市政工程顶管施工方案.docx
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市政工程顶管施工方案
二、顶管施工方案
1准备工作
顶进前的准备工作,包括挖工作坑、设备安装以及劳动组织等。
2工作坑
工作坑的设置,钢管顶进设一个工作坑
2.1工作坑的设计
工作坑的宽度,计算公式:
12
B=D1+2b+2ch1
C
D1
式中:
543
h3
B——工作坑底宽(m)6h2
D1——顶进管子的外径bBDBb
b——轨道两侧的工作宽W
当D≥1000mm时工作坑的底宽
b=1.6m1.撑板;2.支撑立木;3管子;
c——撑板的厚度,c=0.05~0.07m4.导轨;5.基础;6垫层
据此,可以计算出工作坑的底宽:
B=D1+(2.5~3.0)m
工作坑的长度计算:
7
258
1103466
9L1L2L3L4L5
图中:
1.管子;2.边圈;3.直铁;4.横铁;5.千斤顶;6.横铁;7.立铁;8.方木;9枕木;10轨道
基坑长度:
L=L1+L2+L3+L4+L5
式中:
L——工作坑的长度M
L1——管子顶进后,顶管管节留在导轨上的最小长度,与顶进管材有关。
钢筋混凝土管L1=0.3~0.5M
L2——管节长度M
L3——出土工作区长度M,与出土工具有关。
土斗车L3=0.6~1.0M手推车L3=1.2~1.8M
L4——顶镐长度M
L5——后背厚度M
3后背
后背形式:
人工后背(如下图)
123
45
6789
10
图中:
1.撑板;2.方木;3.撑杠;4.后背方木;5.立铁;6.横铁;7.木板;8.护木;9.导轨;10.轨枕
4导轨
导轨采用铁导轨,用重型铁轨铺设。
导轨净间距的计算公式:
A=2D1(h—cˊ)—(h—cˊ)²
式中
A——两轨净间距M
D1=D+2t管外径M
h——钢导轨高度M
cˊ——管外壁与基础之间的缝隙M,取cˊ=10mm
K
A
导轨间距计算图:
c
A0
5基础
当地基承载力大时,采用天然地基;由于地基承载力小,故修建人工碎石基础。
由于坑底有水,基础形式采用横枕木混凝土基础。
混凝土基础B=2*D+1000mm,厚度300mm,枕木面高出碎石基础面20mm,碎石基础厚300cm。
横枕木碎石基础结构如图:
枕木碎石基础C15
40
6工作棚及工作平台
工作平台位于顶管工作坑的上面,用于下管、运土和工具的垂直运输。
在平台上安装配电设备和起重设备(卷扬机)。
工作平台用30工字钢当梁,架于槽台上,工字钢上满铺15*15cm的方木,中间留有方孔。
在方木上面铺设铁轨,用平板小车在轨上滑动。
在方孔上面支搭起吊架,配以滑轮组、吊钩,并配设起重卷扬机。
在工作平台的上边架设棚布,以防雨及风沙。
工作平台布置图:
2.4*2.4
工作棚
卷扬机
槽钢
方木
7顶进
顶进包括下管、接管、顶进、出土、顶进测量和纠偏等工艺。
7.1下管与稳管
下管前对管材作全面的检查,对下管设备作安全检查。
用吊车将管节缓慢放在铁轨上,使管子安全贴卧在钢轨上。
为防止错口,两节管子的借口用内涨圈固定,最后拆除。
7.2顶进
顶管程序:
安装顶铁,开动油泵,顶镐活塞伸出一个引程后,关油泵,顶镐停止运行,活塞收缩,在空隙处加上顶铁,再开油泵,如此循环。
千斤顶在工作坑内并列布置,使千斤顶的合力位置和顶管时的反力的合力在同一条直线上,避免产生力偶,使管子发生高程误差。
千斤顶在管端面的位置设在管子竖向直径下方的1/4~1/5处。
7.3挖土和出土
顶管时采用人工挖土,挖土范围:
管道上方15mm;管道下方中心角135°内与管外皮挖齐,且不得超挖。
管前挖出的土,用手推车清运到管外,运土小车到达工作坑内的出土区后,由卷扬机垂直运输到工作平台上,再运到工作棚外的堆土区。
由于管道顶进位置的土层为钙结土,挖土采用人工配合风镐施工。
7.4顶管测量及校正措施
7.4.1测量
在顶管过程中,每顶三镐进行一次测量,以检查中线和高程,发现错误及时纠正,并将测量结果及时记录并绘制曲线图。
一个顶管段完成以后,进行一次全面的测量,每节管端测一组数据。
7.4.2校正
顶管质量标准,高程允许偏差为30mm,管子错口不得大于10mm,对顶接头的管子错口不得大于30mm。
测量时如发现管位偏差达到10mm时,即进行校正。
校正方法:
挖土校正法;木杠支撑法,视具体情况定。
8顶力计算及后背复核
8.1顶力计算
理论公式
P=K[f(2Pu+2PH+P0)+RA]
式中:
P——最大顶力T
f——管壁与土壤的摩擦系数,取0.4
Pu——管子上面的垂直总压力T,按土柱计算:
Pu=rhD1L
r——土容重T/m³
h——管顶以上土柱高度M
h=a1/fkp
a1=D1/2[1+tg(45°-φ/2)]
fkp=0.6
φ=arctgfkp
D1——管子的外径M
L——顶进管子的总长度M
PH——管子侧面的水平总压力T,垂直压力按土柱计算时:
PH=r(h+D1/2)D1Ltg²(45°-φ/2)
Φ——土壤的内摩擦角(度)
P0——顶进管子的全部自重T
R——管子刃脚前的阻力T/m²,取R=50
A——刃脚正面积m²
K——安全系数,取R=1.2
8.2后背核算
8.2.1后背受力面积
根据总顶力,核算后背的受力面积,应使土壁单位面积上受力大小不大于土壤的允许承载力。
(Mpa)
一般土壤0.15
湿度较大的粉砂0.10
比较干的粘土、压粘土及密实的砂土0.2
顶管现场土为湿度较大的粉砂其承载力为0.10Mpa。
8.2.2后背受力宽度
根据顶管需要的总顶力,核算后背宽度,使土壁单位宽度上受力不大于土壤的总被动压力。
后背每米宽度上土壤的被动压力(T/M)按下式计算:
P=1/2rh²tg²(45°+φ/2)+2chtg(45°+φ/2)
式中:
r——土容重T/m³
h——天然土壁后背的高度M
Φ——土壤的内摩擦角(度)
C——土壤的粘聚力Mpa取C=0。
8.2.3后背的长度
计算公式:
L=P/L+l
式中:
L——后背长度M
P——顶管需要的总顶力T
B——后背受力宽度M
L——附加安全长度M,取l=1。
计算结果:
(以D1000的管为主,计算顶进长度为32米)
计算项目
计算结果
工作坑底标高m
1048.648
工作坑宽度m
5
工作坑长度m
7
导轨净间距mm
860
基坑碎石基础厚度m
0.3
计算顶力T
130
后背受力面积m²
>1.3
后背受力宽度m
4.8
后背长度m
5.299
后背被动土压力T/M
66.27
土壁单位宽度所受压力T/M
27.08
结论:
后背被动土压力大于土壁单位宽度所受压力,故满足施工要求
顶管施工主要材料、设备及工程量表
序号
项目名称
规格
单位
数量
备注
1
工作坑土方
M³
120
2
钢管
DN1000
M
32
3
工作坑碎石垫层
M³
10.5
4
横枕木
150*200*2000mm
根
24
5
重型轨道
M
16
6
千斤顶
200T
套
4
7
后背撑板
钢板2000*4800*10mm
块
1
8
后背铁
槽钢200*100mm
M
60
9
后背立铁
槽钢200*100mm
M
60
10
护木
150*150*mm
M
12
11
工作坑护壁撑板
50*300mm
M³
4
12
空压机
台
1
13
风镐
台
1
15
16
17
18
19
顶管施工方案
一、工程概况
1.1工程概述
XX路排昆河雨水管线穿越南绕城公路必须顶管施工,顶管长度26M,顶管材质为D1400加重钢筋混凝土管,壁厚170毫米,接口采用钢板内套环接口。
顶管时须人工配合挖掘机挖土施工,且顶管阻力较大,后背采用槽钢枕木相结合的人工后背。
2顶管平面布置
顶管基坑设在南绕城公路路南的一侧,工作坑长度为6m,宽度为4m。
工作坑
南绕城公路
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