地下超深敷设大口径给水钢管顶管施工方案.doc

地下超深敷设大口径给水钢管
顶管施工方案

我公司**分公司采用地下顶管方法安装施工的**市第五水厂供水工程(二期)第五水厂—东坑加压站DN2200给水管道E段(广深铁路—寒溪河)给水钢管,,钢管管厚20mm,顶管长度120米,在地面以下12米穿越地面公路、商场及排水方涵,地下方涵底标高约-8米,地下土质由浅至深分别为人工填土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、中粗沙,地下水位高、水量多,施工难度大。
下面就本工程施工程序、方法、人员机具、安全措施等方面进行说明。

顶管是不进行管槽大开挖而直接在地下垂直断面借助于顶管设备(主顶油缸及管道间中继间)的推力,把工具钢或掘进机从工作坑内顶进穿过土层到接受坑内吊出的施工方法。
地下超深标高的给水管道,采用大开挖取土修整管槽铺没安装,必须要求地面占用面积大、土方开挖深度大、对建筑物地下基础的承载影响大,因此,在地面高大集中建筑物、铁路或高速公路运输线、江河、地下隧道及涵洞等区域不能进行大开挖土方管槽铺没安装管道时,必须采用地下顶管施工的方法才能满足上述要求。
为了能进入地下施工,在管段前后两端必须开挖出工作坑和接受坑,由于地下水位高、淤泥多,在出工作坑和接受坑处必须设立支撑围护,防止土方倒塌,同时在出工作坑和接受坑及管线两側打止水桩和排水井,降低地下水位,保证正常施工。
顶管施工包括工作坑、接受坑、洞口止水圈、掘进设备、主顶装置、顶铁、基坑导轨、后座墙、输土装置、测量装置、中继间、通风换气与照明设备等主要设施组成。

顶管施工程序为:
工作坑施工
管道下管顶进
顶管设备安装
施工准备
围护桩施工
止水桩施工井点打孔安装


为了减少工程造价,同时保证施工工期,工作坑四周可采用钢板桩作支撑围护,桩深低于顶进设备3m。由于管段敷设区域场地狭窄,公路、建筑物密集,采用机械钻孔人工取土顶管施工。
,以减少工作坑内的接管焊接工作量,提高管道焊接质量。


工作坑是安放所有顶进设备的场所,也是顶管掘进机或工具管的始发地,同时又是承受主顶油缸反作用力的构筑物。
接收坑则是接收顶管掘进机或工具管的场所。工作坑比接收坑坚固、可靠,尺寸也较大。
工作坑和接收坑按其形状来区分,有矩形的、圆形的、腰圆形的、多边形的几种。其中矩形的最为常见,本工程采用矩形。
工作坑的构筑成本肯定会大于接收坑,应尽可能地把工作坑的数量降到最少。
工作坑和接收坑按构筑方法分则可分为沉井坑、地下连续墙坑、钢板桩坑、混凝土砌块等。
采用沉井坑法如果管子的覆土深度比较深,必须采用多次浇捣、多次下沉的沉井施工,此法比较麻烦。
采用地下连续墙的施工方法都是管子埋设得相当深,而且管径又都是比较大的条件下才用。这时采用沉井施工相当困难。
钢板桩工作坑和接收坑是用得最为普遍的一种,这是由于它的施工成本低、构筑又比较容易而且施工速度快。
在工作坑和接收坑的选址上应尽量避开房屋、地下管线、河塘、架空电线等不利于顶管施工作业的场所。尤其是工作坑,它不仅在坑内有大量设备,而且在地面上又要有堆放管子、注浆材料和提供渣土运输或泥浆沉淀池以及其他材料堆放的场地,还要有排水管道等。同时要根据顶管施工全线的情况,选取合理的工作坑和接收的个数。
综合以上情况, 一般的选取原则有以下几条:
1、在土质比较软,而且地下水又比较丰富的条件下,首先应选用沉井施工作为工作坑。
2、在渗透系数为1×10-4cm/s上下的砂性土中,可以选择沉井施工作为工作坑,也可以选用钢板桩坑作为工作坑。在选用钢板桩作为工作坑时,应有井点降水的辅助措施加以配合。
3、在土质条件比较好,地下水少的条件下,应选用钢板桩工作坑。
4、在一般情况下,接收坑可采用钢板桩等比较简易的构筑方式。
不论采用哪种形式构筑的工作坑,在施工过程中都应不断观察,看它是否有位移。如果有,则应十分仔细地排除它移动产生的误差。
本工程采用钢板桩工作坑和接收坑各一个,在场地较大一側设立工作坑,另一端点设接收坑。
工作坑尺寸
底长L=L1+L2+L3+L4+L5 =+6+++ =;
底宽B=D+2L6+2L7=+2×+2×=
L6
L
L5
L4
L3
L2
L1
B
D
L6
L7
L7

图1 工作坑平面图
其中:
B--工作坑底宽; D--;
L--工作坑长度 L1--管子顶进后,尾端压在导轨上的最小长度,;
L2--管节长