機械頂管施工方案

4.1.7 頂管施工

（一）機械頂管施工工藝

機械頂管施工工藝框圖

（二）施工方案編制依據及頂管機選型

1、工程設計圖紙。

2、工程所提供的地質情況。

3、《給水排水管道工程施工及驗收規範》 gb 50268-2008。

4、頂管機選型

根據現場勘察本工程具有以下特點、難點：茱萸大道頂管段為素填土、粉質粘土、和淤泥質土，茱萸大道兩側緊靠運糧河支流，水位受大氣降水及河湧潮水影響較大，地下水位埋深比較淺；頂管主要在淤泥層、砂層及素填土中頂進，地下水豐富。為確保工程質量萬無一失，確保絕對工程安全，我公司根據以往在該區域的施工經驗，決定採用土壓平衡頂管掘進機，由於該機採用了先進的平衡原理，因此採用該頂機除了安全可靠外，頂管施工對地面的影響降至最小。

頂管機施工原理及主要特點：

該機型的施工原理是在工具管機頭設土倉，土倉中的土通過大螺旋出土機運出，通過控制大螺旋機的出土量與頂進的進尺，確保土倉中的土壓力在一定範圍內波動，也就確保了被開挖地層的沉降與隆起值在允許的範圍內。另外，該機還在土倉中設有注漿嘴，可以對土倉中的土體進行改良，以適應不同的地層。

1、組織方案:本次施工全段為機械頂管施工，每60公尺左右設定工作坑乙個，接收坑乙個。根據工程位置工作坑、接收坑設定在有預埋管井位處。

2、根據工作坑與接收坑位置全線採用注漿減阻頂進技術，配合中繼間施工，每段設定中繼間2套，第一套距機頭50公尺，第二套距第一套80公尺。採用dk－2200型全斷面土壓平衡頂管機施工。

3、頂管坑的用地範圍為:20公尺*30公尺，接收坑用地範圍為:20公尺*30公尺.施工場地用1:6灰土拌和後用壓路機碾壓，進行全面硬化。

4、支護形式

矩形工作坑採用外側為直徑0.3公尺，淨間距0.2公尺，梅花狀布置兩層旋噴樁，深為較管道埋深深3公尺的旋噴樁配合內側較管道埋深深1公尺的鋼筋混凝土護壁牆逆作法施工，內襯牆厚度30cm，砼強度c30。

5、工作坑、交匯坑開挖施工方案

a依據施工圖紙提供的座標點，用全站儀放出工作坑中、坑南，坑北中線點。坑南，坑北距坑中8m，在開挖的過程中對坑南，坑北兩點進行保護。

b旋噴樁施工完成後，利用標準臂挖掘機進行開挖，開挖完成後，人工進行刷坡，同時坑上進行鋼筋製作，隨即進行鋼綁紮。在綁紮過程中保證搭接長度不小於35d，做到每乙個綁紮點，綁紮緊固。綁紮完成後進行模板安裝，在模板安裝時，必須做到兩塊相臨模板固定牢固，緊密，平整；以確保工作坑護壁的平整度。

接下來進行模板加固，該加固採用滿堂紅支架加固，此加固方法能確保在澆注混凝土過程中減少模板的變形，以保證護壁牆面的平整度，加固完成校正無誤後，方可澆注混凝土，在養生48h後拆模成型，依次下挖深度小於3公尺。每層護壁牆向內側留台5-8cm，便於砼施工。

6、工作坑的尺寸計算：

工作坑採用旋噴樁配合鋼筋混凝土護壁牆逆作法施工。工作坑的上口開挖尺寸為：11*8公尺,井底基礎尺寸為:10*7公尺；接收坑的尺寸為：8*7公尺,井底基礎尺寸為:7*6公尺。

矩形工作坑的底部尺寸一般可按下式計算其寬度（b）與長（l）： b=d1+2b+2c

式中 b —— 工作坑的底部開挖寬度（m）；

d1—— 管外徑（m），此工程管徑為d800mm，故d1為970mm；

b —— 管兩側操作空間（m），一般為每側1.2～1.6m，此工程管徑為d800mm，故b約為1600mm；

c —— 撐板厚度（m），一般採用0.5m混凝土護壁。

l=l1+l2+l3+l4+l5

式中 l —— 工作坑的底部開挖長度（m），

l1 —— 管節長度（m），此工程管徑為d800mm，故l1為2000mm；

l2 —— 頂管機長度（m），此工程管徑為d800mm，故l2為5200mm；；

l3 —— 出土工作間長度（m），此工程管徑為d800mm，故l3為4500mm；；

l4 —— 後背牆的厚度（m），此工程管徑為d800mm，故l4為500mm。

l5 ——穩管時，已頂進的管節留在導軌上的最小長度（m），一般為0.3m～0.6m，此工程管徑為d2200mm，故l5為500mm；。

7、工作坑的基礎

採用混凝土基礎，澆築寬度為全工作坑坑底。並在混凝土內部埋設重型鋼軌，重軌有足夠的強度，能承受較大的荷載。四周設定集水槽，深度不小於20cm，坡向集水坑，在工作坑東南角設定集水坑，深度不小於1.

0公尺，並在集水坑頂設定井篦，防止人員失足受傷，積水坑內安裝3寸汙水幫浦及幫浦管，以備防汛。

8、導軌安裝

導軌安裝是頂管施工中的一項重要工作，安裝的準確與否直接影響管子的頂進質量，因此導軌選用鋼質材料製作，並應有足夠的剛度，導軌設計採用重型鋼導軌，其安裝要求如下：安裝後導軌應該牢固，不得在使用中產生位移，並且要求倆導軌應順直，平行，等高或略高於該處管道設計高程，其縱坡應與管道設計坡度相一致。安裝導軌時，應首先利用垂球和直尺確定導軌的間距和平面位置，然後測出導軌各點的實際高程，並與設計高程相比較，確定導軌的高程調整後進行安裝。

在混凝土基礎上鉚釘鋼筋，將鋼軌焊接在混凝土基礎上鉚釘的鋼筋上，再進行導軌混凝土澆注，其兩重軌間的混凝土面必須留為弧形，確保管壁與兩重軌間的弧形混凝土面相離。導軌的安裝精度必須滿足施工要求。其允許偏差為：

軸線3mm，頂面高程為0～+3mm，兩軌間距為±2mm。

兩根鋼軌的內距計算：

a=2√ r2-r2

式中：a——兩導軌內距（mm），

r——管外半徑（mm）；

r——管內半徑（mm）；

9、工作坑後背設定

後背加固採用後背鋼板，以均勻傳遞千斤頂的反力至鋼筋混凝土護壁牆，鋼筋混凝土後背牆必須保證500mm厚，鋼板與鋼筋混凝土護壁牆緊密相貼，保證後背體系的穩固。軸線、頂鐵軸線和管道軸線相互平行。

頂管工作坑必須配備起重裝置，採用門式起重機，起重能力必須滿足吊裝頂管機組、混凝土管和頂進裝置的拆裝要求。起重剛繩安全係數為8，必須有合格證。起重機操作有專人負責，嚴格執行操作規程。

正式作業前應試吊，吊離地面10cm左右時，檢查重物的捆紮情況和制動效能，確認安全後方可起吊。起重機操作有專人負責，嚴格執行操作規程。

10、管道的介面形式：

頂管使用時的砼材須滿足標準和設計要求，對管材材質更需要嚴格控制，絕對不能因一節管材受損而使整段頂管受影響。按照設計要求頂管採用鋼筋砼f管，採用鋼套管介面。

11、施工用電

由於dk-2200土壓平衡頂管機的主要組成方面均是大功率電器裝置，用電量大，並且頂管是24小時連續作業，為滿足頂管期間用電的連續性和穩定性，降低工作坑位置地下水位，本次頂管每兩段需架設315變壓器1臺，並應設在兩段頂管距離的**位置。

12、工期安排：

計畫工期為平均每天頂進：5.5-6公尺

13、機械、機具用量：

14 、現場電力需要：

1.備用300kw發電機組1臺

2.下設315變壓器1臺

15、人員安排：

勞務方配合人員：25人/坑

16、降水及排水事宜

1.沿線距離管道中線5公尺處，間隔25公尺，設定1座d600mm降水井，兩側設定，每座降水井深度為20公尺，管道沿線一側設定臨時排水管道，長度以沿線管道總長及至排水口為度，管徑為d600mm，管材為砼管，在每座降水井處設定集水井0.7*0.

7，高出地面0.5公尺

2.頂管坑四個角設定降水井4座，深度為25公尺，坑內設定2個集水坑1.5*1.5，深2公尺，

3.頂管坑內設定臨時排水管道，長度為排出頂管坑場地為宜，管材為砼管，管徑為d600mm，在每座降水井處設定集水井0.7*0.7，高出地面0.5公尺

4.沿線架設三相五線制電源，每座降水井處設定水幫浦抽水自動控制電箱，

5.每座降水井內安裝3寸高揚程潛水幫浦1臺，並配置幫浦管。

（四）質量保證措施

根據提供地質資料反映，在施工過程中除強化管理，確保質量保證體系正常執行外，針對具體工序，技術上也採取了相應的防範措施，使工程質量有乙個充分的保證。

1）建立健全質量保證體系，嚴格按照施工程式和監理程式認真操作。

2）嚴把材料質量關，並做好各項試驗檢測工作。對每節管的質量嚴格把關。所有施工人員必須持證上崗，特殊工種作業人員必須嚴格執行該工種的作業程式及有關規定。

3）施工人員建立質量責任制，實行嚴格考核。

4）進場時由測量人員仔細校核水準點，並按照相關規範建立施工控制網。對放置工作坑內的水準點、中線點進行保護，嚴格按照設計控制。

5）架設導軌時嚴格控制中線、高程、坡度。保證誤差在3mm內。

6）對施工作業人員進行技術交底。管道頂進過程中，應遵循「勤測量、勤糾偏、微糾偏」的原則，控制第一根管端頭的方向和姿態，並應根據測量結果分析偏差產生的原因和發展趨勢，確定糾偏的措施；

7）鋼筋砼管介面應保證橡膠圈正確就位，管與管之間的襯板應粘接牢固，塞縫應密實飽滿；

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