预应力钢筒混凝土顶管 (JPCCP)施工方案
李 季 二Ｏ一七年八月 预应力钢筒混凝土顶管施工方案
JPCCP施工应符合CECS 246-2008《给水排水工程顶管技术规程》，管道功能性试验应符合GB 50268-2008《给水排水管道工程施工及验收规范》。 1 管道运输卸货及检验
(1)水平运输
JPCCP采用平板车进行从生产厂到施工现场的运输，运输过程中管道平放，承插口位于同一水平线上。运输过程中做好管道的固定，并对承插口进行包裹保护，确保在长距离运输过程中不对管道造成伤害。
(2) 管道卸货
采用现场布置的行车或吊车用专用吊具将管道从平板车上吊放卸货至管道堆放场地上，应堆放整齐，吊运过程中应防止承插口发生碰撞。整个卸货过程，管道始终不进行翻身，为水平状态。
(3) 管道检验
进厂管道应具有质量保证书并按本技术说明书进行外观及尺寸检验，并将检验数据形成文档记录备查。
2 管道拼装
(1)承插口清理及胶圈安装
a.检查插口工作面，用回丝或回纺布清理工作面，并在工作面上涂抹一层植物性润滑脂（建议采用3#白色特种润滑脂），同时对“O”形胶圈涂抹润滑脂（安装胶圈时应对胶圈的外观检查，如发现表面有明显凹坑或裂纹应更换新胶圈）；
b.将一根胶圈放置在插口上部的第二条凹槽内，管两侧的人员同时拉伸胶圈，在管下部人员将胶圈抻至插口底部的凹槽内，按此方法将第二根胶圈安装在插口的第一条凹槽内，用一根表面光滑的木棍或铁棒（如改锥）衬入胶圈与插口表面之间，然后沿插口环环向平移滑动两周，使胶圈均匀紧贴在插口环凹槽内（由于安装胶圈时，极易产生胶圈局部拉伸，从而使胶圈在插口凹槽内四周不均，造成管接口安装时局部胶圈损坏导致接口试压不能通过）；
c.在安装完毕的胶圈表面再均匀涂抹一层润滑脂，从而保证承插口对接时的润滑，防止挤伤胶圈；
d.用行车或吊车将管道垂直吊运下井，吊运过程中密切关注钢丝绳与吊装扣件的情况，并调整好管道与主轨之间的位置关系；
e.管道完全坐落在轨道后，用清洁的干布擦拭前管承口工作面，在无明显污渍后在工作面上涂抹一层植物性润滑脂。
(2) 管道拼接
a.启动后座油缸，将后管向前推进，当后管插口与前管承口相距180mm时（如图1）停止顶进，用直尺测量前后管间隙，间隙偏差不应大于20mm，若大于20mm应及时开启、关闭相应后座油缸；
b.上述步骤调整完成后，继续缓慢推进后管，当后管插口内侧端面距离前管承口混凝土端面为110mm时（如图2），油缸暂停30s，继续缓慢推进，当距离为80mm时（如图3），油缸暂停30s，继续缓慢推进，当距离为25mm（如图4）或油缸压力表出现压力时，停止推进。
图1
图2
图3
图4
(3) 接口试压 a.后管推进到位，应对管接口进行水压检验，确保胶圈密封合格，试压时应停止推进；
b.先将插口环试压孔上的螺栓缷下，并清理试压孔周边的灰及异物；
c.将手动试压泵上的试压接头拧入管道试压孔（注意检查密封垫是否安放和完好）； d.手动加压，使试压泵上的压力表逐步升高到规定压力（2倍的设计工作压力），恒压3min，无压力明显下降及无管接口出现渗漏水为合格；
e.如在加压过程中发现压力表明显下降，则首先检查试压泵与管道试压孔的密封以及试压泵的完好情况，发现问题及时排除后重新加压；
f.如在加压过程中发现管道承插口有渗水或加压压力表上不去，则表明管道的接口密封失效，需将管道拔出后重新对接；
g.重新对接前，应更换已使用过的胶圈，用两根新的胶圈进行对接，对接完毕应再次进行密封试验，直至符合要求为止；
h.接口密封试验合格后，拆除试压泵，安装泥浆管路，开始顶进施工。 3 管道顶进
管道顶进施工工艺、施工措施、施工监测应符合CECS 246-2008要求。 3.1工程地质条件
工程地质条件根据设计要求，顶管井的埋置深度分别为 5.6m-5.9m、8.1m-9.8m。根据勘察结果，顶管绝大部分在第③层淤泥质粉质粘土中穿越，该层土质均匀，夹薄层粉土，流塑状态，高等压缩性。在 3G25～3G
28、3J26～3J30范围在顶管井深度范围分布有②3层砂质粉土，该层土质均匀，稍密～中密，中等压缩性，在动水压作用下易发生流砂管涌现象。
a）顶管出洞口处地层为第③层淤泥质粘土，流塑、高等压缩性，地基承载力 60kPa。顶管机机头较重，可能产生磕头现象，造成初始轴线偏差易引起水土涌入井内，建议对出洞口处土层进行土体加固处理。
b）顶管在 3G25～3G
28、3J26～3J30范围在第②3层砂质粉土与第③层淤泥质粉质粘土变层范围穿越，施工应充分考虑顶管在软硬明显界面处可能导致管道偏移。 3.2顶管施工对周边环境影响
根据土质特点，建议采用泥水平衡式顶管机。泥水机械平衡式顶管工艺具有双重平衡机理，即掘进刀盘能够机械平衡正面土压力（保持掘进面的稳定，同时通过切土口的伸缩调节避免掘进面的粉土涌进泥水舱），而泥水系统的水压力可以平衡地下水的压力。 3.3顶管施工建议及施工时需注意如下问题：
1）估算主顶力
主顶力不得超过管材允许用顶力，后座墙需具备足够强度和刚度，能够安全承受主顶工作站的反力，后座面应平整并与顶进轴线垂直。 2）穿墙孔止水
工作井穿墙孔应设置橡胶止水。为避免管道回缩破坏洞口止水装置，初始顶进阶段主顶工作站油缸回缩前，需对已顶进管段实施限位（可与井壁临时固定，直至管道外壁摩阻大于顶管迎面阻力）。 3）洞口加固
顶管出洞即遇第③层饱和、流塑的淤泥质粘土，为防止工具管机头下沉、防止洞口土体坍塌及水土涌入，建议对出洞口土体实施加固处理。 4）初始顶进
穿墙作业应迅速连续，初始顶进阶段应控制推进速度，并通过相关实测施工数据指导后续正常顶进。初始顶进导向性很强，应加强测量（每推进50cm至少测量一次）和纠偏工作，穿墙阶段宜利用主顶工作站油缸实施纠偏。 5）注浆减阻
使用触变泥浆是顶管减少摩阻力的重要技术措施，通过有效注浆并在管壁外周形成泥浆润滑套，从而有效降低顶进摩阻力。一般情况下，以注浆量控制为主，注浆压力控制为辅。在淤泥质土层中顶进时，不要盲目过量注浆，以免因洞穴扩大造成管道上浮或管轴线纵向失稳。顶管结束后，应用水泥浆对泥浆套实施固化处理。
6）正常顶进的纠偏和校正需加强顶进过程中的测量工作，当偏差超过规范要求可考虑纠偏。工具管前进方向出现偏差后将呈现一定的“惰性”，应该利用该“惰性”分析偏差趋势、偏差方向，根据设定偏差量利用顶管机油缸行程对其进行及时纠偏。同理，顶管机前进方向回调亦存在一定的“惰性”，建议超前预测纠偏效果并及时调整纠偏角度，避免纠偏过量。纠偏要遵循“勤测、及时纠、缓纠、纠趋势”这一原则。 7）做好各项施工记录。
8）本工程顶管穿越较多已有道路或与较邻近地下管线斜交，设计施工时应充分考虑顶管施工对周边环境的影响。顶管顶进穿越道路或与邻近地下管线斜交时，宜在影响范围内采取适当加快顶进、减少泥浆套厚度、严格控制出泥量等施工措施。
4 管道功能性试验
管道功能性试验应符合GB 50268-2008要求。 (1) 试压检验前的准备工作
a.顶进完成后先将管线内用于顶进的进水管、出浆管以及注浆管等管路及附件全部拆除，并将管道内清扫干净，如有必要，可留下照明用的电线及照明灯；
b.对每个JPCCP接口进行水压检验，并做好试压检验的记录，记录内容按下列要求进行：
1）对管接口做好编号；
2）接口检验打压到2倍的设计压力后，恒压3分钟，压力表无压降为合格（排除打压机具漏水情况），如有接口检验不合格的情况，应做好详细记录；
3）对试压合格的管接口用水泥砂浆将管接口内壁的25mm宽的缝隙填满，对试压不合格的管接口应制定相应的补救措施；
4）接口试压完毕，需用M8螺栓对试压孔进行封堵，螺栓根部用生料带（聚四氟乙烯）按正确的方向缠绕5~6圈，然后拧回试压孔；若封堵螺栓不慎遗失，可自行采购M8×15全牙螺栓，螺栓长度不得大于18mm，否则可导致接口密封不良；（以下两张图片表示正确和错误的方法）
5）利用注浆孔将水泥浆注入管体外侧，以置换出减阻泥浆； 6）封堵注注浆孔，保证满足抗渗要求。 c.准备工作完成后拆除管线内的电灯电线。 (2) 安装试压设备
全部准备工作完成后开始安装试压设备。 a.顶进工作井
顶进井纵向长度约7米长，最后一节管子露出工作井内壁0.5~1.5米左右，考虑在井内再安装一节3米长顶管，并在该节管后端安装预先制作好带有插口环的封头，后面用原来顶进用的油缸4只纵向顶住，以抵抗试压时封头的推力。如图所示。 b.接收井
接收井纵向长度约为5米，顶管顶出接收井内壁0.3~0.5米，该接口为插口，在其后安装一节3米长的顶管（可用内拉法进行安装，或在工作井内再顶进一节3米长的顶管），再安装一只预先制作好的带有承口环的封头，这样封头离接收井进洞口对面井壁距离为1.2~1.5米，将顶进用的顶铁（施工现场用的方型顶铁板约厚为0.2米）靠在接收井进洞口对面井壁内侧，这样在顶铁板为封头的距离为1~1.3米，用槽钢或工字钢钢管支撑。如图所示。
c.安装在顶进井中的封头上预先制作一个4寸的进水管，该进水管带有法兰后接进水泵、高压泵，试压结束后作为排水管，在封头顶部预先制作一只排气孔，排气孔外接压力表及阀门，用于排气，气排完后关死阀门压力表即可反映管内水压情况。
安装在接收井内的封头上装有排气孔，排气孔外同样接压力表及阀门，以便于管线两端都可排气以及观察压力情况。
(3) 充水打压
a.管道应缓慢注水，注水后宜在管内压力不大于工作压力的情况下充分浸泡，一般应大于72小时。
b.采取分级打压，逐步缓慢分级升压（每级0.1MPa），每升一级后稳压不少于10分钟（为保持压力，允许向管内补水），检验有无渗漏及异常情况，情况正常则继续升压，当压力升至试验压力时停止加压。试验压力参考GB50268表9.2.10-1执行。
c.试验过程中，若出现进水量较大但管压上不去，应立即停止试验，排查原因，采取有关措施后，再重新试验；若出现明显渗水或集中喷水，则立即停止打压，采取有关措施，卸压后且在安全条件下进行检修，然后重新打压。
(4) 水压试验结果判定
水压试压采用水量补偿进行实际渗水量测定，具体数据计算及方法参见GB50268-2008《给水排水管道工程施工及验收规范》相关章节进行。
(5) 水压试验结束后应缓慢降压，以防止接口间隙中未被排尽的空气突然释放而损坏接口嵌缝砂浆。
(6) 注意事项
a.在做准备工作过程中要注意接口打压工作，以认真检查接口密封是否完好； b.封堵注浆孔时应采用压力管道堵头封堵的办法封堵，必须保证它封堵后能达到抗渗效果。
c.管两端的支撑一定要可靠，特别是接收井的支撑要可靠； d.安全事项
在安装试压设备过程中由于与正常安装顶管不一样，在安装过程中应小心操作，注意安全，在试压过程中除两端井内留一人站在管顶上观察压力表外（或考虑将压力表用管道接至井外地面），其它人员都应离开井内，以防万一。
附图：
1、中继间
2、钢制转换件
