1、重 庆 市 沙 坪 坝 区 三 所 一 队 一 科 两 基 地污 水 管 网 工 程 （ II 标 段 ）顶管专项方案编 制 单 位 ： 重 庆 市 武 隆 县 第 二 建 筑 有 限 责 任 公 司编 制 人 ： 审 核 人 ：编 制 日 期 ：目 录一、编制依据 .- 1 -二、工程概况 .- 1 -三、管道施工 .- 2 -3.1、管线设计 .- 2 -3.2、顶管方案的选择 .- 2 -3.3、顶管计算 .- 4 -3.4、顶管设备安装 .- 5 -3.5、工具管 .- 9 -3.6、顶管测量控制 .183.7、顶管常见问题 .213.8、顶管施工对地面构筑物的影响及防护措施 .26四
2、、人员、机械和材料计划 .284.1、项目经理部人员 .284.2、顶管施工人员 .284.3、主要设备计划 .294.4、主要材料计划 .31五、顶铁、分压环、机头构造图 .32- 1 -顶 管 专 项 方 案一 、 编 制 依 据1.1、 中 煤 科 工 集 团 重 庆 设 计 研 究 院 2013 年 3 月 重 庆 市 沙 坪 坝区 三 所 一 队 一 科 两 基 地 污 水 管 网 工 程 施 工 设 计 图 。1.2、 与 市 政 管 道 施 工 相 关 法 律 法 规 。1.3、 与 市 政 管 道 施 工 相 关 检 验 及 评 定 标 准 。1.4、 本 工 程 施 工 组
3、织 设 计 结 合 现 场 实 际 环 境 及 有 关 施 工 条 件 。二、工程概况2.1、 地 质 概 况地 层 结 构 主 要 上 部 填 土 厚 度 约 2.1 6,5m， 中 部 为 第 四 系 粉 质 粘土 厚 约 1.3m， 下 伏 基 岩 围 岩 等 级 为 强 风 化 泥 岩 、 局 部 砂 岩 为 V 级 ，填 土 为 VI 级 ； 各 段 顶 管 埋 深 分 别 为 W-86（ 5.94m） 、 W-87（ 6.92m） 、W-88（ 6.59m） 、 W-89（ 6.49m） 及 W-91（ 5.34m） ； 结 合 地 勘 资 料 显示 ， 管 道 顶 进 ， 主 要
4、 穿 越 下 伏 强 风 化 岩 体 内 ， 局 部 穿 越 填 土 层 ， 整 体地 质 条 件 较 差 。2.2、 结 构 概 况本 工 程 采 用 顶 管 施 工 的 污 水 管 段 ， 主 要 由 沿 碚 青 路 西 侧 设 计 W-86 号 接 收 井 至 W-87 号 双 向 顶 管 工 作 井 至 W-88 号 双 向 接 收 井 段 ， W-88 号 双 向 接 收 井 至 W-89 号 双 向 顶 管 工 作 井 穿 越 碚 青 路 和 W-89 号 双向 顶 管 工 作 井 沿 青 东 路 W-90 号 中 间 钢 砼 检 查 井 及 W-91 号 接 收 井 共- 2 -
5、同 组 成 ， 总 长 364 m， 共 计 两 座 顶 管 工 作 井 ， 两 座 单 向 接 收 井 ， 一座 双 向 接 收 井 ， 一 座 钢 筋 混 凝 土 检 查 井 。其 中 本 次 青 东 路 顶 管 线 一 段 为 起 点 W-87， 终 点 为 W-86 长 度90m， 二 段 起 点 W-87， 终 点 为 W-88 长 度 74.02m； 跨 越 碚 青 路 由 起 点W-89， 终 点 为 W-88 长 度 60m； 沿 青 东 路 段 由 起 点 W-89， 终 点 为 W-91 长 度 140m， 中 间 加 设 W-90 号 检 查 井 。三、管道施工3.1、管
6、线设计由 于 本 工 程 的 地 下 管 线 有 沿 碚 青 路 纵 向 供 水 、 弱 电 及 燃 气 管 道 和沿 青 东 路 电 力 、 给 水 、 弱 电 、 燃 气 及 已 建 排 污 管 线 。 管 线 根 据 具 体位 置 、 走 向 、 坡 度 、 埋 深 等 以 设 计 图 纸 作 为 依 据 ， 结 合 探 沟 、 探 坑等 物 探 资 料 和 现 场 实 际 情 况 ， 对 管 线 的 平 面 位 置 进 行 合 理 化 调 整 。调 整 后 的 管 线 图 经 报 请 业 主 、 监 理 及 设 计 单 位 审 查 批 准 后 实 施 。该 段 顶 管 作 业 计 划
7、采 用 的 管 道 为 DN900mm,壁 厚 =90mm,单 根 管段 长 度 L-2m， 管 节 端 口 采 用 双 插 口 F 型 连 接 。3.2、顶管方案的选择本 工 程 共 设 置 2 座 工 作 井 （ W-87 号 及 W-89 号 双 向 顶 管 工 作 井 ） ，采 用 2 个 工 作 井 同 时 单 向 顶 进 的 施 工 方 案 （ W-87 顶 向 W-86， W-89顶 向 W-88， 该 部 分 顶 管 施 工 完 成 后 ， 调 向 从 W-87 顶 向 W-88 及 从W-89 顶 向 W-91） ， 顶 管 完 成 后 进 行 检 查 井 施 作 。 顶 管
8、 顶 进 断 面 多 为强 风 化 原 状 页 岩 或 泥 岩 ， 埋 深 5.345 6.915m 之 间 ， 土 石 结 构 短 时- 3 -间 内 较 稳 定 ， 拟 采 用 敞 开 、 手 掘 式 开 挖 配 合 液 压 千 斤 顶 机 械 顶 管 。对 机 头 前 岩 石 拟 采 用 风 镐 破 碎 （ 局 部 采 用 水 钻 ） ， 辅 以 人 工 凿 石 的 方法 施 工 ， 然 后 人 工 装 土 石 到 小 车 上 ， 安 装 运 渣 轨 道 ， 用 双 筒 慢 速 卷 扬机 牵 引 至 井 内 ， 再 用 门 吊 吊 出 装 车 外 运 。 具 体 施 工 顶 进 顺 序
9、如 下 图3-1 所 示 。W-86 接 收 井W-87 工 作 井W-88 接 收 井W-91 接 收 井W-89 工 作 井11 2223-1 顶 管 顶 进 施 工 顺 序 图施 工 操 作 者 须 密 切 注 意 土 层 变 化 ， 取 土 速 度 与 千 斤 顶 的 顶 进 速 度 相匹 配 ， 避 免 土 体 超 挖 太 多 ， 造 成 地 面 沉 降 太 大 。 前 方 取 土 与 后 方 顶 进 密切 配 合 ， 以 保 持 开 挖 面 的 稳 定 。 顶 管 机 内 设 置 纠 偏 油 缸 控 制 顶 进 方 向 ，前 三 节 管 设 置 千 斤 顶 孔 用 于 曲 线 开
10、缝 用 。 前 几 节 管 根 据 需 要 用 拉 杆 连 接起 来 。每 段 顶 进 开 始 后 则 顶 进 施 工 做 到 连 续 工 作 ， 当 进 行 设 备 保 养 维 修W-90 检 查 井- 4 -而 暂 停 顶 管 施 工 时 ， 必 须 采 取 措 施 确 保 开 挖 面 的 稳 定 ， 停 顶 时 要 求 机头 土 体 自 然 平 衡 。 顶 进 时 管 道 内 采 用 低 压 （ 36V） 照 明 和 管 道 风 机通 风 ， 配 备 沼 气 监 测 仪 对 管 道 内 空 气 进 行 检 查 ， 并 保 持 管 道 内 的 清 洁 。3.3、顶管计算推 力 的 理 论
11、计 算 ： （ 以 900mm 计 算 ）F=F1 十 f2其 中 F总 推 力Fl 一 机 头 阻 力 F2顶 进 周 边 阻 力3.3.1、 机 头 正 面 阻 力F1= D 外 /4P 式 中 ： D管 外 径 0.99,取 1.0mP控 制 土 压 力P=K0 H0式 中 ： K0静 止 土 压 力 系 数 ， 一 般 取 0.55 土 的 湿 容 重 ， 取 1.9t/m3H0地 面 至 管 中 心 距 离 （ 取 大 值 ） ， 6.365m， 按 7m 计 算 。P=0.551.97=7.31t/m2， 按 8t/m2 计 算 。F1=3.14/418=6.28t3.3.2、 顶
12、 管 管 道 周 边 阻 力 F2F2= D 外 Lf式 中 ： L取 W-87 W-86 段 长 度 为 90m- 5 -f管 外 表 面 平 均 （ 根 据 顶 进 距 离 平 均 淤 泥 土 ） 综 合 摩阻 力 ， 取 0.8t/m2。F2=3.141900.8=226.1tF=F1+F2=6.28+226.1=232.4t3.3.3、 顶 管 施 工 段 均 需 采 用 中 继 站L=（ F-F1） / D 外 f=（ 357.48-6.28） /3.1410.8=57.6m根 据 上 示 计 算 公 式 及 施 工 经 验 常 数 计 算 ， 结 合 实 际 情 况 ， 本 案将
13、第 一 个 中 继 站 ， 一 般 布 置 在 距 工 具 管 40m 左 右 处 。施 工 中 ， 为 合 理 分 配 和 均 匀 分 压 ， 主 顶 千 斤 顶 及 中 继 间 千 斤 顶 ， 均采 用 4 套 顶 进 千 斤 顶 施 加 推 力 。 每 套 主 顶 千 斤 顶 额 定 顶 推 力 选 用200t， 中 继 间 千 斤 顶 额 定 顶 推 力 选 用 75t。3.4、顶管设备安装顶 管 设 备 主 要 由 后 靠 背 、 油 缸 支 架 、 主 顶 油 缸 、 主 顶 泵 站 、 导 轨 、穿 墙 止 水 法 兰 、 泥 浆 搅 拌 及 压 注 系 统 组 成3.4.1、
14、导 轨 安 装导 轨 用 型 钢 和 P38 钢 轨 制 作 ， 钢 轨 焊 于 型 钢 上 ， 型 钢 用 螺 栓 紧 固于 钢 横 梁 上 ， 便 于 装 拆 。 钢 横 梁 置 于 工 作 井 底 板 上 ， 并 与 底 板 上 的 预埋 铁 板 焊 接 ， 使 整 个 导 轨 系 统 牢 固 。 如 下 图 3-2 所 示 。- 6 -3-2 导 轨 及 千 斤 顶 支 架 系 统 结 构 简 图导 轨 安 装 至 关 重 要 ， 其 安 装 精 度 甚 至 决 定 管 道 顶 进 质 量 ， 故 导 轨 安装 必 须 达 到 如 下 要 求 ：a、 两 导 轨 顺 直 、 平 行 、
15、 等 高 ， 其 纵 坡 与 管 道 设 计 坡 度 一 致 。b、 导 轨 轴 线 偏 差 3mm； 顶 面 高 差 0 +3mm； 两 轨 间 距2mm。3.4.2、 油 缸 支 架油 缸 支 架 是 用 来 支 撑 并 固 定 主 顶 油 缸 的 构 件 ， 用 14 槽 钢 加 工 而成 。3.4.3、 千 斤 顶 安 装主 顶 站 选 用 4 台 200t 千 斤 顶 ， 油 缸 行 程 0.5m， 固 定 在 型 钢 制 作的 千 斤 顶 支 架 上 ， 支 架 焊 在 井 底 的 横 梁 上 ， 千 斤 顶 着 力 点 在 与 水 平直 径 成 45角 顶 管 圆 周 上 ， 且
16、 与 管 道 中 心 的 垂 线 对 称 ， 如 图 3-2 所示 。 每 个 千 斤 顶 的 纵 线 坡 度 与 管 道 设 计 坡 度 一 致 。- 7 -3.4.4、 主 顶 泵 站主 顶 泵 站 是 给 主 顶 油 缸 供 油 以 及 主 顶 油 缸 回 油 的 设 备 ， 该 泵 站 安 装在 工 作 井 旁 ， 可 远 程 控 制 。3.4.5、 后 背 墙 安 装本 工 程 工 作 井 W-87， W-89 均 为 双 向 顶 进 。 施 工 时 ， 从 W-87 工作 井 顶 向 W-86 接 收 井 ， W-89 工 作 井 顶 向 W-88 工 作 井 时 ， 按 工 作
17、井设 计 图 示 制 安 后 背 墙 ， 外 附 着 4cm 钢 板 ， 顶 进 时 ， 便 于 墙 面 整 体 受 力 。在 W-87 工 作 井 顶 向 W-86 接 收 井 及 W-89 工 作 井 顶 向 W-88 接 收 井 顶管 完 成 后 ， 调 整 方 向 ， 由 W-87 工 作 井 顶 向 W-88 井 ， 由 W-89 工 作井 顶 向 W-91 终 端 接 收 井 时 ， 选 用 周 转 使 用 的 装 配 式 后 靠 背 。 后 靠 背 用I20 号 工 字 钢 焊 成 一 堵 墙 ， 为 顶 管 的 反 力 提 供 一 个 垂 直 的 受 力 面 ， 正 面焊 一
18、块 4cm 厚 钢 板 ， 使 各 工 字 钢 受 力 更 均 匀 。 后 靠 背 的 孔 隙 中 灌 满 自密 砼 ， 形 成 一 道 由 钢 板 、 工 字 钢 和 砼 组 成 的 复 合 后 靠 背 ， 承 受 千 斤 顶 传来 的 顶 进 反 力 。 后 靠 背 安 装 无 误 后 ， 在 后 靠 背 与 井 壁 间 浇 筑 砼 ， 并 在 砼与 井 壁 之 间 垫 一 层 150mm 厚 的 木 板 ， 调 整 砼 与 井 壁 之 间 的 应 力 分 布 ，以 使 井 壁 受 力 均 匀 。3.4.6、 穿 墙 止 水穿 墙 止 水 法 兰 式 安 装 在 管 节 外 壁 与 井 壁 之 间 的 构 件 ， 其 主 要 作 用 是在 顶 进 过 程 中 防 止 工 作 井 外 的 泥 、 水 沿 管 壁 流 入 井 内 。3.4.7、 泥 浆 搅 拌 及 压 注 系 统泥 浆 搅 拌 及 压 注 系 统 是 将 膨 润 土 搅 拌 成 泥 浆 并 充 分 膨 化 后 输 送 到 管壁 与 土 体 之 间 的 设 施 的 总 称 ， 本 工 程 地 质 基 本 上 为 回 填 土 及 粉 质 粘土 ， 部 分 未 强 风 化 泥 岩 或 V 级 砂 岩 ， 岩 体 凿 除 开 挖 后 稳 定 性 较 差 。
