电力顶管施工方案方法

1、工程概况 (1)

2、施工测量 (2)

1.1地面控制点的布置 (2)

1.2保证施工测量精度的技术措施及资料管理 (2)

1.3 施工工艺流程 (2)

3、顶管（涵）施工 (2)

3.1顶管（涵）工作坑 (3)

3.2工作坑平台 (4)

3.3方涵的预制及养护 (4)

3.4方涵的后浇带处理 (5)

3.5顶进设备选用及安装 (5)

3.6管道（方涵）顶进 (5)

3.7洞口加固 (7)

3.8回填注浆 (7)

3.9中心高程控制 (7)

3.10地面沉降控制 (7)

4、冬季施工措施 (8)

4.1顶管(涵)冬季施工措施 (8)

4.2冬施期间组织管理工作 (8)

4.3冬季施工前的准备工作 (8)

4.4土方工程 (8)

4.5混凝土工程 (9)

4.6砌体工程 (9)

5、道路沉降控制及保护措施 (9)

6、污水管顶力计算 (11)

7、雨水方涵顶力计算 (13)

1、工程概况

本工程是自安泰北路向安泰南路延伸，横跨平安大街，现有雨污水管道自北向南，穿过平安大街，因平安大街为省级道路，不便封闭交通，进行明槽开挖施工。因此采用顶管施工工艺，进行雨污水施工。根据现场勘查，为了不影响该路段交通通行，顶进长度设为40m。根据现在顶管（涵）的工艺要求，污水管径600改为1000mm；雨水方沟采用3.92*2.16方涵顶进。

2、施工测量

本工程顶管施工管径采用D=1000mm钢承口顶管和尺寸为3.92m*2.16m的方涵，D=1000mm管线长度为40米，方涵为40米，全长80米。设有1个主顶坑、1个接收坑。

工作坑、接收坑开挖采用直接定线法进行轴线定位。具体由施工队测量人员进行施测，测量负责人进行审核。

1.1地面控制点的布置

根据周围环境，布置现场的测量控制点，并设永久性测量控制桩。导线两端点依附于高一级的控制点。在工作井及接收井附近适当加密导线点，以利于井下投点。

1.2保证施工测量精度的技术措施及资料管理

为了确保工程顺利进行，确保道路顺利贯通，坚持测量复核制度。测量放线、验线按照相关文件做好相应的资料，同时，保存好测量原始资料，以保证工程竣工时测量资料齐全。

1.3 施工工艺流程

工。

3、顶管（涵）施工

因现场附近无电源，结合现场用电设备要求，我单位将采用50kw

的发电机，来提供现场使用用电。

3.1顶管（涵）工作坑

根据本工程特点，结合实际情况，雨水管线和污水管线合并为一个工作坑，1#井—2#井为一个井段，设2个工作坑。其中1#井为主顶坑，2#井为接收坑。顶管坑设置见施工平面图。

本工程顶管施工管径D=1000mm钢承口顶管，雨水管线为预制方涵，因此设置顶管工作坑宽度为12m;长为6m，井深为4m。地下土质根据地勘报告分析为粉质粘土，。如果土质不稳定，影响施工安全坑壁稳定性要求，工作坑及接受坑均采用锚喷支护，具体施工方法见井坑平面图及断面图。

顶管（涵）坑设置在地面上应避开高压线、电话线、动力线等电线，在道路上设置隔离装置和醒目的标志，夜间设有良好的照明和明显的设别标志。在喷射混凝土做的工作坑内，后背墙采用钢筋混凝土整体浇注，宽度与工作坑净尺寸相等，后背墙平面一定要垂直。安放基坑导轨时，其前端尽量靠近洞口，左右两侧可以用槽钢支撑。因管子很重，导轨高程要比要求高程提高20—30mm，压缩下沉后与设计高相符。安装测量仪器：测量仪器的安装在其它设备安装之后进行，尤其是水平仪和测距仪应与其它设备无干扰，不受顶管受力变形而移动。激光导向仪应安放在与管线顶进方向中心一致位置，随时准确对顶管前进行导向。顶管工作坑采用浅埋暗挖做竖井方法逆做施工，其施工方法如下：第一步挖槽按一般土质考虑，先挖0.75m深，可做300*300混凝土暗梁作为立柱梁，直至挖至坑底；焊两层钢筋排网喷射混凝土，混凝土标号为C25，混凝土厚度为200mm，继续往下挖；当挖深够1.2米时做第一道混凝土圈梁，继续挖土，每1.0m做一道混凝土圈梁。施工中可根据现场实际情况调整为方木和工字钢。

3.2工作坑平台

工作坑平台主梁采用Ⅰ45型钢4根，两端搭设长度不少于2.5m，梁下加垫15*15mm方木，主梁之间加焊25#工字钢作为横梁，以保持稳定，中间两根纵横梁，间距应按活动平台导轨间距及所顶管径大小综合考虑，两纵梁与活动平台导轨垂直，平行，梁上铺方木或大板，台面要平整，并基本水平与周围自然地面应高出300mm以上，台口尺寸：长=管长+500mm，宽=管外径+300mm。活动平台安装在台口上用100mm的槽钢或者工字钢作导轨，导轨与台面固定牢固，活动方向要与进管方向相反，工作棚为装配式结构，人工配合吊车支搭，棚架中心要与台口中心垂直，四脚要支在槽钢上，并焊好档铁，以防滑动，两台卷扬机的水平钢丝绳，应与工作坑纵向平行，滑轮应与平台纵横梁联结牢固，必要时加设地锚。平台满铺150150mm方木，工作平台的下管和出口应设活动平台和防护栏。

3.3方涵的预制及养护

方涵的预制在满足设计要求同时还应增设纵向加强钢筋，以提高方涵整体刚度，在千斤顶作业面增设予埋铁件，以防止受力面局部承压破坏。

在方涵前端设予埋铁件，以便焊接成钢刃角，钢刃角一般厚度

18-20mm，长度一般取千斤顶一个行程，800-1200mm。

方涵混凝土振捣密实，养护时间不宜少于14d，还应对方涵周围侧面及顶面进行润滑处理，尽可能降低方涵与土体的磨擦阻力。

预制方涵前端刃角应向外保持宽度正误差，不应出现前窄后宽现象，底板前端下部应根据土质情况确定设置长为1-1.2m的船头坡,坡度为5-10%。

3.4方涵的后浇带处理

顶涵作业结束后，应对两段砼构筑物前端壁端进行凿除，露出墙壁钢筋，在墙体中间周围凿出凸台或踏步台。如设膨胀橡胶条，钢筋焊接连接，浇筑砼，成型后外壁进行防水处理。

3.5顶进设备选用及安装

①顶镐选用：根据顶力计算，顶镐选用500t和1800t行程为0.7m 双作用液压式千斤顶，每个工作井内设置2台顶镐。

②后背施工

工作井后背为混凝土及后背铁组合结构，浇注30cmC25混凝土加30cm后背铁工作井后背施工时必须保证其垂直。

③护铁及顶铁

由于顶进长度较大，护铁均选择圆形钢护铁，以确保管体安全，保护管体端面，使端面传力均匀。

④工作井基础及导轨

工作井内导轨基础采用横排方木、上安钢轨的形式。

导轨选用30号轻型钢轨，两轨平行、等高，与基础中预设钢板焊接。

3.6管道（方涵）顶进

管道（涵）顶进设备根据地质条件决定采用人工顶管来实现顶进施

工。

管前加设护口铁依靠工作坑内的千斤顶推挤，混凝土管前端将土挤密，形成一定阻力，防止管前塌方。散落在管道内的土，由人工将土清除。

施工工序：

通过卷扬机吊装下管。

顶进前先把第一节管顶进。

利用工作坑内的动力设备将混凝土管贯入土中后，继续顶进，挤入管道内的土由人工清除。

液压千斤顶回镐，开动工作井内主千斤顶将管子（方涵）顶进。依次循环往复操作。

顶进过程中昼夜倒班施工，以防因中途停滞增大顶进阻力。

顶管（涵）出土：混凝土管（涵）内的土，由人工装车，用小推车运出至工作井内，在工作井由电葫芦吊出工作井，再卸至临时存土场，然后用汽车运至指定弃土地点。

为保证方涵顶进顺利，滑板应具备足够的刚度和稳定性因此滑板下必须间隔一定距离配有锚梁与滑板形成整体。滑板厚度不宜小于

200mm，并配制构造钢筋网（一般为），滑板中心与方涵中心一致。滑板表面应平整光滑。方涵与滑板之间加一层油毡并撒上滑石粉作为隔离措施，目的一是避免方涵与滑板粘结，二是减小摩擦力。

为控制方涵顶进方向，在滑板两侧设置导向墩，作为纠偏受力依托，导向墩必须与滑板梁形成整体，间隔3000-4000mm，其内侧与钢筋混涵箱中心线平行，伸入滑板下600-800mm，高于滑板200mm以上，内侧表面设予埋铁件。

3.7洞口加固

为防止洞口处土体坍塌，需对洞口采取加固措施。开洞口之前，沿洞口上部180°范围内顺管方向打入长2 m的注浆花管打入深度不小于1.5 m。当工具管全部入土后，利用预埋好的注浆花管向土内注入水泥浆。注浆量视现场情况而定。注浆压力不超过0.2Mpa。花管间距300mm。

3.8回填注浆

回填注浆压力控制在0.2～0.3Mpa，水泥粉煤灰配比1：3。管内注浆，以压力控制。管道接口处封闭采用聚胺脂密封膏。

3.9中心高程控制

管道顶进过程中必须按操作规程要求随掏随顶，随顶随测。中心、高程顶进300mm一测。若遇较大砾石影响顶进时，先将大砾石由人工挖除后再顶。做到少挖、勤顶、勤测量。每班组均按要求做好顶进记录，交接班时互相检测成品质量，合格方可继续顶进。当发现管道偏差为+2、-4、左右5时或偏差有增大的趋势时，施工队组必须上报施工员和相关人员，并且立即采取纠偏校正措施。

边纠偏边校正时缓缓进行，使管在计算范围内渐渐恢复到设计轴线上。

3.10地面沉降控制

加强地面沉降观测

沿管道中心线和与之垂直方向布控观测点，在顶管前测量原始地面高程，随着顶管的进行施工而定期测量其地面高程变化值和沉降值。

顶管工作井和接收井的出入洞口采取注浆加固技术进行补强，防止洞口塌陷。

4、冬季施工措施

4.1顶管(涵)冬季施工措施

冬施领导小组，针对气象信息、土方工程、混凝土工程、砌筑工程，做好防冻及养生工作。

4.2冬施期间组织管理工作

1．建立冬施检查工作制度，组织定期检查和不定期的检查。2．建立冬施期间测量复核制度；加大冬施期间质量管理工作的力度。

3．加强冬施期间各项原始资料、记录的整理和管理。

4.3冬季施工前的准备工作

1．提前购置，落实防风保温材料及机具设备。

4.4土方工程

回填土方：还土土方尽可能集中堆放。回填土方前，必须清除基底冰雪、冻土层，回填土不得含有直径大于100mm的冻块。还土时，做到当日填土当日夯实；如需继续上还时，在已还好的下层土上用双层岩棉被保温过夜。沟槽还土时，受冻的沟槽槽帮必须劈掉，清除干净后方可回填。每层铺土厚度比常温施工时减少20%～25%。

4.5混凝土工程

1．当室外平均气温连续五天稳定低于5℃即按冬施采取措施。2．冬施期间采用冬期混凝土配比。冬期配制混凝土选用普通硅酸盐水泥，水泥标号不小于425#，一般混凝土的水灰比不宜大于0.6。3．技质部在混凝土浇筑时，增制两组强度试块与浇筑部位同条件养护，一组用以检验混凝土受冻前的强度，另一组用以检验解冻后转入标准养护28天的强度。增制一组抗渗试块，用以检验解冻后转入标准养护28天的抗渗强度。

4．冬期浇筑混凝土前，注意收集天气预报资料，使浇筑混凝土时间尽可能躲开大的寒流天气。

5．不得在有冻胀的地方浇筑混凝土，也不许在浇筑混凝土之后地基发生冻胀。

6．冬施期间的混凝土施工均采用双层草席及塑料布养护。

4.6砌体工程

1．砌筑用砖不再湿润，砌体基础不得受冻。砌体当日完工后，及时回填。隔日回填采用双层草席加盖塑料布覆盖。

2．砌筑砂浆用水采用温水搅拌。

5、道路沉降控制及保护措施

该段顶管在市政道路路基下推进，覆土深浅不一。顶管施工时，需确保道路的绝对安全。为了保证在施工中做到对环境的充分保护，我们将从以下几方面采取措施，来控制沉降，确保道路的安全。

1、顶管跟踪注浆与顶管结束后补浆可控制沉降

顶管顶进过程中，通过提高触变泥浆的稠度，可以起到控制触变泥

浆的流失，有效的填充管外壁的间隙，防止地面沉降发生的效果。

2、道路及房屋的沉降监测

（1）监测范围

根据道路及房屋安全保护监测的有关规定，并结合以往类似工程的一些经验，确定本次监测范围为D1000顶管、3.92*2.16方涵中心轴线处地面。

（2）监测内容

主要针对地面的沉降量进行监测。

a、在顶管中心轴线上方地面布置沉降观测点。

b、在顶管轴线上方可能影响到的建筑物布置沉降观测点。

(3)测点布置

a、地面上沉降观测点布置：沿顶管轴线方向布置，顶管起始段50m 范围内每隔10m布点，以后30m布点。

(4)监测措施

a、监测点的设置需与建设、监理单位等多方协商，并明确标明监测点的位置。

b、监测频率为每天1次，视施工情况加密监测频率，在关键部位要及时跟踪监测并提供监测报告，遇特殊情况，及时汇报。

c、测仪器事先经过有关技术部门的标定和校正，以保证监测数据的可靠性。

d、当监测值接近预警值时，及时预警，并提请有关方面注意；当达到报警值时，及时报警，并分析原因。

e、施工监测工作延续到施工结束后，观测值稳定一周后方要停止监测。

f、路面沉降达到1cm时为报警值。管线报警值为0.5cm。

(5)监测仪器设备

a、水准仪、水准尺

b、经纬仪、棱镜、钢尺、垂球等；

c、计算机、打印机几数据处理软件。

(6)其它

配合监理及专业监测队伍的监测工作，监测数据必须进行比较分析，以正确地指导施工。

3、措施

考虑到在顶管过程中为防止主路下沉及塌陷，杜绝该突发事件的发生，保证车流量畅通，我单位采取在主路上满铺钢板，厚度为2cm, 其长为40m，宽为10m，共计400m2，直到顶管工程结束。

6、污水管顶力计算

Fo=13.2ΠBcN =13.2*3.1415926*1.2*13=646.917KN （1）Fo---初始推力（KN）

Bc---管外径（m）

N----标准贯入值

Bt= Bc+0.1=1.2+0.1=1.3m （2）

Bt---挖掘的直径（m）

45-

Be=Bt1+sin( )

2

45-

cos( )

2

（3）

Be---管顶土的扰动宽度

φ----内摩擦角（由地勘报告取6.93°）

Be=2.886m

μ=tg（φ）=0.122 （4）μ---土的摩擦系数

Ce=Be/2Kμ{1-e-(2Kμ/ Be)H}=1/0.188{0.456}=2.425(m) (5)

k---土的太沙基侧向土压系数，取1.

Ce---土的太沙基荷载系数。

H----管顶以上覆土深度

We=(r-2c/Be)Ce={18.28-(2*19.86)/2.886}*2.425=10.954kpa（6）

r---土的容重（由地勘报告取18.28KN/㎡）

c---粘聚力（由地勘报告取19.86kpa）

We---管顶上方土的垂直载荷（kpa）

i=0.65-0.1H=0.65-0.1*3.237=0.3263 （7）p=[2p’(1+i)]/[B(a+2Htgθ)] =18.354 (8)

p---地面的动载荷（kpa）

p’---汽车单只后轮荷载（取100kpa）

i---冲击系数

B---车身宽度（取2.75m）

a---车轮接地宽度（取0.2m）

θ---车轮分布角度（45°）

q=We+p=10.954+18.354=29.308

(9)

μ’=tg(φ/2)=0.0605 (10)μ’---管与土之间的摩擦系数

F=Fo+[(πBcq+W) μ’+πBcC’]L=3938.157（KN）(11)

F---总推力（KN）

W---每米管的重力（12KN/m）

C’---管与土之间的粘聚力（由勘测报告取19.86kpa）

L---推进长度（40m）

7、雨水方涵顶力计算

Fo=13.2ΠBcN =13.2*3.1415926*3.92*13=2113.261KN （1）Fo---初始推力（KN）

Bc---管外径（m）

N----标准贯入值

Bt= Bc+0.1=3.92+0.1=4.02m （2）Bt---挖掘的直径（m）

45-

Be=Bt1+sin( )

2

45-

cos( )

2

（3）

Be---管顶土的扰动宽度

φ----内摩擦角（由地勘报告取25.96°）

Be=7.253m

μ=tg（φ）=0.487 （4）μ---土的摩擦系数

Ce=Be/2Kμ{1-e-(2Kμ/ Be)H}=1.646(m) (5)

k---土的太沙基侧向土压系数，取1.

Ce---土的太沙基荷载系数。

H----管顶以上覆土深度（由图纸取1.86m）

We=(r-2c/Be)Ce={18.59-(2*17.8)/7.253}*1.646=22.52kpa（6）

r---土的容重（由地勘报告取18.59KN/㎡）

c---粘聚力（由地勘报告取17.8kpa）

We---管顶上方土的垂直载荷（kpa）

i=0.65-0.1H=0.65-0.1*1.86=0.464 （7）

p=[2p’(1+i)]/[B(a+2Htgθ)] =27.161 (8)

p---地面的动载荷（kpa）

p’---汽车单只后轮荷载（取100kpa）

i---冲击系数

B---车身宽度（取2.75m）

a---车轮接地宽度（取0.2m）

θ---车轮分布角度（45°）

q=We+p=22.52+27.161=49.681 (9)

μ’=tg(φ/2)=0.231 (10)μ’---管与土之间的摩擦系数

F=Fo+[(πBcq+W) μ’+πBcC’]L=16562.542（KN）(11) F---总推力（KN）

W---每米管的重力（3KN/m）

C’---管与土之间的粘聚力（由勘测报告取19.86）

L---推进长度（40m）