长距离人工顶管施工工法目录1前言 (3)2工法特点 (3)3适用范围 (3)4工艺原理 (3)5施工工艺流程及操作要点 (4)5.1施工流程 (4)5.2施工准备 (4)5.3工作井及后靠背制作 (5)5.4导轨及顶管设备安装 (6)5.5顶进施工 (7)5.6长距离人工顶管措施 (9)5.7竣工验收 (12)6机具设备 (12)7劳动组织 (13)8质量要求 (14)8.1本工法应执行的标准规范 (14)8.2质量保证措施 (14)9安全措施 (15)10环保措施 (16)11效益分析 (17)12应用实例 (17)1前言胜利油建公司广东天然气管网一期项目部施工的广东天然气管网惠州段位于广东省惠州市惠城区和惠阳区。

始于东江大呗，经潼湖军垦区，沥林镇工业园区，终止于惠州市工业园。

线路实长约47.9公里，设计压力10MPa，管径为Φ914mm，壁厚分别为16mm、17.5mm、22mm。

区域地貌主要有低山、丘陵、山间盆地、山间峡谷等。

其中管线在沥林镇凤凰岗村穿越凤凰岗山体后沿惠莞高速向镇隆镇方向延伸。

原方案采用开挖山体沟下焊接，但考虑到山体地势陡峭，受地形限制，大型设备无法进入，土方量较大，山体开挖后需要支护等因素，并且开挖施工影响居民正常生产生活，由于南方地区，特别是广东境内居民风水意识强烈，业主、监理及项目部联合多次处理工农关系未果，严重影响了我项目部施工进度。

根据相关部门提供的资料及经过现场勘探，最后决定采用采用人工顶管方式，即利用两台320吨千斤顶并结合中继间技术及注浆技术，完成284m的山体穿越，顶管用钢筋混凝土套管DRC1800×2000mm GⅢA JC/T640。

2工法特点2.1长距离人工顶管施工与机械顶管相比，其显著特点如下:设备简易，技术难度低，易于推广，施工成本低；工作井及接收井占用场地小；容易发现对下障碍物，清楚的做出判断，防止不必要的损失。

2.2与大开挖穿越相比，对周围环境影响小，可有效保护环境，不影响人们生活秩序。

3适用范围本施工工法适用于能自立的土中，如粘土、亚粘土、强风化岩层，在采取注浆或降水的辅助施工后，可适用于砂性土，砂砾土等。

本施工工法可敷设穿越地面构（建）筑物、山体、公路、铁路等，管径在1.0~2.5m，长度在300m以内的给水管道、排污管道、工业地下管道等。

4工艺原理长距离人工顶管施工就是利用人工挖土，借助于主顶油缸、管道中继间等的推力及注浆减摩辅助措施，把工具管或掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接受坑内吊起；与此同时，也就把紧随工具管后的管道埋设在两坑之间。

5施工工艺流程及操作要点5.1施工流程施工准备放线定位确定工作坑尺寸工作井、后靠背制作接口处理测量与纠偏管道顶进导轨及顶管设备安装竣工验收工作坑、接收坑回填5.2施工准备5.2.1顶管工程开工前，建设单位组织设计单位、施工单位、监理单位等相关方进行设计交底。

当施工单位发现施工图有错误时，应及时向设计单位提出设计变更申请，变更申请应得到建设方和设计单位确认。

5.2.2顶管工程开工前，施工单位应根据施工范围进行现场调查，绘制现状调查平面图，并应掌握现场以下资料：1)现场地形、地貌、建筑物、各种地面地下管线和其他设施情况；2)工程地质和水文地质资料；3)地区气象资料；4)工程用地、交通运输及排水条件；5)施工供水、供电条件；6)工程材料、施工机械供应条件；7)结合工程特点和现场条件的其他情况和资料。

5.2.3顶管工程施工前，施工单位应编制实施性施工组织设计、基坑开挖及支护专项方案、用电施工组织设计等。

5.2.4顶管工程施工前，施工单位应接受建设单位组织的有关单位向施工单位进行的现场交桩，并办理交桩手续。

5.2.5临时水准点和管道轴线控制桩的设置应便于观测且必须牢固，采取保护措施并经常校核。

5.2.6对已建管道、构筑物等与新建管道衔接的平面位置和高程，开工前应进行校对复核。

5.3工作井及后靠背制作以广东天然气管网惠州段凤凰岗山体顶管穿越为例。

根据现场情况，在穿越山体GHHY0012桩一侧开挖工作井，平面尺寸为Ф7m。

（1）因管径较大，穿越长度较长，施工季节在雨季，工作井在山坡下极易形成滑坡等地质灾害。

为保证顶管穿越安全顺利进行，工作井距离山体边20米位置制作，工作井采用钢筋混凝土结构，圆形沉井。

外形尺寸为Ф7m×5m（井深），壁厚0.5m，后靠背钢筋混凝土尺寸3m×2m×2m（壁厚）。

采用的钢筋网片纵向为Ф16钢筋，环向采用Ф12钢筋。

井深方向上每隔2m做一排注浆孔，环向上每隔2m做一个注浆孔，在沉井过程中不断由注浆泵向井壁与土层接触面注浆，以防止砂层将下沉井壁抱死。

沉井的下沉采用挖掘机并结合人工清渣的方式。

沉井到位后浇筑0.2m厚的混凝土垫层作为井底，并在轨道的位置上预埋两排预埋件。

在沉井前方预留2.2m圆孔，以便套管进入。

（2）集水井排水沉井施工完成后，在井中部两侧砖砌2座1m深、直径Φ600的集水井明排水。

5.4导轨及顶管设备安装5.4.1导轨安装工作坑导轨选用采用重型钢轨，长度以管材长度1.5-2倍为宜；两导轨距离控制在管径的0.45-0.6倍之间，安装导轨时，应首先利用垂球和直尺确定导轨间距和平面位置，然后根据放样高程调整导轨高程，两导轨应顺直、平行、等高，，其纵坡与管道设计坡度相一致；安装后的导轨应当牢固，不得在使用中产生位移，并经常检查校核。

5.4.2主顶设备安装顶管采用的主顶装置由主顶油缸、主顶油泵、操纵台及油管等四部分组成。

主顶油缸是管子推进的动力，主顶油缸的压力油由主顶油泵通过高压油管供给，主顶油缸宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上。

5.4.3工作坑防护工作坑周围必须安装护栏，护栏应用钢管制作（钢管Φ40mm），当在基坑四周固定时，可采用钢管并打人地面500～700mm深。

钢管离边口的距离，不应小于500mm。

当基坑周边采用板桩时，钢管可在板桩外侧进行焊接。

工作坑四周采用1.0m×1.2m封闭围挡。

工作坑上下应配有梯子，梯子必须有扶手，其跨度尺寸不大于30cm，工作坑在二步框架处应设置二次平台，作业人员应从规定的通道上下，不得从非通道进行攀登。

5.4.4顶管工作坑验收标准顶管工作坑允许偏差应符合下表的规定：5.5顶进施工5.5.1顶力计算中继间前所受最大顶力，根据总顶力经验计算公式F＝n×G×LL=60m其中n为土质粘度系数本地质取n=1.5（由于属于山体顶管，管顶可适当超挖，实际值远小于1.5）G＝每米套管自重主顶镐受力：F＝1.5×60×2.45×103kg/m3×3.14×（1.8+0.18）×0.18m3＝246t＜300t，故安全。

顶进前180m后，采用主顶搞（QYS320液压千斤顶）将剩余100m顶进。

主顶镐受力：F＝1.5×100×2.45×103kg/m3×3.14×（1.8+0.18）×0.18×1m3＝411t顶力达411t，为安全、稳妥的完成此项顶管任务，用两台最大顶力为320T的QYS320型顶镐顶进，即可满足顶进要求。

5.5.2套管顶进（1）套管就位下管前先对管子外观进行检查，主要检查管子是否有破损、纵向裂缝，管径符合规范要求，管口无破损，若修补合格处宜在正上方。

检查合格的管子方可用起重设备吊至工作坑的导轨上就位。

下管时工作坑内严禁站人。

当所下管子距导轨小于500mm时，操作人员方可进前工作。

管子就位，第一节管子下到导轨上，测量管体中心及前后端的管底高程，确认高程合格后方可顶进。

第一节管作为工具管，顶进方向与高程的准确，是保证整段顶管质量的关键。

（2）管前挖土与顶进管前挖土是控制管节顶进方向和高程、减少偏差的重要作业环节，是保证顶管质量及管上构筑物安全的关键。

因此对管前挖土顶进的规定是：在一般顶管地段，若土质良好，可超越管端300-500mm；在铁路道轨下方不得超越管端以外100mm，并随挖随顶，在道轨以外最大不得超过300mm，同时应遵守其管理单位的规定；在不允许基土下沉的顶管地段，管子周围一律不得超挖；在一般顶管地段，上面挖弧面允许超挖15mm，但在下弧面135°范围内不得超挖，一定保持管壁与土基表面吻合；在土层松散或有流沙地段顶管时，为防止土方坍落，保证安全便于操作，在首节管前端可安装管帽（帽檐伸出长度取决于土质）将帽檐顶入土中后，方可在帽檐下挖土。

顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；顶进中若发现油路压力突然增高，应停止顶进，检查原因并经过处理后方可继续顶进，回镐时，油路压力不得过大，速度不得过快；挖出的土方要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小的范围内。

（3）顶进测量在顶第一节管（即工具管）时，以及在校正偏差过程中，测量间隔不应超过30cm，以保证管道入土的位置正确；管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不宜超过100cm，测量应在管前挖土后进行，根据偏差量修整管前土弧。

中线测量：顶进长度在60cm范围内，可采用垂球拉线的方法进行测量，要求两垂球的间距尽可能地拉大，用水平尺测量头一节管前端的中心偏差。

一次顶进超过60cm应采用经纬仪或激光导向仪测量。

高程测量：用水准仪及特制高程尺，根据工作坑内设置的水准点标高（设两个），测第一节管前端与后端管内底高程，以掌握第一节管子的走向趋势。

测量后应与工作坑内另一水准点闭合。

激光测量：用激光经纬仪安装在工作坑内，并按照管线设计的坡度和方向调整好，同时在管内装上标示牌，当顶进的管道与设计位置一致时，激光点即可射到标示牌中心，说明顶进质量无偏差，否则根据偏差量进行校正。

全段顶完后，应在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，应测出错口的高差，以衡量全段高程与纵坡，高程与中心偏差应在允许值之内。

（4）校正纠偏顶进纠偏操作要坚持“小纠”、“勤测”、“勤纠”的工艺原则。

纠偏必须遵循两个原则，一是每次纠偏量不要过大，而且要注意发展趋势。

二是有高低与左右均发生偏差时，先纠高低，后纠左右。

常用的方法有以下三种：①、超挖纠偏法：偏差量1-2cm时，可采用此法，即在管子偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧不超挖甚至留坎，形成阻力，使管子在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到设计位置。

②、顶木纠偏法：偏差大于2cm，在超挖纠偏不起作用的情况下，可用圆木或方木的一端顶在管子偏向的另一侧内管壁上，另一端斜撑在垫有钢板或木板的管前土壤上，支顶牢固后，即可顶进，在顶进中配合超挖纠偏法，边顶边支。

利用顶进时斜支撑分力产生的阻力，使顶管向阻力小的一侧校正。