浅谈大口径钢管顶管施工及其质量控制

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1、浅谈大口径钢管顶管施工及其质量控制来源：非开挖技术作者：陈洪新日期：2009年08月24日访问次数：2851  工程概况广州市自来水公司南部供水工程105国道段DN2400原水顶管工程A1标段，是广州市南部供水的枢纽工程。管线由2根DN2400钢管组成，即a管、b管。管顶覆土大约3.5m，两管中心间距为5m。工程位于105国道南侧，沿线为人行道、绿化带等，为减少对105国道和周边建筑物的影响，工程采用顶管法进行施工，顶管设计管材为外径Φ2420钢管、壁厚24mm，每节钢管长6m。2 地质情况根据现场的勘察情况，工程的地质条件如下：（1）杂填土浅黄褐色，

2、稍湿，松散，主要由粉质粘土及素砼等组成。深度2－3m。(2)淤泥质粉质粘土灰黑色，饱和，流塑，局部含砂。深度3－4.5m。(3)粉质粘土浅红间灰白色，可塑，土质较均匀，深度4.5－8.5m。(4)粉质粘土红褐色、硬塑，为细砂岩风化而成。深8.5～16m顶管穿越的土层主要为粉质粘土。地下水位较高，稳定地下水水面在地表以下1.5m左右。3  钢管顶管施工的主要技术措施由于工程工期紧张，必须保证在9月份给广州大学城正常开学提供用水，同时由于顶管穿越的土质较好，工程采用手掘式的顶管施工工艺，多台设备进行平行作业施工。3.1顶管施工顺序顶进设备安装调试→吊装管材

3、到轨道上（钢管焊接、超声波探伤、X光拍片）→连接好工具管→装顶铁→开启油泵顶进→出泥→管道贯通→拆工具管→管道试压、冲洗。3.2工作井内的设备安装3.2.1导轨安装导轨安装要严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。 A、工作井底板设置了单层双向钢筋网，封底、底板砼承载力均满足要求，地基稳定，导轨直接放置在工作井的底板上。 B、严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。 C、导轨采用16＃槽钢制作，并浇注砼予以固定，导轨长度为7m。 D、导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心。3.2.2工作平台的安装工作坑上设活动式工作平

4、台，平台用20#槽钢架设，在工作平台上设摇摆起重架，上装电动卷扬机。3.2.3千斤顶和顶铁的安装千斤顶是掘进顶管的主要设备。A、千斤顶的高程及平面位置：千斤顶的工作坑内的布置采用并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点在同一轴线，防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。根据施工经验，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/4～1/5处为宜。B、安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，必须安装直顺。C、顶进中，顶铁上面和侧面不能站人，随时观察有无扭曲现象，防止顶铁崩离。3.3顶进施工工作坑内设备安装完毕，经检查各部分处于良好状态，即可进行试顶。首先将工具头下到导轨上，就位以

5、后，装好顶铁，连接好各系统并检查正常后，校测工具水平及垂直标高是否符合设计要求，合格后即可顶进工具头，然后安放钢管，再次测量标高，核定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。顶进时，主要利用铁铲、锄头在前取土，千斤顶在保证后靠背稳定的情况下将钢管向前顶进，其操作过程如下：A、安装好顶铁，机头前端破土一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。B、停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。C、添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。D、卸下顶铁，下管，进行钢

6、管焊接，钢管焊接必须满足设计要求，以保证接口缝隙和受力均匀，保证管与管之间的连接安全。3.4  管道焊接本工程顶管钢管母材为Q235A型钢材，管道接口之间采用焊接连接，管道外径为2420mm，管材壁厚为24mm。焊条采用E4303。焊接工艺流程图如图1所示。3.4.1 烘干焊条手工电弧焊采用E4303焊条，属于酸性焊条，酸性焊条对烘干的要求不太高，但是由于施工现场潮湿，施工时为多雨季节，因此，焊条使用前要烘干才能使用。3.4.2 选管当前一条管顶进到位之后，根据前一条管的管外周长来选择下一条管，两条管之间的管外周长应该尽量保持一致。组对焊口前，先对坡口

7、及其20～40mm范围的内外表面的油漆、铁锈进行清理。3.4.3 打磨本工程管道由业主提供，管道的坡口形式有“K型坡口”和“X型坡口”，管口在加工坡口前先检查端面是否与管道轴线垂直，管口圆度是否符合要求。管道坡口加工采用角向砂轮打磨机，除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影响接头质量的表面层，并将凹凸不平处打磨平整。3.4.4 焊口对位根据《工业金属管道施工及验收规范》（GB50235-97的规定，管道内壁错边量不宜超过壁厚的10％，且不大于2mm。管道对口时应在距接口200mm处测量平直度，尽量将管道错边量控制在2mm以内。下管时候可将管道稍微转动一下，尽量

8、保持管道能够均匀错位，并保证间隙如图2所示。3.4.5 调圆和点焊固定由于管道理论上是圆的，但