砂性地质条件下顶管施工技术要点探析

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1、砂性地质条件下顶管施工技术要点探析　　摘要：本文针对南水北调保沧干渠工程（保定段）在砂性地质条件下大口径顶管穿越107国道的施工技术要点进行了阐述，根据工程特点实施了专门的施工方案，对以后类似工程施工具有一定的参考价值。关键词：砂性地质；土压平衡；顶进施工；泥浆置换中图分类号：TU74文献标识码：A前言顶管施工是一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁路、地下建筑物及地下管线等，切实解决了施工中遇到的实际困难，减少或避免了对交叉建筑物的破坏，节约投资也降低了施工风险。一、工程简介：本标段为管线工程，位于定州市内，穿越3个乡镇，14个自然村。桩号从14+60

2、0至29+830，管线全长15.23km，为管径2200mm双管布置PCCP管，工作内压0.6～0.8MPa。保沧干渠顶管穿越107国道，穿越处与京广铁路间距约30m，10G107两侧有架空光缆及地下光缆。穿越顶管采用双排DN2600III级钢筋砼管，管道壁厚为260mm，两根套管间距14.88m，橡胶圈密封，顶进方法采用土压平衡顶管机进行顶进，内套DN2200钢管输水管道。起止里程为K20+623.47~K20+683.47，长度60m。顶管穿越的地层主要为砂性土，没有地下水。二、主要设备及材料顶管施工主要机械设备表顶管施工所需管材表三、施工流程四、顶进施工及主要施工程序4

3、.1施工方法和顶力计算根据砂性土质条件，采用土压平衡机械顶管方法施工。该方法是市政管道铺设的一项新技术，它省却了全线降水（仅工作坑位置降水），地面沉降小，对地面构筑物的稳定性影响小，施工不影响地面交通，顶进速度快（平均顶进速度10米/天）。顶力计算使用经验计算公式：P＝NGL其中：G—单位长度管体自重（KN/m）N—土质系数，本工程土质取2.5P—总顶力L—最长顶距按顶距最长（60m）计算顶力：DN2600mm的混凝土管每节长为2.5米，管重为13800千克/节。10则预测总顶力为：P=2.5×60×13800/3×9.8=7400（KN）约需1000吨的顶力推动。4.2工作

4、坑尺寸工作坑分为顶进坑与接收坑，其深度由设计管底高程决定。顶进坑需做30厘米厚的混凝土底板，管外底高程加上机坑轨道及底板厚度，就是顶进坑的坑底标高；接收坑标高与管外底标高相等。综合顶管机具的尺寸及作业要求，确定工作坑的净空尺寸：9.3米（长）×6.2米（宽）×7.6米（深）4.3顶管工作坑做法顶进坑底板采用钢筋混凝土浇筑，接收坑底板只需保留原状土即可。（1）管线调查：施工前对地下管线调查，实施对原有管线的保护方案，施工中不得损坏原有管线。（2）探槽：先开挖相互垂直的二条探槽，分别平行于工作坑的两边，其长度大于工作坑开挖范围1米，深度通常在2米左右。（3）工作坑上口采用混凝土地

5、圈梁、墙壁采用混凝土锚喷支护。10（4）土方开挖：上部采用挖掘机，下部土方在锚喷施作的同时人工挖土，使用吊车和土斗运土。（5）地圈梁的施工：地圈梁尺寸为600mm（宽）×600mm（高），混凝土标号为C25。（6）锚杆：锚杆使用Φ50超前小导管，长4m，间距1*1m梅花布置，45°斜插入原状土内壁。表面设双层Φ8钢筋网20*20cm，层间距20cm，喷射30cmC25混凝土。（7）支撑：选用30#工字钢做支撑，与钢格栅焊接在一起，每道支撑分步采用盘撑、角撑、直撑，角撑在四个方角内侧，长度为1.5米。垂直的两道支撑间距不大于2米，最后一道支撑，距坑底3.2米。为便于吊装顶管掘进

6、机，顶进坑的横支撑距后背墙不大于2.8米。（8）墙壁锚喷：用钢筋与混凝土地圈梁下部的骨架连接，在地圈梁底部安放、焊接第一层钢格栅，钢格栅使用Φ22的罗纹钢制作。作业时依次向下逐层施工，同层须分部位间隔挖土、安装钢格栅、钢筋网片，并锚喷混凝土。钢格栅的垂直间距：深度5米以上为1米，5米以下为0.5米；网片钢筋采用Φ6@100×100，双层；混凝土强度等级为C25，材料为水泥、中粗砂、豆石（粒径在0.5～1.0cm），配合比为水泥：砂子：石子＝1：1.8:101.9，并加入速凝剂，速凝剂为水泥重量的3～5%。锚喷混凝土厚度为30厘米。为了保证安全，严禁同层贯通挖土，每层钢格栅需用

7、竖向连接筋相互焊接，连接筋使用Φ12罗纹钢，间距1.5米，若单面焊接，其搭接长度应大于20厘米。（9）顶进坑底板：在挖深达到顶进坑底标高后施作底板，现浇30厘米厚的C40混凝土，使用Φ20双层罗纹钢，间距@200×200。底板预留500×500×500mm集水坑一个。4.4机械顶管后背（1）机械顶管后背结构为：锚喷墙+混凝土+后背铁。（2）在锚喷墙壁前垂直地面放置后背铁，后背铁与锚喷墙面之间的空隙以C20素混凝土浇灌填充。（3）顶进坑后背要有足够的强度，在顶进过程中能承受千斤顶的最大作用力；（4）后背墙