过街顶管工程工作井及顶进施工方案

本次顶管施工需要从现况电信、燃气、电力管道下方顶进施工，加强施工质量和安全管理，保证顶进过程中地面不塌、不沉陷，是本工程施工的重点。

在施工前，需确定穿越的现状管线位置及高程，保证顶管高程与现状管道不冲突。

1 主要施工工序

施工准备测量放线工作坑开挖、支护顶管架安装顶管后背制作顶管导轨安装挖土顶管触变泥浆减阻注浆挖土顶管砌筑检查井拆除工作坑回填土。

2 顶管工作坑

本工程顶管工作坑使用封闭式框架结构支撑的做法。

封闭式框架结构进行支撑，立撑采用25#工字钢，间距为1.5米；横撑采用25#工字钢，间距为1.5米，每层横撑四角均设八字撑，采用25#工字钢焊接。立、横工字钢撑间隙插满厚5 cm木板。每道横撑必须与立撑连接。

工作坑上部土方采用机械开挖、人工清槽、立即支护的施工方法。防止土体(侧壁)扰动。顶管工作坑下部土方采取人工开挖、随挖随支护的施工方法。

（1） 工作坑基底尺寸确定

B=D1+2b+2c

D1---管外径(m)

b—管两侧操作空间，一般为每侧1.2—1.6m

C—护壁厚度，一般采用0.25m

B＝D1+3m+0.5m

＝1.25+3+0.5＝4.75m    宽度取5m

L＝L1＋L2＋L3＋L4＋L5

L1--圆管顶进后，尾端压在导轨上的最小长度，取0.5m

L2--管节长度，取3m

L3--出土工作间长度，取1.2m

L4--顶镐机长度，取1.0m

L5--后背所占工作坑长度，取0.85m

L＝0.5+2+1.2+1+0.85＝5.55m

工作坑基底尺寸为5m×5.5m。

（2）顶力计算

顶力按经验公式估算：P=n×G×L (公式出处为市政工程施工手册第二卷)

P— 计算总顶力（kN）

n— 土质系数取4

G— 管子单位长度管体自重取11 kN/m

（管径D=1050mm）

L— 顶进管总长度25m（D=1050mm）

D=1050排水 P=4×11×25=110t（1100kN）

选用2台150t（3000kN）顶镐。

（3）导轨安装施工

导轨、顶镐、后背工字钢、道木等顶管设备，从工作平台利用起重架和卷扬机逐一吊装下放到工作坑底；吊装时使用钢丝绳或专用起重吊带将导轨、顶镐、后背工字钢捆绑牢固，先试吊（吊离平台30㎝）2次，确保安全后，方可将平台口上设置的活动盖板(装有滚动轮和导轨)打开，将设备吊装下放到工作坑底

下吊顶管设备时顶管工作坑内和主梁洞口周边严禁站人。当顶管设备下到距工作坑底50cm时，操作人员方可进入工作坑内进前工作。

a.导轨

导轨采用长4m高14cm的40号钢轨，导轨间距76cm。导轨下铺15×15cm枕木，导轨用道钉固定在枕木上。导轨、枕木安装时高程要严格控制，其高程一般低于管外底2cm，其纵坡应于管道纵坡一致。木轨枕下基础做法为下铺10cm厚卵石。

导轨安装：（公式出处为xx市给水排水管道工程施工技术规程）

公式中：两导轨间距

D-管外径，125cm

h-导管高，采用40号钢轨高14cm

e-管外底距枕木距离，10～25mm，本工程取1.5cm取76cm。

b.后背面积核算（公式出处为市政工程施工手册第二卷）

F≥P /σ （F=20㎡, P=1100KN,  σ=200 kN/㎡)

F≥1100/200

F≥5.5㎡

P—计算顶力（kN）

σ—砂石的允许承载力（kN/㎡）

F —横排方木面积（㎡）

b.后背受力宽度核算: （公式出处为xx市给水排水管道工程施工技术规程）

总顶力P＝1100KN,后背宽B=5m，单位宽度受力p

p=P/B＝1100/5＝220KN/m

后背每米宽度总的被动土压力:

P＝1/2rh2tan2(45。+φ/2)

r—土容重 取20KN

h—后背土壁的高取6m

φ—土壤内摩擦角取35度

P＝1/2×20×3×6×tg2(45。+35。/2)

＝662.4KN/m >220KN/m

满足要求

3顶管工作坑平台

工作平台：顶管工作坑工作平台要在第一次挖方完成后，及时搭设，以利下步工序的施工。

井口工作主梁采用4根长10m的32a＃工字钢，然后满铺10×10cm方木。搭设前将工作坑四周场地平整后，在工作坑两端距坑边0.3m处各向外铺6m长10×10cm方木10根。主梁吊至方木上并立稳至牢，全部主梁就位后，马上用25a#工字钢两根间距6m横向将主梁联接，所有焊缝要满焊，防止主梁因受冲击时倾覆。平台上铺长4m、10×10cm方木，平台口两侧用大板封严。

主梁中间位置留下管和出土平台口(4m长×2.5m宽)，在平台口上设置活动盖板(装有滚动轮和导轨)。

4管材

管材出厂前要进行质量检查、按规定进行外观和尺寸偏差检查，合格后方可运到现场。

管材运输要垫稳、绑牢，不得相互撞击;管材装卸要使用兜身吊带或专用工具起吊，防止接口部位损伤。加强现场预制管的成品保护，管材直接放在平台专用导轨上或专用导轨延长线上，并使用方木楔打掩稳定，以减少现场二次搬运工作量并确保施工安全。

5下管

起重设备经检查、试吊，确认安全可靠后，再将封闭主梁洞口的活动平台移开，敞露主梁洞口进行下管操作。下管时顶管工作坑内和主梁洞口周边严禁站人。当管下到距工作坑底导轨小于50cm时，操作人员方可进入工作坑内进前工作。

6顶进措施

（1）工作坑及坑内顶管设备安装全部施工完毕后，要按监理程序申报，请监理及管理单位、建设单位等验收合格批准后方可下放第一节管。

并在下放首节管前严格按照管道设计中线、高程检测工作坑内中线点、导轨高程及临时水准点高程，并在今后顶进过程中随时核对中线和高程，避免误差。

（2）首节管采用带帽施工，管帽采用10㎜厚钢板制作，总长一米，悬出0.5米，管后端管口加整圈钢护铁，为保证其受力均匀，在承压面上加橡胶垫做衬垫。

（3）开顶前应对顶搞、顶铁及所有设备进行全面检查，并进行试顶，确定无障碍后方可开始顶进。

（4）顶铁采用30×30㎝截面的顶铁，其连接长度行驶时最大不超过2.5m。顶进过程中退镐加换顶铁时，顶铁连接必须直顺不得弯曲且与顶搞及管口受力处垂直，并应换用可能安放的最长顶铁，以保证连接顶铁的数目最少（能用一块时不用两块）。（5）首节管下到导轨上，必须复核其中心线、管前端、管后端高程，因首节管的顶进方向、位置、高程关系影响到整段顶管的顶进质量,故必须测量复核确认合格后,方可拆除顶管工作坑龙门口挡板，进行首节管的顶管施工。顶管工作坑龙门口管顶以上部位的土体稳定是非常重要的，而该部位的土体由于顶管工作坑开挖制作等原因是非常容易扰动坍塌的，因此当龙门口挡板拆除后，立即先将管前钢帽插入土壁15cm，然后再开挖是可以防止土体坍塌的。

（6）为确保顶管时管道直顺和不错口，开始顶进的四节管均使用钢涨圈安装在两管接口处，钢涨圈应与管内壁紧密结合在一起。

（7）顶进时应缓慢进行，待各部位接触密合后，再按正常顶进速度进行，顶进时若发现油表压力突然增加，要停止顶进，检查油表压力突然增加的原因，经过处理后方可进行继续顶进。

（8）本工程采用手工掘进法顶管施工，管道初顶时（3～10m长度)每镐顶进长度不得超过15cm，管前挖土每次掘进长度15cm。顶进过程中每次挖土顶进长度不大于30cm，并严禁管顶端、管下及135度范围内超挖，以避免发生较大高差，要随挖随顶。

（9）顶进过程中，每顶进一次测量一次管内底高程、复测一次管中线，中线复测采用挂中线方法进行，高程测量采用水平仪和坑内水准点检测，并根据测量结果及时绘制顶进轨迹变化图、认真分析偏差产生的原因，为纠偏提供依据。坑内中线控制桩和坑内水准点，要经常复测保证其准确。

（10）顶管施工中如发生偏差，要立即采取措施。顶进纠偏操作要坚持“勤顶、勤挖、勤测、勤纠”的工艺原则，要根据顶进轨迹变化图，分析偏差发展趋势，掌握纠偏时机，循秩渐近、使首节管逐渐回到设计位置。当出现偏差时严禁一次性的过量超挖、猛顶猛纠的操作方法，避免增加顶进阻力，造成管口损伤。

顶进纠偏工序必须由有丰富顶管经验的顶管工操作。顶进纠偏采用顶木纠偏与超挖纠偏法配合进行。即在首节管偏向的反侧土体适当超挖，偏向侧土体不超挖并适当留坎。用方木的一端顶在首节管偏向的另一侧内管壁上，方木的另一端斜撑在垫有木板的管前土壤上，支顶牢固后，即可顶进，边顶边支。利用顶进时斜支撑分力产生的阻力，使首节管向阻力小的一侧校正。

当偏差在1～2cm时，采用超挖偏差法，即在管子偏向一方超挖，而另一侧适当超挖，使管子向阻力小的一方偏转，使偏差得以纠正，当管子偏差大于2cm时，宜采用顶木校正法。即用方木一端顶在管子偏向设计中心一侧内壁上一端顶在垫有钢或木板的管前土壤上支牢固，开动顶镐，利用顶镐顶进时顶木斜支管子产生分力，使管子得到矫正。

（11）砼管接口采用橡胶圈接口。顶进过程中用橡胶垫或胶合板置于承压面上，顶进完成后及时将管口空隙用聚氨酯密封膏填实封闭。

（12）顶进昼夜三班不停，每班设班长并配测量人员，每班必须填写原始施工记录，包括顶进长度、顶力值、管位偏差及校正情况、机械运转情况，土质情况及注意问题。交接班时，将施工记录向下一班交接清楚。