管道頂管施工方法 1、排水管道頂管施工工藝流程圖 管道頂管施工工藝流程圖見附圖五。 2、工作坑的設計與布置 本工程頂進采用人工掘進頂進方法。 2-1、頂管段長度確定及頂管工作坑位置選定 本管道工程確定最大頂管段長度為91.894米，頂管工作坑位置為檢查井位置，兩個工作坑之間設一個交匯坑。 2-2、頂力計算： 頂力計算是頂管施工設計中的關鍵內容，頂管的頂力要大于工具管的迎面阻力、管道周圍土壓力對管道產生的阻力以及管道自重與周圍土層產生阻力之和。即： P≥f r D1〔2H+(2H+ D1)tg2(450-ψ/2)+ω/r D1〕L+PF 式中P——計算的總頂力（KN） f——頂進時，管道表面與其周圍土層之間的摩擦系數，其值選用為：粘土、亞粘土0.2-0.3； r——管道所處土層的重力密度（KN/M3）； D1——管道外徑（米）； H——管道頂部以上覆蓋土層的厚度（米）； Ψ——管道所處土層的內摩擦角（度）； ω——管道單位長度的自重（KN/M）； L——管道的計算頂進長度（米）； PF——頂進時，工具管的迎面阻力。（KN）允許超挖其阻力為零。 2-3、頂管工作坑設計 A、工作坑尺寸 工作坑應具有足夠的空間和工作面。 工作坑底部寬度：W=D+2B+2b D—管道外徑 2B+2b—管道兩側操作空間及支撐厚度2.4—3.2m 工作坑底長度：L=L1+L2+L3+L4+L5 L1=工具管長度、 L2=管節長度 L3=出土工作間長度、 L4=千斤頂長度 L5=頂管后背的總厚度 工作坑深度：H=h1+h2+h3 h1—道路至管道底部外緣的深度；h2—管道外緣底部至導軌底面的高度；h3—基礎及墊層的厚度。 B、開挖工作坑并進行支撐 頂管工作坑坑壁處理根據現有地質資料和工作坑開挖深度，結合我單位成熟的施工經驗，確定工作坑采用木質密撐。交匯坑和工作坑周圍修筑50厘米寬，厚30厘米3：7灰土防水墻，以防雨水流入工作坑。 開挖工作坑見前工作坑設計，工作坑開挖成型后及時安裝密撐并定位設立箱式組合梯架，以方便人員上下工作坑。 C、工作坑基礎 工作坑基礎采用C20混凝土基礎，基礎厚度20cm，基礎下設3：7灰土墊層共厚30厘米。 頂管工作坑基礎處理應結合基礎設計，確定混凝土面的高程及寬度，水泥混凝土基礎長寬為頂管工作坑滿坑澆筑，混凝土基礎頂面低于枕木面1—2厘米。頂管工作坑內并設置收水井，及時排水。 D、導軌安裝 導軌采用輕型鋼導軌，兩根鋼 導軌距離控制在管徑的0.45- 0.6倍之間。 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，然后測出導軌各點的實 際高程，并與設計高程相比較， 確定導軌的高程調整量后進行安裝。 導軌內距按下式計算： A=2 式中：A——兩導軌間距（mm）； D——管外徑（mm）； h——導軌高（mm）； e——管外底距枕鐵頂面間距（mm）。 安裝導軌的技術要求：導軌要安裝在枕木上，且保證枕木下地基穩定；導軌安設要直順，嚴格控制導軌頂面的高程，一般宜較管外底部高1—2厘米，安裝后的導軌應當牢固，不得在使用中產生位移；兩導軌應順直、平行，等高或略高于該處管道的設計高程，其縱坡應與管道設計坡度相一致。 E、后背與后座墻設計 根據設計院提供及工程實際情況，本工程頂管工作坑后背采用裝配式后背墻，其詳細構造見后頂管工作坑頂管設備安裝。后背承受管子頂進的全部水平頂力，將頂力均勻地分布在后座墻上。后背應具有足夠的強度、剛度和穩定性，不允許發生相對位移和彈性變形。 經過初步計算及以往經驗，后背采用高5米、寬5米的原土排木后背，具體是緊貼垂直的原土后座墻座橫向密排40×40×500CM方木，排木外側立7根50號工字鋼，立鐵均勻分布在后背中部3.5米范圍內，在立鐵外側放橫鐵，千斤頂作用在橫鐵上（如下圖）。排放方木時應注意第一根方木應臥 于工作坑底以下1.3米左右，使千斤頂的著力中心在后背高度1/3—1/2之間。頂進時，管口采用弧形鐵保護管口，使管口受力分布均勻，防止管口集中受壓破碎。 F、下管、頂進、出土設備安裝 ①本工程下管及出土設備采用水平卷揚機和垂直牽引的卷揚機，出土用小推車，頂進采用頂鐵。 ②垂直起重設備安裝注意問題： 安裝前必須對卷揚機、電動葫蘆、手動葫蘆等起重設備進行全面檢查，設備完好，方可安裝； 電動葫蘆行走輪要與行走軌道相匹配； 起重設備安裝后在正式作業前必須試吊，吊離地面10厘米左右，檢查重物，設備有無問題，確認安全方可起吊； ③頂進設備安裝注意問題： 頂進設備安裝前對液壓油缸、高壓油泵、液壓管路控制系統頂鐵等進行檢查，設備完好，方能安裝； 根據頂管坑的施工設計，安裝高壓油泵、管路及控制系統，油泵設置在液壓油缸附近，油管要直順、轉角少，油泵與液壓油缸相匹配，并要有備用油泵。 ④頂鎬和頂鐵的安裝 a頂鎬的高程：頂鎬安裝使頂力中心位于管口總高的1/4處左右； b平面位置：使用一臺頂鎬時，頂鎬中心與管道中心一致。使用多臺頂鎬時，頂鎬中心與管道中心對稱，且各頂鎬的油管要并聯在一起。 c安裝頂鐵無歪斜、扭曲現象，必須安裝順直； d每次退鎬加放頂鐵時，要安放最長的頂鐵，保持頂鐵數目最少； e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。 ⑤照明設備安裝 管內使用電壓不大于36V的低壓照明。 G、工作平臺安裝 ①頂管工作坑平臺在頂管工作坑開挖與支護完成后進行； ②工作平臺承重主梁要根據管重、人重及其他附加荷載計算選用，主梁兩端伸出工作坑壁搭接不小于1.2米； ③平臺口尺寸按下式進行計算確定： 長度L=L2+0.8、寬度B=D1+0.8 L2——管節長度（米）、D1——管外徑（米） ④工作坑上架設工字鋼和方木，用木板鋪蓋，平臺上用Φ50鋼管做護欄，扣件連接，中間留下管、出土通道，坑角留工作人員上下的箱式組合梯架。 H、頂管工作坑坑上布置 工作坑上架設工字鋼和方木，用木板鋪蓋，平臺上用Φ50鋼管做護欄，扣件連接，中間留下管、出土通道，坑角留工作人員上下的箱式組合梯架。 頂管架子采用專用重型四腳鋼管大支架，架子四周要求平穩，四個架腿處埋設地錨，用水平儀測平，架腿基座用混凝土澆筑，架子外用彩條布遮蓋。 3、頂管施工 3-1、測定管道中線和建立臨時水準點 根據設計圖紙的要求，將頂管工作坑的位置測設到地面上，并引測臨時水準點。測設管道中線起、終點，檢查井位置樁及中心線位控制樁，并在工作坑開挖范圍外設方向控制樁，在穩固處設間距不大于100m的臨時水準點。 施工設置的臨時水準點、管道軸線控制樁、高程樁必須經復核后才能使用，并要經常校核。 A、用全站儀和經緯儀將設計管中心線敷設在地面上，再將地面的管道中心樁引入工作坑的側壁上或支撐上（至少兩個點），作為頂管中心的測量基線。 B、將地面上的臨時水準點引入工作坑底不易碰撞的地方，作為頂管高程測量的臨時水準點。 3-2、第一節管下管 A、下管前，要嚴格檢查管材，不合格的不能使用； B、電葫蘆作垂直吊運時，最大傾斜度不能超過10度； C、第一節管下到導軌上時，要測量管的中線及前后端管底高程，以校核導軌安裝的準確性。 3-3、挖土與運土 管前挖土的方向和開挖形狀直接影響頂進管位的正確性，應嚴格控制管前周圍超挖，管前挖土深度，視土質情況和千斤頂的工作行程而定。 挖土必須按規定進行：管前允許超前掏挖50cm；管端下部135度中心角范圍內不得超挖，保持管壁與土壁相平；當穿越建筑物時，管周圍一律不準超挖。 管前挖出的土應及時外運。 3-4、頂進 A、頂進應遵照“先挖后頂，隨挖隨頂”的原則，連續作業，盡量避免中途停止。 B、頂進是利用千斤頂出鎬在后背不動的情況下，將管子推入土中。 B-1、安裝頂鐵并擠牢，待管前挖土滿足要求后啟動油泵，操作控制閥，使千斤頂進油，活塞伸出個行程，將管子推進一段距離； B-2、操縱控制閥，使千斤頂反向進油，活塞回縮； B-3、安裝頂鐵，重復上述操作，直到管端與千斤頂之間可以放下一根管子為止； B-4、卸下頂鐵，下管，下管前在管外口安裝鋼板外套環。 B-5、在混凝土管接口處用多層膠合板進行襯墊，管口內側留10mm用聚硫密封膏進行密封； B-6、重新安裝好頂鐵，重復上述操作。 B-7、在管道頂進中，發現以下情況之一時，應采取措施，處理完善后繼續頂進： a、發生塌方或遇到障礙；b、后背傾斜或嚴重變形；c、頂鐵發生扭曲跡象；d、管位偏差過大，且校正無效；e、頂力較預計增大，接近管節端面許可承受的頂力；f、管前坍塌，后背傾斜，偏差過大或油泵壓力表指針驟增等。 3-5、測量 A、測量次數：在頂第一節管時，及校正頂進偏差過程中，每頂進20—30厘米，即對中心和高程測量一次，在正常頂進中，每50—100厘米測量一次。糾偏時應增加測量次數。 B、中心測量：中線測量用經緯儀測定，根據工作坑內測設的中心樁，掛中心線，利用中心尺，測量頭一節管前端的軸線中心偏差。 C、高程測量：使用水準儀進行高程測量，高程測量在工作坑內建立臨時水準點，以此為依據，測首節管后端內底高程，以控制坡度，頂坑內設兩個水準點，以便閉合。 3-6、頂管糾偏 在頂管過程中，如發生偏任斜必須及時給予糾正。糾偏方法可采用挖土和頂木糾偏法。當偏差值為10-20mm時，用挖土法，當管子偏離中心線一側時，在管子另一側適當超挖，在偏離一側少挖，繼續頂進時借預留的土體迫使管道逐漸回位；當偏差較大或采用挖土校正無效時，采用頂木校正法，用圓木或方木，一端頂在偏斜反向的管子內壁上，另一端支撐在墊有木板的管前土層上，開動千斤頂利用頂木產生的分力使管子得到校正。 3-7、頂進操作工作記錄 每班作業應填寫施工記錄。施工記錄包括頂進長度、頂力數值或油泵壓力表數值、管位偏差及其校正情況、機械運轉情況、土質水位變化以及出現的問題和應注意事項。交接時應將施工記錄向下一班交待清楚。 3-8、頂管設備拆除及頂管坑中管道施工 頂管完成及驗收合格后，拆除導軌、后背和頂進設備，按明開挖施工管道方法，進行頂坑內澆筑平基、安管、澆筑管基座、接口等工序操作。 3-9、檢查井 A、安管時，計算好檢查井的準確位置，放出檢查井中心位置線，擺出井壁磚墻位置。 B、排水管管口伸入井室3厘米，管頂用砌磚圈加固，以減少管頂壓力。 C、圓井砌筑掌握井墻豎直度和圓順度；砌筑砂漿應飽滿，防止井壁滲水，保證閉水試驗一次成功；井室內的流槽為100#砼，施工時滿足井墻與流槽形成整體；檢查井收口段砌筑要保證層層圓潤，并滿足錯縫要求。 D、井內壁用原漿勾縫，采用砂漿均為1：2水泥砂漿；污水檢查井全抹面。 E、檢查井砌筑至規定高度后及時安裝井圈，蓋好井蓋；安裝時磚墻頂面用水沖刷干凈，鋪砂漿，按設計高程找平；井口安裝就位后，井口周圍用1：2水泥砂漿嵌牢，井口四周圍成45度三角。 3-10、井周圍還土 頂管坑的回填壓實，比長距離、大面積的壓實度難度大，要從以下幾方面控制： A、分層厚度要比規定的厚度小一些來控制； B、控制全鋪土層均勻的含水量，不能回填過濕土； C、一定要用符合要求的便于夯實的土來回填 D、檢查井周邊回填采用3：7灰土，范圍50-80cm（環型），密實度≥95%，回填高度至道路結構層。