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1、廣州天然氣運(yùn)用工程迎賓路車道下管段頂混凝土套管方案一、工程概況：埋設(shè)在番禺區(qū)迎賓大道快車道及路口管段，由于路權(quán)單位（番禺區(qū)交通投資建設(shè)有限公司）及管理部門（番禺區(qū)交通局路政管理所）規(guī)定采用非開挖施工辦法施工；考慮到日后便于高壓管道更換及維修，依照現(xiàn)場(chǎng)特點(diǎn)，采用頂鋼筋砼套管，在套管內(nèi)安裝燃?xì)夤艿朗┕まk法。詳細(xì)位置（樁號(hào)）：4+7005+435、7+981.048+151.87。二、現(xiàn)場(chǎng)施工條件分析：1.4+7005+435段：該段涉及兩個(gè)路口及快車道，4+700位置是綠化帶，圖紙顯示沒有地下管線等障礙，可定為工作坑位置（1#坑）；5+358處為塘西酒家停車場(chǎng)，且地下管線非常密集，不適當(dāng)做工作坑，2、因而，該段管線應(yīng)延長(zhǎng)至5+435處，該處為空地，障礙少，可做工作坑（5#坑）；4+915.38處為平面轉(zhuǎn)點(diǎn)，在該處做工作坑（2#坑：由于該處為轉(zhuǎn)點(diǎn)，故該坑只能做一種方向頂進(jìn)，最后做3#坑接受坑）；3#坑及4#坑在樁號(hào)5+000和5+171.19處，該兩個(gè)地方均沒有地下障礙，同步可運(yùn)用一半人行道，減少快車道占用面積。接受井在工作坑之間按現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際布置，單向頂進(jìn)最大長(zhǎng)度130米。3、7+981.048+151.87段：7+981.04為綠化帶，地下管線較少(只有一條電力電纜,可采用保護(hù)辦法),可做頂管工作坑；8+121處地下管線較多，不適當(dāng)做工作坑，應(yīng)將頂管段延長(zhǎng)至8+151.87沒有地下管線,且場(chǎng)3、地較好，很適合做工作坑。接受坑在8+058.60處（綠化地上）。三、頂管工藝擬定：1.頂進(jìn)施工辦法選用：采用中短距離直線法頂管，人工挖土施工辦法。2.管徑及管材：建議采用DN1500MM二級(jí)鋼筋砼離心式F型頂管，橡膠圈墊板石棉水泥接口。3.管內(nèi)底用C15砼填充做安管平臺(tái)。4.最大頂力計(jì)算及設(shè)備選型：按最大單向頂進(jìn)長(zhǎng)度130M、管頂埋深5M計(jì)算（1）.頂力計(jì)算：對(duì)于頂力計(jì)算，管徑、埋深、頂進(jìn)長(zhǎng)度、土質(zhì)、與否采用減阻礙辦法，挖土工藝等都對(duì)頂力具備一定影響，頂管總頂力重要分為兩個(gè)某些：正面阻力和四周摩擦力，即總頂力F=F1+F2。F1工具管正面阻力(KN)，由于該工程采用擠壓式工具管，故 F1=/44、D2（1-e）R D工具管外徑（M）；1.5+0.3=1.8M。 e開口率e=S1/S2=1.32732.545=0.5215。 S1工具管開口面積；(取直徑1.2M，0.78541.31.3=1.3273M2) S2工具管橫截面積（管道外徑)；0.78541.81.8=2.545M2。R擠壓阻力（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管道總長(zhǎng)度（130M）； f2單位長(zhǎng)度管道摩擦阻力（KN/M）。管道摩擦阻力是指管壁與土之間摩擦阻力，由于該工程采用觸變泥漿減5、阻辦法，故f2=.D.f； D管道外徑（M）(頂管所用管道壁厚普通為管內(nèi)徑為十分之一)；f管壁與土平均阻力（取4.5KN/M2）；故：F2=DfL =3.141.85130 =3673.8（KN）。 總頂力F=F1+F2 =0.186+3673.8 =3673.99(KN）。（2）.頂管設(shè)備選型：從上面計(jì)算成果可知，本工程最大頂力為3673.99KN。為保證管道頂進(jìn)時(shí)頂力有一定富余系數(shù)，在選用頂管設(shè)備時(shí)，每坑采用2個(gè)400T千斤頂。單向頂進(jìn)長(zhǎng)度超過90M時(shí)，加設(shè)中繼間。四、頂管施工方案：1.工作坑施工：由于現(xiàn)場(chǎng)施工場(chǎng)地較狹窄，采用沉井施工辦法，盡量減少工作面。2.接受坑施工：與工作坑同樣辦法施6、工，在管道頂進(jìn)到位時(shí)開始開挖，減少占用場(chǎng)地時(shí)間。3.管道頂進(jìn)：采用兩組YDT4000型主油缸配對(duì)頂進(jìn)，每個(gè)油缸工作推力為4000KN，油缸長(zhǎng)度2657MM。土方采用人工挖掘辦法施工。4.減阻辦法：a.在管外壁均勻涂上一層白蠟，減少管壁與土層摩擦力；b.采用觸變泥漿減阻：膨潤土運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后分批測(cè)得膨潤土膠質(zhì)值，按下表配制泥漿：膨潤土膠質(zhì)值膨潤土水碳酸鈉60701005242370801005241.52809010061423901001006141.52 注：.泥漿要充分拌和并停滯12小時(shí)以上方可使用。 .注漿泵采用BW250/50型注漿泵，壓力為3050Kg/cm，排量為：150250升/分，7、在注漿時(shí)壓力控制在0.10.2Mpa左右。 .注漿孔位于管道兩側(cè)，每節(jié)管2個(gè)注漿孔，頂管完畢后要用水泥砂漿置換觸變泥漿，并將泥漿孔封堵。5.地下水排除辦法：由于本工程地下水位較高，對(duì)安全施工構(gòu)成威脅，故考慮采用：a.本地下水不多時(shí)，在工作坑底板設(shè)立一集水坑，用抽水機(jī)直接排除；b.如遇地下水太大時(shí)，采用深井降水法降水。6.遇淤泥流沙層辦法：地質(zhì)資料顯示，沿線有淤泥流沙層，對(duì)管道頂進(jìn)質(zhì)量及安全施工極為不利，宜采用分層注漿加固管道內(nèi)及周邊土體辦法，詳細(xì)為：采用管道內(nèi)“超前小導(dǎo)管注漿法”，即在管道內(nèi)按一定間距（0.5米為宜）插注漿導(dǎo)管，外圈導(dǎo)管斜插角度為15度；注漿材料為水玻璃水泥漿。五、工作坑構(gòu)造設(shè)8、計(jì)：（一）.尺寸計(jì)算：1.長(zhǎng)度:按正常狀態(tài)頂進(jìn)時(shí)計(jì)算: Lb1+b2+b3+L1+L2+L3+L4 其中：L工作坑最小長(zhǎng)度； b1后座或后背墻厚度，設(shè)后座時(shí)取b1=4060cm，設(shè)后背墻，無后座時(shí)取b1=50160cm；由于本工程頂力較大，故取b1=100cm； b2剛性頂鐵厚度，取b2=30cm； b3環(huán)形頂鐵厚度，取b3=15cm； L1下井管段長(zhǎng)度，本工程管徑DN1500，取L1=800cm； L2主油缸長(zhǎng)度：YDT4000型工作推力為4000KN，長(zhǎng)度1657。 L3接管時(shí)留在坑內(nèi)管道最小長(zhǎng)度，取L3=50cm； L4安裝富余量，由于本工程地方狹窄，故不作安裝富余量考慮，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.寬度:工作坑寬度與管道外徑關(guān)于，此外還與坑深度關(guān)于。由于較淺坑，能放在地面設(shè)備不再下坑，如油泵車、變電箱、電焊機(jī)和頂鐵等。較深坑普通是井，為了提高施工效率，上述設(shè)備都要放在井下。所此前者工作坑較窄，后者較寬。 淺工作坑：B=D+（2.02.4） 深工作井：B=2D+（2.02.4） 式中：B工作坑（井）寬度（M）； D管道外徑（M）； 由于本工程工作坑深度在6M以上，故其寬度按深工作井計(jì)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）底板面深度稱為工作坑（井）深度，可按下式計(jì)算：H=H1+D+h 式中：H1管頂覆土厚度(M)； D管道外徑（M）； h操作空間高度（M）取h=0.8M，故工作坑深度為 H=H1+D+h=5+1.5+0.8=7.3M；（二）.坑壁及坑底構(gòu)造設(shè)計(jì)：14200 地面1000mm1620020mm厚鋼板C30鋼筋混凝土預(yù)留孔洞400mm14200500mm 碎石基層500 L 500（三）.頂進(jìn)后背墻設(shè)計(jì)：1.選用尺寸：3500mm3500mm1000mm；2.做法：正面（與千斤頂接觸面）及側(cè)面用20mm厚鋼板焊接成型，與剪力墻預(yù)埋件焊接，中間填充C11、30鋼筋砼。六、頂管工藝流程質(zhì)量控制： 頂管工作能否順利，導(dǎo)軌安裝非常核心，本工程導(dǎo)軌采用軌道鋼，在安裝時(shí)應(yīng)順直、平行、等高，縱坡與管道設(shè)計(jì)縱坡一致，安裝誤差為： 軸線：3MM； 頂面高程：0+3MM； 兩軌內(nèi)距：2MM； 安裝軌道時(shí)應(yīng)與底板預(yù)埋鐵牢固焊接，不能在使用中跑位。 在頂管開始入土前，再仔細(xì)檢查一遍油泵，千斤頂安裝及運(yùn)作狀態(tài)，注意設(shè)備狀態(tài)，后背及軌道安裝精度，精確無誤后，方可放下工具管開始頂進(jìn)工作。 手工掘進(jìn)頂管法前10M非常核心，容許偏差必要控制在如下范疇內(nèi)，軸線3MM，高程0+3MM，超過此范疇?wèi)?yīng)及時(shí)糾正。 在挖土?xí)r，要嚴(yán)格按下列規(guī)定挖掘，先中間，后四周，不超挖，勤收邊，四周超挖12、量不不不大于1.5CM。 在頂進(jìn)過程中要時(shí)刻觀測(cè)，并做好如下記錄： 油泵油壓表讀數(shù)； 注漿泵壓力讀數(shù)，過行管頭高程、軸線偏差； 導(dǎo)軌及后背鐵穩(wěn)定限度； 土質(zhì)變化。 如以上內(nèi)容正常，則繼續(xù)頂進(jìn)；如發(fā)現(xiàn)異常，要仔細(xì)分析因素，并采用相應(yīng)辦法。 七、頂管施工測(cè)量：先準(zhǔn)擬定出工作坑及接受坑位置，坑底及走軌標(biāo)高；施工過程中重點(diǎn)控制軸線位置及高程；普通每頂進(jìn)0.5米應(yīng)對(duì)高程及軸線復(fù)核一次。 八、頂管糾偏： 糾偏是指工具管偏離設(shè)計(jì)軸線后，運(yùn)用工具管糾偏機(jī)構(gòu)或其他辦法，變化管端方向，減少軸線偏差辦法。 當(dāng)測(cè)量成果超過容許偏差范疇外，就要進(jìn)行糾偏，糾偏重要靠工具管進(jìn)行。糾偏時(shí)應(yīng)做到如下幾點(diǎn)： 1.糾偏應(yīng)在頂進(jìn)過程13、中糾偏，邊頂進(jìn)邊糾偏； 2.糾偏應(yīng)用小角度來逐漸進(jìn)行，不能急拐或突升突降； 3.糾偏時(shí)應(yīng)注意軸線校正后頂管頭復(fù)位； 4.每次糾偏均要仔細(xì)記錄其過程及糾偏值。 九、頂管常用通病分析與防治：頂管容許偏差控制：控制內(nèi)容 管徑DN1500軸線位置50管道內(nèi)底高程30、40相鄰管間錯(cuò)口20(一).管道軸線偏差過大： 1.現(xiàn)象： 管道軸線與設(shè)計(jì)軸線偏差過大，使管道發(fā)生彎曲，甚至導(dǎo)致管節(jié)損壞，接口滲漏。 2.因素分析： (1).地層正面阻力不均勻，使工具管受力不均勻，形成導(dǎo)向偏差，導(dǎo)致管道軸線偏差。 (2).頂管后背發(fā)生位移或不平整，使頂力合力線偏移，導(dǎo)致管道軸線偏差。 (3).千斤頂不同步，或千斤頂間頂力14、相差較大，或安裝精度不夠，導(dǎo)致頂力合力線偏差，使管道軸線發(fā)生偏差。 3.防止辦法： (1).頂管施工前應(yīng)對(duì)管道通過地帶地質(zhì)狀況認(rèn)真調(diào)查，設(shè)立測(cè)力裝置，指引糾偏。糾偏應(yīng)按照勤測(cè)量、勤糾偏、小量糾操作辦法進(jìn)行。 (2).采用同種規(guī)格千斤頂，使其頂力、行程、頂速相一致，保持頂力合力線與管道中心線相重疊。 (3).加強(qiáng)頂管后背施工質(zhì)量控制，保證后背不發(fā)生位移，并應(yīng)使后背平整，以保證頂進(jìn)設(shè)備安裝精度。 (4).頂進(jìn)過程中應(yīng)隨時(shí)繪制頂進(jìn)曲線，以利指引頂進(jìn)糾偏工作。 4.治理辦法： (1).重新調(diào)節(jié)千斤頂行程、頂力、頂速，或重新調(diào)千斤頂安裝精度。 (2).對(duì)頂管后背進(jìn)行加固，防止位移繼續(xù)發(fā)展，并保證后背平整15、。 (3).糾偏前應(yīng)認(rèn)真分析頂進(jìn)曲線發(fā)展趨勢(shì)，采用恰當(dāng)糾偏量，循序漸進(jìn)，切不可操之過急，適得其反。 (二).地面沉降與隆起： 1.現(xiàn)象： 頂管施工過程中或施工后，在管道軸線兩側(cè)一定范疇內(nèi)發(fā)生地面沉降或隆起，使管道周邊建筑物和道路交通及管道等公用設(shè)施受到影響，甚至危及到正常使用和安全。 2.因素分析： (1).開挖端面取土量過多或過少，使工具管推動(dòng)壓力與開挖土體壓力不平衡，導(dǎo)致地面沉降或隆起。 (2).管道軸線偏差，或糾偏不當(dāng)導(dǎo)致土層土體損失。 (3).管道外圍環(huán)形空隙（工具管外徑與管外徑之差）引起土層土體損失，或頂管完畢后未置換泥漿導(dǎo)致土體損失。 (4).管道接口不嚴(yán)密導(dǎo)致水土流失。 3.防治16、辦法： (1).施工前應(yīng)對(duì)工程地質(zhì)條件和環(huán)境狀況進(jìn)行周密細(xì)致調(diào)查，制定切實(shí)可行施工方案，對(duì)的選用工具管，并對(duì)距離管道近建筑物和其他設(shè)施采用相應(yīng)加固保護(hù)辦法。 (2).設(shè)立測(cè)力裝置，以便掌握頂進(jìn)壓力，保持頂進(jìn)壓力與前端土體壓力平衡。 (3).嚴(yán)密控制頂管軸線偏差，執(zhí)行勤測(cè)量、勤糾偏、小量糾操作辦法。 (4).在頂進(jìn)過程中應(yīng)及時(shí)足量地注入符合技術(shù)原則潤滑支承介質(zhì)填充管道外圍環(huán)形空隙。施工結(jié)束及時(shí)用水泥或粉煤灰等置換潤滑泥漿。 (5).嚴(yán)格控制管道接口密封質(zhì)量，防止?jié)B漏。 (三).頂力突然增大： 1.現(xiàn)象： 在頂進(jìn)過程中頂進(jìn)壓力突然增大。 2.因素分析： (1).土層塌方，或工具管前端遇障礙物，使摩17、阻力增大。 (2).管道軸線偏差形成彎曲，使摩阻力增大。 (3).減阻介質(zhì)，膨潤泥漿配比不當(dāng)或注入不及時(shí)，或注入量局限性，減阻效果減少，使摩阻力增大。 (4).頂進(jìn)設(shè)備油泵、油缸、油路發(fā)生故障。 (5).頂進(jìn)施工中，因故停頂時(shí)間過久，潤滑泥漿失水后，使減阻效果減少。 3.防治辦法： (1).頂進(jìn)過程中應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行勤測(cè)量、勤糾偏、小量糾操作規(guī)定，使管道軸線被控制在容許偏差范疇以內(nèi)。 (2).按不同地質(zhì)條件配制適當(dāng)泥漿，并采用同步注漿辦法，及時(shí)足量地注入泥漿。 (3).頂進(jìn)施工前應(yīng)對(duì)頂進(jìn)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真檢修保養(yǎng)。 (4).停頂時(shí)間不能過久，發(fā)生故障應(yīng)及時(shí)加以排除。 4.治理辦法： 發(fā)生頂力過大狀況時(shí)，應(yīng)18、及時(shí)停止頂進(jìn)，查找因素，判明狀況后采用相應(yīng)辦法進(jìn)行解決。 (四).鋼筋砼管道接口滲漏： 1.現(xiàn)象： 管道接口滲水、漏水。 2.因素分析： (1).管節(jié)和密封材料質(zhì)量不符合技術(shù)原則或在運(yùn)送、裝卸、安裝過程中管節(jié)被損壞。 (2).管道軸線偏差過大，導(dǎo)致接口錯(cuò)位，間隙不均勻，填充材料不密實(shí)。 (3).接口或止水裝置選型不當(dāng)。 3.防止辦法： (1).嚴(yán)格執(zhí)行管節(jié)和接口密封材料驗(yàn)收制度。 (2).嚴(yán)格控制管道軸線，按技術(shù)原則和操作規(guī)程進(jìn)行施工。 (3).在管節(jié)運(yùn)送、裝卸、停放、安裝過程中，應(yīng)做到吊（支）點(diǎn)對(duì)的，輕裝輕卸，保護(hù)辦法得當(dāng)。 (4).認(rèn)真進(jìn)行接口和止水裝置選型。 4.治理辦法： 可采用環(huán)氧水19、泥砂漿或化學(xué)注漿辦法進(jìn)行解決。 (五).鋼筋混凝土管節(jié)裂縫： 1.現(xiàn)象： 管節(jié)縱向和環(huán)向有明顯裂縫，導(dǎo)致管道滲水、漏水。 2.因素分析： (1).管道質(zhì)量不合格。 (2).頂進(jìn)過程中頂力超過管節(jié)承壓強(qiáng)度使管節(jié)損壞。或軸線偏差過大，致使管節(jié)應(yīng)力集中而損壞。 (3).運(yùn)送、裝卸、停放、安裝辦法不當(dāng)，導(dǎo)致管節(jié)損壞。 3.防止辦法： (1).嚴(yán)格執(zhí)行各管節(jié)質(zhì)量驗(yàn)收原則。 (2).頂進(jìn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制管道軸線偏差，控制頂力在管節(jié)容許承壓范疇以內(nèi)。 (3).在管節(jié)運(yùn)送過程中應(yīng)采用管墊等保護(hù)辦法，并應(yīng)做到吊支點(diǎn)對(duì)的，輕裝輕卸。 4.治理辦法： 應(yīng)認(rèn)真分析裂縫產(chǎn)生因素和性質(zhì)，依照不同受力狀況，分別采用不同治理辦法20、，解決后應(yīng)能保證構(gòu)造原有承載能力及整體性。 (六).頂管前端正面土體坍塌： 1.現(xiàn)象： 頂管施工中實(shí)際出土量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不不大于理論出土量，且地面有明顯塌陷。 2.因素分析： (1).前端土層性質(zhì)發(fā)生變化，頂進(jìn)量過小，沒有起到防護(hù)和平衡作用。 (2).敞開式頂進(jìn)時(shí)挖土量過大，或封閉式頂進(jìn)力不大于土體壓力。 (3).遇有流砂狀況。 3.防止辦法： (1).頂進(jìn)施工中應(yīng)采用短開挖、勤頂進(jìn)辦法，禁止超挖，并隨時(shí)注意到土質(zhì)變化狀況，以便采用相應(yīng)辦法防止坍塌。 (2).認(rèn)真做好土體降水工作。 十、行車道地段頂管保證辦法： 本頂管工程位置基本在快車道下，道路交通繁忙，頂管時(shí)不能阻斷交通，施工時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)： 121、.頂管挖土?xí)r一定不能超挖，要按規(guī)定挖土50CM即將管道頂進(jìn)，避免挖土太深而導(dǎo)致塌方事故。 2.頂進(jìn)要持續(xù)進(jìn)行，不能停留，盡快穿過。 3.頂管完畢后及時(shí)注漿置換觸變泥漿，并將管道周邊空隙用水泥砂漿填充密實(shí)。 十一、管道接口施工過程及完畢后解決： 管道接口是在頂管施工中一種很重要構(gòu)成某些，如果解決不好，就存在滲漏現(xiàn)象，直接影響管線質(zhì)量，在施工中要做好如下幾點(diǎn)： 1.吊管時(shí)要運(yùn)用吊裝孔吊管，不能從管中穿吊，以免損壞管道承插口，更不能碰撞操作。 2.下管前將承插口處泥土及雜物清理干凈，在插口上仔細(xì)套好膠圈，并安好木墊板。 3.下管時(shí)要小心輕放，落拉后慢速頂進(jìn)，使承插口對(duì)接后再加力頂進(jìn)。4.施工完畢后，清理好每個(gè)接口泥土及雜物，并用3：7石棉泥打口，并批抹光滑。