1、顶管顶进施工方案顶管顶进施工方案1.1顶管施工布置泥水平衡顶管施工泥浆系统工作原理见图 4-1 ,顶管施工前需先在地面上的泥浆池内搅拌一定量的比重 1.11.2左右的泥浆。顶管施工时打开泥浆池的阀门，泥浆通过进泥 泵加压，经进浆管进入到顶管掘进机的泥水仓；泥水仓的泥图4-1 顶管施工工艺示意图浆在工作井内的排泥泵抽排作用下，泥浆经排泥管排到地面 泥水分离器处理，泥渣分离外运，泥浆留在泥浆池内，形成 了泥水循环系统。1.1.1地面布置顶管工作井安排一台汽车吊，负责钢管及顶铁吊运和井 内、地面的吊装工作，现场内另设临时堆场，供钢管及其他 半成品、 周转材料等堆放， 顶管现场考虑一定钢管的贮存量。
2、工作井围蔽内布置工具间、修理间、试验室及水泵房、空压 机房、泥浆房等。自动控制台、通讯、中央控制均在顶进控 制室内。由于顶管为三班连续作业施工，在工作井现场四个角上各安装錪钨灯一座，供夜间现场照图 4-2 工作井作业面布置 示意图1.1.2工作井内布置工作井内沿顶管轴线方向在临时后座墙上装刚性后座， 主顶千斤顶、导轨、刚性顶铁、环形顶铁等顶进设备。工作 井边侧设置下井扶梯一座供施工人员上下。管内供电及工作井内电力配电箱均位于工作井内。管内 测量起始平台安装在主顶千斤顶之间轴线上，独立与砼底板 连接，与千斤顶支架分离，确保顶进时测量平台的稳定。沿井壁依次安装 1.5 寸压浆管、4 寸供水和出泥管
3、、 供电、1.5 寸供气管线。井内二侧工作平台布置配电箱、电焊机、 泥水旁通装置、后座主顶油泵车和顶铁。管内进、排泥管、压浆管、供电、通风管分别安装于钢管左右偏下侧，采用 L75 X 75角钢支架固定。管内照明采用24伏低压照明灯，每 8m布置1只。工作井内照明采用高压水银灯。施工期间在工作井内及管道内应配置足量的排水设备，以保证雨季汛期的管道安全。1.2顶管施工流程工施管顶段一下图4-3 顶管施工工艺流程图1.3出洞顶进完成止水施工后，可进行人工凿除穿墙位置的混凝土， 将工具管吊下工作井， 安装好工具管， 对正中线， 使上、 下、 左、右方向误差保证在 3mm内,安装及调试好各个系统、检 查
4、穿墙位置的止水设备、准备好足够的水泵，确保穿墙时各 个系统的正常运转。准备工作就绪后，氧割清除最前端的挡土钢板，清除硬 块，顶进工具头到穿墙管内，工具头与第一节管采用刚性联 结，避免工具头“磕头” ，在工具头最前端压满泥浆。因出洞口处为加压注浆固结体，刚开始顶进时尽量慢； 出洞 10 15 米范围，工具头前端有土压力，并且由于管道 较短，摩擦力比较小，为避免管道整体产生较大后退工具头 前端塌方， 当后座千斤顶回收时， 需要用 2 根钢管顶住钢管， 避免后退。顶进速度应根据出土情况确定，防止路面塌方。顶进过 程中，要求边压触变泥浆边顶进，不压浆不顶进的原则。停止顶进或拼接管段、排除故障等原因造成
5、短期停顶时， 要求工具管前留有足够土压力，保持土压力平衡。重新开顶 时应对整个管路进行补浆。顶进一节钢管后，回缩千斤顶，拆开水、电、气、泥浆 管路，吊入下一节管段，调直对中，钢管接头焊接好之后， 接通各管线，开动油泵顶进管节行程，回缩千斤顶，测量、加顶铁，重复顶进至一节钢管后，重复上述流程。图 4-4 顶管剖面示意图1.4出土施工首先将管节下到导轨上，就位以后，装好顶铁，校测管 中心和管底标高是否符合设计要求，合格后即可进行管前端 出土顶进工序。采用泥水平衡式顶管机出土，需要在顶管机中注入含有 一定泥量的泥浆，通过大刀盘切削顶管机前方的原状土，与 注入的泥水搅拌，泥水通过吸泥泵排到地表泥浆池中
6、沉淀， 表层泥浆可以反复循环使用，沉淀下的泥沙用汽车外运。冲泥和吸泥泵稳定工作时，调节冲泥和吸泥的泵量，冲 泥舱内应保持一定压力，舱内泥水压力应与地下水压力相平 衡，泥水压力过大，将增加主千斤顶负荷，泥水冲破上覆地 层，达到地表，造成突顶事故；泥水压力过小，地下水涌入冲泥舱，顶管机前方塌方， 将破坏上覆地层，造成地面建筑物破坏。所以控制顶进与出 泥的速度相当关键。1.5顶进施工顶管机的操作全部采用在管道外工作井上 ） 控制台控制，只需 1 个机手操作， 可实现对顶管机刀具的转动、 纠偏控制、 压力显示、实时监控顶管机安装了摄像头、控制台上安装了 电视机。顶进利用千斤顶出镐在后背不动的情况下将被
7、顶进管节 推向前进，其操作过程如下：1）安装好顶铁挤牢，管前端已一定长度后，启动油泵， 千斤顶进油， 活塞伸出一个工作行程， 将管节推向一定距离。2）停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。3）添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管节 为止。4）卸下顶铁，下管并焊接牢固，保证管与管之间的连接 安全，接好排泥及进水管道泥浆管道和顶管机的电缆。5）重新装好顶铁，重复上述操作。图4-5 顶管施工布置图1.6注浆减阻注浆系统由拌浆、注浆和循环管道三部分组成。拌浆是把注浆材料兑水以后再搅拌成所需的浆液造浆后应静置 24小时后方可使用。注浆是通过注浆泵进行的，根据压力表和 流量表，它可以控制注浆
8、的压力压力控制在水压力的 1.1-1.2 倍和注浆量计量桶控制）。管道分总管和支管，总管安装在管道内一侧，支管则把总管内压送过来的浆液输送到每个注浆孔上去。注浆孔布置为：工具头一道、钢管每隔 9m安装一道注浆管。注浆流程：造浆静置-注浆-顶进注浆-停顶-停止注浆。顶进阻力主要有正面阻力和管道四周摩阻力两部分组 成，管壁四周的阻力也占重要部分。1.7顶进时应注意事项1.顶管前15m的管节顶进的方向和高程，关系到整段顶 进质量，应勤测量，勤检查及时校正偏差。2管道顶进应连续作业，管道顶进过程中，遇下列情况 时，应暂停顶进，并应及时处理：1）工具管前方遇到障碍；2）后背墙变形严重；3） 顶铁发生扭曲
9、现象；4） 管位偏差过大且校正无效；5） 顶力超过管端的允许顶力；6） 油泵、油路发生异常现象；7）接缝中漏泥浆。当管道停止顶进时，应采取防止管前塌方的措施。1.8顶管管节接头形式 由于本管道为给水管道，本工程采用焊接接头。采用 K型焊接。接口焊接技术要求如下：1 ）焊条、焊丝应根据母材的化学成分、机械性能合理选 用在使用前必需检查其质量合格证明书和产品是否相符。2）焊条、焊丝焊条存放地点应符合焊材对温度、湿度的 要求，按时填写保存环境记录。如果焊条受潮，焊材使用前 应按其使用说明进行烘干。3）焊接人员必须有上岗证，而且在规定的范围内。4）本次施工的管道为供水水顶管焊接管道，且管道厚度 不大于
10、 14mm。5）管道焊接前用气焊打坡口，打完坡后对管口处出现的 焊渣等物应用角磨机进行清理，使坡口面出现金属光泽。6）顶管用的钢管焊接接口形式采用需采用 K 型坡口，即钢管管节需一端开坡口，另一端为平口（不开坡口） 。1.9顶管工作面排水顶管工作应尽量顶管从工作井定向接收井，地下水由工 作面流向工作井集水坑再用泵排出地面。1.10顶管内通风顶管内面无人，如果需要进去维修设备等，进管之前需 要通风，采用压入强制性通风措施，用风机通过铁管向顶管 顶管机压风。通过坑顶鼓风机用软输送管道导至工具管处，其间需不 断检查输送管道是否有破损或弯折，以影响送风效果。在人 员进入管道维护及检查前需送风一段时间，
11、净化管道中的空 气后人员才能进入管道内，以策安全。1.11照明及用电施工用电主干线采用 380V 三相五线制，接通地面、工作井、管道内、顶管机、管道照明采用12-24V低压电源供电。1.12顶管施工质量技术标准1.12.1顶管管道允许偏差表4-1 顶管施工质量控制允许偏差值项 目允许偏差钢管最大偏角0.50直线顶管水平直线轴线偏差300 LW1000m100mm直线顶管管内底高程偏差300 L1000m+60 -80相邻管节错口 2mm无碎裂1.12.2 地面沉降和隆起允许偏差表4-2 顶进过程中地面沉降控制范围值项 目允许变化范围（mm地面隆起的最大极限+10地面沉降的最大极限-301.12
12、.3 管道严密性要求本工程按照工艺设计的管道压力采用闭水法进行严密性试验，试验压力为 1.0Mpa，试验要求应符合给排水管道工程施工及验收规范 GB50268- 2008的规定1.13管道焊接及防腐1.13.1钢管焊接接口形式顶管用的钢管焊接接口形式采用 K型坡口，同时要注意顶进方向，该方向不能搞错，接口平边是用作顶进边，否则 在顶进过程中会使坡口边卷口，焊接时无法保证焊接质量。 这也是不采用其他形式坡口的原因。焊接时先焊内环缝，焊 外环缝前先用炭弧气刨挑根，将未焊透部分刨去，然后再焊 外缝。钢管K型接口大样图：其中：t=18mm, b=2；mm p= b=2mm, a =3035。图4-6
13、钢管K型焊接接口形式1.13.2钢管的制作，焊缝的检验钢管的制作、施工及验收按照给排水管道工程施工及 验收规范(GB50268- 2008)、现场设备、工业管道焊接工 程施工验收规范(GB50236- 98)、钢焊缝手工超声波探伤 方法探伤结果分级(GB11343)钢熔化焊对接头射线照相 和质量分级(G/T33232005、以及工业金属管道工程施 工及验收规范（GB50235-97）的有关规定执行。1材质：钢管管材强度等级为 Q2235-B 级，质量应符合碳素结构钢 GB/T700 的要求。2.钢管几何尺寸允许偏差：管径周长土 5.346mm；圆度（同端管口相互垂直的最大直径与最下直径之差）
14、8.1mm；端面垂直度不大于1.5mm；纵向弯曲不大于管节的 0.1%;弧度：用弧长n D/6的弧形板量测于管内壁或外壁纵缝处形成 的间隙不大于 3.6mm,距管端 200mm纵缝处的间隙不大于 2mm。3钢管焊接要求：（ 1 ）钢管制作采用钢板卷管双面焊接成管。为保证钢管 的质量,钢管的制作宜在加工厂内进行,成品管单节长度为 6m当采用自动焊接或半自动焊接时，焊丝和焊剂与管材力 学性能相适应,焊丝应符合熔化焊用钢丝 GB/T14957 的 要求。（ 2）同一管节允许有两道纵向接缝,其间距应大于 300mm卷管对口时应使内壁平齐，纵缝的错口允许偏差应 不大于 1mm。（ 3）钢管井下焊接采用手
15、工焊接时,焊条应符合碳钢 焊条 GB/T5117 的要求；（4）环向焊缝两侧间相邻的纵缝间距不小于 500mm不允许有十字形焊缝；（5）焊缝的外观质量和在焊缝及其边缘开孔应符合给 水排水管道工程施工及验收规范 （GB50268 2008）的相关 规定；（ 6）焊缝质量等级不得低于 II 级，钢管焊接的其他技 术要求应符合给水排水管道工程施工及验收规范 （ GB50268 2008）及其他现行有关国家标准的规定。4焊缝无损探伤检验：钢管及配件焊接、对焊缝进行 100%超声波检测，考虑在 制管厂完成。另可采用 X 光拍片进行焊缝无损探伤检验，检 验频率：自动埋弧焊 5%，手工焊缝 10%。所有检验
16、应符合 GB/T9711.1 97 的规定，焊缝质量等级不得低于 II 级。 4.13.3 钢管及配件的防腐要求1钢管表面预处理1）钢管进行防腐前需进行除锈，处理前对钢材表面进行 清洗，清除表面的油、油脂和积垢；2）外壁采用喷砂除锈质量等级应达到 Sa2.5 级，人工除锈质量等级应达到 St3.0 级；管口处须将焊渣全部铲敲干净 并用砂轮打磨至焊缝本色；3）处理后的表面应在未受污染、可见锈出现前进行防腐 处理，否则应重新清理，处理方法应满足涂装前钢材表面 预处理规范 （ SY/T0407-97 ）的要求。2钢管外壁防腐：本工程钢管外防腐采用环氧沥青玻璃鳞片防腐涂料，涂层结构为一层底漆、两层面漆
17、，干膜总厚度不小于 600卩m考虑到顶管施工中的磨损，生产厂家应适当提高产品的抗磨 性能。环氧沥青玻璃鳞片防腐涂层宜采用双组份、常温固化型 的涂料，其技术及性能应符合以下指标。表4-3 防腐涂层技术及性能指标序号项 B指标检验方法1篠膜颜色及外观棕屢色、漆蹴平整2粘度（涂-混合JSlOmis）占21勿CB/TI723船乙祛31 1 时间（min表干h2GB/T1728-79（89）实干hW244柔韧性.am0.3G6/tl730-89 8浸泡（30d）漆龍无变化GB/T9274-889耐蹴fl蹄訓n視泡（30d）涛農无变化GB/T9274-S810耐盐雾性500哦轻诫失胆防腐涂层的检查：1）外
18、观检查：外观检查按施工工序进行，多层间有无 气孔、裂缝、凸瘤和混入杂物等缺陷。2）厚度检查：可按生产数量的 5%抽查，在被抽管道上测3个相隔一定距离的截面， 每个截，面沿园周上、下、左、右各测四点，如最薄点底于标准值，则判为不合格。3）粘着力试验：用小刀切出一夹角为 4560的切口， 涂层以不分层为合格。4）管道在安装前要用电火花检测仪对防腐涂层进行检测，按 3000V 不打火花为合格施工技术要求1 ）管节表面预处理后不得有焊瘤、棱角、毛刺等；2 ）涂料配制应严格按产品说明书的规定操作；3）底漆应在表面预处理合格后的 8h 内涂刷，涂刷应均匀，不得漏涂，管两端150mm范围不得涂刷；4）底漆表
19、干后即可进行面漆涂刷和包扎玻璃布。底漆与第一道面漆涂刷的间隔时间不超过 24h，两层玻璃布的缠绕方向应相反。5）不得在雨、雾及 5 级以上大风中露天施工，环境温 度宜在 10以上；6）涂刷底漆前，钢管宜预热至 4050C ;防腐层烘干温 度宜在7090C ,烘干时间为2040min，要求缓慢平稳地升 温；7）管道在吊装、运输和安装过程中须采取保护措施， 防止对防腐层的损坏，如有损坏应予修补。8）井下接口处，生产厂家应调整涂料配方使涂料快干以提高顶进效率；管道连接处须待焊缝温度降底到 50 C方能涂刷底漆；涂层完全固化后方能进行顶管施工。3管道内防腐 本工程采用无毒饮水仓涂料作为管道内壁防腐：1 ）无毒饮水仓涂料采用一底两面结构，涂底厚度应不小于200卩m2）无毒饮水仓涂料的质量指标应符合钢管制作防腐标准（ZSB101）的规定；防腐涂层的检查：1 ）涂层间无气孔、裂缝、凸瘤和混入杂物等缺陷。2）电火花检测仪对涂层进行检测，按 1500V 不打火花为 合格。4涉水的涂料质量和卫生指标需达到国家生活饮用水 卫生标准的规定及卫生部“生活饮用水输配设备及防护材 料的安全性评价标准”规定的全部指标，必须具有国家卫生 部“设计饮用水卫生安全国产产品”卫生许可批件。
