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1、第六節 頂管施工方案管道頂進方法的選擇，是根據管道所處土層性質、管徑、地下水位、附近地上與地下建筑物、構筑物和各種設施等因素，經技術經濟比較后確定的。普通頂管法是在黏性或砂性土層，且無地下水影響時，采取的手掘式或機構挖掘式頂管法。一、施工組織安排本工程需要采用人工頂管的管段為計劃用3套頂管設備,其中1套備用，分成兩個階段頂進，第一階段為工作井、接收井的施工，第二階段為人工頂管的實施，其中工作井、接收井的施工可以交叉作業，速度較快，設備也能得到充分的利用。二、頂管施工工藝流程工作井施工設備安裝管吊裝就位施工準備開機頂進回收掘進機頭結束測量控制及糾偏廢泥外運施工下一節。三、施工順序施工順序為：工作2、井施工頂進設備安裝調試吊裝砼管到軌道上連接好工具管裝頂鐵開啟油泵頂進出泥管道貫通拆工具管砌檢查井。四、施工準備工作（一）生產準備1、進行施工測量和現場放線工作。2、確定管線范圍內及施工需用場地內所有障礙物，如管線、電線桿、樹木及附近房屋等的準確位置。3、按施工平面布置圖修建臨時設施，安裝臨時水、電線路，并試水、試電。4、進行頂管所用設備的加工制作。5、根據頂進長度，準備好各類管線和所需的輔助物（固定架等）。6、根據材料計劃，分期分批組織材料進場。（二）技術準備1、審查施工圖紙和進行各專業圖紙會審，進行施工技術交底工作。2、做好標高點控制，施工測量和現場放線工作。3、按照提供的永久水準點，引臨時3、水準點至井下，施工中經常進行校核。五、主要工程項目的施工技術方案（一）人工頂管頂力的計算：1、對于頂管頂進深度范圍土質好的，管前挖土能形成拱，可采用先挖后頂的方法施工。根據經驗公式：P=nP0其中：P總頂力n土質系數。土質系數取值可根據以下兩種情況選取：（1）土質為粘土、亞粘土及天然含水量較大的亞砂土，管前挖土能成拱者，取1.52.0。（2）土質為中粗砂及含水量較大的粉細砂，管前挖土不易成拱者，取34。取n為2.0。2、對于頂管頂進深度范圍土質較差的，即開挖時容易引起塌方的，可采用先頂后挖的方法施工。根據頂管工程力學參數確定，先頂后挖時，頂管的推力就是頂管過程管道所受的阻力，主要包括工具管切土4、正壓力、管壁摩擦阻力。工具管正壓力：與土層密實度、土層含水量、工具管格柵形態及管內挖土狀況有關。根據有關工程統計資料，軟土層一般為20-30t/m2,硬土層通常在30-60t/m2。大于40t/m2時表明土質較好。F1=S1K1其中F1-頂管正阻力(t)S1-頂管正面積(m2)K1-頂管正阻力系數(t/m2)2之間。F2=S2K2其中F2頂管側摩擦力（t）S2頂管側面積（m2）K2頂管側阻力系數（t/m2）（二）工作井和接收井的施工工作井和接收井的施工方法采用人工挖孔護壁法施工。1、工作井施工采用分層開挖，分層澆注井壁的方法施工，每節開挖護壁的高度最多不超過100cm。頂管工作坑的位置的設置應5、便于排水、出土和運輸，并對地上與地下建筑物、構筑物易于采取保護和安全生產措施。采用裝配式后背墻由方木、型鋼或鋼板等組裝而成，組裝后的后背具有足夠的強度和剛度。工作坑的支撐應形成封閉式模框架，矩形工作坑的四角應加斜撐。2、工作棚架：作為防雨及安裝吊運設備。工作坑上設活動式工作平臺，平臺用20#工字鋼梁。在工作平臺上設起重架，井旁邊裝置電動卷揚機。（三）引入測量軸線及水準點將地面的管道中心樁引入工作井的側壁上（兩個點），作為頂管中心的測量基線。將地面上的臨時水準點引入工作井底不易碰撞的地方，作為頂管高程測量的臨時水準點。（四）下管下管前，要嚴格檢查管材，不合格的嚴禁使用。第一節管下到導軌上時，應測6、量管的中線及前后端管底高程，以校核導軌安裝的準確性。要安裝戶口鐵或弧形頂鐵保護管口。（五）千斤頂和頂鐵的安裝1、設備安裝導軌：選用鋼質材料制作，兩民軌安裝牢固、順直、平行、等高，其縱坡與管道設計坡度一致。在使用中經常檢查校核導軌，防止產生位移。千斤頂：安裝時固定在支架上，并與管道中心的垂線對稱，其合力的作用點在管道中的中心的垂線上。油泵：應與千斤頂相匹配，并用備用油泵；安裝完畢后進行試運轉。頂進過程中油壓突然增高時，應立即停止頂進，檢查原因并經處理后方可繼續頂進。頂鐵：分塊拼裝式頂鐵應有足夠的剛度，并且頂鐵的相鄰面相互垂直。安裝后的頂鐵軸線應與管道軸線平等、對稱，頂鐵與導軌之間的接觸面不得有泥7、土、油污。更換頂鐵時，先使用時觀察頂鐵有無異常現象。頂鐵與管口之間采用緩沖材料襯墊，當頂力接近管節材料的允許抗壓強度時，管口應增加U型或環形頂鐵。起重設備：正式作業前應試吊，檢查重物捆扎情況和制動性能；嚴禁超負荷吊裝。2、注意要點（1）千斤頂的高程及平面位置：千斤頂的工作坑內的布置采用并列式，頂力合力作用點與管壁反作用力作用點應在同一軸線，防止產生頂時力偶，造成頂進偏差。根據施工經驗，采用機械挖運土方，管上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1/41/5處為宜。（2）安裝頂鐵應無歪斜、扭曲現象，必須安裝直順。（3）每次退千斤頂加放頂鐵時，應安放最長的頂鐵，保持頂鐵數目最少。8、（4）頂進中，頂鐵上面和側面不能站人，隨時觀察有無扭曲現象，防止頂鐵崩離。（六）頂進施工工作坑內設備安裝完畢，經檢查各部分處于良好狀態。即可進行試頂。首先校測設備的水平及垂直標高是否符合設計要求，合格后即可頂進工具頭，然后安放混凝土管節，再次測量標高，確定無誤后進行試頂，待調整各項參數后即可正常頂進施工。在施工過程中，做到勤挖勤頂勤測，加強監控。頂進施工時，主要利用風鎬在前取土，千斤頂出鎬在后背不動的情況下將污水管向前頂進，其操作過程如下：（1）安裝好頂鐵擠牢，工具管前端破取一定長度后，啟動油泵，千斤頂進油，活塞伸出一個工作行程，將管子推向一定距離。（2）停止油泵，打開控制閥，千斤頂回油，活塞9、回縮。（3）添加頂鐵，重復上述操作，直至需要安裝下一節管子為止。（4）卸下頂鐵，下管，用環形橡膠環連接混凝土管，以保證接口縫隙和受力均勻，保證管與管之間的連接安全。（七）頂進施工中的重點工序1、采用手掘式頂管理，將地下水位降到管底以下不小于0.5M處，并采取措施，防止其他水源進入頂管管道。2、全部設備經過檢查并試運轉合格后可進行頂進。頂進程序是：安裝頂鐵，開動油泵，頂鎬活塞伸出一個行程后，關油泵，頂鎬停止運行，活塞收縮，在空隙處加上頂鐵，再開油泵，如此周而復始。3、工具管開始頂進5-10m的范圍內，允許偏差為：軸線位置3mm，高程0+3mm.當超過允許偏差時，采取措施糾正。4、采用手工掘進頂進10、時，應符合下列規定：工具管接觸或切入土層后，自上而下分層開挖。在允許超挖的穩定土層中正常頂時時，管下部135度范圍內不得超挖；管頂以上超挖量不得大于15mm；管前超挖根據具體情況確定，并制定安全保護措施。5、頂管結束后，管節接口的內側間隙按設計規定處理，設計無規定時，可采用石棉水泥、彈性密封膏或水泥秒漿密封。填塞物應抹平，不得凸入管內。6、頂進時測量工具管的中心和高程采用手工掘進時，工具管進入土層過程中，每頂進0.3m，測量不少于一次；管道進入土層后正常頂進時，每1.0m測量一次，糾偏時增加測量次數。全段頂完后，在每個管節接口處測量其軸線位置和高程；有錯口時測出相對高差。測量次數：在頂第一節管11、時及校正頂進偏差過程中，應每頂進2030cm，即對中心和高程測量一次；在正常頂進中，應每頂進50100cm時，測量一次。中心測量：根據工作井內測設的中心樁、掛中心線，利用中心尺，測量頭一節管前端的軸線中心偏差。高程測量：使用水準儀和高程尺，測首節管前端內底高程，以控制頂進高程；同時，測首節管后端內底高程，以控制坡度。工作井內應設置兩個水準點，以便閉合之用，經常校核水準點，提高精度。一個管段頂完后，應對中心和高程再作一次竣工測量，一個接口測一點，有錯口的測兩點。7、糾偏采用小角度、頂進中逐漸糾偏的方法。挖土校正法：即在管子偏向一側少挖土，而在別一側多超挖些，強制管子在前進時向另一側偏移。適用于偏12、差為10-20mm時。木杠支撐法：如管端下陷，管子發生錯口時，可采用木杠支撐法方法校正，適用于偏差為20mm時。當測量發現偏差在1020mm時，采用超挖糾偏法，即在偏向的反側適當超挖，在偏向側不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加頂力后，使偏差回歸。當偏差大于20mm時，采用千斤頂糾偏法，當超挖糾偏不起作用時，用小型千斤頂頂在管端偏向的反側內管壁上，另一端斜撐在有墊板的管前土壁上，支頂牢固后，即可施加頂力。同時配合超挖糾偏法，邊頂邊支，直至使偏差回歸。8、管前挖土要求在道路和重要構筑物下，不得超越管段以外100mm，管周不得超挖，并隨挖隨頂。在一般頂管地段，如土質良好，可超挖管端300500mm，在13、管周上面允許超挖15mm，下面135度范圍內，不得超挖。9、接口的處理：頂管完畢后，對于管與管之間的縫隙，采用膨脹水泥砂漿壓實填抹。選用硅酸鹽膨脹水泥和潔凈的中砂，配合比（重量比）為1:1:0.3,隨拌隨用，一次拌和量應在半小時內用完。填抹前，將接口濕潤，再分層填入，壓實填抹平整后，在潮濕狀態下養護。10、頂進過程中，出現下列緊急情況時應采取措施進行處理：工具管前方遇到障礙；后此墻變形嚴重；頂鐵發生扭曲現象；管位偏差過大且校正無效；頂力超過管端的允許頂力；油泵、油路發生異常現象；接縫中漏泥漿。11、遇到流砂時的施工技術措施頂進時若遇到流砂較多，且流砂流動性較強，則要在管內準備足夠的砂包、稻草，14、用來阻擋流砂的流動。或用改裝后帶網格的工具頭配合施工。以防萬一,確保施工人員的生命安全。六、質量保證措施1、頂管施工前編制頂管組織設計，提交監理和業主審定才能進行施工。2、頂管前，項目部向作業班組進行詳細的技術交底工作，每道工序開工和員工上崗前進行簡短的質量要求和技術交底，由各專業工程人員負責實施，使每個員工上崗前做到人人心中有數，以確保工程質量。3、摸清施工沿線的地下管線的詳細情況，并制定詳細的技術措施。4、做好施工資料管理工作，及時填寫原始記錄和隱蔽工程記錄（含照片），及時完成竣工資料。5、認真做好施工計劃，保證施工作業連續均衡、緊湊，從而有效可靠地控制質量，保證工程質量。6、頂進過程中，15、應嚴格控制頂力在允許的范圍內，并留有足夠的安全系數。7、頂管控制在質量標準范圍以內，如果在頂進過程中，發現方向失控，應該立即停止頂進，逐級上報，經研究同意后，方可以繼續頂進。8、作好地質勘察及資料整理工作，認真編制好施工方案和通過不同土層的技術措施及糾偏措施，確保管道的順利頂進。9、加強操作控制，使頂管均勻平穩，受力均勻，盡可能減少頂進過程中的傾斜、偏移、扭轉，防止管壁出現裂縫、變形。七、施工安全措施1、沿工作井四周設置1.2米高的固定護欄，護欄上掛安全網，工作井四周要掛相應的警示標語。2、挖土施工時工作井必須設置爬梯，供人員上下井用。使用的卷揚機等應安全可靠并配有自動卡緊保險裝置。3、挖出的16、土石方應及時運離工作井，不得堆放在工作井四周1米范圍內。4、頂管作業人員必須戴硬安全帽。5、頂管施工區域沿線采用標準圍蔽。6、嚴格遵循土方開挖程序，控制均勻挖土，防止發生偏位，嚴重傾斜或管涌等現象，做好作業前和施工中的通風換氣工作，每次進入管道時，保證管內通風，以免導致人身事故。7、吊車、起重設備由專人操作和專人指揮，統一信號，預防發生碰撞。吊車靠近工作井邊坡行駛時，加強對地基穩定性檢查，防止發生傾翻事故。吊管下工作井時，注意安全。8、加強機械設備維護、檢查、保養。機電設備由專人操作，認真遵守用電安全操作規程，防止超負荷作業。9、開挖前詳細了解沿線管線資料，做好沿線管線保護措施。10、作業人員17、輪換制。每個作業人員在管內作業時間不得超過1小時，避免勞動強度過大引起危險。11、頂進過程中，施工人員必須使用安全帶，洞口必須有施工人員照應，洞內用不大于12伏照明燈照明，每班作業時必須有合格的電工當班。12、利用軸流式抽水泵在工作井設置的集水井內進行抽水，保持井內無積水，抽水時，施工作業人員不得站立在積水范圍內。13、采用卷揚機垂直牽引出土時，井下不能站人，工作井上平臺的作業人員出土時必須使用安全帶。14、自制木板小車，用于放置壓縮空氣呼吸器和運載進管人員，并在車尾部拴上繩子，在萬一發生意外的情況下由管外監護人員迅速將管內人員拉出管外進行搶救。15、利用鼓風機并購買軟管，用于輸送空氣進入管道18、，加強管內空氣的流動和循環。工作挖掘面的工人要佩帶含氧量探測儀，經常檢查該處含氧量必須超過18%。16、管外配備專職監護人員，密切注意入管作業人員狀態，每一分鐘對管內人員進行呼喊，或用一條繩子每隔一定時間拉一下作業人員，在得不到安全的反饋情況下立刻采取相應應急措施。17、井上配備相應藥品。作業前要對施工人員進行緊急救援的培訓，使全體人員懂得使用呼吸器和含氧量探測儀，懂得救人步驟，并進行實地現場考核合格后才施工。18、在人員進管前要用含氧量探測儀進行管道內氧氣濃度的探測，利用毒氣探測儀進行管道有毒氣體濃度的探測。19、電動卷揚機必須設置防沖頂裝置。20、施工過程中使用的有關機械設備必須嚴格按照各19、機械的安全操作規程進行操作，全部用電設施必須符合施工現場臨時用電安全技術規范。八、采用空氣壓縮機帶風鎬機挖土時的安全措施1、作業環境內保持清潔和干燥，貯氣罐放在通風良好的地方，半徑15m以內不得進行焊接或熱加工作業。2、曲軸箱內的潤滑油量應在標尺規定范圍內，加添潤滑油的品種、標號必須符合規定。3、各聯結部位應緊固，各運動部位及各部閥門開閉應靈活，并處于起動前的位置。4、起動空氣壓縮機必須在無載載荷狀態下進行，待運轉正常后，再逐步進入載運轉。5、開啟送氣閥前，應將輸氣管道聯接好，輸氣管應保持暢通，不得扭曲。送氣時，在出氣口前不準有人工作或站立。6、發現以下情況必須立即停機檢查，找出原因待故障排除后，方可作業。漏水、漏氣、漏電或冷卻水突然中斷；壓力表、溫度表、電流表的指示值超過規定；排氣壓力突然升高，排氣閥、安全閥失效；機械異響或電動機電刷發生強烈火花。7、停機時，應先卸載，然后分離主離合器，再停止電動機的運轉。