顶管施工方案(范本 )(3)

5）顶管接近既有管线时应放慢顶进速度，并加大触变泥浆注浆量，以控制既有管线沉降。

6）一旦顶进结束，立即利用原注浆孔向管外壁压注水泥浆，以置换原来的触变泥浆，置换浆的容积为原减阻空隙的2倍，置换体的强度为0.2MPa。

4施工任务划分及队伍部署

全标段共分为6个区段，12段顶管，共计7.96km。顶管工程全部由公司顶管施工队进行施工。施工任务包括各顶段顶管设备安装拆除、管道顶进、管道清理等施工任务。顶进期间施工队24h轮班连续作业。

顶管工作井下沉到位后，顶管施工队开始陆续进入施工现场，进行顶进施工准备。管道全部贯通后撤离。

5顶进施工方案

5.1顶进方法及设备

5.1.1顶管方法比选

顶管所处的地层主要是③层淤泥质粉质粘土和④层淤泥质粘土，局部遇及②3层砂质粉土，属于典型软土，具有高含水量、空隙比大、强度低、压缩性高等不良工程地质特性，而且软土还有低渗透性、触变性和流变性等特点，管道沿线需穿越龙东立交桥、G1501高速公路以及多条现状河道，干管附近分布着各种市政公用管线，顶进必须使用平衡能力强的封闭式顶管机械，目前主要有泥水平衡和土压平衡这两种主要施工方法及相应的顶管机械。下面是两种顶进方式的对比，在土压平衡顶管施工中，若能实现连续出土，其顶进速度可与泥水平衡顶管接近，但其成本、施工用水、弃

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土等方面要比泥水平衡顶管优势大得多，因此在本工程中选择采用土压平衡顶管方式及相应的顶管机械。

表5.1.1 泥水平衡顶管与土压平衡顶管对比表

5.1.2顶管掘进机选型

顶管机选用TP4000D型土压平衡顶管掘进机，采用全断面刀盘掘进，大直径螺旋输送机出土。根据DGTJ08-2049-2008《顶管工程施工技术规程》，土压平衡顶管机刀盘扭矩系数α宜大于2kN/m2，TP4000D型顶管机α=2.15，以满足穿越洞口土体加固区的要求，以及应对长距离顶进可能出现的土层变化。

TP4000土压平衡掘进机主要结构见下图。

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1—刀排注浆孔、2—中心刀、3—中心注浆孔、4—搅拌棒、5—前壳体、6—主轴传动箱、7—行星减速器、8—铰接止水密封圈、9—纠偏油缸、10—主轴驱动电机、11—螺旋输送机、12—后壳体、13—先行

刀、14—面板、15—主切削刀、16—周边刀。 图 5.1.2 TP-4000土压平衡顶管机结构

TP-D4000土压平衡顶管掘进机主要性能参数见下表：

表5.1.2 TP-D4000土压平衡顶管掘进机主要参数

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5.1.3顶力估算

（1）控制顶力

DN4000混凝土管许用顶力的计算公式为：

式中：

Fr——许用顶力，kN；

σc——管体抗压强度，5³104kN/m2；

A——加压面积，m2；

S——安全系数，一般为 5.0～6.0，在此取6.0。

经计算=27800kN，大于工作井设计允许顶力15000kN，因此将主顶的控制顶力定为15000kN，顶进过程中主顶顶力不得大于此数值。

（2）顶进阻力估算

根据《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008中公式（6.3.4），土压平衡顶管顶进阻力计算公式为

:

式中：

Fp——顶进阻力（kN）

D0错误！未找到引用源。——管道的外径（m），D0=4.64m L——管道设计顶进长度（m）

fk——管道外壁与土的单位平均摩擦阻力（kN/m2），根据岩土工程勘察报告建议，按照使用触变泥浆，取fk = 4kN/m2

NF错误！未找到引用源。——顶管机的迎面阻力，按照GB50268-2008中表6.3.4-1土压平衡顶管公式选择计算

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式中：

Dg错误！未找到引用源。——顶管机外径(mm)，取为4660mm P——控制土压力（kN/m2），淤泥质土中，顶管机中心深度约13m，取错误！未找到引用源。 =100kN/m2

经计算得，NF= 1705kN，每推进1m阻力将增加约58.53kN，各顶段计算总顶力结果见下表：

表 5.1.3估算总顶力表

5.1.4主顶配置

（1） 主千斤顶

工作井内主顶装置采用10只双作用主千斤顶组成，行程1800mm，额定顶力2500kN/只（额定油压31.5MPa时），主千斤顶最大总顶力25000kN，满足D4000顶管所需。10只主千斤顶均有独立的油路控制装置，可根据施工需要进行选择组合，通过调整主顶装置的合力中心来进行辅助纠偏。

（2） 顶进后座

顶管后座力由工作井井壁承担，工作井设计允许顶力为15000kN。主千斤顶后座力作用在钢靠背上，钢靠背将顶力均匀分散作用在井壁上。

钢靠背采用钢板焊接成的箱型结构，外形尺寸6m³2.2m³0.35m，共两块。钢靠背与井壁之间按常规填充C15混凝土后背墙。

（3） 顶铁

顶铁包括环形顶铁和U形顶铁，均采用钢板焊接而成。环形顶铁厚350mm。U形顶铁开口向上，底部铺设花纹钢板，供人员进出，厚1500mm。U形顶铁共4块。

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图 5.1.4 主顶、导轨及后靠安装布置图

5.1.5中继顶配置

（1）中继间数量

中继间数量按照CECS 246-2008中公式（12.4.4）计算：

式中:

n——中继间数量，取整数 L——顶进长度

D0——管道直径，φ4640mm

f0——中继间的允许顶力（kN），15000kN

各顶段顶进长度分别为690m、910m、510m、780m、950m、140m，经计算各顶段中继间数量见下表：

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表 5.1.5中继间数量表

（2)中继间构造

中继间采用加长钢套环的特制钢筋砼管中继间，设置30只800kN中继间千斤顶，最大总顶力24000kN，最大行程500mm，允许转角1.2°。

图 5.1.4-1 中继间构造示意图

为了保证超长距离顶管中继间密封的可靠性，设置两道密封圈，密封圈材料为天然橡胶，邵氏硬度48°±3°。密封装置设调节螺钉，通过调节径向螺钉补偿密封圈磨损。中继间密封装置完全失效后可进行更换。

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顶管贯通后，立即从顶管机向工作井方向逐环拆除中继间千斤顶。每拆除一环，后方中继间和主顶继续向前顶进后继管道，使前方中继间闭合。

（3）中继间控制方式

多个中继间和主顶装置是从前往后逐一动作的，采用人工操作的控制方式，施工效率比较低。在此对中继间采取集中自动控制的方式，以提高施工效率，减少人为差错。中继间集中控制系统由PLC、控制电缆、行程开关、控制箱等组成，它把所有的中继间和主顶系统串联起来，由PLC控制其运转、顶进和回缩。

图 5.1.4-2 中继间自动控制示意图

中继间自动控制系统具有如下功能：

①可以控制各中继间按要求进行自动/手动控制顶进。 ②可以按要求改变自动顶进程序。 ③可以按受力情况调整每环顶进距离。

④计算机可以从自动控制台自动取样，设置中继环自动/手动工作，并适时打印各类数据，供技术人员分析。

（4）中继间设置计划

为了应对地下复杂的条件，1#中继间布置尽量靠前，根据上海工程建设规范《顶管工程施工规范》（DG/TJ08-2049-2008）中的规定，1#中继间 …… 此处隐藏：1930字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……