1、北京市东北热电中心再生水供水工程东坝南二街再生水管线（机场二通道东高路）顶管施工专项方案编制人： 审核人： 审批人： 北京城建集团有限责任公司2014 年 6 月 20 日1目 录一、工程概述 .31.3 加固处理 .3二、顶管方法 .4三、施工工艺流程 .4四、地质情况及工作井、接收井的设置 .5（一）地质情况 .5（二） 、顶管工作井及接收井的设置 .5五、顶管工具管 .5六、顶力计算及顶时设备的配置 .5七、顶管工作平台及棚架搭设 .7八、设备的安装 .8（一）顶管设施安装 .83. 基坑导轨安装 .9（二） 、 洞门处理 .10（三） 、出泥设备 .10（四） 、通风设备及送风 .10
2、九、顶进设备的试车运行 .11十、顶管施工照明 .11十一、触变泥浆减阻 .12（一）触变泥浆的配制 .12（二）应用触变泥浆设备包括：泥浆封闭设备、调浆设备和灌浆设备 .13（三）注浆孔的设置 .13（四）触变泥浆的拌合程序 .13（五）注浆工艺程序 .14（六）触变泥浆使用应注意事项 .14十二、建筑物附近监测 .141、测点布置 .142、监测方法及时间： .153、 数据采集及处理方案 .154、 减少测量误差的措施 .15十三、管道顶进施工 .15（一）下管就位 .15（二）顶管挖土 .16（三）穿墙 .16（四）管道顶时 .18（五）顶管施工测量 .18（六）顶管纠偏校正 .19（
3、七）管道纠扭 .19（八）对顶接头 .20（九）顶管接口 .202十四、顶管工艺流程质量控制 .20（一）基本要求 .20（二）顶管实测项目允许偏差 .21（三）顶管排水 .21十五、顶管施工管道内的保护措施 .21十七、顶管管道失稳的分析和防治措施 .22十八、顶管记录与管理 .23十九、流砂的简易处理方法 .24二十、安全用电 .243一、工程概述1.1 总体概况为配合东北热电中心工程建设，满足其冷却循环用水需求，新建再生水供水专用管线。本工程再生水供水水源为酒仙桥再生水厂，再生水用户为北京市东北热电中心。本工程采用压力供水，设计供水规模 6.0 万 m/d，西起机场二通道东，向东与东高路
4、相交。1.2 顶管工程概况本工程顶管段分为 3 段，均为人工顶管，人工顶管处砼管分为 DN1600 和DN2400 两种，套管内穿再生水管为 DN1020 的螺纹钢管，每节钢管长 6m。顶管段概况表：序号 顶管段 长度（m） 顶管方法 备注1 5#7# DN1600 35.5 人工顶管1.3 加固处理本工程顶管段为人工顶管，人工顶管处砼管分为 DN1600 和 DN2400 两种，由于地质勘察报告中显示地面 9 米以上为杂填土，为防止开挖过程中土体塌落需沿管线对管体上方进行注浆加固，孔距 1m 梅花形布置，加固范围管中心外扩3.44m（即管外壁外扩 2m） ，加固宽度 6.88m ,施工工艺同
5、竖井注浆加固方案，注浆量：3.14*2.96 2*35.5*0.4=488.33m附图：41.4 过河段处理措施1、本工程为北京市东北热电中心再生水供水工程东坝南二街再生水管线（机场二通道东高路）中水人工顶管段，管材为 DN1600 双胶圈钢承插口钢筋混凝土排水管，本段设计为人工顶管，但顶管需下穿 18 米宽的河道，且管线在河道下方的覆土为 1.2 米。2、 施工中遇到的问题在顶管下穿河道时由于覆土为 1.2 米，且河道内有水，淤泥为 0.5 米，顶管管头顶到河道下方时，管道上方的土体由于河道内的水长时间浸泡开始出现塌方。3、 施工措施由于管道上方覆土较浅，因此采用开槽方式，首先对管线两侧 1
6、0 米河道进行截流，然后在把截流段内的水抽干，进行前边钩机开槽 0.5 米，人工配合清槽，后面推顶 0.5 米，重复施工的方法推进。管线施工完成后再对河道进行恢复。4、人工、材料、机械项目名称 工程量150 钩机 6 天土车 7 车次人工 100 工日5KW 水泵 5 天5、 附图现况平面图5剖面图二、顶管方法根据地质资料揭露情况，本工程管线穿越之处均处于地下水位以下，根据图纸设计情况，本工程沿线管段均为直线段顶管，在顶管过程中，应控制顶管的走水方向，以及坐标控制，保证管道顶进之后，其坡度、坐标符合设计要求。为保证管道顶进、挖土作业顺利进行，管内及工作井不能有积水现象，在工作井设置集水井，用抽
7、水机抽出至地面的沉淀池，经沉淀后排至市政雨水井。顶管时，在防止塌方管头加一个及可纠偏挤压式工具管，并采用触变泥浆减 阻 措 施 ， 采 用 机 械 配 合 人 工 掘 进 出 土 的 方 法 进 行 管 道 顶 进 。三、施工工艺流程 工 作 开 始测 量 放 线放样复核基坑构筑工作坑设备安装浇筑检查井进 洞卸管、接口安装推 进挖土运土管出洞准备取工具管注浆材料准备注 浆6四、地质情况及工作井、接收井的设置（一）地质情况详见地质勘察报告（二） 、顶管工作井及接收井的设置1、工作井的位置顶管工作井是顶管起始点，这里除安装有顶进设置外，还设置有穿墙孔、后背以及各种预埋件。工作井根据设计尺寸已考虑管
8、道下放、各种设备进出、人员上下、井内操作等必要的空间以及排放弃土的位置等等。本工程顶管工作井的位置设计院已充分考虑，根据设计院所设计的工作井进行施工。2、后背及后座后背是将主油缸顶力传递到承重工作井墙。后背的结构要根据计算而定，7其构造是整体的。本工程井设计考虑了顶管的顶力诸多因素。五、顶管工具管顶管专用钢砼管前面的是工具管，在下钢砼管前，需先顶进工具节，然后顶进钢砼管。工具管主要是控制管线方向、坐标、高程。六、顶力计算及顶时设备的配置对于顶管顶力的计算，管径、埋深、顶时长度、土质是否采用减阻措施，挖土工艺等都对顶力具有一定的影响，顶管的总顶力主要分为两个部分：下面阻力和四周的磨擦力，即总顶力
9、 F=F1+F2。本工程采用挤压式工具管。F1工具管的正面阻力（KN） ，由于该工程采用挤压式工具管，故F1=D 2（l-e） RD工具管外径（m）E开口率 e=S1/S2S1工具管开口面积S2工具管横截面积R挤压阻力（KN/M 2） ，取 R=300500KN/ M2F2管道磨擦阻力（KN） ，F2=f2LL=管道总长度（m）F2单位长度管道磨擦阻力（KN/M） 。管道的摩阻力是指管壁与土之间的磨擦阻力，由于该工程采用触变泥浆减阻措施，故 f2=DfD管道外径（m） ，顶管采用的管材一般其壁厚为其内径的 1/10。F管壁与土的平均阻力（KN/ M 2） （见下表）触变泥浆中管壁与土地的平均磨
10、擦力（f）土的类别 软粘土 粉粘土 粉细土平均磨擦阻力（KN/ M 2） 砼管 4.06.0 6.010.0 10.016.0钢管 3.05.0 5.08.0 8.012.0本工程采用双胶圈钢承插口钢筋砼管，其顶力计算如下。故 5#-7#最大顶力：F=F1+F2=（/4）/ D 2（l-e）R+f2L=（/4）/ D 2（l-S1/S2）R+ D fL8=（3.14/4）/1.92 2（l-0.4）*400+3.14*1.92*8*35.5=1712.179KN序号 顶管段 长度（m）最大顶力（KN）备注1 5#7# DN1600 35.5 1712.179工具管外径、管道外径（m）S1工具管
11、开口面积（m 2）S2工具管横截面积（m 2）R挤压阻力， 取 R=300500KN/ M2D管道外径（m）f管壁与土的平均阻力（KN/ M 2） （见下表L=管道长度（m）在选用顶管设备时,每坑采用 2 个 200t 的千斤顶作业,上下各两个,额定最大顶力为 400t，最大顶力均不超过 2 个 200t 千斤顶的顶力，最大工作顶力为1712.2KN，这里暂以 1712KN 考虑。七、顶管工作平台及棚架搭设（一）顶管工作平台1、工作平台搭设在工作井的顶面，主梁采用型钢，上面铺设 150*150 枋木，作为承重平台，在平台上口装设有带滚动轮和导轨的活动盖板。2、承重主梁必须根据荷载计算选用，一般
12、采用 30 号以上工字钢，本 工 程拟 采 用 32b 工 字 钢 ， 主 梁 两 端 伸 出 工 作 坑 壁 搭 地 不 得 小 于 1.2M。3、平台口的长度和宽度各大于管节长度及管外壁 0.8M，即平台口的尺寸为：长度 LL1+0.8宽度 BD1+0.8式中：L1管子长度（M）D1管外径（M）本工程估计每节管道长度为 3M，故 LL1+0.8=3+0.8=3.8M9B D1+0.8=3.36+0.8=4.16M，取 B=4.2M。4、 工 作 井 口 上 的 平 台 孔 口 必 须 安 装 护 拦 ， 上 下 入 设 置 牢 固 的 爬 梯 。（二） 、棚架本工程起吊设备采用门吊，具体详
13、见本章第四节顶管设备的选用中的吊装设备，支搭于工作平台上的门吊宜安装在防雨棚下面，防雨棚采用铁支架，上盖镀锌波纹铁皮，并安装牢固。八、设备的安装（一）顶管设施安装1. 后背安全系数的核算土体的被动泥水力： )245(2)45(212 chtgtgrhP式中：p 土壤的总被动泥水力r 土壤容重（KNm 3） r =19.8 （土壤的内摩擦角度） = 15.6c 土壤的粘聚力（KNm 2） c = 27h 天然土壁后背墙高度 h = 10.4m以上土质参数是根据岩土勘察报告中的数据，按不同的土层厚度加权平均，计算得出。则： )26.154(.10892)6.154(.108922 tgtgP2282 (kN/m)顶进时所需最大后背宽度： PFB
