顶管施工工程实践总结.doc

1、1顶管施工工程实践总结摘要：本文通过对规划路底下顶管施工段的工程实践经验，阐述了顶管施工技术在实际市政工程中的应用。 关键词：顶管 平衡 泥水 工作井 中图分类号： TU71 文献标识码： A 文章编号： 引言 该市政规划路给排水施工项目位于石家庄三环内，管材采用带橡胶圈 III 级钢筋混凝土承插管，管径为 1500mm，总长 270m。其中工作井、接收井均采用矩形钢筋混凝土沉井结构。 1 顶管施工技术方案选择 1.1 经调查分析研究及结合本公司在设备和施工及相关的技术能力，采用了密封泥水平衡式顶管工艺进行施工。 1.2 顶管施工工艺流程 施工前期准备测量放样、复核工作井施工搅拌桩施工工作井上

2、下设备安装准备工具头吊装下井、全套设备调试工具头穿墙顶进后续吊放管道管道顶进、测量控制及纠偏管道排泥和废泥浆外运下一管节吊放就位下段顶管顶进管道贯通、回收工具头闭水试验竣工验收、清场。 1.3 施工顺序 顶管法施工采取先施工顶管工作井及接收井，后顶进管道，然后施工检查井的施工顺序。顶管工作井及接收井施工、管节制作、顶进施工、检查井施工尽可能平行交叉进行，以缩短工期。 22 顶管工程力学参数确定 2.1 顶力计算 本工程采用顶管总顶力计算的经验公式进行计算： F=F0+F1 F0=peBC2/4 F1=RSL F0初始顶力（kN） F1管壁摩擦力（kN） 综合系数，本工程取淤泥质土系数值 1 p

3、e土仓的压力（kpa） ，pe=150kpa BC=管外径（m） ，取 2.238m R综合摩擦阻力（kpa） ，本工程取淤泥质土值 2； S管外周长（m） ，=3.1415*2.2387.03m； L推进长度（m） ，本工程考虑 L=400m。 初始顶力：F0=1.5*150*2.2382*/4=885kN 管壁摩擦力：F1=2*7.03*400=5624kN 总推力：F=885+5624=6509 kN=651T 说明：以上的管壁摩擦力计算没有考虑触变泥浆减摩效果，施工是采用触变泥浆减摩，可以有效折减管壁摩阻力。 工具头正面泥水压力：F1=D2/4P 其中 F1顶管泥水阻力(t) D顶管外

4、径(m) 3顶管泥水最大压力(t/m2) 与土层密实度、土层含水量、地下水位状况有关。根据有关工程统计资料和本工程的分析，估算工具头正面泥水压力为 50t/m2 左右，F1=D2/4P2.2382/450196T 管壁摩擦阻力： F2=SLf 其中 S顶管外周长(m) L最长一段顶管长度(m) f综合摩擦力系数(T/ m2) f 与管道的埋设深度、土质、地下水位等因素有关。根据有关工程统计资料和本工程的分析，估算综合摩擦力系数f=1.3T/m2。F2=SLf=2.238601.0421T 在考虑一次顶进距离为 60-70m 时，顶管总阻力为以上阻力之和：F=F1+F2617t 根据该管径钢管的

5、要求，其不能承受的以上顶力，顶力较大，需要增加中继环，顶进的后座采用 4 个 200T 的千斤顶，中继环采用10 个 30T 千斤顶，共计 300T。顶管中继环布置按照“工具头 20m中继环后座 60m”来布置。另外，顶管过程还要采用减阻措施，通常减少管壁摩擦阻力的措施有：管壁与泥土间压触变泥浆减阻(优质膨润土拌制而成)，注浆需要管节间的密封良好，否则浆体会在管节间泄漏起不到应有的作用，减阻效果好时，f综合摩擦力系数可以降低到 0.3-0.8T/m2 左右，将触变泥浆的减阻作为保险系数。 2.2 管材受力计算 钢管内径 d=2220mm，厚度 t=18mm，每节管长度 6000mm，管的端头采

6、用焊接接头。端面受力面积 s= 4(2.2382.238-2.222.22)/4=0.063m2 可承受的最大顶力为：F=s5000T/m2/4=78.8T。 3 顶管基本工艺 整个顶管过程大致可分为三个阶段：出洞前准备阶段，正常顶进阶段，进洞及后期收尾阶段。 3.1 出洞前准备阶段 本阶段工作包括：履带吊（25 吨）就位，顶管设备进场，洞口止水装置安装，轴线放样，立后靠，基坑导轨 、主顶油缸组测量安装就位，泥水系统机坑旁通阀组及管道系统安装就位、操纵平台搭建。电气控制线路布置、储水箱及泥水泵安装就位、压浆系统及其管道安装就位、顶管机头下井就位、各部分设备调试运行、联机总调试、触变泥浆搅拌储存

7、。 3.2 出洞及正常顶进阶段 打开洞门、机头顶入洞口后下设备段。转接油管、电缆及泥水管后继续顶进。油缸顶到位后，拆除泥水管和电缆，第一节管子下井，设备段与第一节砼管合拢，接通泥水管和电缆继续顶进。重复上述过程。在顶进过程中每顶一节管子对顶进轴线作一到二次测量，确定纠偏的方向和时机；并对机头前 10 米，后 20 米的地面沉降监测点作一测量，以便当班施工人员能及时采取相应措施，控制沉降幅度。 整个顶进过程中须在压浆孔向管壁外注入触变泥浆，以便顶进的定量定点压浆，减小顶进时管外壁摩阻力，填充扰动土中空隙，减小地面沉降。 5严格执行班长交接班一小时衔接制度，交待上班各类情况，共同观察工作现状，以保

8、证全顶程的连续。 3.3 进洞及后期收尾工作 本部分工程包括：接收导轨就位，洞口止水装置安装，机头偏差复测，井位复测，打开洞门，机头进洞，管道内清理，洞口井壁与砼管节间连接处理，基坑内设备拆除和吊运。管道清洗，管节偏差测量记录。 3.4 其他附属施工方法 顶管工作面排水由工作面流向工作井集水坑，再用泵排出地面。顶管内面无人，如果需要进去维修设备等，进管之前需要通风，采用压入强制性通风措施，用风机通过 1.5 英寸铁管向顶管工具头压风。施工用电主干线采用 380V 三相五线制，接通地面、工作井、管道内、工具头、管道照明采用 1224V 低压电源供电。 4 总结 顶管过程涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科，必须严格控制好顶管推力，而对顶管计算复核能够准确估计顶管的推力。另在封闭的工作仓内加泥水压力平衡地下水压力，是防止泥砂涌入的重要方法。泥水压力一定要合理。压力较小，大量的泥砂涌入，会造成路面破坏，地表设施受损；压力过大，会增大主千斤顶负荷，严重的可能产生冒顶现象。此工程必须通过严密的顶管计算，采取先进的顶管设备，才能成功地完成顶管施工的工作。 参考文献： 1王峰.顶管技术在泵站出水管道施工中的应用J.城市道桥与防洪.2006.(2):22-23. 62给水排水管道工程施工及验收规程S.中华人民共和国建设部发布.1997.