1、广州天然气运用工程迎宾路车道下管段顶混凝土套管方案一、工程概况：埋设在番禺区迎宾大道快车道及路口管段，由于路权单位（番禺区交通投资建设有限公司）及管理部门（番禺区交通局路政管理所）规定采用非开挖施工办法施工；考虑到日后便于高压管道更换及维修，依照现场特点，采用顶钢筋砼套管，在套管内安装燃气管道施工办法。详细位置（桩号）：4+7005+435、7+981.048+151.87。二、现场施工条件分析：1.4+7005+435段：该段涉及两个路口及快车道，4+700位置是绿化带，图纸显示没有地下管线等障碍，可定为工作坑位置（1#坑）；5+358处为塘西酒家停车场，且地下管线非常密集，不适当做工作坑，2、因而，该段管线应延长至5+435处，该处为空地，障碍少，可做工作坑（5#坑）；4+915.38处为平面转点，在该处做工作坑（2#坑：由于该处为转点，故该坑只能做一种方向顶进，最后做3#坑接受坑）；3#坑及4#坑在桩号5+000和5+171.19处，该两个地方均没有地下障碍，同步可运用一半人行道，减少快车道占用面积。接受井在工作坑之间按现场实际布置，单向顶进最大长度130米。3、7+981.048+151.87段：7+981.04为绿化带，地下管线较少(只有一条电力电缆,可采用保护办法),可做顶管工作坑；8+121处地下管线较多，不适当做工作坑，应将顶管段延长至8+151.87没有地下管线,且场3、地较好，很适合做工作坑。接受坑在8+058.60处（绿化地上）。三、顶管工艺拟定：1.顶进施工办法选用：采用中短距离直线法顶管，人工挖土施工办法。2.管径及管材：建议采用DN1500MM二级钢筋砼离心式F型顶管，橡胶圈垫板石棉水泥接口。3.管内底用C15砼填充做安管平台。4.最大顶力计算及设备选型：按最大单向顶进长度130M、管顶埋深5M计算（1）.顶力计算：对于顶力计算，管径、埋深、顶进长度、土质、与否采用减阻碍办法，挖土工艺等都对顶力具备一定影响，顶管总顶力重要分为两个某些：正面阻力和四周摩擦力，即总顶力F=F1+F2。F1工具管正面阻力(KN)，由于该工程采用挤压式工具管，故 F1=/44、D2（1-e）R D工具管外径（M）；1.5+0.3=1.8M。 e开口率e=S1/S2=1.32732.545=0.5215。 S1工具管开口面积；(取直径1.2M，0.78541.31.3=1.3273M2) S2工具管横截面积（管道外径)；0.78541.81.8=2.545M2。R挤压阻力（KN/M2），取R=400KN/M2；故：F1=3.14(41.81.8)（1-0.5215）400=0.186（KN）。F2管道摩擦阻力（KN）：公式：F2=f2.L。 L管道总长度（130M）； f2单位长度管道摩擦阻力（KN/M）。管道摩擦阻力是指管壁与土之间摩擦阻力，由于该工程采用触变泥浆减5、阻办法，故f2=.D.f； D管道外径（M）(顶管所用管道壁厚普通为管内径为十分之一)；f管壁与土平均阻力（取4.5KN/M2）；故：F2=DfL =3.141.85130 =3673.8（KN）。 总顶力F=F1+F2 =0.186+3673.8 =3673.99(KN）。（2）.顶管设备选型：从上面计算成果可知，本工程最大顶力为3673.99KN。为保证管道顶进时顶力有一定富余系数，在选用顶管设备时，每坑采用2个400T千斤顶。单向顶进长度超过90M时，加设中继间。四、顶管施工方案：1.工作坑施工：由于现场施工场地较狭窄，采用沉井施工办法，尽量减少工作面。2.接受坑施工：与工作坑同样办法施6、工，在管道顶进到位时开始开挖，减少占用场地时间。3.管道顶进：采用两组YDT4000型主油缸配对顶进，每个油缸工作推力为4000KN，油缸长度2657MM。土方采用人工挖掘办法施工。4.减阻办法：a.在管外壁均匀涂上一层白蜡，减少管壁与土层摩擦力；b.采用触变泥浆减阻：膨润土运到现场后分批测得膨润土胶质值，按下表配制泥浆：膨润土胶质值膨润土水碳酸钠60701005242370801005241.52809010061423901001006141.52 注：.泥浆要充分拌和并停滞12小时以上方可使用。 .注浆泵采用BW250/50型注浆泵，压力为3050Kg/cm，排量为：150250升/分，7、在注浆时压力控制在0.10.2Mpa左右。 .注浆孔位于管道两侧，每节管2个注浆孔，顶管完毕后要用水泥砂浆置换触变泥浆，并将泥浆孔封堵。5.地下水排除办法：由于本工程地下水位较高，对安全施工构成威胁，故考虑采用：a.本地下水不多时，在工作坑底板设立一集水坑，用抽水机直接排除；b.如遇地下水太大时，采用深井降水法降水。6.遇淤泥流沙层办法：地质资料显示，沿线有淤泥流沙层，对管道顶进质量及安全施工极为不利，宜采用分层注浆加固管道内及周边土体办法，详细为：采用管道内“超前小导管注浆法”，即在管道内按一定间距（0.5米为宜）插注浆导管，外圈导管斜插角度为15度；注浆材料为水玻璃水泥浆。五、工作坑构造设8、计：（一）.尺寸计算：1.长度:按正常状态顶进时计算: Lb1+b2+b3+L1+L2+L3+L4 其中：L工作坑最小长度； b1后座或后背墙厚度，设后座时取b1=4060cm，设后背墙，无后座时取b1=50160cm；由于本工程顶力较大，故取b1=100cm； b2刚性顶铁厚度，取b2=30cm； b3环形顶铁厚度，取b3=15cm； L1下井管段长度，本工程管径DN1500，取L1=800cm； L2主油缸长度：YDT4000型工作推力为4000KN，长度1657。 L3接管时留在坑内管道最小长度，取L3=50cm； L4安装富余量，由于本工程地方狭窄，故不作安装富余量考虑，取L4=80C9、M。 故Lb1+b2+b3+L1+L2+L3+L4=1.0+0.3+0.15+8+1.657+0.5+0.8=12.4M 取L=12.4M 2.宽度:工作坑宽度与管道外径关于，此外还与坑深度关于。由于较浅坑，能放在地面设备不再下坑，如油泵车、变电箱、电焊机和顶铁等。较深坑普通是井，为了提高施工效率，上述设备都要放在井下。所此前者工作坑较窄，后者较宽。 浅工作坑：B=D+（2.02.4） 深工作井：B=2D+（2.02.4） 式中：B工作坑（井）宽度（M）； D管道外径（M）； 由于本工程工作坑深度在6M以上，故其宽度按深工作井计算，即取： B=1.5D+（2.02.4）=1.51.8+2=4.10、7M，取B=4.7M。 3.深度：自地面至基坑（井）底板面深度称为工作坑（井）深度，可按下式计算：H=H1+D+h 式中：H1管顶覆土厚度(M)； D管道外径（M）； h操作空间高度（M）取h=0.8M，故工作坑深度为 H=H1+D+h=5+1.5+0.8=7.3M；（二）.坑壁及坑底构造设计：14200 地面1000mm1620020mm厚钢板C30钢筋混凝土预留孔洞400mm14200500mm 碎石基层500 L 500（三）.顶进后背墙设计：1.选用尺寸：3500mm3500mm1000mm；2.做法：正面（与千斤顶接触面）及侧面用20mm厚钢板焊接成型，与剪力墙预埋件焊接，中间填充C11、30钢筋砼。六、顶管工艺流程质量控制： 顶管工作能否顺利，导轨安装非常核心，本工程导轨采用轨道钢，在安装时应顺直、平行、等高，纵坡与管道设计纵坡一致，安装误差为： 轴线：3MM； 顶面高程：0+3MM； 两轨内距：2MM； 安装轨道时应与底板预埋铁牢固焊接，不能在使用中跑位。 在顶管开始入土前，再仔细检查一遍油泵，千斤顶安装及运作状态，注意设备状态，后背及轨道安装精度，精确无误后，方可放下工具管开始顶进工作。 手工掘进顶管法前10M非常核心，容许偏差必要控制在如下范畴内，轴线3MM，高程0+3MM，超过此范畴应及时纠正。 在挖土时，要严格按下列规定挖掘，先中间，后四周，不超挖，勤收边，四周超挖12、量不不不大于1.5CM。 在顶进过程中要时刻观测，并做好如下记录： 油泵油压表读数； 注浆泵压力读数，过行管头高程、轴线偏差； 导轨及后背铁稳定限度； 土质变化。 如以上内容正常，则继续顶进；如发现异常，要仔细分析因素，并采用相应办法。 七、顶管施工测量：先准拟定出工作坑及接受坑位置，坑底及走轨标高；施工过程中重点控制轴线位置及高程；普通每顶进0.5米应对高程及轴线复核一次。 八、顶管纠偏： 纠偏是指工具管偏离设计轴线后，运用工具管纠偏机构或其他办法，变化管端方向，减少轴线偏差办法。 当测量成果超过容许偏差范畴外，就要进行纠偏，纠偏重要靠工具管进行。纠偏时应做到如下几点： 1.纠偏应在顶进过程13、中纠偏，边顶进边纠偏； 2.纠偏应用小角度来逐渐进行，不能急拐或突升突降； 3.纠偏时应注意轴线校正后顶管头复位； 4.每次纠偏均要仔细记录其过程及纠偏值。 九、顶管常用通病分析与防治：顶管容许偏差控制：控制内容 管径DN1500轴线位置50管道内底高程30、40相邻管间错口20(一).管道轴线偏差过大： 1.现象： 管道轴线与设计轴线偏差过大，使管道发生弯曲，甚至导致管节损坏，接口渗漏。 2.因素分析： (1).地层正面阻力不均匀，使工具管受力不均匀，形成导向偏差，导致管道轴线偏差。 (2).顶管后背发生位移或不平整，使顶力合力线偏移，导致管道轴线偏差。 (3).千斤顶不同步，或千斤顶间顶力14、相差较大，或安装精度不够，导致顶力合力线偏差，使管道轴线发生偏差。 3.防止办法： (1).顶管施工前应对管道通过地带地质状况认真调查，设立测力装置，指引纠偏。纠偏应按照勤测量、勤纠偏、小量纠操作办法进行。 (2).采用同种规格千斤顶，使其顶力、行程、顶速相一致，保持顶力合力线与管道中心线相重叠。 (3).加强顶管后背施工质量控制，保证后背不发生位移，并应使后背平整，以保证顶进设备安装精度。 (4).顶进过程中应随时绘制顶进曲线，以利指引顶进纠偏工作。 4.治理办法： (1).重新调节千斤顶行程、顶力、顶速，或重新调千斤顶安装精度。 (2).对顶管后背进行加固，防止位移继续发展，并保证后背平整15、。 (3).纠偏前应认真分析顶进曲线发展趋势，采用恰当纠偏量，循序渐进，切不可操之过急，适得其反。 (二).地面沉降与隆起： 1.现象： 顶管施工过程中或施工后，在管道轴线两侧一定范畴内发生地面沉降或隆起，使管道周边建筑物和道路交通及管道等公用设施受到影响，甚至危及到正常使用和安全。 2.因素分析： (1).开挖端面取土量过多或过少，使工具管推动压力与开挖土体压力不平衡，导致地面沉降或隆起。 (2).管道轴线偏差，或纠偏不当导致土层土体损失。 (3).管道外围环形空隙（工具管外径与管外径之差）引起土层土体损失，或顶管完毕后未置换泥浆导致土体损失。 (4).管道接口不严密导致水土流失。 3.防治16、办法： (1).施工前应对工程地质条件和环境状况进行周密细致调查，制定切实可行施工方案，对的选用工具管，并对距离管道近建筑物和其他设施采用相应加固保护办法。 (2).设立测力装置，以便掌握顶进压力，保持顶进压力与前端土体压力平衡。 (3).严密控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量纠操作办法。 (4).在顶进过程中应及时足量地注入符合技术原则润滑支承介质填充管道外围环形空隙。施工结束及时用水泥或粉煤灰等置换润滑泥浆。 (5).严格控制管道接口密封质量，防止渗漏。 (三).顶力突然增大： 1.现象： 在顶进过程中顶进压力突然增大。 2.因素分析： (1).土层塌方，或工具管前端遇障碍物，使摩17、阻力增大。 (2).管道轴线偏差形成弯曲，使摩阻力增大。 (3).减阻介质，膨润泥浆配比不当或注入不及时，或注入量局限性，减阻效果减少，使摩阻力增大。 (4).顶进设备油泵、油缸、油路发生故障。 (5).顶进施工中，因故停顶时间过久，润滑泥浆失水后，使减阻效果减少。 3.防治办法： (1).顶进过程中应严格执行勤测量、勤纠偏、小量纠操作规定，使管道轴线被控制在容许偏差范畴以内。 (2).按不同地质条件配制适当泥浆，并采用同步注浆办法，及时足量地注入泥浆。 (3).顶进施工前应对顶进设备进行认真检修保养。 (4).停顶时间不能过久，发生故障应及时加以排除。 4.治理办法： 发生顶力过大状况时，应18、及时停止顶进，查找因素，判明状况后采用相应办法进行解决。 (四).钢筋砼管道接口渗漏： 1.现象： 管道接口渗水、漏水。 2.因素分析： (1).管节和密封材料质量不符合技术原则或在运送、装卸、安装过程中管节被损坏。 (2).管道轴线偏差过大，导致接口错位，间隙不均匀，填充材料不密实。 (3).接口或止水装置选型不当。 3.防止办法： (1).严格执行管节和接口密封材料验收制度。 (2).严格控制管道轴线，按技术原则和操作规程进行施工。 (3).在管节运送、装卸、停放、安装过程中，应做到吊（支）点对的，轻装轻卸，保护办法得当。 (4).认真进行接口和止水装置选型。 4.治理办法： 可采用环氧水19、泥砂浆或化学注浆办法进行解决。 (五).钢筋混凝土管节裂缝： 1.现象： 管节纵向和环向有明显裂缝，导致管道渗水、漏水。 2.因素分析： (1).管道质量不合格。 (2).顶进过程中顶力超过管节承压强度使管节损坏。或轴线偏差过大，致使管节应力集中而损坏。 (3).运送、装卸、停放、安装办法不当，导致管节损坏。 3.防止办法： (1).严格执行各管节质量验收原则。 (2).顶进时应严格控制管道轴线偏差，控制顶力在管节容许承压范畴以内。 (3).在管节运送过程中应采用管垫等保护办法，并应做到吊支点对的，轻装轻卸。 4.治理办法： 应认真分析裂缝产生因素和性质，依照不同受力状况，分别采用不同治理办法20、，解决后应能保证构造原有承载能力及整体性。 (六).顶管前端正面土体坍塌： 1.现象： 顶管施工中实际出土量远远不不大于理论出土量，且地面有明显塌陷。 2.因素分析： (1).前端土层性质发生变化，顶进量过小，没有起到防护和平衡作用。 (2).敞开式顶进时挖土量过大，或封闭式顶进力不大于土体压力。 (3).遇有流砂状况。 3.防止办法： (1).顶进施工中应采用短开挖、勤顶进办法，禁止超挖，并随时注意到土质变化状况，以便采用相应办法防止坍塌。 (2).认真做好土体降水工作。 十、行车道地段顶管保证办法： 本顶管工程位置基本在快车道下，道路交通繁忙，顶管时不能阻断交通，施工时应注意如下几点： 121、.顶管挖土时一定不能超挖，要按规定挖土50CM即将管道顶进，避免挖土太深而导致塌方事故。 2.顶进要持续进行，不能停留，尽快穿过。 3.顶管完毕后及时注浆置换触变泥浆，并将管道周边空隙用水泥砂浆填充密实。 十一、管道接口施工过程及完毕后解决： 管道接口是在顶管施工中一种很重要构成某些，如果解决不好，就存在渗漏现象，直接影响管线质量，在施工中要做好如下几点： 1.吊管时要运用吊装孔吊管，不能从管中穿吊，以免损坏管道承插口，更不能碰撞操作。 2.下管前将承插口处泥土及杂物清理干净，在插口上仔细套好胶圈，并安好木垫板。 3.下管时要小心轻放，落拉后慢速顶进，使承插口对接后再加力顶进。4.施工完毕后，清理好每个接口泥土及杂物，并用3：7石棉泥打口，并批抹光滑。