顶管工程施工工艺是怎样的

施工工艺：
1、机头选型：
根据地质报告，并结合本公司的施工经验，顶管机头决定采用气压平衡网格（水冲）式机头进行施工。该机头在顶进过程中，通过气压平衡正面土压稳定机头，减少外部土体对周围地面的影响。
2、顶进设备及顶进工艺
（1）主顶：
采用4台200吨/台千斤顶作为主顶，千斤顶行程为1.4米。千斤顶动力由油泵提供。千斤顶后端用道木和分压环将反力均匀作用于工作井，前端顶进分压环，顶铁将顶力传至管节。分压环制作具有足够的刚性，与管端面接触相对平整，无变形。
（2）中继间：
在长距离顶进过程中，当顶进阻力超过容许总顶力时，无法一次达到顶进距离时，须设置中继间分段接力顶进。本顶管工程在顶进长度超过100米时，考虑在机头后设置一只中继间，并采用触变泥浆注浆工艺。
中继间由前壳体、千斤顶及后壳体组成。前壳体与前接管连接，后壳体与后接管连接，前后壳体间为承插式连接，两者间依靠橡胶止水带密封，防止管道外水土和浆液倒流入管道内。
每只中继间安装10个、每个顶力为30吨的千斤顶，千斤顶沿圆周均匀布置。千斤顶的行程为28厘米，用扁铁制成的紧固件将其固定在前壳体上。钢壳体结构进行精加工，保证其在使用过程中不发生变形。中继间壳体外径与管节外径相同，可减少土体扰动、地面沉降和顶进阻力。
当管道顶通以后，拆除千斤顶及各种辅件，外壳与管节内壁之间的间隙用细石混凝土填充。
（3）接口：
管节接口主要由外套环（钢套环）橡胶止水带和软土衬垫组成。钢套环在加工处至现场运输吊装过程中不能变形，接口不损坏，以确保管节在对接过程中，橡胶带不移位、不翻转，确保管节的密封性。同时，钢环套在进场前还必须做好防腐处理。
橡胶止水带应保持清洁、无油污，并存放在阴暗处，防止老化。施工中，将橡胶止水带用强力胶水粘贴于混凝土管口凹槽处，并粘贴牢固，在管节对接前涂无腐蚀性润滑油以减少摩阻，防止止水带翻转、移位和断裂。
软木衬垫采用多层胶合板（厚度1cm左右），将其夹于前后管节钢套环间，以均匀管节间的相互作用力，减少接口损坏。管道顶通后，管道须作内接口处理，将管节间的胶合板凿至同样深度（深度2～3cm即可），并用沥青弹性嵌缝膏或水泥砂浆抹平。
（4）注浆工艺：
在长距离（大于100米）管道顶进过程中，必须采用注浆工艺，利用触变泥浆套减少顶进过程中管壁与土体之间的磨擦力，并填充流失的土体，减少土体变形、沉降和隔水。
触变泥浆由膨润土和水搅拌而成，配合比为1：8。触变泥浆经搅拌后存入储浆箱，通过注浆机经管道输送至混凝土管注浆孔，注入土体形成泥浆套。

　一、工作坑的设置
　　本工程顶管采用双向顶进，顶管工作坑分别设置在污44井、污46井、污48井、污50井、污52井、污54井、污56井、污出4井、污出2井，共9处。
　　工作坑应有足够的工作面，坑底尺寸一般应按下式计算：
　　底宽=D 2.4～3.2m
　　底长=L1 L2 L3 L4 L5
　　式中D顶管的管外径
　　L1管节顶进后，尾端压在导轨上的长度（一般在0.3—0.5m）
　　L2管节长度
　　L3出土工作面长度（一般在1.0—1.8m）
　　L4顶镐长度
　　L5后背构造所占工作坑长度（一般为0.85m）
　　工作坑四周采取钢板桩进行支护，顶管工作坑的后背，必须按设计的最大顶力进行强度和稳定性的验算，保证整个后背具有一定的刚度和足够的强度。
　　二、顶管工作坑设备安装：
　　1、主顶油缸：
　　主顶油缸是提供顶管主要推力的设备，D1000污水管安装2台油缸，每个油缸推力可达3000KN，行程1.3m，油缸安装在工作坑的后半部，固定油缸的支座采用C16槽钢现场拼焊，约需500kg重，固定在工作坑底板的预埋件上。
　　2、后座结构：
　　后座结构是承受主顶油缸的顶管反推力并传递扩散至工作坑后壁。为了使顶管反力均匀扩散至工作坑后壁，确保工作坑不被强大的顶力破坏，根据多项实践经验总结，后座结构由钢梁、木材及现浇砼三部分组成安装。
　　3、导轨安装：顶管均应安装导轨，控制导轨的中心位置和高程，
　　可确保顶入管节中心及高程能符合设计要求。
　　（1）导轨要安装在枕木上，且要保证枕木下地基稳定。
　　（2）要严格控制导轨顶面的高程，一般宜较管外底部高1-2米，
　　其纵坡应与管道纵坡一致。
　　（3）枕木埋设要稳定、牢固，如地基不好，可浇筑混凝土予以固定。
　　（4）两根导轨的内距可按下式计算：
　　
　　
　　式中：A—两导轨内间距
　　D—管外径
　　H—导轨高度
　　E—管外底距枕木的距离
　　导轨必须直顺，并要严格控制导轨的高程和中心。
　　4、下管、顶进、出土设备。
　　卷扬机或电葫芦、顶镐、摇镐机或高压油泵，运土车、水平牵引
　　和垂直牵引的卷扬机、顶铁。
　　5、照明设备：
　　管内使用电压不大于36V的低压照明。
　　6、通风设备：
　　人工挖土者，根据需要安装通风设备。使工作坑内空气通畅。
　　7、工作平台：
　　一般由工字钢和方木组成，中间设下管及出土口，出土口上设活
　　动平台。
　　8、工作棚架：
　　防雨及安装吊运设备。
　　三、引入测量轴线及水准点：
　　1、将地面的管道中心桩引入工作坑的侧壁上和支撑上，作为顶管中心的测量基线。
　　2、将地面上的临时准点引入工作坑底不易碰撞的地方，作为顶管高程测量的临时水准点。
　　四、下管：
　　1、下管前，要严格检查管材，不合格的管材应剔除，不得使用。
　　2、电葫芦作垂直吊运时，最大斜拉角不得超过10度。
　　3、第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底高程，以校核导轨安装的准确性。
　　五、顶稿和顶铁的安装
　　1、顶镐的高程：
　　一般宜使顶力中心位于管口总高的1/4左右。
　　2、平面位置：
　　使用一台顶镐时，顶镐中心与管道中心一致，使用多台顶稿时，
　　顶镐中心应与管道中心对称，且各顶镐的油管应联在一起。
　　3、安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，安装必须顺直。
　　4、每次退镐加放顶铁时，应安放最大的顶铁，保持顶铁数目最小。
　　5、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。
　　六、顶进
　　1、测量：
　　（1）测量次数，在顶进第一节管时，及校正顶进偏差过程中，
　　应每顶进20-30CM，即对中心和高程测量一次，在正常顶进中，应每顶过50-100CM时，测量一次。
　　（2）中心测量：根据工作坑内测设的中心桩，挂中心线，利用中心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。
　　（3）高程测量：使用水准仪和高程尺，测首节前端内底高程，以控制顶进高程，同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。
　　（4）一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个接口测一点。
　　2、纠偏：
　　当测量发现偏差大于10MM时，宜按下列方法纠偏。
　　（1）超挖纠偏法：偏差在10-20MM时，即在偏向的反侧适当
　　超挖，在偏向侧不超挖，形成阻力，施加顶力后，使偏差回归。
　　（2）顶木纠偏法：偏差大于20MM时，用超挖纠偏不起作用时，用木棍顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可施加顶力，同时配合超挖纠偏法，边顶边支，直至使偏差回归。
　　3、接口：
　　顶管时，接口采用钢板外套环，沥青麻丝接口，内抹带采用1：2水泥砂浆。
　　七、工作坑中管道施工：
　　顶管完成及验收合格后，拆除导轨、后背和顶进设备，按明挖施工管道方法，进行顶坑内浇筑平基、安管、管座浇筑，检查井，闭水及土方回填等工序操作，土方回填夯实后确保不发生沉陷。

顶管法施工技术
顶管施工即在地表不挖下槽沟，以液压为动力将钢管（含多节钢管）或混凝土管从A点顶至B点的施工工艺，我公司经多次工程实践，形成该施工技术。
工艺特点及适用范围
1、路下顶管，路上畅通；
2、建筑物下顶管，不影响建筑物使用功能；
3、缩短管道铺设周期，降低工程造价显著；
4、设备单一，操作简便；
5、本工艺所用管道的管节必须是国家定点厂家生产的合格产品；
6、适用于铁路、公路及不易或不宜开挖沟槽的地下管道施工。
工艺原理及工艺流程
明铺管道改为以机械为动力在地表下使管道从A点转移至B点。
施工准备??测量高程及轴线??挖顶管工作坑??铺顶管导轨??设置顶进后背??安装顶进设备及吊放管节??挖土顶进??测量及纠偏??再次挖土（管中土）顶进??测量循环作业直致完成。
主要机械设备：吊装设备、高压油泵、大吨位千斤顶、后背桩及后背梁、导轨及出土工具、经纬仪、水平仪。机具功能及数量根据被顶进管节的直径长度及重量而定。
施工要点
1、顶管工作坑开挖要依照施工方案及具体环境进行，坑的长宽要视土质，被顶管节的直径、长度，机具设备，下管及出土方法而定。工作坑除安装顶管的机具设备后背、导轨、顶进管节以外，还要有利于向坑外出土和作业人员的操作。一般要求，工作坑上口前缘距路缘≥2m，安放管节后每侧要有1m的工作面，管节后侧与千斤顶之间要有利于出土的空间，在有水的环境中要设置水坑及排水设施，工作坑壁的放坡系数根据土质情况应符合要求，坑底要夯实。
2、导轨由四根钢轨和若干枕木组成，枕木置在工作坑底下1/2枕木高的基土上，枕木间距800?1000mm，钢轨的长度等于工作坑底面的长度减去钢轨桩所占的位置，钢轨的间距要视被顶管节的外径而定，一般要保证管节安放后下皮高出枕木上皮20mm，千斤顶安装后要与管节的横截面有最大的接触面，钢轨安装要平直，前端抬头要有0.5-1.0%的坡度。
3、顶进后背：后背的坚固与否直接影响顶管的效果，所以，后背所具有的能力必须能满足最大顶力的需要，后背由后背桩及后背梁，后背桩后面的夯实土所组成，后背桩一般以钢轨代替，埋入坑底以下1.5m左右，桩后填土分层夯实，后背桩平面垂直于顶进方向的轴线，钢制后背梁放在桩前的导轨上。顶进后背的其它组成型式有砌筑毛石的，有预制钢筋混凝土块组合的。
4、安装顶进设备和管节：顶进设备由一台高压油泵和两台200?500t千斤顶组成，千斤顶安在后背梁与管节之间，管节后端和千斤顶之间有专用钢护圈及麻辨或橡胶垫对混凝土管端保护，管外壁涂石蜡做润滑剂，减少顶进摩阻力，千斤顶通过传力柱将管节顶入路基。
5、挖土、顶进、测量及纠偏：设备安装后经试运转无异常即可掏土顶进，掏土视土质及管顶上部覆土厚度而掌握进尺深度，土质较密而且覆土较厚，有利于形成卸力拱，可以适当多挖，土质松散或覆土厚度较小，则要少挖，勤挖勤顶，挖土直径不可超过管节的外径。
挖土及运土的工具根据管径的大小而定，内径在880?1500mm的制做专用小车，内径在1500mm以上的可用双轮小车直接出土，土的垂直运输可用吊车或电动葫芦。
顶进过程要时刻测量，每一顶程过后，要对管的高程及左右偏差测量一次，发现问题及时纠偏，纠正左右偏及抬头扎头的措施，可以在管的前端设一斜撑支于管前的土壁上，结合一侧超挖土方，随顶随纠偏。前两节的衔接处，用钢板焊制的钢胀圈加固，做为防止偏差的一项措施。
质量要求及安全措施
质量要求：管道顶进要求平直，管的中心偏离轴线不超过3cm为优良。
安全措施：
1、施工前先与铁路、公路及市政的有关部门进行协调，施工方案经有关管理部门同意后方可施工。尤其是铁路路基下进行施工时，要随时和铁路部门联系，掌握过往列车的情况，线路上有列车通过时严禁挖土和顶进；
2、挖土和顶进时洞内照明使用低压行灯变压器，洞内不准用明火；
3、顶进时停止挖土，传力柱上和两侧不准站人，所有传力柱必须摆放顺直；
4、吊装时坑内人员要做好防护措施，并有专人指挥。5、顶管长此76m时应设给风设施，防止缺氧。