穿越省道箱涵顶进施工方案
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穿越和平大道DN1200mm排水管道工程
页脚内容- 0 - 一、编制依据
(1)南水北调受水区供水配套工程施工…标《招标文件》；
(2)南水北调受水区供水配套工程施工…标《投标文件》；
(3)已批复的…标《施工组织设计》；
(4)穿越S219省道顶管工程施工图纸：
(5)现场实际地形条件。
二、工程概况
1、工程概况
…省南水北调受水区…供水配套工程施工…标段为35号口门输水干线，位于鹤壁市浚县境内，起点桩号K28+500，终点桩号K33+290.461。
本标段管线下穿省道S219公路，为不影响公路正常交通，采用预制箱涵顶进施工方案，输水管道架设其中。施工方案采用管棚箱涵顶进法。
预制箱涵采用钢筋砼结构，设置支墩架设PCCP输水管道。箱涵断面外部尺寸6.4m*6.1m（宽*高），箱涵孔内断面净尺寸4.9m*5.1m（宽*高），内设倒角。箱涵顶高程为55.07m，箱涵底高程为48.57m，箱涵顶距路面厚度为3.73m。
省道S219箱涵顶进长度55m，共设4节，节长13.75m，砼浇筑量774m3。
2、相关参数
S219省道穿越处路面宽度为15m，与管道交叉角度为87°，穿越的省道运营桩号为61+680。
交叉地点位于…县…区秦禹庄村西北，管道埋深5.34m，管径为3m，管壁厚度0.22m，输水主管线的管内工作压力为1.0 MPa。
3、地质概况
1)地质概况
位于…县禹庄西北，中心桩号为K29+111.424。勘察区地貌单元属黄卫冲积平原，地势平坦，地面高程57.6～58.6m，路面宽约15m，施工场地开阔，交通便利。场区地层结构为粘砂双层结构。地层岩性主要为第四系全穿越和平大道DN1200mm排水管道工程
页脚内容- 1 - 新统冲洪积层((alplQ41)细砂、低液限粉土、低液限粘土和((alplQ42)低液限粉土、低液限粘土。
2)工程水文地质条件
场区地质结构为粘砂双层结构。建基面位于第①层低液限粘土((alplQ42)、①-1、①-2层低液限粉土和②层(alpl Q42)低液限粘土中。勘察期间地下水位高程为47.5m，位于管底面以下，不存在施工降排水问题。地基承载力相对较低。低液限粉土、低液限粘土工程分级为Il类土。采用顶管施工。工程场区土对钢结构腐蚀等级为中等腐蚀性。地下水对混凝土均不具腐蚀性，地下水对混凝土中的钢筋无腐蚀性，对钢结构有弱腐蚀性。
3、工程量表
工程量表
序号 项目名称 计量单位 工程量 备注
7 穿路工程
7.1 穿越219省道顶管工程
7.1.1 箱涵顶进 m 55
7.1.2 管棚内土方开挖 m3 3315
7.1.3 管道底座混凝土C15 m3 161
7.1.4 预制箱涵混凝土C30W6F150（二） m3 774
7箱涵钢筋 t 77.40 穿越和平大道DN1200mm排水管道工程
页脚内容- 2 - .1.5
7.1.6 PCCP管DN=3.0m，壁厚0.22m m 55 发包人提供
三、施工方案
1、箱涵顶进方案及施工流程
省道S219箱涵顶进长度55m，采用两端分别设始发坑和接受坑，箱涵在始发坑的滑板上预制、养护，再从由始发坑向接受坑顶进，箱涵顶进采用“管棚箱涵顶进”施工方案。箱涵顶进工艺流程，见图：
2、顶进设备选型
（1）土方施工设备
挖掘机2台、推土机1台、装载机1台等。
（2）钻孔设备 箱涵顶进工艺流程图 场地平整
始发坑、接受坑开挖管棚施设
箱涵分段顶进
始发坑、接受坑回填 回填灌浆 泥浆拌制 箱涵预制、养护 施工准备
箱涵内土方分段开箱涵两端砌砌封挡
场地恢复 穿越和平大道DN1200mm排水管道工程
页脚内容- 3 - FDP-15B水平定向钻机1台，英国386定向仪1台。
（3）砼施工设备
砼运输、浇筑，以及钢筋、木工加工设备。
（4）箱涵顶进设备
选用20台200t液压千斤顶及其控制系统。
（5）注浆及泥水系统
箱涵顶进注浆系统，采用在管内共设置两根总管、三套管路系统。
一套采用液压注浆泵把储浆箱内的浆液压入，箱涵顶进时同步向其四周注浆，另一套采用液压注浆泵进行补浆。再在地面设置一套管路系统，用于补浆、输送浆液及对出洞口补浆。
泥水系统由泥浆池、搅拌机、注浆泵及连接管路等组成。本系统进水相对密度控制在1.1～1.16。
整个泥水系统由流量调节阀来控制流量。
3、施工准备
3.1平整场地、规划施工现场
箱涵顶进施工队进场，先平整场地，根据施工需要规划施工现场，并着手进行场地布置。
3.2现场布置
箱涵顶进施工前，先修建临时通道；架设临时用电及临时用水管线；选好泥浆处理场地、规划临时堆土场，以及施工配套设施安装场地，开挖始发坑和接受坑，并进行护底、护壁。
（1）泥浆沉淀池
在顶进坑附近布置一个泥浆沉淀池。
泥浆沉淀池，设计其长×宽×深为5m×4m×2m，在地面开挖或砖砌而成。
（2）供水系统
在箱涵顶进始发坑附近设置5t水箱，供应箱涵顶进机工作需要的清水。穿越和平大道DN1200mm排水管道工程
页脚内容- 4 - 水源使用地下水或就近抽取。
（3）始发坑、接受坑施工
始发坑、接受坑的长宽尺寸根据箱涵顶进方法、箱涵预制场地布置和坑内顶进设备的尺寸确定。
始发坑、接受坑的深度则主要由设计箱涵底部高程和地面高程决定：箱涵底部高程加上基坑轨道及基础（滑板）厚度，就是需开挖的坑底标高。
结合箱涵顶进机具的尺寸、作业要求及箱涵顶进位置纵断面图，顶进始发坑尺寸下口为计划 60m（长）×8.6m（宽）×8.9m（深），上口尺寸根据坑深和土质放坡确定。
顶进始发坑上口采用砖砌地圈梁护口；墙壁采用10cm厚C10砼护壁；顶进始发坑底板采用现浇30cm厚的C25砼，面层铺设φ6@200双向钢筋网，用于固定导轨的预埋铁并与底板钢筋焊接。
接受坑下口净尺寸为20m×8.6m（宽）×8.9m（深），放坡和坑壁支护措施同始发坑。底板现浇5cm厚C10素砼垫层。接受坑与始发坑同期施工。
始发坑和接受坑均按1:1放坡，始发坑和接受坑均设坡道与外围施工道路相接。
3.3施工排水
始发坑和接受坑四周设排水沟，四角设集水坑，坑外设截水沟，以保证箱涵顶施工顺利进行。
3.4后背设计
1）箱涵顶进后背结构设计为：槽钢井架后背+后背顶铁5cm厚+C25砼填充。
2）先加工25号槽钢成井子架并与后背铁焊牢，将后背铁固定在箱涵顶进始发坑的池壁上，背铁土墙面之间空隙以C25素砼浇灌填充，厚度不小于50cm，平面尺寸8×2m。
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穿越和平大道DN1200mm排水管道工程
页脚内容- 5 - 用力。
4）后背墙表面要平顺，并且垂直于顶进箱涵的轴线，避免产生偏心受压。
4、管棚施工
4.1管棚管布置
管棚箱涵顶进断面周边线80cm布设成“门型”，钢管采用直径φ245mm的无缝厚壁钢管，间距50cm。布设方向与箱涵顶时方向平行并带1～3°仰角。管棚管采用有孔钢花管。注浆孔孔径10mm，间距10cm，在管上梅花型布置，管尾部留1.0m的止浆段。管棚打设，相邻管节间接头位置相互错开。
钢管入土端制作成尖靴状或楔形，沿着布设轮廓线，以较小的外插角，向开挖面前方打入钢管，钢管内灌注水泥浆或水泥砂浆，以便提高钢管自身刚度和强度。灌注固结箱涵周边土体，形成对开挖面的预支护。
4.2管棚施工材料
（1）管棚钢管采用φ245mm*10mm无缝钢管按间距15cm、梅花型钻孔加工而成，钢管节分6米和4米两种规格，钢管接头采用φ245mm*10mm丝扣连接，丝扣长30cm，管棚纵向同一断面处的接头数不大于50%，相邻钢管的接头至少需错开1m。钢管入土端制作成尖靴状或楔形。
（2）注浆浆液采用水泥浆，水灰比1：1（重量比）,注浆压力为0.5～2.0MPa。水泥砂浆主要成分为P.O42.5级及以上的硅酸盐水泥；配比应根据工程土质条件，经试验确定。注浆前，选在拱脚处选2个孔作试验孔，找出地层特点，并进行注浆充填试验。
4.3管棚施工工艺流程
管棚施工工艺流程，见图：
测放管棚轴线
架设轨道
钻机就位
钻水平导向孔 搭建工作钻机调试 测量定位
冲洗液回次打尺 穿越和平大道DN1200mm排水管道工程
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4.4管棚施设
根据经验，本工程管棚施设，采用“导向扩孔顶管法”。
（1）测量定位
按设计测放出管棚轴线位置，并在打设钢筋标定。
（2）搭建施工平台，架设导轨。
导轨位置设在管棚轴线内侧，按设计准确放样，架设导向拱架，并在导向拱架上安装工字钢导向钢轨，间距50cm（同管棚孔距）。
（3）定孔位
按设计孔间距，测放孔位，标记，并同时在导轨上标定。
（4）钻机就位、钻孔、扩孔
①采用水平定向钻机钻孔，配φ73mm钻杆，钻杆每节长3米，共配备钻杆31根。
②开钻时首先低速钻进，钻孔顺序从棚顶中心线位置隔孔向两侧跳打直至棚脚，安装管棚管并灌浆后，再从棚顶位置按分两侧施设其余管棚。
③每孔开始钻进时，先低速钻进，待钻进达到50CM以后再高速钻进，当第一节钻杆尾部剩余20-30CM时停止钻进，用管钳人工卡紧钻杆，钻机低反转，脱开钻杆，钻机退回至原位，工人安装下一节钻杆，继续钻进，依些循环钻至90m完成一根管棚的导向钻孔。钻孔过程中，采用英国386 管棚施工工艺流程图 穿越和平大道DN1200mm排水管道工程
页脚内容- 7 - 导向仪全程监控，以保证钻孔过程中，操作工能及时及时纠偏，保证钻孔位置正确。
④一根管棚的导向孔钻进完成后，将φ73mm钻杆换成φ168.3mm钻杆回钻，沿导向孔钻进，作一次扩孔。
（5）管棚管顶进
管棚管顶进利用钻机的冲击和推力将钢管分节推进至已扩孔的孔内，管节间采用丝扣连接。
（6）注浆、封堵
在管棚管顶进的同时，用水泥浆弃填管道的环状间隙；管棚管顶进后，在管道的低端安装注浆嘴，用注浆机注浆，至管腔内充满浆液，从高端流出规定浓度的浆液，再用细石砼封堵管两端。
5、箱涵顶进
5.1施工工艺流程
箱涵顶进施工工艺流程，见图：
5.2箱涵预制
（1）基坑开挖 箱涵顶进施工工艺流程图 始发坑开挖、支滑板浇筑
箱涵预制
顶进设备安装收尾工作 洞内挖土、箱涵砼拌制、运箱涵养护
