力而不變形，並且便於搬動。
根據頂鐵位置的不同，可分為橫頂鐵、順頂鐵和u形頂鐵三種。
（4）其它裝置
工作坑上設活動式工作平台，平台用工字鋼梁，上鋪15×15cm方木。工作坑井口處安裝一滑動平台，作為吊土使用。工作平台上設起重架，上裝電動捲揚機。
工作棚用彩瓦遮蓋，以防雨水及陽光，便於人員在不同氣候下的正常操作。
3、工作井
（1）工作坑的布置
工作坑是頂管施工的工作場所。其位置可根據以下條件確定:
①單向頂進時，應選在管道下游端，以利排水；
②考慮地形和土質情況,有無可利用的原樣土做後背；
③工作坑與可能穿越的管線，建築物要有一定安全距離；
④距水、電源較近的地方；
⑤工作井不影響地面交通等。
（2）工作坑的尺寸
工作坑應有足夠的空間和工作面，保證下管、安裝頂進裝置和操作間距，坑底長、寬尺寸可按如下公式
底寬w＝d＋(2.4～3.2)
式中 w──工作坑底寬度(m)；
d──被頂進管外徑(m)；
底長 l＝l1＋l2＋l3＋l4＋l5
式中 l──工作坑底長(m)；
l1──管子頂進後，尾端壓在導軌上的最小長度，一般留0.2公尺；
l2──每節管子長度(m)；
l3──出土工作間隙，根據出土工具確定,一般為1.0～1.5m；
l4──千斤頂長度(m)
l5──後背所佔工作坑厚度(m)。
考慮到坑內後背採用鋼板，本工程工作井為內徑4.5m×4.5m的工作井，
（3）工作井施工
頂管工作井場地地質條件一般，所以工作井開挖過程中必須有可靠的擋土措施。本工程的工作井採用拉森鋼板樁施工，當土層條件較好時，可從上到下分層開挖，並在一定高度做圍檁支護。
（4）工作坑基礎加固
工作坑底根據土質、管重量及地下水情況, 做好基礎，以防止工作坑底下沉，導致管子頂進製置的偏差。採用級配碎石基礎，當工作坑底土質鬆軟，有地下水時, 應採用強度為c25混凝土封底,厚度為20cm，混凝土底板漏水處應採用灌注水泥漿。井內設乙個集水坑，平面尺寸為50cm×50cm，深50cm，用磚砌築，水泥砂漿抹面，以便收集地下水和雨水，用潛水幫浦將水排出地面。
（5）工作坑導軌設定
導軌：作用是引導管按設計的中心線和坡度頂進，保證管在頂入土之前位置正確。導軌安裝牢固與準確與否對管子的頂進質量影響較大。因此，安裝導軌必須符合管中心、高程和坡度的要求。
（6）接收井施工
方法同工作井（略）
二、管節安裝
1、介面質量保證措施
（1）施工員必須督促保證施工人員在駁接管材時安裝橡膠止水帶，且位置、方向正確。
（2）在駁接頂進時，要邊頂邊觀察止水帶的位置，發現偏差要及時糾正。
（3）嚴格按圖紙及施工規範的要求操作；
2、管體材料
每節長度為2500mm，壁厚度150mm，內徑1400 mm，ⅲ級鋼筋混凝土管。
出土與頂進
工作坑內裝置安裝完畢，經檢查各部處於良好狀態，即可進行出土和頂進。
首先將管子下到導軌上，就位以後，裝好頂鐵，校測管中心和管底標高及介面處是否符合設計要求，合格後即可進行管前端取土，鑿開護壁進行進洞施工；當管體進洞後，不要急於頂進，首先要封堵好洞口處管體外壁與土體之間的縫隙，保證管體外壁泥水不會滲漏入工作坑，以免因出洞引起的護壁外土體的塌方。
3、頂進施工
頂進利用千斤頂出，靠在後背不動的情況下將被頂進管子推向前進，其操作過程如下:
⑴安裝好頂鐵擠牢，管前端已掏挖一定長度後（視土質情況而定最長不得大於30㎝），啟動油幫浦，千斤頂進油，活塞伸出乙個工作行程，將管推向一定距離。
⑵停止油幫浦，開啟控制閥，千斤頂回油，活塞回縮。
⑶掏挖取土，新增頂鐵，重複上述操作，直至需要安裝下一節管子為止。
⑷卸下頂鐵，下管，接下一節管。
⑸重複上一工藝流程，直至全段貫通。
4、頂管工作面排水
地下水由工作面流向工作井集水坑，再用幫浦排出地面。
5、管內作業面安全措施
管內主要採用人工來掘進、糾偏、排土及頂進，考慮管內工作環境要求，必須採取以下措施：
⑴管內施工屬於潮濕環境，管內照明必須採用安全低壓照明，管內沿線間距10m，在管體右角上安裝一盞12v、60w的燈泡。
⑵在頂管中，通風是乙個不容忽視的問題。因為在頂進過程中的時間比較長，人員在管子內要消耗大量的氧氣，時間長了，管內就會出現缺氧，不僅影響作業人員的健康,而且影響測量。因此需解決好通風問題。
由於本工程施工管道長度不大，採用鼓風式通風，選用小型風扇。在施工人員下井前必須先通風，並利用鳥類以及有害氣體檢測裝置對井內氣體進行檢測，確認安全後方可下井操作。
6、糾偏頂進措施
⑴頂管測量：採用經緯儀和光學水準儀。
①測量次數：開始頂第一節管子時，每頂進20—50cm/次，正常頂進時，每頂進1m/次。校正時，每頂進50cm即測量一次。
②中心線測量：首先在地面用經緯儀確定頂管方向樁，然後在工作坑邊的兩方向樁上掛小線，其上吊2個垂球到工作坑底部，在工作坑中用雷射水準儀照准兩垂球，讀管前端的中心尺刻度，若與中心尺的中心刻度相重合，說明其方向準確，否則其差值即為偏差值。
③高程測量：在工作坑內引設水準點，停止頂進，將雷射水準儀支設工作坑同內，測量前端管底高程。
⑵頂進偏差的校正
頂進中發現管位偏差10mm左右，即應進行校正。糾偏校正應緩緩進行，使管子逐漸復位，不得猛糾硬調。
7、減阻潤滑
觸變泥漿通過製造、儲存、壓漿系統，從第一節管注漿孔處壓入觸變泥漿，形成一定厚度（15mm左右）的泥漿套，間距6～8m設一道補漿孔，使頂管在泥漿套中向前滑行，減少摩阻力，根據壓力表和流量表，計量桶控制注漿量，壓力應控制在地下水位的1.1—1.2倍。
材料： 膨潤土：燒鹼：水=1：0.05：4.5配比，經試驗，確保泥漿效能良好，必要時加其他外加劑。
為使泥漿能及時將管壁空隙灌滿，灌漿速度要與頂進速度相適應，注意觀察，防止跑冒，並保證泥漿達到量。
造漿後應靜置24小時後方可使用。
8、排土和泥土外運
頂管土體在管內用人力手推車運輸到工作坑，由提公升裝置將泥土運至地面堆土區，然後用環保運輸車運至棄土場。
9、正常頂進施工
頂進速度應根據出土情況確定，要即挖即頂，防止塌方。頂進過程中，若摩擦力過大時，採取邊壓觸變泥漿邊頂進，以減少管體的阻力。
頂進一節後，回縮千斤頂，拆開通風、照明等管線，吊入下一管段，校直對中，接好接頭，安裝回各頂鐵，接通各管線，開動油幫浦頂進一千斤頂行程，回縮千斤頂，測量、加頂鐵，重複頂進至一節管體後，又重複上述流程。
10、主要技術措施
為了控制好路地面沉降，使其保證在規範要求以內，主要採取了以下措施：
（1）等體積置換：即在管內挖掘土方的體積q土完全等於頂入管子的體積q管（q土=q管），所以每次頂進都經過一定的計算，盡可能相等。若q土＞q管時，地面易於沉降；q土（2）減少擾動：
頂管是靜荷載作用於土體，然而，頂管在採取糾偏措施時，雖然仍屬靜力範圍，但對土體卻有週期性的擾動。因為糾偏時對土體一側加荷的同時，另側又強迫卸荷，促使土體內發生應力變化，導致擾動和變形，而且，這樣的變化是週期性的，即擾動還沒有恢復第二次擾動又發生，如此重複動作，使土體疲勞，以致變形加劇，並擴散至地表。為了減少這種對土體擾動，故盡量；
①減少糾偏次數：
壓注泥漿不使管壁與土體之間形成空隙：頂管設計時，為了減少摩擦阻力，降低主千斤頂的頂力，工具頭的外徑常常比頂入管材的外徑大10mm~20mm，因此，頂管時在頂入管與土體之間就存在一定的空隙，導致土體可能的沉落，為此，必須及時壓注泥漿於空隙中，並且邊頂進，邊壓注，更需要在中間補漿，使在頂管中形成完整的泥漿套，既消除了空隙，又能平衡其上土體之自重，防止沉落。
②使土體中不產生附加應力：土的變形，歸跟到底是主體有了附加應力，頂管時，此類附加應力源於以下幾種外力：
a、泥漿壓力的影響。為此，在壓漿時要控制好壓力。恰好能平衡「泥漿套」以上主體的壓力，故事先要根據估計上壓力確定泥漿的壓力，並非泥漿壓力越大越好。
b、道路汽車行駛時的荷載，包括過載汽車急駛中的輪壓力，主體的疲勞反應，以及緊急制動壓力等。
c、鄰進施工影響及堆載影響等等。
（3）頂進中導向要好，除了管端正面挖掘要均衡、對稱外，還要：
①經常檢查工作井內的導軌，穿牆門洞與頂管間的空隙等有無異常；
②千斤頂的中心應和正面阻力及摩阻力的合力重合，儘量減少偏心，這一點在開始安裝時必須考慮，若在開始頂進之後調正，就困難了；
③經常注意後座的剛度是否足夠，其變形的大小和均勻度，以及彈、塑性變形值的比例等，隨時設法消除各種影響異向精度的因素；
④頂進不宜求快，在穿越道路的頂進中，更需要慢，通常每次頂20~30cm。在過道路時，改為10~15cm。每次頂進少一些，異向就相對易於掌握。
三、其它有關問題的處理
1、後座土體支援力不足時：
①在座土體表面堆放壓重決，使主體封板樁牆或其它型式的後座牆增加被動上壓力，提高土體的支援力。但這種措施只適用於牆後的正常土質條件下的土體，如砂性土或粘土；絕對不能用於淤泥質土和其它穩定性差的土層。
採用這類措施時，如果擋土深度較大，插入深度較小，可能造成滑波或向坑內湧土。因此一定要經過土力學計算決定。
②在後座土體中灌注水泥砂漿，填充土體空隙，增加上體的抗剪強度，彌補土體支援力的不足。這種方法只適用於砂性土層，如屬粘土層，灌漿可能失效。
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人工頂管施工方案
目錄1 工程概況2 2 編制依據2 3 頂管施工工作流程2 4 頂管施工方案3 5 頂管施工質量保證措施7 6 pe管施工7 7 安全文明施工7 池州學院路中壓天然氣管道工程，位於池州市學院路，由池州學院南大門東側空地穿越至南大門西側綠化帶，穿越距離約170公尺，其地層主要由卵石夾尾砂組成。根據圖紙...