第三章 顶管施工方案
一、主要工艺流程
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）一基坑制作—后背制作—洞口止水圈制作及顶进设备安装、调试—顶管机出洞—吊放第一节钢管—顶进（注浆减阻）—依次循环—顶管机进洞、顶管结束—拆卸设备—恢复地貌。 二、各分项工程工艺 1、施工准备
（1）认真熟悉及审查图纸，领会设计意图，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）开工前教育职工不扰民，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
本工程的基础数据，基坑深度8.5米，钢管规格DN2648X24mm，顶管长度83米。
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三、顶力计算 （1）顶力计算
FP??D0Lfk?NF
式中：FP——顶进阻力(KN)；
D0——管道的外径(m)； L——管道设计顶进长度(m)；
fk——管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(KN/m2)；
?D0Lfk =3.14*2.648*6*83=4140KN
NF＝?/4D02rh=3.14/4*2.6482*19*6.676==666.8KN
经过计算得FP=4807KN，施工中我们采用泥浆护壁进行减阻，F总 =FP（1-20%）=3845KN据计算的顶力大小，我们计划用4台200t的千斤顶进行施工。
（2）管材允许顶力计算
F???D?t?t?f?/k式中： F——管材承受的最大推力（KN）；
k——安全系数（1.2—1.5）； D——管道内径（m）；
t——管壁厚度（m）；
?f?——管材的轴心抗压强度计算值（Kpa）；
F???D?t?t?f?/kF???D?t?t?f?/k=27684KN（K取1.5） =34605KN（K取1.2）
经过计算管材允许的顶力27684KN—34605KN，所加千斤顶的顶力完全在钢管承受的范围内，即本施工方案确实可行。
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（3）后背承载力的相关计算
式中： S——安全系数；
???tg2?45????被动2?； ——被动土压力系数等于??——土的重力密度（
KNm3）；
h1h2h3——承压壁各段高度（m）；
b——承压壁宽度（m）； P——顶管顶推力的总和（KN）。
???tg2?45????被动2?=1.76；?=18.8；后背混凝土的尺寸为4m*4m*0.8m；设=?S=1，b=4m，h1=6m，h2=4m，h3=2m；代入承载力计算公式的P=9706KN，后背承载力能够满足施工过程中顶力的要求。 （4）测量放线及土方开挖外运
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、视线清楚、方便校核、易于保护处。施工过程中开挖废土及时运走，避免乱堆乱放，污染周边场地，土方外运及时遮盖，一面沿运土路线散落。 四、顶进设备安装
（1）把地面上建立的测量控制网引至工作井内，并建立相应的地面控制点，便于顶进施工时复测。 （2）工作坑内精确测放轴线。 （3）稳置轨道
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轨道采用钢制轨道，表面平直光滑无毛刺，轨道高20cm。根据设计管 道的标高进行轨道安装，轨道不设坡度，轨道中心线与管道中心线在同一垂直平面内，轨道与底板基础连接牢固。轨道安置在工作井前段，距洞口止水圈30cm。安装误差在允许范围内。 （4）主顶油缸架稳置
依照轨道和管道中心线、高程为参考，进行稳置主顶油缸底架，油缸底架中心线与所顶管道中心线在同一垂直平面内，油缸底架及主顶油缸稳置要牢固并在允许偏差范围内。 （5）后背铁稳置
后背铁采用4m×4m×0.2m钢制后背铁，后背铁受力面平直，具有足够的刚度和强度。后背铁安装要在后背铁与工字钢之间浇注C30混凝土0.6米厚，与工作井底板充分接触并与管道中心线垂直，安装偏差要在允许范围内。 （6）设备联接
主顶油缸的油路应并联连接，每台油缸应有独立的进油、回油的控制系统。其它各设备之间按规范进行连接安装，安装完毕后进行调试。 （7）供电系统的设置
供电系统由发电机、总控箱、分配箱、开关箱和用电设备及输电线路组成，总控箱、分配箱、开关箱及升压装置的布置应符合相关规范要求，并采取防雨、防晒措施；输电线路采用线板架设并标识，线路架设应横平竖直、符合相关要求。 （8）设备调试
A、所有的电控系统安装完毕后对电控系统的连接及控制开关进行调试，检验线路连接是否正确、开关是否灵敏。
B、对主顶油缸及油泵站进行调试，检查油管是否连接正确、油泵站运转是否正常、油路控制闸阀是否完好、顶镐出镐缩镐是否正常，对油管进行排
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气处理。
C、对测量系统进行校验，检验支架的稳定性和安全性，对仪器进行摆放调试。
D、对机头的各项开关进行调试，检验电压表、电流表；检验刀盘转向是否与控制相符；检验纠偏系统是否运转正常；检验土压表是否灵敏；检查齿轮油箱是否满足设备要求；检验螺旋出土机转向是否与控制开关一致，运转是否正常。
五、工作坑洞口处理
为阻止地下泥水及触变泥浆从管外壁与土体形成的缝隙流入工作井，特制作双层止水圈，止水圈主要由四片14mm钢制法兰盘和两片橡胶垫组成，橡胶垫内含胶量应大于50%。要求双层封闭圈中心线与管中心线一致。而且在洞口正上方处预埋三根6′注浆管，顶管开始，使管节一出洞就被泥浆包裹，减少摩阻。
洞口止水圈做法：首先将预制的止水圈钢法兰焊接在进洞不受影响的井壁上，然后两侧缝隙处支模打灰，最后用钢制法兰及橡胶圈与螺栓连接，将橡胶圈压紧。掘进机头推进土层前，拔掉龙门桩以使掘进机头顺利推入土层。 （9）机头吊装
机头吊装使用100T吊车，为防止机头进洞后扎头,故在顶管前,将导轨延长至坑壁前。 六、管道顶进
（1）机头入洞时，随时跟踪观测机头的状态，及时指导用主顶油缸编组进行纠偏，保证顶进轴线的准确。
（2）本工程采用泥水平衡顶管掘进机，顶进分为初始顶进和正常顶进两个阶段，掘进机从顶进开始到第一节管子接上并与掘进机连接好之前的顶进称为初始顶进，在此以后的顶进称为正常顶进。
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