公路顶管穿越施工设计方案(流沙地段).doc

公路顶管穿越施工方案（流沙地段） 方案概述 本方案主要针对的施工环境为一般地段公路顶管穿越，施工区域内的土质以流沙为主，开挖的土质不能成型，易塌方。 1．工程概况 针对所建设的工程项目特点进行相应编制。 2．施工技术措施 2.1施工工艺流程图 顶管（边顶进、边清土） 顶管（边顶进、边清土） 停顶退程加顶铁 退程加接管 挖管头流沙再顶管 接管顶管 安装轨道和设备 施工准备 测量放线 场地平整 作业坑开挖 安装顶管靠背 测量纠偏放线 管内运土 土方提升 弃土 修筑便道 2.2施工准备 2. 2.2.2 2. 2. 2.3修施工便道 根据现场情况，在穿越点顶进套管工作坑一侧修筑施工便道，以便于车辆、材料进入，施工便道与管线施工作业带平顺相接。 2.4测量放线、场地平整 2. 2. 顶管场地布置示意图2.4 顶管场地布置示意图 2. 2.5作业坑开挖 2. 2.5.2由于地质为流沙，不能成型。为提高顶管操作的安全性，采用方形砖混沉井方法修建发送基坑和接收基坑，基坑底部为混凝土浇筑， W1=f{k1(Pv+Pn)DL+Po} 式中：W1为管壁与土层的摩阻力（以吨计） f为管壁与土层摩阻系数：流沙f为0.46 k1顶力折减系数：L=44m，k1=0. Pv顶管上垂直土压力（t/m2）Pv=rh，r 为管顶上土容量（t/m2）流沙为1.7；h为管顶上土厚度（m）（包括路面厚度）；h取3m； Pn=管壁上土的水平压力（t/m2）Pn=Pvtg2(45°-φ/2) φ为土壤内摩擦角,流沙为30° D为管外径（m）； L为顶进总长度（m） Po为顶进全部管道自重（t） 以44m W1=f{k1(Pv+Pn)DL+Po}=0.46×{0.75(3×1.7+3×1.7×tg230°)×1.5×44+132}=329t 2.5.3 减少顶进阻力的方法 在顶进过程中，由于流沙含水量高，流沙中的水容易通过套管顶进端流入套管，使混凝土套管外壁与周围的流沙形成负压，增加了顶进的阻力。为克服该困难，顶管时采用的套管为带有注浆孔的钢嵌套混凝土套管，在倒土间歇过程中，通过注浆孔将膨润土注入套管外壁和流沙之间。作用如下： （1）防止流沙中的水流入套管内而形成负压。 （2）进行注浆润滑，可以减少套管外壁的摩擦系数。 2.6顶管设备安装就位 2. 2. 滑车 滑车 套管 后背墙 千斤顶 公路 接收坑 顶管作业示意图 2. 刃脚装于首节管端部，刃脚由外壳内环和肋板三部分组成，刃脚外壳套于顶进管外部,遮板端部呈20°～30°角，尾板宽度15～20厘米。 1—遮板 2—尾板 3—套管壁 4—环梁 5—筋板 2. 管节安装下坑前应先进行外观检查包括管端面的平直度，管壁表面的光洁度及端面上有无纵向裂缝，检查合格的管子用吊车吊到顶管工作导轨上，准备连接顶进。 详见顶管穿越示意简图。 1 1.套管 2.环向顶铁 3.纵向顶铁 4.横向顶铁 5.千斤顶 6.后背挡墙 顶管穿越示意简图 2. 管道顶进时所用顶铁包括环形顶铁，方顶铁和横铁。顶铁安放在管端面处，它的内、外径尺寸要与管端面尺寸相适应，厚度300—500毫米。它的作用是使方顶铁传来的顶力较均匀地分布到被顶管端面上，以免管端面顶坏。 （1）方顶铁是在顶管过程中调节间距的垫铁，因此方顶铁的长度要根据千斤顶的冲程、管节长度而确定。方顶铁的两顶端面严格要求平整与平行，若达不到这一要求时不可使用。因为顶端间不平行，在作业时容易发生顶铁外弹。 （2）顶管横铁安在千斤顶与方顶铁之间，将多只千斤顶的顶推力传递到两侧的方顶铁上。横铁断面尺寸300×300毫米，长度按被顶套管口径及千斤顶数量确定，公路套管规格以DN1200mm砼混凝土管为例，横铁长度应为1.6米。制作 2.7顶管作业 顶管过程中难度较大的是控向问题，如果按常规顶进，随着流沙的流出，势必造成套管圆周方向的塌陷，至使套管因重力作用在轴线方向产生偏差，严重造成套管与套管间错缝，主管无法穿入，甚至造成路面塌陷。在套管前端装上控向机头简称顶管机头见下图。 机头前舱门 机头前端 机头后端 机头后端 后舱门 顶管机头及组成 顶管机头及组成 顶管机头分前端和后端，前端是一个密封舱，后端是一个控向装置，后端镶嵌在前端后部；密封舱带有一方形舱门，舱门上装有进气管和排气管，在第一节钢嵌套混凝土套管和第二根钢承口混凝土套管间还要作一个舱门，形成第二个舱作用同前舱门，起第二道密封作用。在顶进过程中后舱门关闭，第一个舱门打开，用气泵由舱门上的进气阀向其注气进行气密封水，密切观察舱门上内、外侧的压力表，压力控制在0.02—0.04MPA,（作业人员在0.02—0.04MPA压力下安全）,在压力作用下，流沙降低含水率，两名作业人员