顶管工程的设计与施工
顶管工程施工组织设计
顶管工程施工组织设计1. 引言顶管工程作为一种重要的地下管道施工技术，广泛应用于城市下水道、燃气管道等基础设施建设中。
为了保证施工进度和工程质量，进行有效的施工组织设计十分关键。
本文将围绕顶管工程的施工组织设计进行探讨，并对相关要点进行详细阐述。
2. 施工组织设计的目标施工组织设计的目标是为了优化施工流程，保证工程的安全、高效进行。
下面列举了施工组织设计的几个主要目标：•合理安排施工队伍和施工设备，提高资源利用率；•安排合理的工期计划，确保施工进度；•制定详细的工作方案，保证施工工艺的正确实施；•确定施工现场管理机构，明确责任分工；•确保施工过程中的安全和环境保护。
3. 施工组织设计的内容3.1 施工队伍的安排施工队伍的安排是施工组织设计的重要内容之一。
在顶管工程中，通常需要包括以下几个方面的施工队伍：•土方队：负责挖掘顶管的土方工作；•钢筋队：负责顶管中钢筋的安装工作；•砼浇筑队：负责顶管混凝土的浇筑；•隧道施工队：负责顶管隧道的刨挖工作；•泥水队：负责顶管隧道的砌筑工作。
每个施工队伍都需要有足够的人员和合适的专业技能，以保证施工质量和进度。
3.2 施工设备的安排合理安排施工设备，可以提高工程施工效率。
顶管工程中常用的施工设备包括：•掘进机：用于开挖顶管隧道；•架梁机：用于顶管隧道中顶梁的安装；•搅拌站：用于混凝土的搅拌；•泵车：用于混凝土的输送。
在施工组织设计中，需要对这些设备的数量、型号、安排等进行详细规划，确保施工过程中设备的充分利用。
3.3 工期计划安排工期计划是施工组织设计的关键内容之一。
通过合理的工期计划，可以清晰地安排好施工的各个阶段，确保施工进度的正常进行。
在制定工期计划时，要考虑以下几个因素：•施工队伍和施工设备的安排；•管道材料的供应和运输；•管道施工工艺的特点；•天气和环境因素的影响。
通过对这些因素的综合考虑，可以得到一个合理的工期计划，为施工提供有效的时间安排。
3.4 工作方案制定工作方案制定是施工组织设计的重要环节之一。
顶管工程施工组织设计
顶管工程施工组织设计一、工程概述顶管工程是一种非开挖式的地下管道施工方法，具有不开挖地面、不影响交通和周围环境、施工速度快等优点。
本工程为某城市供水管道顶管工程，顶管直径DN1000mm，顶管长度为500米，顶管材质为PE管。
工程区域地形平坦，地下水位较低，土质为粉土和砂土。
二、施工准备1. 施工前应进行现场调查，了解地下管线、电缆等设施的分布情况，避免施工过程中损坏原有管线。
2. 根据设计图纸和现场实际情况，制定详细的施工方案和施工进度计划。
3. 准备施工所需的原材料、设备、工具等，确保施工顺利进行。
4. 对施工人员进行技术培训和安全教育，确保施工过程中人员安全。
5. 办理施工许可等相关手续，确保施工合法合规。
三、施工方法及工艺1. 顶管设备安装：根据顶管直径和长度，选择合适的顶管设备，包括顶管机、后援系统等。
将设备安装到位，并进行调试，确保设备正常运行。
2. 制作顶管：根据设计图纸，制作符合要求的PE管，并进行焊接，确保管道的完整性和密封性。
3. 顶管施工：将制作好的管道通过顶管设备进行顶进，同时控制好顶管的方向和坡度。
在顶管过程中，要注意土体的稳定性，防止地面沉降。
4. 管道连接：顶管完成后，对管道进行连接，连接方式采用热熔焊接，确保连接处的密封性和强度。
5. 管道试压：管道连接完成后，进行试压，检查管道系统的密封性和强度，确保管道能正常使用。
6. 施工缝处理：顶管施工过程中，可能会产生施工缝，对施工缝进行处理，确保缝口的密封性和强度。
四、施工组织和管理1. 成立施工现场指挥部，负责施工现场的统一指挥和协调。
2. 明确各施工人员的职责和任务，确保施工过程有序进行。
3. 制定施工安全措施，确保施工现场的安全。
4. 制定施工质量控制措施，确保施工质量符合要求。
5. 定期召开施工进度会议，及时解决施工过程中出现的问题。
五、质量保证措施1. 严格按照设计图纸和施工规范进行施工，确保施工质量。
2. 对施工人员进行技术培训，提高施工技能。
顶管施工组织设计
本工程为某路段交口顶管工程，顶管穿越十一经路。
顶管用 DN2000 水泥管，顶进长度约为 60 米。
需平行顶进两根，顶管完成后穿入DN1200 热力工作管道两根。
(一)、工艺流程施工准备(施工人员进场—测量放线、引测施工控制点—施工设备进场)—帷幕桩—大口井制作—工作井开挖及支护—工作井底板浇筑—洞口制作及顶进设备安装、调试—顶管机出洞—吊放第一节砼管—顶进(注浆减阻)—挨次循环—顶管机进洞、顶管结束—拆卸设备(二)、主要施工方法1、施工准备(1)、认真熟悉及审查图纸，领略设计意图，查看现场、校核现状资料，进一步确定管材、劳动力、机具、材料设备的供应计划。
(2)、组织施工人员认真学习工程技术文件，深入了解工程性质，工程范围、设计意图、施工期限、各种管道及构筑物的具体情况，工程质量要求、技术和安全措施等，对参加施工的施工队下达施工任务，进行技术交底。
(3)、开工前对地上地下障碍进行调查，搞好施工现场三通一平工作，布置好施工作业区。
(4)、开工前教育职工不乱泼乱倒，爱护周围环境，与周围居民搞好团结，讲究精神文明。
(5)、落实好驻地的安全、防火、防盗措施。
(6)、根据工程质量、工期、施工进度计划以及公司具体的机械，人员情况按施工组织设计要求组织采购各种材料进场。
2、顶管施工(1)、测量放线施工前由设计、甲方、施工单位三方确定轴线及水准点高程，并建立相应的地面控制点，便于施工时复测，经监理部门进行验收后再进行施工。
建立地面地下测量控制系统，控制点设在不易扰动，视线清晰，方便校核，易于保护的地方。
(2)、工作井和接收井的布置DN2000 顶管主副工作井尺寸为：工作井：长 7.5 米，宽 9 米，深 7.5 米(含基础)接收井：长 5 米，宽 9 米，深 7.5 米(含基础)(3)、工作井、接收井作法工作井采用水泥搅拌桩单排咬打方式进行闭水。
在距井边工字钢边缘 0.5 米处进行水泥搅拌桩帷幕施工 (水泥参入量为 15%) ，桩长 10 米，直径为Φ600，互相咬合 200mm。
顶管工程的设计与施工组织设计
顶管工程的设计与施工组织设计顶管工程作为一种常见的地下管线敷设方式，广泛应用于城市建设和基础设施建设中。
在顶管工程的实施过程中，合理的设计和施工组织设计是确保施工质量和工期的关键要素。
本文将就顶管工程的设计与施工组织设计进行探讨，从理论和实践的角度，提出相关的要点和建议。
一、顶管工程的设计1. 工程前期调研与选址在进行顶管工程设计前，必须进行工程前期的调研与选址工作。
这一阶段的目的是确定工程的地理条件、土质情况、地下管线情况等，为后续的设计提供基础数据。
2. 工程设计方案制定顶管工程的设计方案需要综合考虑地质、水文、交通、管线、环境等因素，并进行初步的勘察与测量工作。
设计方案应该明确规定管道的走向、坡度、材质和直径等。
3. 施工技术方案设计施工技术方案是顶管工程设计的重要组成部分，它涉及到施工方法、施工顺序、施工工艺等方面。
在设计时应该充分考虑施工的安全性、经济性和可行性。
4. 施工准备工作设计施工前的准备工作是确保顶管工程施工顺利进行的前提。
准备工作设计应该包括施工人员培训、材料采购、机械设备调配等方面。
二、施工组织设计1. 施工队伍组织施工队伍组织是顶管工程施工组织设计的关键环节。
应根据工程规模和施工进度，合理划分施工班组，并确保施工人员具备相应的技术资质。
2. 施工工序安排顶管工程涉及到多个施工工序，如导向钻爆破、顶管机推进、管道焊接等。
施工组织设计应合理安排各个工序间的顺序和时间，确保施工的连续性和高效性。
3. 施工质量控制顶管工程施工质量的控制是施工组织设计中的重要内容。
应制定出质量控制方案，并设立质量检查和验收制度，确保施工质量符合标准要求。
4. 安全管理措施顶管工程施工中存在一定的安全风险，施工组织设计应细化安全管理措施。
包括对施工人员的安全培训、施工现场的安全设施设置、应急救援预案等。
三、顶管工程设计与施工组织设计的优化措施1. 引入新技术随着科技的进步，顶管工程设计与施工组织设计可以引入新的技术手段，如三维模型设计、数字化施工管理等，提高设计和施工的准确性和效率。
顶管工程施工方案
顶管工程施工方案一、施工工艺施工顺序为：工作井施工→顶进设备安装调试→吊装砼管到轨道上→连接好工具管→装顶铁→开启油泵顶进→出泥→管道贯通→拆工具管→砌检查井。
二、施工方案（一）、施工测量方案1、施工放线工作准备根据管线铺设走向，用全站仪在现场地面上准确放出管道铺设的中线控制桩，并确定顶坑位置，桩点必须是所顶管道的中心点。
如遇障碍物，操作井位置应根据现场情况予以适当调整。
控制桩放好后必须用砼保护好，待工作坑开挖后将中线和中心点引至工作坑内，便于随时检查和复查，并进行保护，以利于安装导轨和管道在顶进过程中检查复核之用。
（二）、开挖工作坑1、工作坑开挖与支护（1）、竖井工作坑施工前必须完成降水,管井深度20米，泵站段计划布设4口降水井。
（2）、工作坑的开挖采用人工开挖配合吊车使用吊框出土，每次下挖深度不大于1.2米。
护壁方式与隧道主体相同，采用挖孔灌注桩配合网喷护壁。
（3）、按设计工作竖井断面尺寸开挖,清理井壁、喷浆、土钉打入、内层钢筋网片安装焊接、喷射砼、外层网片安装焊接，喷射混凝土封闭，完成一个循环。
施工采用单班制作业，组织2个班，单井每班12人；地表水防治处理：沿竖井主体周围设置排水明沟，控制地表水流入井内。
并使得井内土体得到一定的疏干和固结。
2、顶管工作坑允许偏差3、顶管工作井内设备安装导轨设置是顶管工程的关键，要求牢固可靠，轨距、高程、流水方向必须准确。
导轨方向应绝对和管轴线方向平行，且导轨中心间距轴线和所要顶进管道轴线的垂直投影线完全重合一致，导轨标高偏差应符合规范要求，不得大于3mm。
（1）、导轨安装：A、严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。
B、由于工作井底板设置了单层双向钢筋网，并浇注了20cm的砼，地基稳定，导轨安装枕木上，枕木放置在工作井的底板上。
C、严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。
D、导轨必须直顺。
严格控制导轨的高程和中心。
（2）、千斤顶安装采用2台双作用活塞式液压千斤顶，主顶站千斤顶选用油缸，固定在型钢制作的千斤顶支架上，并与管道中心的垂线对称，安装高度宜使千斤顶的着力点位于管端面垂直径的1/4处，支架焊在井底横梁上，千斤顶着力点应在与水平直径成45°的顶管圆周上，即与管道中心的垂线对称，其合力作用点在管道圆心上，每个千斤顶的纵坡尖与管道设计坡度一致。
顶管工程施工流程设计
顶管工程施工流程设计1. 引言本文档旨在设计顶管工程的施工流程，以确保施工过程高效顺利，并在工程质量、安全和进度方面达到预期目标。
2. 施工前准备在开始工程施工前，需要进行以下准备工作：- 检查设备和材料的数量和质量，确保符合规范要求；- 制定施工计划，包括工作分解结构、工期安排和资源配备；- 组建施工团队，明确各人员的职责和责任；- 安排必要的培训和技术指导，确保施工人员具备相应的知识和技能；- 进行现场勘察和测量，了解地形地貌、地质条件等信息。
3. 施工流程3.1 开挖施工- 根据设计要求，进行开挖工作，并按照设计施工剖面进行清理和整平；- 确保开挖底面的坚实和平整，做好防止坍塌和水浸问题的措施；- 定期检查土方开挖的尺寸和精度，及时修正偏差。
3.2 安装顶管- 根据设计要求和顶管的特性，进行顶管的安装工作；- 确保顶管的位置准确、稳固，连接紧密，并按要求进行固定和密封；- 定期检查顶管的安装质量和连接情况，及时修复漏水和其他问题。
3.3 材料运输和管理- 管理和调配施工所需的材料和设备；- 确保材料的质量和数量符合要求，避免浪费和损坏；- 做好材料的入库、出库和盘点工作，确保材料的有效管理。
3.4 后续工作- 完成顶管的安装后，进行必要的测试和调试工作；- 进行施工的收尾工作，如清理现场、整理施工记录等；- 编制施工报告，总结工程施工的经验和教训；- 正式交付工程，并进行验收和结算工作。
4. 安全措施在顶管工程的施工过程中，应采取以下安全措施来保障施工人员和设备的安全：- 严格执行安全操作规程，加强施工现场的安全管理；- 配备必要的安全防护设备和器材，并确保使用正确和有效；- 做好施工人员的安全培训和教育，提高安全意识；- 定期进行安全检查和隐患排查，并及时整改和处理。
5. 质量管理为确保顶管工程的质量，应采取以下措施：- 严格按照设计要求和相关规范进行施工；- 做好材料的质量验收和管理，杜绝使用不合格材料；- 定期进行工程质量检查和测试，及时发现和处理质量问题；- 做好施工记录和档案管理，保留相关资料和证明文件。
顶管施工技术方案精选7篇
顶管施工技术方案精选7篇人工顶管施工方案篇一人工顶管施工方案2008-07-30 22:29:39|分类：默认分类|标签：|字号大中小订阅。
人工顶管施工方案第一章编写依据本施工方案编写依据如下：1、《广州开发区市南路北段（黄沙快速干线~黄阁大道段）扩建工程》设计图图纸；2、《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-97；3、《混凝土质量控制标准》GB50164－92；4、《市政道路工程质量检验评定标准》CJJ1-90；5、《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3-90；6、广州市建设委员会颁发的有关建筑规程，安全、质量及文明施工等文件；第二章工程概况2.1 工程简介本工程原设计采用机械顶管施工，但由于工期紧、施工场地有限、现场交通繁杂、地下管线复杂、有可能遇上地下障碍物等情况，将影响本工程机械顶管正常施工的不利因素，故将本工程中的顶管工程改用人工顶管。
管材采用DN800 及DN1200 的玻璃钢管埋深约为5~7m。
改用人工人工顶管施工方案篇二人工顶管施工方案第一章编写依据本施工方案编写依据如下：1、《滨江新区天沙河路（江沙路~新南路）工程第二标段》设计图图纸；2、《给水排水管道施工及验收规范》GB50268-97；3、《混凝土质量控制标准》GB50164－92；4、《市政道路工程质量检验评定标准》CJJ1-90；5、《市政排水管渠工程质量检验评定标准》CJJ3-90；6、江门市建设委员会颁发的有关建筑规程，安全、质量及文明施工等文件；第二章工程概况2.1 工程简介本工程原设计采用机械顶管施工，但由于工期紧、施工场地有限、现场交通繁杂、地下管线复杂、有可能遇上地下障碍物等情况，将影响本工程机械顶管正常施工的不利因素，故将本工程中的顶管工程改用人工顶管。
管材采用DN800 及DN1200 的玻璃钢管埋深约为5~7m。
改用人工顶管后，工作井、接收井及检查井的井位和管段长度将根据现场实际情况（顶进长度、地下障碍物、交通影响等）而确定。
顶管工程施工设计
顶管工程施工设计一、工程概况本工程为XX市供水管道工程，拟采用非开挖方式进行管道敷设。
由于地形复杂，交通繁忙，为了减少对交通和环境的影响，降低工程成本，本项目采用顶管施工技术。
顶管施工是一种地下管道敷设方法，通过顶管设备将管道从工作井顶进至接收井，具有施工速度快、对地面交通和环境干扰小、工程质量高等优点。
二、施工设计1. 施工工艺本项目采用手掘式顶管施工，顶管直径为DN2000mm，顶管长度为82m。
顶管设备选用320t液压千斤顶，导轨采用重轨，后背采用组合钢结构。
顶管施工过程中，采用泥水平衡方法，确保施工安全。
2. 施工准备（1）施工现场准备：根据工程设计和实际情况，合理布置施工现场，设置施工临时道路、水电供应设施等。
（2）设备及材料准备：提前采购和调试好顶管设备、材料，确保设备性能良好，材料质量符合要求。
（3）人员准备：组织具有丰富顶管施工经验的施工队伍，进行技术培训和安全教育。
3. 施工步骤（1）施工前，对施工区域进行调查，了解地下管线分布情况，确保施工安全。
（2）制作工作井和接收井，工作井尺寸应满足顶管设备安装和操作要求，接收井应保证管道顺利进入。
（3）安装导轨，确保导轨安装顺直、平行、等高，轴线与管道轴线重合。
（4）设置后背，后背应有足够的强度，且压缩变形要均匀，满足使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3。
（5）安装顶镐支架、顶镐、油站，顶镐安装要求水平、等高、对称、纵向坡度与管道设计坡度一致。
（6）顶管施工过程中，采用泥水平衡方法，控制顶管前端的土压力，确保施工安全。
（7）顶进过程中，定期检查管道偏差，及时调整，确保管道轴线符合设计要求。
（8）顶管施工完毕，进行管道接头处理，确保管道连接牢固、密封。
4. 施工质量控制（1）严格把控材料质量，确保原材料、焊接材料等符合国家相关标准。
（2）加强施工过程控制，对顶管设备、施工工艺、管道接头等进行检查，确保施工质量。
（3）施工过程中，做好测量工作，定期检查管道轴线和标高，确保工程精度。
顶管施工方案(通用)
顶管施工方案(通用)一、施工概述顶管工程是一种常见的地下管道施工方法，其施工方案需要综合考虑设计要求、地质条件、施工现场及设备条件等因素。
顶管施工是指在地表上沿管道线路开挖出一条长方形的开口，然后在地下利用推进机械施工将管道一节一节地向前推进完成施工任务。
二、施工工艺1.前期准备–确定施工范围及地形地貌情况；–制订详细施工方案和施工图纸；–准备所需施工材料和设备。
2.开挖工程–利用挖掘机开挖出地表长方形开口；–按设计要求控制开口尺寸和深度；–清理挖掘出的泥土和岩石。
3.管道推进–将管道连接好，通过推进机械推进；–按照设计要求控制推进速度；–定期检查管道连接质量和管道偏斜情况。
4.管道连接–在地下挖掘出连接井，将管道进行连接；–确保连接牢固，防止漏水。
5.灌浆封固–施工完成后，对管道周围进行灌浆封固；–确保管道稳定，防止管道塌陷。
三、安全措施1.施工现场应设立施工安全警示标志，禁止无关人员进入。
2.施工人员应佩戴必要的安全防护用具，如安全帽、安全鞋等。
3.施工现场设备应符合相关安全标准，使用前应检查设备状态。
4.施工过程中应注意通风透气，防止有害气体积聚。
5.施工结束后应对现场进行清理，确保施工现场整洁有序。
四、质量控制1.在施工过程中，应严格按照设计要求进行施工，确保管道连接质量。
2.施工结束后应进行管道通水试验，检查管道是否漏水，并针对漏水情况及时处理。
3.完成施工后应对工程进行验收，确保施工质量符合相关标准。
五、总结顶管施工是一项技术要求较高的工程，需要充分考虑各种因素并制定科学合理的施工方案，以确保施工顺利进行并保障工程质量。
通过严格遵守安全措施和质量标准，可以有效减少施工风险，保障工程顺利完成。
希望通过本文的介绍，读者能对顶管施工方案有一个更全面的了解。
以上为顶管施工方案的通用内容介绍，希望对相关人员有所帮助。
顶管工程施工技术方案与规范
顶管工程施工技术方案与规范
顶管工程施工技术方案与规范包括以下内容：
1.顶管工程施工技术方案：
（1）顶管施工工艺流程：施工准备→测量放线→工作井施工→顶管机安装→管道顶进→工具头吊装及回收→竣工验收。
（2）施工准备：包括现场勘察、工作面清理、施工用电准备、现场排水设施等。
（3）测量放线：根据设计图纸进行测量放线，确定工作井和接收井的位置。
（4）工作井施工：根据设计要求进行工作井的施工，包括基坑开挖、钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑等。
（5）顶管机安装：根据设计要求进行顶管机的安装，包括设备调试、安全装置检查等。
（6）管道顶进：根据设计要求进行管道的顶进，包括管道连接、顶进速度控制等。
（7）工具头吊装及回收：根据设计要求进行工具头的吊装及回收，包括工具头连接、拆卸等。
（8）竣工验收：完成施工后进行验收，确保工程质量符合要求。
2.顶管工程施工规范：
（1）顶管施工应符合国家有关标准、规范和设计要求。
（2）顶管施工应遵循安全、可靠、经济、合理的原则。
（3）顶管施工应采用先进、适用的技术设备和工艺，提高施工效率和质量。
（4）顶管施工应做好环境保护和文明施工，减少对周边环境的影响。
（5）顶管施工应建立健全质量管理体系，确保工程质量符合要求。
（6）顶管施工应进行风险评估和应急预案的制定，确保施工安全。
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顶管工程的设计与施工何佩秋(北京市市政工程设计研究总院 100045)(B eijing GeneralM un ici p al Engineering D esign and R esearch In stitu te) 摘要 结合工程实例,阐述顶管工程设计和计算的基本内容以及施工中应注意的一些问题。
关键词 顶管 设计 施工 一、顶管工程的现状目前我国顶管工程的设计与施工搞了很多,顶管管径之大,顶进长度之长均具世界领先水平。
如上海市某水厂过江顶管工程:钢管,管道直径<3.0m,单向一次顶进长度1120m,居世界第一。
上海市奉贤开发区污水排海顶管工程:钢筋砼管,管径<1.6m,一次顶进长度1511m,创顶管单向一次顶进长度世界首位。
北京某排污水干管工程,穿越京包铁路,干管管线为双排<3.0m钢筋砼管,两管间净距710m,顶管顶进长度70多m。
这些顶管工程(含隧道法施工),工程规模较大,技术难度较高,在同行业中水平领先。
在给排水工程、煤气热力工程、电信电缆工程采用顶管施工的也很多,应用较普遍。
二、顶管工程设计顶管工程设计主要包括:卸荷拱法(隧道施工法)和无卸荷拱法。
11卸荷拱法(隧道施工法,即普罗托基亚卡诺夫理论),在原状土中顶管,覆土作用在管道上的垂直土荷载,仅计算土层内形成的、自然卸荷拱以下高为h1塌落区内的土荷载,同时根据合理拱轴理论,卸荷拱上界面应自然形成为抛物线:y=h1a21X2(1)卸荷拱的高度h1按下式计算:h1=a1f k 式中 f k—土壤的坚实系数;a1—意义见图1所示,a1=D02[1+tg(45°-<2)];D0—顶管(或坑道)的直径(m);<—土壤的内摩擦角。
图1当按卸荷拱计算土荷载时,要求满足f k ≥0.6和管顶覆土深度H≥2h1。
当有实践经验时,H可适当减小,但不小于113h1。
此时作用在管道上的垂直土荷载可按管顶以上h1高的土柱计算,且不考虑地面活荷载的影响,管顶总的垂直土荷载按下式计算:G y=r s h1D0(2)式中 r s—土的单位容重(kN m3);D0—管道外直径(m)。
21按无卸荷拱法当顶管工程不能满足f k≥016(土壤的坚实系数)和H≥2h1时,应按管顶以上全部覆土计算土柱的压力,管顶垂直土荷载计算式:G y=r s H D0(4) 顶管在砂、卵石、砂卵石等土层中,或穿越河底软土层,无法形成卸荷拱时,管顶垂直土荷载同样按(4)式计算。
31管道顶进过程中,千斤顶的顶力,需要克服周边摩擦力、贯入阻力。
同时还不断受各种外界因素影响:如纠偏、后背的位移等,为此,管子周边受力状况经常处于不断变化中,经过长期工程实践,总结得出顶管顶推力的计算式为:F=k[f(2G y+2G x+G p)L+RA](5)式中 F—计算总顶力(kN);G y—单位长度管上垂直土压力(kNm);G x—单位长度管侧水平土压力(kNm);G p—单位长度管子自重(kg m);f—管壁与土壤间的摩擦系数;R—管前刃脚的阻力(kN m2);A—刃脚正面积(m2);K—安全系数,一般可取112。
41近年来实际顶管工程设计中,顶管顶力计算,多采用下列简单的经验公式:F=n G p L(6)式中 L—管长(m);n—土质系数。
不同地层,土质不同,n取值不一。
北京地区根据多年工程实践经验总结,并结合北京市水泥管厂生产的普通砼管产品情况,顶管工程设计顶力计算按公式(6),当为粘土、亚粘土及含水量较小的亚砂土n=115～2,当为密实的砂土或含水量较大的亚砂土n= 3～4。
笔者经历的几个顶管工程:钢筋砼管,管径<1.05～<3.0m,顶管长75m～110m,按公式(6)计算顶力,其中土质系数n,多数取用3～4。
顶管施工中均采取排水措施,降低地下水位,顶管顶进均比较顺利(碰上弧石、障碍物除外)。
且顶管工程施工质量都满足设计要求:顶管偏斜误差、顶管施工坡降误差均小于规范要求值。
顶管顶力计算按公式(6),概念明确,简单方便,受到普遍欢迎。
顶力计算结果,偏安全。
三、顶管施工中的一些问题顶管工程施工包括:顶坑后背墙设计、管前挖土、注入触变泥浆、顶管顶进等工序,这些工序的各种工艺都已趋于成熟和规范,已总结出一套完整的经验和实施办法,在此就不再赘述,下面以一些实例来说明顶管施工中的一些问题。
当顶管处于地下水位以下,应首先降低地下水位。
因地下水位高时,可能产生流砂;如粉砂、细砂等。
水位应降低至顶坑坑底以下015～110m,并尽量避免雨季施工。
当顶管以上土层为饱和水土层时,不能形成卸荷拱,不能按普罗托基亚卡诺夫理论计算顶管顶力。
施工排水方案的确定与土层渗透系数、地下水贮量、降水井点布设及抽水设备等诸多因素有关。
渗透系数,对一般中小型工程,可参照相似工程经验值取用。
但对大型工程,重要工程应做抽水实验,科学取用。
北京某污水干管工程,钢筋砼管<3.0m(双排管),穿越京包铁路,地下水位高于顶管(污水干管)顶面018m,且在顶管管身处有一粘土隔水层,将地下水分为上下2层。
为了不影响铁路路基,要求在距铁路路基两侧坡角30m的范围内不能打管井降水(防止影响坡角稳定),施工中采用在铁路两侧坡角以外70m处,用竖向管井降水,数量为坡角两侧各9根<400mm管井,每个管井深15m,呈梅花形布置。
采用砂桩将粘土层穿透,使上层滞水降至下层,再用管井潜水泵将下层水抽走。
保障了顶管施工在干槽条件下进行。
又如北京某污水截流工程,其中有一段顶管,管径<1.05m,顶进长度75m,顶管覆土深415～5.0m,顶管管顶以上为亚粘土,管底以下为砂砾石层,地下水位在管顶以上。
因工(下转第21页)m=400-2.421-co s2.52×400=0.0019m=1.9mm 可见混凝土曲线顶管中存在超挖的问题。
对硬土来说这是曲线顶进的需要,否则管段很难转向,摩阻力也会因此而增加。
对于软土情况就会好一些。
所以在硬土中顶管,要考虑超挖的方法。
但钢管顶管因为设计的弯曲半径很大,超挖量就很小,可以忽略不计。
六、曲线顶管测量曲线顶管的测量是曲线顶管的关键技术问题。
曲线顶进时因管内外无法通视,因此必须改变常规的施工测量方法,经纬仪必须进管。
但管道在施工过程中是不断向前移动的,因此测站的座标也是在不断变化的。
要在测站座标不断改变的情况下,随时随地指出管道前进方向,这就是曲线顶管中管道定向测量要解决的中心问题。
解决的办法有2个:11管道内布置多台全站仪,依靠全站仪的优势,在短时间内通过计算机确定每站经纬仪的方向,指出管道顶进方向。
这一方法实质上是经纬仪导线法,方法可行但成本高。
21管道内设置一台普通经纬仪,一个觇标,2者均布置在工具管的后部。
工具管上的标尺、经纬仪、后视觇标3者间保持一定的距离,并与管道固定,随管顶进而跟进。
经纬仪、后视觇标的中心坐标是根据事先测定的实际管轴线计算所得,工具管上的测点座标查设计轴线可得。
依靠这3者的关系就可算出管道的顶进方向,并由经纬仪指向。
管轴线的测定需要一台全站仪,管道每顶进数10m,测定一次工具管后的管轴线,并输入计算机。
施工中可以根据顶进距离,推算出3者的即时坐标,通过计算机的运算,就能指出工具管顶进方向。
采用这一方法,速度快、成本低,使用人力少。
上面分析了曲线顶管中的6个主要问题,还很肤浅,尚需各方面共同进一步研究完善。
(上接第17页)期紧迫,施工前未作详细工程地质勘察(无地质勘察报告),施工中仅临时现场挖了几个探坑,探坑挖深5～5.5m,探坑平面尺寸315m ×3.5m。
为保证在干槽条件下施工,首先进行降水,将地下水位降至管底以下50c m。
顶进过程中又遇上一道与顶管正交的砼挡墙,为原马路护坡挡墙。
挡墙厚35c m,为使顶管穿过依靠人工进行了剔凿,工作条件很困难。
当顶管顶进长度至65m位置,又遇上一条斜穿顶管的光电缆,该光电缆为某军事单位的重要电信电缆,施工中差点儿挖断。
上述工程实例表明顶管施工中碰到的问题主要来自对顶管周围环境情况了解不够,包括地质情况,地下水位,顶管和其他管线交叉情况等等,这些可为以后的工程引以借鉴。
四、几点体会11目前一些工程实施过程中,仅凭已往经验,不做或少做工程地质勘察,顶进过程中碰到问题后,再补做此方面工作。
结果影响工程质量,延误工期,增加工程投资。
21地下水位较高时,顶管施工首先应做好降水,地下水位必须降低至管底外缘以下015～1.0m,以保障顶管操作在干槽条件下进行(饱和水土层,不能形成卸荷拱)。
31顶管工程具有拆迁少、占地少、伐树少等优势,在地下管道及地下构筑物(方涵或其他地下掘进工程)建设中具有无限前景,随着计算机技术的不断发展,顶管工程技术也将迈上一个新台阶。
参考文献[1]Г1К克列思,地下管计算,中国工业出版社1964年[2]天津大学建筑工程系地下建筑工程教研室,地下结构静力计算,建筑工业出版社1979年[3]刘建航、侯学渊,盾构法隧道,铁道工业出版社1991年。