顶管施工方案大全11篇

顶管施工方案篇（1）

Abstract: this project is located in Shijiazhuang City, South Sanhuan, mainly installation pipeline rain, sewage, excavation work in the pipe during the pit and reinforcement is the key process of pipe jacking ago, rectification work jacking process is also very important, should be detected at any time, found that the problem should be timely treatment, lest to cannot be corrected when causing a greater loss than loss.

Keywords: excavation; bolting; jacking; detection; rectification

中图分类号：S276文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

一、准备工作

根据设计施工图，对预实施顶进的管道进行放线。根据管线的位置，对施工范围内的地下情况进行调查，进行探坑的开挖，对各综合管线的标高、位置、走向、管径等彻底掌握。根据调查情况，确定工作坑的具置，并将情况报监理、甲方审批。

二、工作坑开挖

1、工作坑开挖前由技术人员依照施工图纸进行施工放线，并确认开挖范围内有、无电缆或其它地下设施后方可进行开挖工作。开挖前施工人员对机械操作人员作详细的管线情况、土方堆放交底，注意施工中对综合管线的保护。

2、工作坑开挖尺寸：

（1）、雨、污同坑：工作坑深7.2～7.5m,上口尺寸：垂直管道中心线方向宽5.8m(锚喷后宽5.5m)，顺管道中心线方向开挖长6.0m（锚喷后长5.7m）；工作坑下口尺寸：开挖宽度4.8m(锚喷后宽4.5m), 开挖长度5.0m（锚喷后长4.7m）。

（2）、单管工作坑：工作坑深7.2～7.5m,上口尺寸：垂直管道中心线方向开挖宽4.8m(锚喷后宽4.5m)，顺管道中心线方向开挖长6.0m（锚喷后长5.7m）；工作坑下口尺寸：开挖宽度3.8m(锚喷后宽3.5m), 开挖长度5.0m（锚喷后长4.7m）。

由于施工期间正逢汛期，雨量较大，且7.5m深度范围内土质呈砂性，鉴于安全方面考虑，工作坑采用锚喷支护。为顶进施工作业提供安全的施工场地。

工作坑壁垂直，地表向下3.5m处设台阶，台阶宽度75cm。为防止塌方及锚喷施工方便，工作坑每开挖深度1.5～2.0m，进行锚喷支护。

3、工作坑锚喷支护：

为创造良好、安全的施工场地，工作坑采用锚喷C25速凝混凝土15cm进行加固。锚喷加固方案如下：

（1）、锚杆钢筋Ф18mm,工作坑上层锚杆长度3.0m，工作坑下层锚杆长度2.0m。地面向下0.25m开始设锚杆， 横间距1.0m，竖向间距1.0m，呈梅花交叉布置，外露10cm，锚杆斜向下入土，与水平夹角8°。

（2）、工作坑上层圈梁设置：地面向下1.25m、3.25m、4.25m、6.25m设两道圈梁。圈梁断面骨架尺寸：30㎝（水平）×25㎝（高），纵筋6根Ф12㎜，上下层各3根，箍筋ø6mm间距20cm，保护层5～6cm。

圈梁纵筋采用双面焊接，搭接长度12㎝，搭接处避开纵筋90°弯角处，圈梁上层或下层3根纵筋与锚杆要牢固焊接。

（3）、钢筋网片网孔尺寸：100mm×100mm用ø6.5mm钢筋，与锚杆、圈梁牢固焊接，网片之间搭接20cm。

（4）、外层连系筋Φ=12mm，横向、竖向与锚筋、网片焊接牢固，与土体净距10～11cm.

（5）、喷射C25速凝混凝土15cm，采用42.5＃矿渣硅酸盐水泥，骨料0.5～1石子，喷射混凝土配比：水泥：砂：石子=475：910：910（单位：Kg）,水灰比为0.4～0.47，速凝剂掺量为水泥用量的5％.

（6）、由于夏季气温高，日照强烈，喷射砼后要及时喷水养护，为锚喷砼在初凝期间达到较好的养护条件，达到安全支护的效果，为施工人员提供良好的安全空间。

三、工作坑安全防护

工作坑上口外0.8m 处，砖砌全封闭挡水堰B×H=0.25m×0.5m,砂浆抹面；围堰与工作坑上口之间平整干净，砂浆硬化，防止砖石、土块坠落，对作业人员产生伤害。工作坑周围1.0m以外用钢管设置1.2m高防护栏，并在防护栏上悬挂安全警示牌，四周设置足够亮度的照明设施供夜间施工及作业人员的通行安全。

工作坑施工作业范围，采用1.8m高硬围挡进行支护，夜间悬挂警示灯，车辆行人通行量大的路口，同时设立安全警示标牌，采用反光锥将行人、车辆与围挡之间隔离出安全距离。围挡出入口悬挂安全警示牌，防止行人误入，对施工产生影响。

工作坑内设砖砌排水坑,深40cm,底40×40㎝，砂浆抹面。库房内配备性能良好的2吋抽水泵2台及相应的排水管道50m。

四、工作坑布置

1、顶力计算

按顶距最长、管径最大考虑：槐安路口顶距60m，管径D=1000。

钢筋砼管体积：V=20.7m3

钢筋砼管自重G=20.7×2.5t/m3=51.75t

最大顶力计算：（n取值1.5）F=nG=1.5×51.75=77.6t

正常顶力最大值（n取值0.6～0.9）:

F=nN =0.6～0.9×51.75=31.1～46.6t

⑵、顶进设备布置

根据顶力计算，预计最大顶力为77.6t，顶进配备高压油泵1台、双作用液压顶镐1台（300T），顶镐布置在管道中心线位置。

配备各种规格的顶铁1套，长度分别为1.8m、1.2m、0.6、0.3m。

工作坑开挖至设计要求后，根据中线控制桩将中线引测到坑壁及坑底，标定顶管中心位置。

考虑到顶管管径较小，但顶距较长，所以工作坑底部采用30cm碎石垫层，选用6根20x20cm方木做轨枕，导轨采用钢轨，安装时注意以下几点：①两导轨应平行，等高，符合该处管道的设计高程，其坡度应与管道坡度一致；②安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移、倾斜；③正确计算导轨间距；④导轨安装允许偏差：高程0～＋3mm,中线位移3mm；

后背墙，根据顶力计算，后背墙采用钢木组合后背，宽2m，垂直放置3根钢后背，后背的后部水平排放20x20cm的方木，后背前设置横梁。后背墙必须与顶进中心线垂直，方木与坑壁间的缝隙采用半干性砼填挤密实。

顶管施工方案篇（2）

一、管线穿越公路段工程概况

1、工程设计概况

该供水工程位于哈密市，主要任务任务是解决某矿区水资源供需的矛盾。该管线目前已经开始运行。

该管线穿越处公路宽14m，经水力计算，该段供水管道为D529的涂塑钢管，钢管壁厚8mm。

2、工程地质概况

供水管线穿越某公路段属冲、洪积平原地貌，处于冲，洪积平原中部，地势开阔，地形较平坦。该段地层为砂质粉土、砂质粘土、含砂、砾地层。

二、穿越方式及主要材料

穿越方式采用顶管穿越，穿越设计长度为24.0m，公路两侧各5m。同时在穿越公路的两侧设置操作井与接受井，根据顶管的顶面覆土厚度不小于3m、顶管采用DN1000、壁厚10cm的钢筋混凝土管的要求，操作井尺寸为4.8m×4.0m，井底标高比套管低0.8m，接收井尺寸为3.6m×4.0m，井底标高比套管标高低0.3m。操作井采用C30混凝土现浇。穿越段内管为D529mm的涂塑钢管供水管道。顶管封堵采用MU10机砖，M10水泥砂浆砌筑。工作井采用C30钢管混凝土浇筑，竖井壁厚30cm，配双层Φ12钢筋网片。施工单位采用外购的钢筋混凝土套管，应选购满足《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》[JC/T640-2010]规范要求的DRCP III 1000×2000 JC/T640-2010钢筋混凝土管。

三、顶管施工注意事项

1、由具有顶管施工资质的专业队伍进行顶管穿越施工，施工过程中应注意查看是否有老旧管线，若发现应及时立即停工并通知建设单位及设计单位。

2、在穿越现场设警示标志、减速标志、安全通过标志和夜间照明装置。穿越施工时设专人指挥，维持现场施工秩序。

3、顶管施工时采用“分节多次顶入法”。施工中的清土、排渣应采用轨道小滑车，并配以小型卷扬机牵引。

4、测量放线后，应在操作井底铺素混凝土垫层200mm再安装轨道，固定设备。坑上口边沿设挡土堰，以防地表水汇入井内。井内用钢板桩挡土，防止沟壁坍塌。若开挖后发现穿越段地下水位较高，土质较差，对此种情况，采用加密打桩和打沙袋，情况较严重的，浇注钢筋混凝土来防护，再根据地下水的积水情况配置抽水泵抽水。

5、在挖作业坑时，后靠墙的原土层不得破坏。

6、为使后靠墙受力均匀，液压设备与后背墙面加δ=50mm的钢板和道木。在液压缸与被顶升的管间加承力盘。

7、管节井下安装前应进行外观检查包括前端面的平整度，管壁表面的光洁度及端面上有无纵向裂缝。

8、千斤顶着力点为被顶管端面离管底1/3处管井处。故千斤顶下面需要塔台，千斤顶为两个，按管中心线对称布置。管道顶进时为保证顶进管的质量，减少顶进阻力和切削力，制作特制的顶管头（工具管），固定在顶进管的最前端。

9、顶进也就是把管节沿导轨推顶到已挖好的土洞内的作业，顶进操作要坚持“先顶后挖，随顶随挖”的施工原则。顶管头安装应平直，顶进时严防偏心，以免使顶铁崩出伤人。顶进时注意油压变化，发现不正常时立即停止顶进，并检查原因。千斤顶活塞伸展长度应在规定范围内，以免损伤千斤顶结构。在整个顶进操作中应坚持连续作业，顶进速度应适中。过快，产生偏差后不易纠正；过慢，易出现塌方。

10、采用小车运土，从顶进工作面挖下来的土，要及时用小推车水平运出套管至操作井内，然后垂直提升运至地面。套管内清出的土要堆放在指定位置，并为回填工序做好准备。

11、穿越施工时应设专人观测路面有无裂缝、沉降等病害；顶管过程中若出现塌空，应停止施工，进行灌浆处理。

12、当套管顶进至对面接收坑时，套管穿越完毕，吊拆设备，清除管内余土，对轴线偏高、高程等指标进行测量，合格后对管节预留孔进行注浆处理。

顶管施工方案篇（3）

前言：随着我国经济的高速发展，城市化进程也在迅速加快。非开挖技术也以前所未有的速度在与地下管线密切相关的市政、燃气、通信、电力等各个行业中得到应用。北京、上海和广州等大城市的污水改造工程、饮用水工程、西气东输工程、南水北调工程和全国性用于宽带网建设的光缆工程都大量的采用了非开挖技术。

非开挖技术（Trenchless Technology or No-Dig）是指利用地下挖掘、钻掘及定向测控等技术手段， 在地表不挖槽和地层结构破坏极小的情况下， 穿越河流、湖泊、重要交通干线、重要建筑物，实现对诸如供水、煤气、天然气、污水、电信电缆等地下管线的检测、铺设、修复与更换的施工技术。简言之，就是在不开挖（或者少开挖）地表的情况下进行各种地下管线的铺设和更新，解决地下管线施工中的难题。

非开挖施工工艺主要包括浅埋暗挖法、导向钻进法、机械顶管（泥水平衡、土压平衡、气压平衡）法、普通顶管法、夯管法等，本文结合具体工程实践，介绍了机械顶管法在工程中的实践应用和效果。

1、背景概况

某水源地工程在长江边新建水库1座，库内新建取输水泵站1座， φ3600×24长江取水钢质管道2根（单根长度约2670m，分为近泵室段、库区段、穿堤段和江滩段），φ2400×22水库取水钢质管道2根（单根长度约83m），长江取水管道和水库取水管道均与取输水泵站的进水室相连通，其中φ3600长江取水管道与泵站相接段（近泵室段）单根长度约126m。

取输水泵站平面尺寸55.4m×44.4m，下部结构采用沉井施工方法，是在水库中采用充泥管袋围堰筑岛方法干地制作后再下沉到位。按原设计方案，近泵室段取水管道（长江取水管和水库取水管）均采取临时围堰干地开挖埋管施工方法，在沉井下沉到位完成封底和底板浇筑后进行取水管道安装施工。

根据取水管道设计标高（长江取水管中心-8.0m，水库取水管中心-4.0m）和现状地面标高（-2.0～2.0），采用干地开挖埋管施工方案，长江取水管基坑深达8.2m～12.2m；水库取水管基坑深达到3.7m～7.7m，且管线位置原为长江岸滩，下部土层土质为淤泥质粉质粘土层。取输水泵站及近泵室段管道详见下图1、图2：

图1：近泵室段取水管道平面布置图

图2：近泵室段取水管道纵剖面图

根据上述近泵室段管道安装内容及现场实际情况，具体实施前考虑了两套施工方案，并对两套方案进行了分析比较。方案一：按原设计采取开挖埋管方案，一部分利用原管道下部基础加固旋喷桩，进行加密加长处理，一部分采用SMW工法桩支护，开挖基坑后进行管道的安装施工；方案二：考虑大部分管道采取非开挖机械顶管穿越施工技术，利用泵站沉井进水室作为顶管工作井，适当加厚管道壁厚，φ3600长江取水管顶管末端采用SMW工法井作为接收井，φ2400水库取水管顶管末端直接开挖，不设接收井。

2、深基坑围护开挖方案（方案一）

按干地开挖埋管即深基坑施工方案，将近泵室段的φ3600长江取水管和φ2400水库取水管安装分为两部分考虑：一部分为有旋喷桩基础段即泵站围堰下管道安装部分，考虑采取利用管道下基础旋喷桩最外侧两排桩加高加密处理并加设钢筋砼压顶方法形成重力式挡墙作为基坑开挖围护结构，同时采取分层呈阶梯状开挖基坑施工方法；另一部分为剩余段无旋喷桩基础的管道安装部分，考虑采用SMW工法桩（搅拌桩内插H型钢）作为围护结构，顶部设钢筋砼压顶梁，并加设φ609钢管支撑梁，基坑开挖同样采取分层开挖施工方法。

2.1有旋喷桩基础段的基坑围护

该段管道长度约59m，考虑在原有的旋喷桩基础上进行加高加密处理，主要为取水管线纵向最外侧两排旋喷桩，其中两侧的最外排旋喷桩仅需将桩顶加长至-2.5m标高，无需加密；而两侧的第二排旋喷桩除桩顶加长至-2.5m标高外，再在两根旋喷桩之间加密一根旋喷桩，加密旋喷桩的桩长为15m。该段管道沟槽基坑开挖分三层进行，其每次开挖标高及深度为：第一层土方开挖：+3.0～-2.5m，开挖深度5.5m；第二层土方开挖：-2.5m～-5.7m，开挖深度3.2m；第三层土方开挖：-5.7m～-10.2m，开挖深度4.5m。待第一层土方开挖到位后，第二层、第三层的各层土方开挖前，先将桩顶部压顶钢筋砼浇筑完成并达到一定强度后再进行下层土方开挖。详见下图3。

图3：近泵室段管道基坑开挖围护结构剖面图（有旋喷桩基础）

2.2无旋喷桩基础段的基坑围护

该段管道的长江取水管长度约67m，水库取水管约24m。同样考虑采取分层开挖施工方法，因水库φ2400取水管管中心标高为-4.0m，原河床标高为-2.5m左右，因此其安装只需开挖上层土方即可满足安装要求。而长江φ3600取水管因其开挖深度较大则考虑在第一次土方开挖基础上采用SMW工法桩配合压顶钢筋砼梁和φ609钢管支撑梁方式作为其沟槽基坑开挖的围护结构。工法桩为φ700双轴搅拌桩，内插500*300H型钢，详见下图4。

图4：近泵室段管道基坑开挖围护结构剖面图（无旋喷桩基础）

3、非开挖顶管方案（方案二）

φ3600长江取水管近泵室段采用顶管施工方法的管道长度为108m（钢管壁厚由原来的24mm加厚到32mm），剩余约18.37m根据覆土情况采取SMW工法井（兼作顶管接收井）开挖埋管施工方法。这样可避免管道安装拆除及恢复泵站围堰，并且减少了基坑开挖埋管范围和深度。φ2400水库取水管穿越沉井围堰部分约64m长考虑采取顶管施工方法，剩余约19m根据覆土情况采取开挖埋管施工方法。

3.1φ3600长江取水管

根据泵站沉井进水室结构尺寸，φ3600×32长江取水管顶管施工管节每节长度为6m，管节之间采用焊接连接方式。φ3600长江取水管除顶管段剩余部分采用SMW工法井开挖埋管施工方案，同样采取分层开挖方式，第一层土方开挖为-2.5～-5.7m，开挖深度3.2m；第二次土方开挖采取SMW工法桩（搅拌桩内插H型钢）作为围护结构，顶部设钢筋砼压顶梁，并加设φ609钢管支撑梁。该段基坑长度约18m。详见下图5、图6、图7：

图5：φ3600顶管施工井内布置剖面图 图6：φ3600开挖埋管段围护结构平面图

图7：φ3600开挖埋管段围护结构剖面图

3.2φ2400水库取水管

根据泵站沉井进水室结构尺寸及φ2400×22水库取水管管中心标高，因进水室中部有一道横梁，其梁底标高低于管顶标高，因此顶管每节的长度只能为4m，管节之间采用焊接连接方式。顶管后靠背顶在前池和进水室之间的隔墙上，并采用φ609钢管支撑梁延伸至其后的第二道隔墙上，以保证沉井后靠墙体安全。另外因φ2400水库取水管管底距沉井底板高差较大，采取搭设钢支架及平台的方法作为顶管施工平台，采用双拼槽钢支架，顶部设置横梁及导轨，并铺设木板。顶管设备安装在平台上，平台作为顶管施工操作面，其顶管施工井内布置剖面图详见下图8：

图8：φ2400顶管施工井内布置剖面图

4、方案分析比选

针对上述两个不同的施工方案，从工程量、工期、工程造价（费用）、施工风险和难易程度等方面进行分析比较。目的是为选择更有利于或更适合工程施工的方案提供参考。

2）、需拆除及恢复泵站沉井东侧围堰约15000m3，需开挖及回填大量土方，工期较长。

3）、泵站沉井东侧自原地面约一半下沉深度内的土方需挖除，沉井有产生位移及倾斜的风险。

4）、需配备大型起重机械，在深基坑边缘进行管道安装的施工难度和风险均较大，深基坑潜在的安全隐患和风险较大。 1）、需增加φ3600管道壁厚进行顶管大直径顶管施工，需采用大直径工具头，但顶管距离较短，仅为64m（φ2400）和108m（φ3600）。

2）、虽也有一小段深基坑，但开挖长度较短，仅17m左右，深度仅7.7m，风险和施工难度均较小，且解决了工具头开挖和剩余管道安装问题。

3）、无须拆除围堰并开挖沉井东侧大部分土方，无井移和倾斜风险。

通过比较表可以清晰的看到，无论从工程量、工期、工程费用、施工风险和难易程度各方面看，采用非开挖机械顶管方案均优于深基坑围护开挖埋管方案。最终经参建各方共同讨论并组织专家论证，决定采取非开挖顶管施工方案。

5、非开挖顶管方案实施

5.1顶管机选型

根据地质资料，Φ3600长江取水管和Φ2400水库取水管拟顶管段所穿越土层主要为④层灰色淤泥质粘土层，局部位于为③-1淤泥质粉质粘土和④层灰色淤泥质粘土层。因此，根据以往类似工程施工经验和工具头选型原则，选用泥水平衡顶管工具头进行顶管施工。

泥水平衡顶管工具头与其他顶管工具头相比，为刀盘式面板，泥水平衡，具有平衡效果好，沉降控制好，设备和技术先进，能实现自动控制，精度高等优点。同时由于出土方式是用水力机械化连续出土，所以顶进速度快，对土质的适应性强。无论是粘性土还是砂性土，均能收到良好的效果。

5.2施工安排

管节的加工制作和顶管接收井施工同步进行，先进行Φ2400管道施工，再进行Φ3600管道施工。要保证第一根Φ3600取水管顶进结束后接收井具备开挖条件可将工具头挖出，最后进行剩余段管道的开挖及管道连接安装施工。

5.3顶管主要技术措施

（1）进出洞措施

为保证顶管机头顺利进出洞，在顶进施工前对沉井预留洞口侧周围土体采取注浆加固措施，防止顶管机头出洞后产生下沉磕头现象。另外为保证机头出洞时防止井体外水土涌入工作井内，在预留洞口内侧设置止水密封圈，用弧形压板固定于预留套管上的法兰上，同时洞口外侧插[32槽钢（密排），当拆除内侧封门顶管机头进入井体墙壁后再逐根拔除外侧槽钢。

（2）注浆减阻措施

在顶进施工中，采取减阻泥浆来减小顶进时的阻力。即顶进时通过顶管机及管节上事先预留好的注浆孔，向管道外壁压入减阻泥浆，在管道四周形成一个泥浆套，以减小管道外壁和土体间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。

（3）泥浆置换措施

在顶管顶进到位，及时进行减阻泥浆的置换填充，即通过管节上注浆孔，将水泥浆液注入到管道和土体间的缝隙中，替换减阻泥浆并使其固化，采取此措施可有效填充管道与土体之间的缝隙，防止管线及土层产生后期沉降。

6、结论和效果

上述工程内容施工完成后，经统计实际工期135天，实际总费用为603万元，与采用开挖方案相比节省工期34天，节约费用133万元，结论和效果显而易见。

通过工程实践，在工程项目施工过程中非开挖穿越施工技术是一种安全有效的施工方法，它可在不开挖地面的情况下就能穿越公路、铁路、河流，甚至是建筑物，可有效节约征地拆迁费用，且其施工大都在地下进行，只占少量地表，对地上交通、环境影响也相对较小。在我国城市化进程日益加快的形式下，其必将有更广阔的应用市场。

参考文献：

顶管施工方案篇（4）

一、前言

1.长距离压力管道，对于小管径的压力管，按照设计图纸要求和《给排水管道施工及验收规范》进行施工和验收，一般都不会出现大的问题。

对于大直径(DN>800)压力管设计和施工，地质条件复杂，场地施工条件差，尤其是施工人员专业知识不够，缺少管道施工的经验，常会遇到许多问题和突发事件，不知道如何处理，造成工程事故，严重时给人民生命财产带来损失。有些问题必须要有经验设计人员现场解决；有些虽然问题解决了，却不是最经济和最合适方法；甚至在施工过程中已经有问题存在，施工人员却发现不了；有些施工问题在施工过程，有经验工程师只要多加注意是可以避免的。

2.依据泰州市区域供水干管设计和施工过程中需注意和遇到问题进行探讨：大家都知道设计和施工必须按国家规范和行业标准进行精心计算和设计；并精心进行施工及验收。强制性规范就是法律，其最终目的就是科学、合理、经济、安全。

二、泰州区域供水长距离管线施工中遇到的问题与解决：

1.案例一

长江取水管，顶管施工遇到古沉船。古沉船为木结构，在地面以下约5.0米，年代非常久远，已经严重碳化，质地非常坚固，不清除干净，顶管就不能继续顶进。施工方送空气到前舱，让工程施工人员在前舱清除顶管前进方向的古沉船船体。船体清楚完后，发现原沉船处多为流淌装淤泥，继续顶管很容易产生冒顶，设计人员根据现场情况，建议施工方在古沉船处注浆。施工方按设计要求注水泥奖(水灰比为0.5~07)，掺入3%粉煤灰及一定比例的水玻璃)，在注浆达到初凝后开始迅速顶进，没出现异常现象，顺利穿过古沉船位置。

启发：在通航河道的滩地顶管，需加密勘探孔布置，应尽量探明地下是否有古沉船船、孤石等。地下障碍物可提前清除不会影响工期；对清除后产生松软土层可以提前加固不会发生冒顶、透水等偶然事故。

2.案例二

长江取水管，顶管施工过程中，由于施工方通风措施未完全到位，在顶进过程中，顶过内突然起火爆炸，造成顶管内工作人员烧伤。事发后施工方请工程勘察设计单位人员现场勘查，发现在顶管深度地面约5.0米，有大量沼气，插入导气管点燃后火苗有30~40公分高。安检部门到现场调查发现施工方通风措施不到位，才产生工程事故。施工方严格按安检部门要求加强顶管内通风，施工得以顺利进行，未产生异常现象。

启发：在时间比较久远河道处或沼泽地进行顶管施工，应加强顶管内通风，避免大量沼气在管内集结，遇到火花引起爆炸等突发事件。

3.案例三

新铺设管道穿过现有管道，即姜堰市清水干管（DN1400）横穿现有泰州市输水干管（DN1400），再加上现有管线在太平中沟岸边经过，新铺设管道穿过现有管道的同时，需垂直穿过太平中沟，设计要求采用顶管穿过现有管线同时穿过太平中沟，取两管之间垂直交叉取处，规范要求距离河床底标高控制顶管深度。泰州市输水干管为DN1400球墨铸铁管，管顶覆土为1.2米，管底以下顶管位置土层为粉土夹粉细砂，有液化现象。管道主管部门要求对现有管道进行保护。经专家协商采用两种方案：

方案一、采用压密注浆，对管基础进行注浆加固，注浆采用水泥和水玻璃双液型混合液：强度等级为42.5（R）新鲜普通硅酸盐水泥，掺2%水玻璃，可掺10%~30%粉煤灰。注浆压力为0.5~1.5MPa，水灰比不小于0.5（参考值，可根据现场情况确定），注浆间距为1.0米，注浆深度为管底0.8米以下3.0米，设地面标高为0.00，从-3.50到-6.50米，范围为管道两侧各3.0米。待注浆强度达到设计要求后方可进行下穿顶管，顶管过程中对现状地面进行沉降变形观察，若发现地面有沉降变形应立刻停止顶管施工，请有关专家再协商处理。

方案二、采用灌注桩，对现有给水管进行固定，在现有管道两侧各打入两根灌注桩，避开管位，将现有管线通过钢丝绑于支撑在灌注桩顶的型钢梁上。灌注桩长度确定：取顶管之上的现有管道自重+管顶覆土重+架现有管到型钢梁重+地面活荷载，计算出单桩承载力，即可确定桩长。顶管过程中对现状地面进行沉降变形观察，若发现地面有沉降变形应立刻停止顶管施工，请有关专家再协商处理。

施工方根据根据管理方要求，采用方案一，由于顶管工作井底板渗水，施工方采用管井降水，在顶管过程中发现地面有沉降，设计院工程师到场后，让施工方立刻停止顶管工作。工程师分析地面沉降原因：是由于顶管工作井施工过程中封底没做好，引起底板透水，为不影响顶管工作，施工方在工作井周围进行降水，引起周围地面下沉，而现有管道距离顶管工作井较近。建议施工立刻将现有管线固定；泰州原水管如果由于地面沉降过大引起爆管，泰州城区供水会受到严重影响。要求施工方马上采用方案二，用灌注桩将现有管线完全固定，同时对现有管线进行沉降变形观察，结果显示虽然降水在继续，顶管对现有管线影响基本消除。

比较上述两种方案，第一种方案，施工方便，有局限性，因为只对管下地基进行加固，如果管道附近采用降水，地面整体下沉，管道还是有下沉趋势。第二种方案，是直接将管道固定虽然费用高但效果明显。

启发：在现有管道下进行管道施工，将现有管线完全固定，不受新设管道施工影响，是行之有效的选择。

4.案例四

泰兴浑水输水干管（DN1400）横穿古马干河。古马干河宽度约200米宽，河床常水位最深处为7.0米，二级通航标准。设计采用沉管施工方案。施工方按施工规范进行施工，很快把DN1400钢管沉到设计要求的位置。但倒虹管制作过程中把管道接口落到古马干河常水位一下，麻烦事了！为了和陆地上管道连接，施工方在接口处，围堰降水后再进行焊接。因古马干为保证河堤稳定，河岸抛了许多块石，围堰虽然成功，却很难把水位降下去，焊接无法正常进行。施工方耗费大量的时间和费用最后焊接还是请潜水员进行水下焊接。围堰费了大量的人力和物力没起到作用，施工费用增加许多；且耽误了很长时间。由于采用方法不对，结果是费工费时。

启发：沉管施工，沉管与陆地上管道焊接接口应留在施工期间河道水位以上进行，尽量避免在水位以下焊接管道施工和防腐。见下图示意

5.案例五

姜堰市清水干管（DN140）经过泰州高港区马庄，施工过程中，正好赶上搞港区规划调整，在马庄位置建设一个高级商贸区及住宅区，并人工开挖一个近两平方公里凤西湖。如果施工方在开始施工时去了解一下当地规划，就会发现管线设计线路正好在凤西湖里，凤西湖里规划为现场地面下挖为5.0米，而（DN140）给水管道埋深约4.0米，可想而知，如果保证凤西湖完全按规划实施，管道必须避开凤西湖或者下沉到湖底河床以下。但施工方没有去了解规划，按原设计图纸进行施工。主管部门去验收管才发现，已经铺设管道和新修编规划有矛盾。造成了不可挽回损失。

启发：管道施工，施工方技术人员不该忽视和当地规划主管部门沟通，了解管道走向是否与当地规划有矛盾。

6.案例六

姜堰市清水干管（DN140）经过张甸镇，施工方现场准备施工时发现，管道是沿着道路一侧较浅水渠下面埋设，发现水渠正好是一个村办化工厂排污通道，附近一个垃圾填埋场污水也流到此污水渠里，且化验结果化工污水对钢和砼有一定的腐蚀性，施工方感到干净清凉的自来水管道在污水渠下面经过，应当不合适，请主管部门领导和设计人员现场踏勘，重新调整了管道走向设计，避开化工污水通道附近埋设自来水管道。施工现场技术人员得到上级主管部门的表扬。

启发：负责任的工程技术人员要敢于提出问题，对不合理设计提出合理化建议，值得提倡。

三、长距离管道设计和施工应注意以下一些问题

1.设计中需注意的主要问题：

1.1现在管道设计首先考虑问题是不是符合城市规划要求。

1.2设计人员需进行现场踏看，对管道实际走向有直观的了解并根据现场情况作优化的调整。

1.3要求对地形进行准确的测量和勘察，遇到软弱地基，应有地基处理方案。

1.4对场地施工条件进行详细了解，地上、地下是否有其它已施工管线，避免新施工的管道与之打架；必须穿越现有管道，应设计准确的保护方案。

1.5对过河管道，要与水利部门和航道部门沟通后方可确定设计方案。

1.6管道横穿高等级公路，需要和公路管理部门沟通，设计方案应该得到他们认可。

1.7管道横穿铁路需要和铁路管理部门沟通，设计方案应该得到他们认可，必要时请他们提出设计和施工方案。

1.8设计过程中常和委托方进行沟通，要弄清楚设计委托方的意图也非常重要，对甲方合理的要求，只要合理，必须满足。

1.9设计人员和环保部门沟通也是必要的；对净水管宜避开垃圾填埋场，可能存在的化工污染和有严重腐蚀管道的地段，应尽量避开。

1.10设计管道走向在非城镇密集人口处，管道尽量走直线，但有时还要考虑避开不利地段和通讯光缆、高压线杆、民居、当地必须保留的大树、古墓、古文化遗迹等。

1.11对于过河、过路需要进行顶管施工时，宜单独讲明勘探要求；工作井、接收井是沉井和管道顶进过程中会遇到无法预料的情况，比如古沉船、可燃气体、古井、暗河、孤石、地下群桩等，有效地勘察，宜适当增加勘察数量及其它特别要求。

2. 施工中需注意的主要问题

2.1工程施工必须按照设计图纸进行施工，因此工程开始施工前，施工技术人员应熟悉施工图纸，不清楚应请设计部门有关专业的工程师进行技术交底。

2.2施工方工程技术人员必须对照图纸多次跑现场，查清楚设计图纸上管线走向是否与现场施工情况相符，查清楚管线经过处是否有障碍物等，也可以提出作为施工方的观点，以利于优化设计。

2.3管道施工人员宜了解当地规划，管道走向是否与当地规划有矛盾，因施工是最后一道关了，施工方往往只关心施工质量等，不关心规划，是个误区。长距离管道施工，施工方了解当地规划有时候极为重要。

2.4对于施工中每一个环节应有详细施工组织设计和计划安排，应注意天气变化情况安排每天作业。

2.5在施工过程中不断优化施工方案，对于不利施工地段，比如遇到软弱地基，地下水位较高，有些地段甚至有管涌流砂等，施工方可以提出处理方案，但必须和设计部门及经验工程师进行协商，双方确定方案可行后，方可进行施工。

2.6管线穿越河沟及池塘，宜按设计要求进行施工，也可以提出工方最熟悉且最经济的方案：遇到沉管施工，施工方应对整个河床进行仔细测量，水下管线槽应整个成型后方可下沉，与陆地上管线连接，宜在水面以上进行；避免水下焊接施工，既不经济，又影响工期；在河岸上围堰降水后进行焊接，就更不可取了。

2.7顶管施工时，施工单位应对穿越的河床进行详细测量，摸清河床高程和河床淤泥层厚度，确定设计顶管高程是否满足施工要求，不会产生冒顶现象；如果遇到古沉船或者孤石木桩等障碍物应提前搞清楚；顶管过程中可能遇到漏水或冒顶等突发事件，应该有急救措施；应加强顶管内通风，对现场工作人员有安全保护措施，避免安全事故和异常现象发生。

2.8顶管采用钢管时，每节钢管之间的焊缝应进行X光100% 探伤检测，同时按设计要求进行防腐处理；长距离顶管需要加设的中继间应与钢管焊接接口平顺，焊接牢固，不要产生偏差错位等。

顶管施工方案篇（5）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.082

0 引言

寺河二号井15#煤三盘区轨道巷掘进至408米处时，顶板以28°坡上坡，底板稳定无变化，15#煤层厚度随着顶板上升增厚，采用分层掘进16米后，顶板变为正常水平顶板，此时巷道高度达9米，底板向上6米为岩石，3米为煤层。在此情况下，如何使掘进机组快速通过构造区进入上分层正常煤层称为关键。本文通过各种方案对比优化实现综掘机组安全快速通过构造区。

1 工作面概况

寺河二号井15#煤三盘区轨道巷概况：巷道岩性半煤岩巷，平均煤厚2.0米，巷道沿煤层顶板布置，毛高2.4米，毛宽5.6米。

15#煤三盘区轨道巷掘进至380米处遇构造，经地质部门分析断层性质为正断层，落差为2.1米，掌面揭露断层面后，经分析决定倒机18米扫底8°坡通过断层下盘，掘进28米后，顶板以28°坡上坡，底板稳定无变化，15#煤层厚度随着顶板上升增厚，经分析决定分层掘进施工，下分层机掘施工，上分层炮掘施工沿煤层顶板掘进，采用分层沿顶板掘进16米后，顶板由28°上坡变为水平，煤层厚度达到3米，底板向上6米为全岩，巷道高度达到9米。经地质部门分析，该处已通过构造区，继续掘进期间煤层情况正常，掘进施工面临最大问题是如何将综掘机快速掘进至上层煤层正常巷道。经相关技术人员现场调研，并且结合15#煤盘区进风巷构造特点，提出了四种施工方案如下。

2 方案的优化对比

2.1 方案一 挑顶法施工

从380米开始遇断层处开始挑顶掘进，预计挑顶长度为28米，预计挑顶高度为3米，采用挑顶板掘进施工方法，挑落顶板矸石做为充填材料充填下方已掘巷道，预计施工岩巷长度为30米。此施工方法优点：原巷道底板提高3米左右，原巷道顶板高度降低至6米，后续过掘进机时提前进行起底施工即可正常开至上分层煤层巷道内。此施工方法缺点：施工难度大，效率低，需搭架登高进行打眼放炮施工，安全管理难度大，易造成顶板事故，安全管理难度大。施工工期长，预计施工工期至少20天。

2.2 方案二 起底法施工

从现在的掘进工作面掌面按10°坡倒退起底施工。详见图1方案二。此施工方法优点：此施工方法施工工艺简单，避免了搭架登高作业，有利于安全管理。此施工方法缺点：巷道原高度为9米，起底后将继续增加巷道高度，最高处达10米左右，易造成片帮施工，顶板管理难度大。人工出矸场工作量大，预计施工工期为15天。

2.3 方案三 强行通过法施工

从380米开始遇断层处沿煤层底板施工巷道，施工至28米处利用钻探设备确定煤层位置，按照设计坡度挂腰线掘进施工至正常煤层巷道。详见图1方案三。

此施工方法优点：施工工艺简单，可靠性高。

此施工方法缺点：需施工岩巷，工程量预计为50米，已掘巷道和现掘巷道存在夹层，厚约为4米，现掘巷道顶板控制存在安全隐患。次方法施工预计工期为30天。

2.4 方案四 避让法施工

我矿三盘区回风巷已掘进，回风巷和轨道巷平行布置，间距60米，若在回风巷430米处垂直方向向轨道巷掘进60米长的联络巷，然后采用反掘施工和原巷道掌面贯通。随后铺皮带起底降低坡度即可。预计施工工期为20天，详见图1方案四。

此施工方法优点：避免了岩巷施工，缩短了施工工期；全部为正常巷道施工，施工工艺成熟可靠。

此施工方法缺点：增加一次掘进工作面搬家安装，预计搬家需3―5天。

通过上述四种方案的优劣对比，方案四明显优于其他三种方案。

3 方案四实施后效果

（1）三盘区轨道巷工作面搬家倒面用实际用时4天。

（2）掘进联络巷和反掘三盘区轨道巷和原掌面贯通用时12天时间。

（3）恢复三盘区轨道出煤系统，起底随破至工作面正常掘进用时3天。

共计通过构造区用时19天时间。并多掘进三盘区轨道巷反掘段60米。

4 推广应用情况

本文成功利用已掘巷道，通过施工联络巷反掘巷道和原巷道贯通成功避让过构造，避免了采用强行通过法的诸多弊端，为其它掘进施工过构造提供参考价值。

5 结论

顶管施工方案篇（6）

1.1套管内填充混凝土方式在高碑店项目初步设计阶段，采用顶套管内穿钢管方案，对于套管和钢管之间的预留空间，《水利水电工程施工组织设计手册》和《水利水电工程施工手册》均要求，钢管就位后需在管外焊接时，水平管洞内埋管安装时顶部及两侧应有0.6m净空，底部有0.8m净空［3-4］，结合本项目采用在底部平台浇筑直接固定的方式，在内穿钢管两侧及上部需预留0.6m的作业空间，以进行管道临时固定，故考虑套管直径为3.0m，防护结构内穿DN1800mm钢管，防护结构和钢管间回填C20自密实混凝土。这种方式严格遵循相关规定和要求，钢承口钢筋混凝土管承受外荷载，钢管承受内压，受力明确，钢管在空置运行时填充混凝土起到抗浮作用。但需预留足够的施工作业空间，施工工序较多，施工难度较大，自密实混凝土的密实程度难于控制。由于管道封死，后期管理难度小，但无法检修。鉴于工程费用较高，从投资方角度看上述顶管方式经济性不具优势。顶套管直径优化主要集中在施工作业所需空间，在套管为DN3000mm内穿钢管时，施工作业主要包括托架、侧方和管顶钢支撑的焊接，钢管两侧间距各为0.6m，管道直接安放在0.2m厚管内平台基础上，钢管顶部作业间距接近1.0m，满足并超过作业需要。结合对《北京市建设工程概算定额》相关子目的设置分析，对应运行期有、无人通行需求，其对于空间的要求区分为0.5~0.6m和0.3m；而对于施工期间的通行需要，可将此种情况归结为有一定通行需要的通行式顶管，从施工的实际需求考虑，钢管两侧及上部仍至少需预留0.4m的作业空间较为妥当，套管最小直径≥2600mm。在顶进DN2600mm套管时，由于钢管底部可直接座于台基上，台基厚度减至0.2m，钢管顶部空间为0.6m，两侧空间均为0.4m，两者介于0.4~0.6m。施工时，选择身材较为瘦小的工人侧身进入，倒退焊接两侧及顶部的简易钢支撑，勉强可以施工。即使如此，因施工程序未进行优化，仍需顶进大直径管道及相当数量的用于填充的自密实混凝土，因此工程费用仍然不菲。

1.2钢架固定内穿钢管方式从施工程序上着眼进行优化以降低投资，对各工序投入占比分析，其中自密实混凝土占较大比重，经初步优化后选用顶进DN3000mm套管内穿钢管，见图1。通过加强和加密钢支撑固定管道方式，也可满足抗浮要求，套管和内穿钢管间空隙不再填充混凝土。这种方式施工时在套管内主要进行底座平台浇筑和管道安装后的固定、焊接，工序相对清晰，可操作性强，经济性也有所提高，但由于钢支撑的焊接量加大、要求较高，焊接作业较为困难，存在一定的风险性。考虑到管线使用期间没有通行需要，两管之间的空间不进行封闭，这种做法对运行管理提出了更高的要求，在运行期间需加强巡查力度，避免公共安全事件的发生。

1.3直顶DN1800mm钢管方式经过上述多种方式的渐进探究，从管径、固定方式上改进均不足以大幅地降低工程费用。只有将套管和内穿的钢管整体考虑才有可能改变这一局面。经过对国内已实施的顶管工程进行归纳后发现，顶进DN3000mm套管可避开密集的地上建筑物，而对于地下管线密集区，由于顶进管道直径较大，地下的管线和设施不易规避，但直顶钢管方式具备这方面的优势。直顶钢管管径DN1800mm，壁厚22mm（直埋管道采用18mm），管材采用Q235B钢，顶管覆土深度根据规范要求需满足1.5倍顶管外径。直顶钢管的标准横断面布置见图2。这种顶管方式管道顶进、铺设一次完成，极大简化了施工工序，也相应降低了工程投资。顶套管方案的钢管运输及焊接工作主要在套管内进行，而直顶钢管相当于将顶套管方案依次进行的顶进套管、焊接钢管这两道工序合并成一次完成。（1）管道焊接。钢筋混凝土管采用承插口连接，在各项准备充分的情况下每节管道安装耗时1~2h，内穿钢管在顶进段较短时，可采用套管外分节焊接、套管内整体运输并固定，连接效率高，但需考虑焊接长槽、沟槽支护等安全措施；顶管段较长时，套管内穿钢管分节运输及焊接，不足点为洞内通风较为困难。而直顶钢管接口焊接由工人在始发井端操作，完成每个接口焊接平均需约3~5h，在焊接完成后顶入，只是在焊接工序上因有内外防腐层的要求而更为复杂。（2）管道顶进。钢筋混凝土管主要依靠机械设备进行安装，工人主要进行质量检查及辅助工作，劳动强度较低。而每节钢管顶进时间3～4h，顶进钢管的工人作业量较大。在焊接完毕后，除了进行焊缝的外观质量检查外，还需要对部分焊缝进行无损探伤检查，在报告合格后才能顶进，在钢管顶进完毕后，如外防腐蚀层发生损坏时无法探明及补口。各顶管方案的技术特点及适用范围见表1。

2方案经济比较

经济性方面分析从其涵盖内容而言，包括管道顶进、钢管的安装和固定、配套的施工电源及中继间等方面，为保证顶管工程费用的完整性，顶管的始发井、接收井一并纳入分析。（1）管道顶进。顶进DN3000mm钢筋混凝土套管主要因其管材费用较高，每延米达到0.75万元左右，顶进费用每延米约为1.90万元；直顶DN1800mm的钢管管材价格低于DN3000mm顶管，为满足其防腐要求，钢管外壁采用8mm厚环氧树脂玻璃钢防腐层，每延米0.4万元左右，故其顶进费用与DN3000mm套管相当，为1.86万元/m；DN2600mm顶管比DN3000mm顶管管径小，其顶进费用降低至每延米约1.59万元。（2）管道安装。DN3000mm顶管和DN2600mm顶管均在管内铺设DN1800mm钢管，故钢管安装费用相同，均为0.84万元/m；而直顶DN1800mm的钢管已包含管道安装的内容，无此费用。（3）管道固定。DN3000mm顶管和DN2600mm顶管与DN1800mm钢管间均填充自密实混凝土固定，DN3000mm顶管与DN1800mm钢管间隙最大，费用最高，约合0.56万元/m，DN2600mm顶管与DN1800mm钢管间隙较小，费用相应降至0.41万元/m；而采用钢支撑固定的方式，虽然减少了自密实混凝土的费用，但因焊接工程量增加，其费用微降至0.30万元/m；而直顶DN1800mm的钢管不需进行管道固定，无此项费用。（4）施工电源及中继间。DN3000mm顶管采用机械顶管法施工，顶管设备用电容量较大，一般就近不具备可直接利用的高压电源，须外接10kV高压电源至现场经变压器转换后接引使用。因定额中不含此外接电源，故单独计列。每处施工临时外接电源工作内容按电源接引、架设10kV线路0.5km并设315~400kVA变压器考虑，费用约35万元，分摊至每延米为0.35万元。DN2600mm顶管用电容量稍小，费用略少。而直顶DN1800mm钢管用电容量比DN3000mm和DN2600mm顶管均小，折合每延米费用为0.10万元。对于中继间，本项目为DN3000mm中长距离顶管，部分顶进段最长达816m，即使在有条件处分段顶进，每段顶管仍然达到150m以上，存在顶进阻力超过主顶千斤顶的容许总顶力、管节容许的极限压力和工作井后靠土体极限反推力的问题，无法一次达到顶进距离，故有必要部分顶管段加设中继间。中继间（包含工具管和千斤顶的摊销两部分）费用为10.8万元，折合每延米费用为0.11万元。DN2600mm顶套管与此类似，折合每延米费用为0.10万元。而直顶DN1800mm钢管由于总顶力较DN3000mm套管小约2/3，在一次顶进100m以内不需加设中继间。典型的覆土9mDN1800mm钢管（直顶钢管覆土深相应为8m）各顶管方案费用见表2。

顶管施工方案篇（7）

Abstract: in this paper, through the analysis of engineering example of city water supply pipeline through the brick ditch, introduces the general method in the city water supply pipeline crossing ditches, show that the design and application, the method is simple and practical, to meet the needs of practical engineering.

Keywords: water supply pipeline; crossing the ditch; pipe jacking

中图分类号：TU731.5文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

城市供水管道的施工，一般是采用开挖沟槽，直埋敷设，因为城市供水管道是压力输水，在覆土满足规范要求的情况下，一般挖深都不太大，采用开槽敷设安装，技术成熟，操作简单，经济合理。但是，在城市道路交口，特别是城市主干道交口，各种地下管线纵横交错，排布紧密，城市供水管道施工中要穿越这些管线，需上翻或下翻，给沟槽开挖、管道安装等带来诸多不便，特别是遇到大断面的沟渠，并且现场地下水位较高，降水困难的情况下，选择合理的施工方法和管道材料，对节省投资，加快工程进度就显得十分重要了。

在邯郸市人民路与滏东大街交口，人民路北便道上正在施工的DN600输水管道需翻越滏东大街一道2.8x1.7米排水大砖沟（见图1），人民路是邯郸市最重要的东西向主干道，滏东大街是邯郸市南北向干道，在这两个主要的交通干道交口，各种管线在规划管理部门的统一考虑下，都做了适当布置，其中人民路北便道上一道DN600输水管道在穿越2.8x1.7米排水砖沟时，遇到了很大的麻烦。主要是因为该砖沟水位高、挖深大，断面宽。该排水沟始建于70年代，常年排放雨污水，并且水位很高，再加上以前施工时砖沟基础处理不好，渗漏很严重。

通常输水管道穿越这种沟渠有两种方式，上翻和下翻，因为该砖沟覆土仅一米，DN600的输水管道从上面翻越的话覆土明显不满足规范要求，所以只能采取下翻方式。从砖沟下穿越，目前施工单位成熟的施工方法有两种，一种是降低砖沟水位，大开槽施工，采取适当措施保护砖沟，然后安装输水管道，另一种就是顶管施工。

该工程是邯郸市市重点工程，工期相当紧张，施工单位常常是昼夜不停施工，保质量、赶进度。降低砖沟水位，需要的时间太长，工期不允许，加上砖沟渗漏严重，大开槽施工，无法进行，只能采取顶管施工。顶管施工方法是我国70年代初开发的施工技术，随着计算机技术、液压顶升技术、密封技术等一系列新技术的开发应用，使顶管施工技术迅速发展，并在国内得到广泛的应用。该工程在顶管施工过程中，工作坑挖至砖沟外墙2米处，砖沟就开始渗水，若继续向前挖，可能导致砖沟基础下陷，沟内污水浸泡工作坑，于是在砖沟两侧距沟外墙2米处打钢板桩，支密撑，阻止砖沟基础下陷。

在顶管管材选择方面，提出了三种方案：

（1）按常规做法，先顶加重钢筋混凝土套管，待套管顶好后，再在套管管内安装供水管道。

直接顶进原设计所选用的管材球墨铸铁管。

（3）做好防腐层，直接顶加厚的钢管。

第一方案按常规做法先顶加重钢筋混凝土套管，再安装DN600供水管道，套管至少选用φ1150的钢筋混凝土套管，这样的混凝土套管在砖沟基础下穿过时，正好与滏东大街道路中心位置上的D600污水管道交叉，而且，套管底部挖深已达5米，势必加大了工作坑的深度，给工作坑的降水带来困难，另外，混凝土管外表面粗糙，管径又大，又加大了顶进的阻力。

第二方案是直接顶进原设计所选管材，DN600球墨铸铁管，直接顶进这种管道，在标高计算上正好可以在砖沟基础下，污水管顶上穿过，但是因砖沟较宽，加上砖沟墙厚，再加上墙外2米渗水区，总宽度为2+0.74+2.8+0.74+2=8.28米，而DN600球墨铸铁管每根长6米长，要穿过该砖沟至少顶两根，而球墨铸铁管是胶圈柔性接口，在顶第二根管时，两根管连接处的接口上的胶圈必然会被挤坏，在以后供水时可能会在接口处向外渗漏。

第三种方案，做好防腐层，直接顶进加厚的DN600钢管，这种方案具有以下优点：

直接顶钢管，标高上可以满足在污水上、砖沟基础下穿过。

（2）钢管可以根据需要的长短进行切割和焊接，并且接口采用焊接，质量有保证。

（3）使用钢管可以使工作坑挖的不会太深，减少挖土方量，减小工作坑降水难度。

顶管施工方案篇（8）

1工程概况

木槽岩隧道是恩施大峡谷旅游公路控制性工程,穿越大巴山向南延伸的中山区,沿线地形复杂,所经之处起伏较大,地势陡峭,相对高差达200m。在沟壑、路坎、陡壁处基岩出露较广,隧道地区大部分覆土0.5~2.5m,植被茂密,自然坡度一般15°~35°。隧道进口自然坡度45°~75°之间,距进口不远处即为悬崖。隧道进口里程K20+460,隧道出口里程K21+545,全长1085m。隧道进口段上覆地层为第四系坡残积土层,由山前滑坡坡积、崩积物及坡面洪流形成的洪积物组成,有溶洞,地下水不发育,围岩级别Ⅴ级,主要成分为岩屑、砂砾、角砾、粘土等。从开挖的边坡、仰坡土层中发现,内含大块孤石较多,土层松散、潮湿。此段属于严重左偏压地段,坡体处于不稳定状态[1]。木槽岩隧道入口原设计在开挖过程中采取超前小导管注浆支护。

2方案变更的提出

2.1第一次方案变更———清除坡顶危岩并延长明洞

施工单位进场后,开始按设计要求对洞顶边仰坡进行刷坡施工,表层剥离后发现洞顶围岩较差、岩石破碎严重,并有多处溶洞,从表面看溶洞直径在1m左右,深度未知,现场地质情况与原勘察结果发生较大变化[2]。因此施工单位邀请设计、监理、监控量测及业主单位进行现场踏勘,并由监理方组织召开了现场会议,会议决定将洞顶松散岩石全部清除,并将明洞延长至K20+500处,维持超前小导管注浆支护的方式[3],施工方案见图1。

2.2第二次方案变更———管棚进洞方案的提出

施工单位按照第一次变更方案实施过程中发现,洞顶山体坡度大,部位狭窄,爆破后的岩石只能用人工进行清理,清除难度大。经过近半个月的施工,进度缓慢,效果不佳,如继续按清除方案进行实施,质量、进度、工期以及安全均难以保证。为尽量减少对现有植被的破坏、避免隧道顶落石对山下过往车辆及行人的安全威胁,施工单位再次邀请设计、监理、监控量测及业主等参建单位进行现场踏勘,并组织有关专家召开了第二次专题会议,会议研究认为,明洞延长至K20+500是合适的,按清除松散岩体方案执行难度大、工期长、安全难以保证,而且对环境破坏大,建议采用管棚支护进洞,但会议要求施工单位对管棚方案与清除松散危岩后配合超前小导管注浆方案进行综合对比论证,以便最终确定进洞方案。

3管棚方案与清除松散岩体后配合超前小导管注浆方案对比分析

3.1质量对比分析

原设计为超前小导管注浆。按第一次方案变更的会议精神,将洞顶堆积岩体(K20+500~K20+518)全部清除。因进洞口处岩石破碎严重,从表面看洞顶的岩石(K20+500~K20+518段)与山体之间有约30cm的土夹层,与山体未连成整体,如采用超前小导管,因小导管受施工工艺和机械限制,长度一般在5m左右,注浆压力较小,而且注浆分段进行,水泥浆浸入岩石的深度有限,固结的整体性较差。如采用大管棚方案,因大管棚成孔深度大,最深可超过40m(该项目预估30m),注浆压力大,水泥浆浸入岩隙的范围大,一次完成注浆,可以形成很好的整体性,对破碎岩石的固结效果好,充分发挥周边岩体的作用,与新奥法设计原理一致,有利于顺利进洞,而且可以提高隧道明洞段的耐久性。从质量上讲大管棚明显优于超前小导管[4]。

3.2安全对比分析

按第一次会议确定的方案施工,需将洞顶仰坡部分(K20+500~K20+518)的松散岩体全部清除,因该部分岩体有效施工部位狭窄,坡度大(最大坡度约为75°),没有足够的工作面,属复杂的高空、高边坡作业,在此处进行钻孔、爆破、清除爆破后的岩石等工作难度大,工作人员必须系安全绳方可进行施工作业;清理的岩石只能任其自由下落,极易落至山下(洞口下方约300m有高岭土公司正在施工)造成落石伤人;在进行爆破时,因岩体破碎严重,爆破参数难以控制,炸药单耗太低达不到爆破效果,单耗过高又容易形成爆破飞石,给山下的施工单位及附近的居民造成伤害;在进暗洞的施工过程中,原方案的超前小导管的可靠性没有大管棚保障性高,较易发生洞顶坍塌等安全事故。总之,如采用第一次会议拟定的方案,施工安全隐患极大。如采用大管棚方案,不用全部清除洞顶的堆积岩体,只需对明洞末端两侧进行少量的松散岩石刷坡后,对仰坡直接进行挂网锚喷处理;对明洞与暗洞交界面K20+500台阶处的石碴用机械转至路基上,然后再用装载机装车、汽车运至弃土场,减少高空、高边坡作业的时间,降低施工安全风险。

3.3工期对比分析

如采用全部清除洞顶松散岩石的方案,工效过低,耗时较长。该处剩余总方量约4100m3,全部用人工清至洞顶高程约需耗时70d。清除方案受天气影响大,一旦下雨因安全无法保障只能停工;清除后超前小导管进洞方案,因安全保障性低,不能采用全断面开挖,只能采用台阶法或预留核心土法进行洞身开挖,每天进尺只能保证1m左右,则K20+500~K20+525明暗交接段的施工时间大约需30d。采用清除松散岩石方案开挖至K20+525桩号(大管棚方案末端达的桩号)所需的总时间约100d。如采用大管棚进洞方案只需先用机械清除K20+500台阶处的石碴,然后直接进行大管棚施工,大管棚施工时因占地面积小,可在施工部位搭设防雨棚,受天气影响因素相对较小,整个施工过程包括石碴清理、套拱浇筑、造孔、顶管、注浆并开挖至K20+525,预计包括明暗洞交界处孤石清理、支护和管棚加工25d,套拱施工5d,钻孔、管棚安装、注浆、开挖35d,所需时间为65d。对比可知,如采用大管棚方案可提前工期35d以上,进度明显加快。

3.4环境保护对比分析

采用清理松散岩石方案,总方量大约为4100m3,如全部开挖,对现有植被破坏严重,开挖后形成陡峭的山体(近乎悬崖),没有坡面过渡段,洞顶视觉效果差。开挖的弃碴需占用800m2(折合为1.2亩)的平地(堆积高度按5m计),对当地的生态环境造成较大的破坏,不利于耕地保护。采用大管棚方案,弃渣大大减少,有利于保护环境。3.5经济对比分析K20+500~K20+525采用清除松散岩体后,采取超前小导管的支护措施费用,包含孤石开挖、C20喷射混凝土、钢筋网、超前小导管、φ22砂浆锚杆、洞顶碎石回填、弃渣场征地等,费用合计约80.4万元。采用大管棚的支护措施费用,包括套拱C25砼、套拱孔口管、大管棚、注浆、钢筋笼、φ22砂浆锚杆、C20喷射混凝土、钢筋网、机械设备进出场费等,合计约92.8万元。采取大管棚方案需要增加造价约12.4万元。3.6方案的确定通过以上两个方案的对比分析可知,如采用大管棚方案,在质量、安全、环境保护方面均比清除洞顶松散岩体后进洞的方案更优,进度也可大幅加快。大管棚比清除方案加快的绝对时间为35d,相对时间为35/500=7%(500d为原计划隧道施工总工期)。采用大管棚方案需要增加一部分费用,增加的费用绝对额为12.4万元,相对于隧道造价的比值为12.4万元/3000万元=0.41%(3000万元为隧道概算金额),通过对比可知费用增加幅度远远小于工期提前的幅度,同时有质量、安全方面的保障,还可最大限度地保护当地良好的生态环境。为保证顺利进洞和施工安全,经业主、设计、监理、施工单位对比论证,决定采用大管棚支护方案,以便尽快通过明暗交界地质破碎带。

4进洞施工顺序与管棚施工

4.1施工顺序

为确保施工安全,进洞采取侧导坑方式开挖,缩小相关节段长度。开挖在预支护长管棚及注浆完成并达到强度后进行,主要施工顺序为[5]:1)左侧导坑开挖;2)左侧初期支护(含侧导坑、仰拱初期支护);3)右侧上导坑开挖;4)右侧上导坑初期支护;5)右侧下导坑开挖;6)右侧下导坑初期支护(含仰拱初期支护);7)仰拱衬砌;8)二次衬砌。

4.2管棚施工

管棚规格采取热轧无缝钢管,外径108mm,壁厚6mm,节长3m和6m;外插倾角1.5°,可根据实际情况作调整,范围在1°~5°之间[6]。注浆材料采用32.5普通硅酸盐水泥浆,水灰比1∶1,注浆压力0.5~1.0MPa,浆液扩散半径不小于0.5m。洞口明暗挖交接段开挖时,挖至拱顶轮廓线下50cm左右,拱顶即作为套拱施工和钻机架设的平台,大管棚布置见图2。管棚施工工艺流程主要包括套拱施工———搭设平台———钻机就位———钻孔施工———钻杆分节退出———清孔———管棚下管———移动钻机———注浆机准备———注浆———退机———拆除平台———管棚施工结束。

5结语

通过参建各方共同努力,加强施工中的质量检查、监控量测,木槽岩隧道大管棚进洞施工顺利完成,保证了工期、质量、安全、环保,实现了预期通车目标。实践证明,在地质、地形复杂情况下,进洞支护方案比选是必要的,设计、施工人员应充分开展现场调查,全面了解工程现状,尽量减少坡顶岩石扰动,确保施工安全。

参考文献

[1]胡彪,王礼鹏,杨佳兴,等.隧道偏压进洞施工技术[J].公路,2018,10(10):187-190.

[2]中华人民共和国交通运输部.JTGD70—2004公路隧道设计规范[S].北京:人民交通出版社,2004.

[3]王海明,周硕.老鹰山隧道穿越浅埋破碎带施工技术[J].公路,2018,10(10):163-165.

[4]章万节.软岩隧道初期支护方案的改进及数值计算[J].中国水运,2015,10(10):261-263.

顶管施工方案篇（9）

关键词：

城市水利；顶管技术；水利建设

正文：

1引言

城市水利工程的施工对技术要求较高，这主要是因为城市施工不但会受到施工环境的制约，还会受到城市规划建设的影响。为了达到经济、高效、高质的目的，城市水利建设施工会使用顶管技术来替换传统的水利管道施工技术，从而最大程度的提升水利工程的经济和社会效益。

2顶管技术在水利工程中的应用优势

2.1有利于控制施工成本

随着市场经济的快速发展，我国在水利工程建设中的资金投入变得越来越多，但是我国的财政并不宽裕，因此水利工程施工需要注意节约成本，从而提升水利工程的综合效益。顶管技术的实施，不需要在地面上明开挖，节约了很多的施工量，因此直接控制和降低了工程的施工成本。

2.2有利于降低对周边居民生活产生的负面影响

传统的水利施工当中，在进行施工时需要采取地面明开挖的方式，该方法存在着工程量大、施工技术层次低、对城市基础设施影响大等缺点。常规的水利工程线路途经交通要道时，若直接开挖会对整个交通产生影响。顶管技术在施工时，作为立体的施工技术，不但不需要进行大规模的明开挖，在施工过程中还不需要封锁交通和拆迁房屋，因此在施工时对城市基础设施的影响比较小，同时对居民生活产生的影响也比较小，可以明显的降低城市水利工程施工的压力。

2.3有利于保护生态环境

传统的水利工程在进行施工时，需要进行明开挖的施工方式，因此会对城市的生态环境产生严重的影响。此外，拆迁和明开挖都会产生大量的建筑垃圾，从而形成固体污染。顶管技术的应用可以有效的避免上述问题的发生，最大程度的降低对生态环境的影响。

3某水利工程顶管技术的应用

3.1工程概况

2016年设计应用案例：某县城由于历史的原因，有鱼子坡溪(集雨面积5.4km2)穿城而过，上游分偏家坡溪，七里冲溪。由于植被破坏，洪道淤塞，外江水位抬高，城市地势低加上防洪设施不健全，致使洪涝灾害频繁。自1990年以来，城市几乎年年都被洪水围困，仅2011年一年中，洪水共进城四次，城镇居民深受洪涝水之害，可谓苦不堪言。灾情、水情一年比一年加重，严重威胁城区人民生命财产安全，制约了城市经济发展。2011年城市治涝工程审批的设计方案：在偏家坡溪(集雨面积2.0km2)、七里冲溪(集雨面积1.81km2)建土坝蓄水，分别修建偏家坡溢洪道(200年一遇调节后排涝流量16.61m3/s)、七里冲溪溢洪道(200年一遇调节后排涝流量16.97m3/s)，排涝涵闸为钢筋砼矩形2.8×2.8m,汛期涝水分别排向城外的老溪和通溪，平时通过大坝放水使下游穿城的2.5km鱼子坡溪河道。偏家坡溢洪原设计深挖填埋溢洪箱涵，因边坡稳定要求与两侧已建有民房的安全矛盾，原施工明挖方案实施难度极大，业主担心原大边坡开挖方案难以实施。经各方面商议拟调整溢洪涵施工方案。结合工程布置及地质，地形条件。施工变更有两种方案；方案一：顶管法施工溢洪涵（建议方案）。方案二：管棚法暗挖形式施工溢洪隧洞。

（1）顶管法溢洪涵施工设计

顶管法属于非开挖方法，在工作坑当中依靠设备产生的顶力来克服土壤和管道之间存在的摩擦力，将管道设计当中的坡度顺利顶入土当中，并将取出的土运走。管子顶入土层当中，依靠主顶油缸和管道间等的推力，将挖掘机和工具管推到接收坑内吊起，然后再将管道埋设在这两者之间。顶管技术可以解决管道埋设给道路产生的堵塞和城市产生的破坏等问题，因此在环境保护等方面显现出了自身的优势。对于城市施工而言，顶管技术的使用十分必要，可以带给城市一个更加美好的环境。近年来，非开挖技术逐渐得到了大家的重视，它主要是通过不开挖或者少开挖的方式进行水利工程的施工。非开挖技术主要是利用铺设地下管线的方式，来实现水利工程的施工，一般的顶管直径选择DN800—4500，利用工作井将管子顶入到土内，可以成功的绕开地下的障碍物或者管线。顶管技术的实施，最主要的就是及时的纠正地下管子延伸过程中产生的偏差现象，尤其是大中型管径，采取该技术不但可以保护当地的环境，还具有高效、经济等优势。顶管技术不开挖，因此对建筑物的破坏性小、对环境污染小等特点，此外该技术具有造价低、省时、安全等优点。顶管技术的上述特点，使其可以应用在天然气石油管道、地下排水管道等的非开挖施工当中。顶管技术的使用，可以降低施工费用，同时还会降低对环境和交通的影响，因此具有一定的社会和经济效益。具体本工程管道采用内径2.6m管壁厚12mm的钢管作为溢洪道，施工中分三段设四个工作坑共226m，工作坑采用沉井挖法，钢管使用顶管法施工。由于本段过水面积减小，偏家坡水库两百年一遇洪水经计算雍高0.44m，大坝顶部设置防浪墙，高0.6m，宽0.5m，贴瓷砖装饰。

（2）管棚法+导管注浆加固暗挖形式施工溢洪隧洞。

管棚法施工可以避免隧道开挖引发的围岩松动或者地表下沉等问题，因此在开挖之前需要在上半断面的周围根据设计内容打入相应的后壁钢管。这样可以在底层当中设置承载棚，从而提供底层承载力，确保开挖的安全。管棚法主要应用在特殊困难的地方或者软弱的地层当中，比如塌方体、浅埋大偏压等围岩，并对地层变形有严格要求的工程。管棚由钢管和钢拱架组成。管棚中的钢管应根据设计当中的规定实施开孔和加工，注意在管内灌注一些水泥砂浆或者水泥浆等位置，从而提升钢管的强度和刚度。管棚法被用于城市地下铁道的暗挖施工，在建筑物密集、交通繁忙的城市中心地区．采用明挖法施工地下工程必须拆迁大量的地层管网和地面建筑物，由于人们的环保意识得到了提升，同时国家对环保的重视程度很高，因此施工时需要才起具有环保效果的暗挖施工方案。如以上措施不能保证施工安全，由业主、监理、施工方共同议定增加小导管注浆加固地层措施。小导管注浆加固地层的目的是确保施工时不会产生土体塌方等问题，因此开挖之前必须采取注浆加固、超前支护等措施。在隧道开挖轮廓线之外安设注浆管，并将浆液注入其中，实现止水和加固围岩的效果，此外小导管的安插还能够起到超前管棚预支护的作用。小导管可以运用在无粘结的砂层和砂砾石层当中；开挖的土层不可以长期暴露，因此需要先进行支撑，然后再进行开挖；此外，小管注浆还能够运用在临时底层的加固当中。近年来，管棚超前支护方法得到了广泛的应用，可以在软弱的围岩当中实施隧道挖掘，该技术最早是一种隧道辅助技术，在软岩隧道的施工过程中具有重要的意义。预埋超前管棚作为侧壁和顶板的支撑，为以后的施工起到了重要的作用，同时管棚技术的使用，具有工期短、施工快等优点，因此在隧道施工过程中具有较好的效果。本工程通过方案比较综合分析，虽然顶管法和管棚法都存在各自的优点，但是在施工造价方面，顶管设计费用相比于管棚法要少两百多万，并且施工时间较短，因此我们最终选择了顶管施工技术方案。

4结语

综上所示，随着顶管技术在城市水利的广泛应用，在实践当中取得了良好的经济和社会效益。但是在使用顶管技术设计之前，需要做好相应的地质勘查工作，同时注意设计方案之间的比较，做好施工安全管理及相应的控制工作，在最大程度上确保顶管技术在城市水利的顺利开展。

参考文献：

[1]李凤高,李宝春.顶管施工技术在水利工程中的应用[J].江苏水利,2012,(6)

[2]毕志皎.浅谈顶管技术在水利工程中的应用[J].技术与市场,2011,(7)

顶管施工方案篇（10）

一 工程概况

某工程建筑面积约为15万平方米，地下3层，地上主楼26层，裙房6层（局部7层），框架-剪力墙结构，裙楼为筏板基础厚度为800mm。裙楼柱网为8400×8400mm。门厅位置为圆弧形式，局部柱网跨度达到11800mm，负一层、一层层高为5400mm，二层至四层层高为5000mm。下挠的梁为次梁截面尺寸为400×950mm，主梁截面尺寸为400×1000mm。裙楼下挠梁处板厚分别为250mm（负二层）150mm（负一层）200mm（一层至四层），此处梁板混凝土强度等级为C30，梁板受力钢筋强度为HRB400。后浇带类型为伸缩后浇带。

二 后浇带处梁板下挠产生情况及分析下挠产生的原因

发现梁下挠后经过对后浇带处梁板进行测量发现负一层顶、一层顶、二层顶、三层顶D-E轴中间后浇带南侧与15轴相交梁及相邻现浇板下挠，相邻框架梁及板支座位置出现裂缝。该次梁负一层顶、一层顶、二层顶、三层顶分别下挠21mm、55mm、42mm、36mm。主梁由于次梁的下挠而产生了次应力超过主梁的设计强度，主次梁交界地方出现了受扭裂缝，裂缝宽度小于0.3mm。由于板的下挠，板与梁交界部位出现了裂缝，裂缝宽度大于0.5mm小于1mm。

经相关部门及专家论证后认为1、梁板下挠系由支撑体系出现问题。在脚手架周转使用过程中，脚手架周转过快，当脚手架周转到上层时，后浇带并没有浇筑，只是在后浇带处留有部分支撑。2、后浇带设计位置有问题。从原设计可以发现由于后浇带的设置使次梁有将近9m的悬挑，这种情况也加重了在支撑体系出现问题时梁下挠的程度。

发现梁板出现下挠情况时，裙楼已施工至5层，为了防止各层进一步出现下挠情况及新施工楼层出现类似问题，调整了脚手架支撑体系在施工过程的周转，并对下面出现的下挠情况的支撑体系进行了加强，对后浇带处梁位置采用型钢钢架进行了加固，型钢钢架在各层山上下位置相同直至延伸至筏板基础。进过以上措施处理后，经观察和测量后浇带处梁板没有进一步出现下挠情况。

三 处理方案的论证及确定

经过相关部门现场勘查及测量及设计单位对结构进行验算，认为此处的梁板结构并没有破坏，只是由于次梁的下挠导致主梁产生了附加应力，从而致使梁、板产生了裂缝。如果采取有效的方案使次梁能够达到原设计标高，整个区域的附加应力将会消失，再对裂缝进行化学灌浆处理及对主梁进行粘贴碳纤维布进行补强，以上措施处理完成后在浇筑后浇带，整个结构能够达到原设计要求。

专家论证会中分别论证了以下几个方案，并对每个方案的细节进行了认真讨论。总体上有两种处理方案，如下：

1.采用大直径的钢管从负一层往上顶升，（钢管要计算确定，也就是用千斤顶固定在钢管上顶紧负一层顶下挠梁的端部（后浇带处），这样利用一层、二层、三层的支撑体系，顶升负一层梁顶时各层会顶起，直至各层达到原设计标高。

2.采用大直径的钢管从负一层往上顶升，（因为一层、二层、三层、支撑体系的存在，从上往上顶）钢管要计算确定，也就是用千斤顶固定在钢管上顶紧三层顶下挠梁的端部（后浇带处），这样从上而下逐层顶升，直至各层达到原设计标高。

专家论证会中对以上两种方案进行了认真的分析和讨论，采用第一种顶升方案，因为一层、二层、三层、支撑体系的存在，从上往上顶顶升的荷载较大，这就需要顶升力较大的千斤顶和直径较大的钢管，且各层下挠的程度不同并不是上层下挠大下层下挠小，这样顶升过程中各层顶升高度不好确定，可能导致中间层顶升超过原设计标高。不过此顶升的工期较短。

采用第二种顶升方案，由于顶升荷载比第一种顶升方案比较小，可以采用顶升力较小的千斤顶和直径较小的钢管，顶升过程中各下挠梁的顶升高度可以很好的确定，施工精度较高，有利于控制梁顶升至设计标高。顶升过程中对下层的产生的荷载可以采用从支点到顶升点的支撑钢管来承受，这样可以大大减低对下层的结构影响。经过专家的认真分析和讨论一直认为采取第二种方法较为安全可靠，确定按照第二种方案进行顶升处理。

由于需要顶升的有四层，每层有一根下挠梁，根据第二个方案每次顶升需要顶升一层一根下挠梁，所以需要的顶升千斤顶是一台，根据下面的计算确定采用1000kN的千斤顶。每次顶升一层一根梁分为若干阶段加荷顶升，每个阶段顶升5mm，根据现场施工情况和每次下挠的程度确定顶升阶段的次数。图1为四层顶升布置图，其它层同四层。

四、顶升计算

根据《建筑结构荷载规范》（GB50009- 2010）进行顶升荷载计算，根据《混凝土结构设计规范》（GB50010- 2010）对裙楼框架梁进行抗剪和受弯计算，根据《钢结构设计规范》（GB50017- 2003）对顶升和支撑钢管进行设计，确定钢管尺寸。具体的计算结果如下：

1、结构自重荷载计算：根据结构尺寸，按开间4.5m，悬挑梁板9.7m以及板200mm厚，经计算在梁端顶升1层结构荷载自重291kN。考虑临时支撑及其他附加荷载等不利因素荷载按310kN，3层共930kN。

验算梁抗剪承载力V

V=0.7ftbh0+1.25fyvAsv/S×h0

=0.7×2.01×400×880+1.25×210×（4×50.3）÷200×880

=727.5kN。

由上可知各层梁抗剪承载力大于顶升时1层结构自重荷载，顶升一层结构荷载各梁安全。

2、由于地下一层顶后浇带还没有浇筑，不能作为一层顶升支点，地下二层、地下三层顶此部位没有梁也不能作为传递支撑点，故进行

讨论后决定采用从基础顶起钢管到地下一层顶梁支点处，各层钢管与板顶紧，垫板采用1000×1000×20mm，且在顶紧位置采用位移计进行变形控制。

3、根据计算荷载，选用顶升力500kN的千斤顶，可以满足本次顶升需求。

4、顶升用钢管和支撑用钢管计算，钢管按两端铰接小偏心受压进行计算，确定钢管直径和壁厚，地下三层至地下一层支撑钢管选用325×6mm，一、二、三层顶升、支撑钢管采用273×6mm，稳定验算结果符合压杆稳定。

5、下沉的梁在顶升时按两端简支对梁弯矩和剪力进行计算，经计算框架梁顶升时内力均小于设计结构内力。

6、局部承压计算，顶升用钢管两端加垫450×450×20mm钢板，经计算混凝土局部承压满足要求。

五、分析和总结

通过对后浇带处梁下挠原因分析、方案论证体会到后浇带位置设计是防止后浇带处梁板下挠的首要阶段。一定要防止梁板悬挑过大。造成后浇带处梁板下挠的主要原因是施工中支撑体系周转过快，造成梁板的支撑体系缺失，从而导致质量事故，所以在施工方案中一定要注意后浇带处支撑体系的编制，以免造成结构下挠。本次顶升方案经专家周密论证得到了各方认可，从而保证了此次顶升处理非常安全、顺利地完成。

参考文献：

[1]《混凝土结构设计规范》（GB50010- 2010）

顶管施工方案篇（11）

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

天津市纪庄子污水处理厂迁建进水管道项目中， 由于纪庄子污水处理厂迁建进水管道需沿津港高速绿化带铺设，需横穿梨双路和加油站，由于梨双路下各种专业管线众多以及无法断交施工，无法采用地面开槽铺设管道的施工方法，经过经济技术比较，此段管径DN2800mm，长度655米管道采用顶管法施工，按照规范规定，顶管最小覆土厚度为1.5倍管道外径，而受本段管道下游高程限制及避免大管道倒虹，本段管道只能在覆土只有1倍管外径的条件下进行浅覆土顶管，考虑到玻璃钢夹砂管重量较混凝土管道轻及内壁光滑的特点，本段采用玻璃纤维增强塑料夹砂顶管管材。现从玻璃钢夹砂顶管管材的应用背景、管材特性、设计技术、生产工艺和产品质量控制等方面做一技术总结。 一、地质概况

1、本工程场地属稳定场地，适宜本工程建设。

2、本工程场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，属设计地震第二组，本场地属不液化场地，场地土为中软土，场地类别为Ⅲ类。对建筑抗震属一般地段。

3、本工程浅层地下水主要为潜水，静止水位埋深0.50～1.60m，相当于标高1.56～0.47m。年变幅一般为0.50～1.00m。本场地标准冻结深度为0.60m。

4、地下水对混凝土结构的腐蚀性评价：按Ⅲ类环境，无干湿交替作用时，地下水对砼结构有弱腐蚀性,腐蚀介质为SO42-；有干湿交替作用时，地下水对砼结构有弱腐蚀性，腐蚀介质为SO42-；按地层渗透性判定，地下水对砼结构有微腐蚀性。

5、地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋的腐蚀性评价：在长期浸水作用时，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋有微腐蚀性，腐蚀介质为CL-；在干湿交替作用时，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋有中等腐蚀性，腐蚀介质为CL-。

6、参考《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）第12.2.5条判定，地下水对钢结构有中等腐蚀性，腐蚀介质为CL-、SO42-。

7、触变泥浆减阻管壁与土的平均摩阻力

二、管材

1、采用DN2800玻璃纤维增强塑料夹砂管顶管专用管材（RPM管），最大顶距315米。玻璃纤维增强塑料夹砂管顶管专用管材每节长度不应大于4米。

2、管材优点：

外表光滑、顶力小、过流能力高、纠偏简单、连接方便、可带土顶进、顶进中不死管、重量轻吊装费用少、耐腐蚀性能强、施工速度快。

3管材结构计算

根据本工程玻璃钢夹砂顶管的具体使用条件，确定管材刚度级别、土壤参数、设计载荷（包括内压、负压、管顶垂直静土压载荷、地面车辆活载荷、堆土载荷）等设计参数，为玻璃钢夹砂顶管的结构计算提供理论计算依据已选定的设计条件和设计参数，按照国标《玻璃纤维增强塑料夹砂管》GB/T21238-2007和《给水排水工程顶管技术规程》CECS246:2008以及计算机非线性有限元数值计算进行玻璃钢夹砂顶管的结构计算。管材结构计算包括顶力强度、刚度、挠曲变形、弯曲强度、稳定性分析、地震强度分析等计算、分析与校核，本工程设计各项性能指标全部达到国家有关玻璃钢夹砂管道标准要求，以及本工程玻璃钢夹砂顶管的特殊要求

4、管道接口

管道接口施工前应由各管材供应商提供相应管材管道工程施工、安装手册，并指导施工单位施工。玻璃纤维增强塑料夹砂管顶管专用管材采用钢套环双橡胶圈柔性接口。顶管结束后，管节接口的内侧间隙应及时采用石棉水泥、弹性密封膏或水泥砂浆密封。填塞物应抹平压实，不得凸出管壁内表面。

三、施工方法及措施

1、管道顶进

（1）采用泥水平衡顶管机，触变泥浆减阻。

（2）依据机械设备能力、结合土质情况进行泥浆厚度、泥浆配比、注浆程序、注浆压力、注浆量及注浆孔的数量、位置等施工技术要点的确定。

（3）泥水平衡式顶管：在掘进过程中，应密切注意和观察地下水压力的变化并及时采取相应的措施和对策，以确保挖掘面的稳定。应随时检查泥水的浓度和相对密度、进排泥泵的流量及压力，防止排泥管淤积堵塞。当掘进机停止工作时，应注意防止泥水流失造成的挖掘面失稳。

（4）在粉砂土层中为了防止泥浆的失水,必须确保浆液拌制质量,泥浆的拌制必须均匀,制成的泥浆排放入贮浆池内的贮存时间应 ≥10h ,确保膨润土、水、碱发生置换作用,形成稳定性良好、且有一定粘度的泥浆,使用时用泵压至管道。

（5）每一施工段管道顶进完成后,采用水泥浆等易于固结、稳定性较好的浆液将泥浆置换出来,确保管道土体有足够的支撑能力和减少渗漏水。

（6）拆除注浆管路后，及时将管道上的注浆孔进行严密封堵。

（7）在顶管顶进施工中,采取24h不间断施工,使管道处于动态平衡之中。

（8）当设备顶力达到允许最大顶力或顶管工作坑后背墙允许最大顶力的55%（二者取较小值）时，加设第一个顶管中继间并启用，后续中继间可在设备顶力达到允许最大顶力或顶管工作坑后背墙允许最大顶力的65%（二者取较小值）时设置并启用。

（9）泥水平衡式顶管应做好泥浆处理和回用及外运，减少对周边环境的污染。

（10）由于顶管覆土不满足1.5倍管道外径，在顶进施工中，严密控制管道高程，每顶进一节管道即3米就进行横向、纵向纠偏复核，整个顶进过程中，无明显偏移，顶进完成后，效果良好，地面观测无隆起现象。

2、顶管基坑

（1）顶管沿线工作坑及接收坑共计5座。顶管工作坑和接收坑均设置在检查井位置。每个顶管工作坑可向两个方向顶进。顶坑支护结构设为钻孔灌注桩，止水结构为水泥搅拌桩。

（2）a做好基坑支护和封闭的止水帷幕。b确保顶管进出洞时周围土体的稳定，在管道进坑和出坑处施做双层止水帷幕或注浆加固洞口土体。c顶管机外壁与工作坑洞圈之间设置洞口止水装置，防止顶进施工时泥水渗入工作坑。d在出洞口前事先将洞口周围的灌注桩连接成为整体，防止顶管出洞时洞口上方灌注桩下落。

（3）在顶管基坑外侧应布置地下水位观测井及地面沉降观测点，实时观测地下水位和地面沉降的变化，如有异常应及时采取有效措施迅速解决。

3、顶管施工质量要求及施工方法等均按照《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）和《天津市市政工程施工技术规范（排水工程部分）》（DB29-76-2004）中的有关规定执行。

四、结语：

本工程玻璃钢夹砂管在较浅覆土下的成功顶进，除了玻璃钢夹砂管得众多优越性之外，还说明了施工技术及施工控制对顶进精度的重要性，因此在以后得工程中，玻璃钢夹砂管浅覆土顶管在一定成熟的操作技术的前提下还是可以大力推广使用的。

参考文献：

《室外排水设计规范》GB 50014-2006（2011年版）

《给水排水管道结构设计规范》GB50332-2002

《建筑结构荷载规范》GB 50009-2001（2006年版）

《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010

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