试析市政道路顶管施工技术

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1、试析市政道路顶管施工技术摘要：市政基础设施地下给排水管道顶管施工技术，在穿越城市建筑、公路、深埋等重难、复杂施工条件时，有其独到的优势，就某地外环路排水工程污水管的顶管施工技术运用，作简要的介绍。关键词：市政道路；顶管施工技术；施工方案1工程概况某地外环路是环岛主干道，路段I<3+240～K6+760为工程项目，其中K6+180～+715．5段位于别墅群区，地下污水管道位于右幅车行道与自行车道间的绿化带下。管道埋深5．77～8．44m，管材为DN800的预应力钢筋混凝土管。因别墅群尚未搬迁又属于深埋管道，因此采用顶管技术施工。2施工

2、方案顶管全长535．5m，检查井按30m或40m两种间距设置，管材采用抗渗等级为S6的C50II级加强离心式预应力钢筋混凝土管，F型柔性接口。顶管施工，选择管道的相应检查井位置设置2个工作井和3个接收井进行顶进，工作井作管道顶进用，接收井为顶管出洞回收工具头用。顶管最大单元长度140m。管道顶进完后，再施作污水检查井。3工作井设计、施工工作井上设活动式工作台，台上设起重架，用于起吊管井。（1）工作井井底长、宽尺寸可按式（1）、式（2）确定。；D为被顶进管外径，m；L=Ll+L2+L3+L4+L5（2）式中为工作井底长，m；L为管节顶进后，

3、尾端压在导轨上的最小长度，混凝土管一般留0．3m；L2为每节管长度，m；L3为出土工作间隙，一般为1．0～1，5m；L4为千斤顶长度，m；L5为后背墙厚度，m；本工程工作井长宽为7m×4m，工作井护壁为厚0．4mC30钢筋混凝土，底板为厚0．5m钢筋混凝土（2）水泥搅拌桩施工。为保证施工时不塌方和减少地下水的流入，在工作坑外侧设置了水泥搅拌桩止水帷幕。桩径D=0．50m，相互搭接0．15m，水泥掺入量19％，水泥用量70kg/m，水灰比为0．45～0．50，用P．032．5普通硅酸盐水泥。采用“四搅四喷”施工工艺。（3）工作井开挖。采用人

4、工垂直开挖，每开挖1m即护壁1m，井底施打木桩进行加固，及时对井底进行封闭4顶管参数及设备安装4．1顶管工程力学参数确定顶管推力就是顶管过程中管道受到的阻力，包括工具管切土正压力、管壁摩阻力。（1）工具管切土正压力。F1=S1×K1=πr2×K1=π×0.482×50=36.2t式中F1为顶管正阻力，t；S1为顶管正面积，m2；K1为顶管正阻力系数，t/m2。工具管切土正压力与土层密实度、土层含水量、工具管切土状况有关，根据有关统计资料，软土层一般为20～30t/m2，硬土层一般为30～60t/m2，本工程顶管经过地层为亚粘土和砂质亚粘土

5、，K1。取50t/m2（2）管壁摩擦阻力。F2=S2×K2=πDL×K2=π×0.96×140×0.9=380t式中F2为顶管侧摩擦力，t；S2为顶管侧面积，m2；K2为顶管侧阻力系数，t/m2。管壁摩擦阻力一般在0．5～1．2t/m2之间，本工程采用触变泥浆减阻，管壁摩擦阻力取0．9t/m2，顶进长度按140m计。（3）顶管总阻力。F=F1+F2≈420t考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取1．4倍能力储备，设备顶进能力应为600t。4.2后背墙。后背墙作为千斤顶的支撑结构。本工程后背采用工作井两边内墙加宽的方式制作，后背墙高

6、2．76m，厚30cm，为使后背受力均匀，后背墙上用钢板进行铺垫。后背墙壁面与管道顶进方向要垂直，垂直度允许偏差0．1％H，水平扭转度0．1％L（H、L为高、长）。4.3工作井导轨安装。导轨的作用是引导管节按设计的中心线和坡度顶进，导轨安装时必须安装牢固，满足管节中心高程及坡度的要求。本工程导轨为双排120工字钢、[20槽钢焊接而成，导轨为预制加工。导轨安装利用测量仪器监控，允许偏差为：轴线位置<3mm，顶面高程0～+3mm，两轨内距±2mm。4．4千斤顶安装。（1）本工程采用3台200t的千斤顶。千斤顶固定在支架上，并与管道中心的

7、垂线对称，要求其合力的作用点与管壁反作用力作用点在同一轴线上，防止产生顶进偏差。根据施工经验，千斤顶的着力点作用在管节垂直直径的1/4～1/5为宜。（2）千斤顶选用zB．50型的高压油泵，由电动机带动油泵工作，经分配器、控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致，油管安装时做到顺直、转角少。4．5顶铁的安装。（1）顶铁是顶进管道时，千斤顶与管道端部之间临时设置的传力构件。其作用是将一组千斤顶的合力，通过顶铁均匀地分布在管端，并起调节千斤顶与管端之间距离的作用。顶铁可分为环形顶铁和u形顶铁两种。（2）安装

8、顶铁时，顶铁与导轨之间、顶铁与顶铁之间的接触面，要擦拭干净，防止接触不良，相互滑动。安装后，要使千斤顶轴线、顶铁轴线和管道的轴线相互平行。顶铁轴线必须与管道中心的垂线对称，避免顶力产生偏心，导