钢管顶管专项施工方案.doc

目 录一、工程概况 2二、编制依据及周边环境 2三、二轴搅拌桩施工 2四、顶管方案 61.顶管现场平面布置 62.顶管施工流程图 73.顶管施工工艺及设备配置 84.顶管施工方法及技术质量保证措施 145 突发事故的应急处理 216 顶管施工质量通病及防治 21五、施工计划 221.施工进度计划 222.施工资源计划 23六、环境监测 241. 监测内容 242. 测点布设 243. 监测频率 25七、施工安全保证措施 251. 安全保证管理体系 252. 安全保证措施 263. 重点工序的安全措施 264. 环境保护 275. 现场文明施工措施 27八、应急救援预案 27附图一：顶管现场平面布置图一、工程概况吴江区DN1800浑水管线迁移工程全长653米。起点接吴江区苏震桃公路K37+100（苏震桃公路桩号）西侧老管道，顺230省道铺设DN1800管道163米，穿越230省道向东施工至二水厂，与老管道接拢。主管管径为DN1800，管材主要采用钢管和球墨铸铁管（每节8.15米），插盘、承盘每节0.8米；泄水管采用DN400钢管和DN700混凝土管，泄气管采用DN200钢管。顶管采用D1820*18钢管，顶管管线长69m，桩号为K0+167K0+236。本段顶管位于230省道与规划五方路交叉口北侧，顶管管线穿越230省道，管线上无建筑物和民房。顶管工作井和接收井采用SMW工法，顶管覆土厚至管顶约为6.6m。钢管顶进施工采用管径对应的泥水平衡式顶管机，配备48个400t主顶作为主顶设备，现场配备50t汽车吊。直埋段又分钢管和球墨管，直埋段钢管采用D1820*14,长度约222米。球墨管采用DN1800长度为381米。直埋段管道位置都在农田及池塘内，管道基础采用块石挤淤进行地基加固，沟槽开挖采用大开挖。沟槽开挖深度平均约5米以上。(附球墨管开挖横断面图)二、编制依据1、根据苏州市城市建筑设计院有限责任公司提供的苏州市吴江区S230东侧、云龙大道南侧沿线工程岩土工程勘察报告，拟建管线深度范围内地基土主要由素填土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土组成，一般呈水平层理分布。根据顶管施工段工程地质剖面图分析，顶管施工主要涉及层粉质粘土。SMW工法井位置土层表(详见地堪报告)地质钻探孔号地层名称层厚(m)土的容重r(KN/M3)内摩擦角()凝聚力C(Kpa)备注J5素填土3.018.810.015.0淤泥质粉质粘土1.618.07.914.0粘土2.219.815.653.0粉质粘土4.019.614.537.0J6素填土4.518.810.015.0淤泥质粉质粘土2.018.07.914.0粘土1.519.815.653.0粉质粘土4.019.614.537.02、本工程的施工图纸及有关说明。3、本工程的招标文件、清单、答疑等。4、国家、江苏省及苏州市的现行设计及施工验收规范、质量评定标准、定额等文件和有关规定。三、二轴搅拌桩施工1、施工准备施工前做好场地平整、清理障碍物、铺设走道板；拼装桩机完成的同时安装灰浆制备系统包括工作平台、制浆设备及泵送设备、灰浆流动制备站。做好管线连接工作，最后进行机械调试。2、施工机械选择在SF636KK桩机上安装型二轴搅拌机成桩，成桩后SF636KK桩机移到下一桩位施工；在搅拌下沉过程中，利用9m3空压机压缩空气使周围土体松散，保证水泥浆液与周围土体充分接触，提高成桩的强度和防水性能，水泥浆液采用BW-250压浆泵注入。3、工艺流程：工艺流程如图3.1-1所示。图3.1-1 SMW搅拌桩施工工艺流程图4、施工要点（1） 场地回填平整二轴搅拌机施工前，必须先进行场地平整，同时施工区域内还需夯实加固，铺设走道板，确保施工场地路基承重荷载需能满足50吨大吊车及步履式重型桩架行走要求。（2） 测量放线根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作，并做好永久及临时标志。放样定位后做好测量技术复核单，并请监理进行复核验收签证。确认无误后进行搅拌施工。（3） 开挖沟槽根据基坑围护内边控制线，采用0.6 m3挖土机开挖沟槽，开挖沟槽余土应及时处理，以保证SMW工法正常施工，并达到文明工地要求。（4） 定位线与搅拌桩孔位定位二轴搅拌桩孔位定位二轴搅拌桩二轴中心间距：700mm搅拌桩两轴距离为500mm，两幅桩间距为1200mm，搭接200mm。根据这个尺寸在平行桩位轴线方向的定位线标志。（5）桩机就位由当值班长统一指挥，桩机就位，移动前先撒白灰线作为路基箱的基准线，然后挖机根据灰线铺设路基箱或钢板，看清上、下、左、右各方面的情况，严禁碾压电缆和气浆管;发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正，确认桩位无误后桩机就位。（6） 桩机垂直度校正根据桩机上的水平仪表控制调整桩机的垂直度。（7）水泥浆液拌制在施工现场搭建拌浆施工平台，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作。采用复合硅酸盐水泥，二轴搅拌桩水灰比为0.50。浆液配比为： 水：水泥=0.5：1（8）二轴搅拌机下沉与提升根据设计要求深度，二轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液（两次喷浆工艺），同时严格控制下沉和提升速度。根据类似工程施工经验，搅拌桩下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min。 施工时间 深 4 度 1 3 2 桩底 重复搅拌注浆 5、 H型钢插入(1)根据设计要求，本支护结构的部分H型钢在结构强度达到设计要求后必须全部拔出回收。H型钢在使用前必须涂刷减摩剂，以利拔出，要求型钢表面均匀涂刷减摩剂，厚度不小于1mm。二轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。(2)根据甲方提供的高程控制点，用水准仪引放到定位型钢上，根据定位型钢与H型钢顶标高的高度差确定吊筋长度，在型钢两腹板外侧焊好吊筋（12线材），误差控制在5cm以内。型钢插入水泥土部分均匀涂刷减摩剂。(3) 装好吊具和固定钩，然后用50吨吊机起吊H型钢，用线锤校核垂直度，必须确保垂直。(4)在沟槽定位型钢上设H型钢定位卡，型钢定位卡必须牢固、水平，将H型钢底部中心对正桩位中心并沿定位卡靠型钢自重徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内，垂直度控制用线锤控制。(5)用槽钢穿过吊筋搁置在定位型钢上，待水泥土搅拌桩达到一定硬化时间后，将吊筋与沟槽定位型钢撤除。6、 H型钢回收(1) H型隔离措施浇筑压顶圈梁时，H型钢挖出并清理干净露出部分H型钢表面的水泥土后，在扎圈梁钢筋前，埋设在圈梁中的H型钢部分腹板和翼板二侧必须先用泡沫塑料（厚度大于10mm）包裹，再用油毛毡片包裹泡沫塑料二层，油毛毡片包裹高度高出圈梁顶15cm；并用U型粗铁丝（8#）卡固定好油毛毡片。(2)H型起拔待圈梁达到设计强度且地下主体结构施工完成后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢；起拔过程中始终用吊车吊提住顶出的H型钢，千斤顶顶至一定高度后，用吊车将型钢拔出桩体。7 、 二轴搅拌桩施工顺序连续施工情况下二轴搅拌桩均采用以下方式施工，即采用紧挨着连续打施工方法，可减少偏钻，以确保搅拌桩连续性及止水效果。8、SMW工法桩质量保证措施(1)水泥流量、注浆压力采用人工控制，严格控制每桶搅拌桶的水泥用量及液面高度，用水量采取总量控制，并用比重仪随时检查水泥浆的比重。(2)桩体应充分搅拌，严格控制钻孔下沉、提升速度，下沉和提升力求匀速，使原状土充分破碎，有利于水泥浆与土均匀拌和。(3)浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放浆前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。(4)压浆阶段输浆管道不能堵塞，不允许发生断浆现象，全桩须注浆均匀，不得发生土浆夹心层。(5)发生管道堵塞，应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆，等1020秒恢复向上提升搅拌，以防断桩发生。(6)钻机提升时应有专人铲除钻头上粘附的泥块，以确保钻头再次下沉时，泥土搅拌充分、均匀及提升时桩身不出现空心。四、顶管方案1、顶管现场平面布置(1)地面布置在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，地面指挥监测中心、办公室、仓库、配电间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。井顶布置一台50t吊车负责钢管及顶铁吊运和井内、地面的吊装工作。现场内另设临时堆场，供管节及半成品、周转材料等堆放，顶管现场考虑一定管节的贮存量。现场一侧布置泥浆房、进水排泥系统等。顶进控制室布置工作井内，自动控制台、通讯、中央控制均在顶进控制室内。顶管出泥排入泥浆池。由于顶管为24小时连续作业施工，在现场四个角上各安装錪钨灯一座，供夜间现场照明。(2)井内布置工作井内沿顶管轴线方向在临时后座墙上装刚性后座，主顶千斤顶、导轨、刚性顶铁、环形顶铁等顶进设备。工作井边侧设置下井扶梯二座供施工人员上下。管内供电及工作井内电力配电箱均位于工作井内。管内测量起始平台，安装在主顶千斤顶之间轴线上，独立与砼底板连接，与千斤顶支架分离，确保顶进时测量平台的稳定。沿工作井井壁依次安装2寸压浆管、4寸供水和出泥管、供电管线。井内二侧工作平台布置配电箱、电焊机、泥水旁通装置、后座主顶油泵车和顶铁堆放。(3)管内布置管内进、排泥管、压浆管、供电、通风管分别安装于钢管左右偏下侧。管内照明采用24伏低压照明灯，每8m布置1只。施工期间在工作井内及管道内应配置足量的排水设备。2、顶管施工流程图顶管出洞口加固起重设备就位顶管准备顶进设备进场导轨拼装后座顶板安装后座千斤顶安装顶管掘进机就位井内其它设备安装机头调试轴线高程控制网测 量拌 浆顶管掘进机推进压 浆螺旋输送机出 土通风装置供 气配电间供 电管段顶进焊缝验收钢管拼装钢管焊接中继泵站安装加入中继环中继千斤顶安装地基加固钢管导入接收井接收井封门拆除清理接收井吊出掘进机接收井简易轨辅设竣工测量管内设备转移3、顶管施工工艺及设备配置(1) 顶管机选型本顶管工程一次顶进距离较长，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，为适应本工程顶管的特点，根据顶进沿线的地质情况并结合以往的施工经验，在经过全面分析比较之后，顶管顶进施工选用泥水平衡式顶管机，水力出土。顶管机的结构：泥水平衡顶管机主要由大刀盘、大刀盘驱动装置、前后壳体、止转装置、联接两壳体的纠偏油缸组和铰接密封装置、出土螺旋输送机、纠偏油缸液压动力站和液压管路、润滑油脂泵和油脂输送管路、加泥(水)装置、驱动电机电器柜及顶管操纵台等组成。 泥水平衡大刀盘土压平衡式顶管机的工作原理是：先由工作井中的主顶进油缸推动顶管机前进，同时大刀盘旋转切削土体，切削下的土体进入密封土仓与螺旋输送机中，并被挤压形成具有一定土压的压缩土体；经过螺旋输送机的旋转，输送出切削的土体。密封土仓内的土压力值可通过螺旋输送机的出土量或顶管机的前进速度来控制，使此土压力与切削面前方的静止土压力和地下水压力保持平衡，从而保证开挖面的稳定，防止地面的沉降或隆起。根据顶管机开挖面不同的特性，通过向刀盘正面和土仓内加入清水、粘土浆（或膨润土浆）、各种配比与浓度的泥浆或发泡剂等添加材料，使一般难以施工的硬粘土、砂土、含水砂土和砂砾土改变成具有塑性、流动性和止水性的泥状土，不仅能被螺旋输送机顺利排出，还能顶住开挖面前的土压力和地下水压力，保持刀盘前面的土体稳定。本顶管机的技术特点：a、适应土质范围广，不仅适用于各种土质，而且适用于中粗砂、强风化、中风化砂岩。b、施工后地面沉降小，可在覆土层仅为管径1.5倍的浅土层中施工。c、有完善的土体改良系统，可对土体进行改良，从而扩大它的使用范围。d、开口率达100%，土压力更切合实际。e、采用中心支承式刀盘，结构紧凑、重量轻、寿命长维修保养方便。f、采用无轴式螺杆，端面出土螺旋输送机，从而提高了出土口的高度及增大了排除障碍物的粒径。g、配有先进的控制仪表，纠偏油缸行程及机头的俯、仰和偏转均可数字显示。h、操作简单、动作灵活、直观可靠。(2) 顶进系统顶管工作井主顶装置共有四只千斤顶，分两列布置。主顶千斤顶为单冲程千斤顶，总行程为1.10m，主顶千斤顶每只最大顶力为3000KN，主顶最大总顶力可达12000KN。实际施工时应控制油压在6000KN。四只油缸有其独立的油路控制系统，可根据施工需要通过调整主顶装置的合力中心来进行辅助纠偏。(3)出泥系统泥水平衡式顶管的出土采用工作井中的主顶进油缸推动顶管机前进，同时大刀盘旋转切削土体，切削下的土体进入密封土仓与螺旋输送机中，并被挤压形成具有一定土压的压缩土体；经过螺旋输送机的旋转，输送出切削的土体。在泥水平衡顶管机后第一节钢管内，装置一只配有高压水枪和水力机械的土体处置箱，顶管机输送出切削的土体直接置入箱内，然后采用TSWA1509级高压水泵抽水用4寸进水管输送高压水，将土体破碎稀释形成泥浆，由水力机械结合排泥不堵泵将泥浆吸出并水平通过4寸排泥管输送排放到泥水池或直接排入泥罐车按文明施工要求和泥浆处理办法，运到永久排放点，不污染沿途道路环境。(4)泥浆系统泥浆减阻a、采用泥浆减阻是顶管减少摩阻力的重要环节之一。如果注入的润滑泥浆能在管子的外围形成一个比较完整的浆套，在长距离顶管施工过程中其减摩效果将是十分令人满意的，一般情况摩阻力可由1220KN/m2减至36KN/ m2。本工程采用顶管掘进机尾部同步注浆方式进行减阻。b、泥水平衡顶管掘进设备的补浆孔按90设置。每道补浆环有独立的阀门控制。润滑泥浆材料主要采用钠基膨润土，纯碱、CMC、物理性能指标：比重1.051.08g/cm3，粘度3040S，泥皮厚35mm。施工时按土质具体情况调整合适参数。泥浆置换管顶进结束，对已形成的泥浆套的浆液进行置换，置换浆液为水泥砂浆并掺入适量的粉煤灰，在管内用单螺杆泵压住。压浆体凝结后（一般为24小时）拆除管路换上封盖，再将孔口封堵。注浆设备用符合物理性能要求的润滑泥浆用BW-200压浆泵通过总管、支管、球阀、管节上的预留注浆孔压到管子与外管土体之间，包住钢管。管道内的压浆系统布置如图所示。(5)顶力验算a、本工程顶管长度拟以69m作为基准。 b、根据岩土工程勘察报告，土质为粉质粘土。C、顶管掘进机头外径为1920mm。d、施工图管道覆土深度为6.6m。1)、推力的理论计算:NF=/4D2rHD顶管机外径(m)r土的重度(KN/m3)H覆土厚度(m)NF=3.14/41.92219.66.6=374.35KNF0=D1Lfk+NFF0总顶力(KN)D1管道外径(m)L管道设计顶进长度(m)fk管道外壁与土的平均摩阻力(KN/m2)，取4 KN/m2NF顶管机的迎面阻力F0=3.141.92694+374.35=1663.95+374.35=2038.3KN根据设计图纸本工作坑允许最大顶力Pmax=3000KN总顶力2028.3KN，无需增加额外的顶进系统即可满足施工要求。 (6) 通风系统在顶管中，通风是一个不容忽视的问题，它直接影响至管内工作人员的健康。为获得理想的通风效果，本工程采用长鼓短抽组合式通风，通风系统安装在距掘进机1215m处，抽风风筒与鼓风风筒分别安装于管内左右两侧，两风筒必须重叠510m，抽风机的吸入口在前，鼓风机的排风口在后，并在管道中间配置若干外轴流风扇，向井内排出浑浊空气。(7) 通讯与工业电视监视系统管内通讯与工作面现场通讯采用HE系列自动电话总机，用机械拨盘式电话机互相联系。电话设置在水泵房、压浆棚、各工种间、中控室、办公室、掘进机、每道中继环、工作井内。配备2只低照度摄像头，一只安装于顶管机操作台处，监测操作台各项数据；一只安装于工作井内，监测主千斤顶的动作，监视器安装中央控制室，以利技术人员正确指挥。(8) 供电系统工作井现场由变压器供电，为适应供电要求配置电容补偿柜。输出端电缆分三路，分别供工作井上供电系统、井下顶管机头、及井内主千斤顶。a、第一路：泥浆间：615KW，各工种间：10KW，现场照明：20KWb、第二路：后座油泵：620KW=120KW，电焊机：420KW=80KWc、第三路：工具头：泥水平衡顶管掘进机200kw（含出泥系统），管内照明：10KW管内供电系统配备可靠的触电、漏电保护措施。井上井下与管内照明用电采用24v的低压行灯。现场配电间为适应上述要求，安装600A主受电柜一只，分别输入3只配电屏，经3路分送至各用电部门。(9) 测量系统平面控制网的建立a、地面上按业主、设计院提供的井位轴线控制桩定位。采用T2经纬仪测量。工作井施工结束后，按工作井穿墙孔实际坐标与设计终点的坐标测量放线，定出管道顶进轴线并将轴线投放到工作井测量平台上和井壁上。在沉井四周建立测量控制网，并定期进行复核各控制点。b、工作井上下点的轴线采用T2经纬仪测量。c、投放顶管测量始测点和2个后视点，始测点设在顶管后座专用测量平台上，后视点设于穿墙孔上部的井壁上，定期互相校核。管道轴向测量施工管道轴向测量采用高精度激光经纬仪进行测量，测量主要用导线测量法，测量平台设在顶管后座处。测量光靶安装在顶管机尾部，测量时激光经纬仪直接测量机头尾部的测量光靶的位置，并根据机头内的倾斜仪计算机头实际状态。顶管水准测量a、水准仪测量精度由于顶进距离长而略有降低，传统方法用联通管测量，由于水经过一定时间沉淀会分解出气体引起测量误差，为进一步提高管道水准测量精度，本工程水准测量采用硅油微压差计测量系统。b、在工作井地面设置硅油箱和标准压力传感器，根据测定硅油标准箱和顶管机头部前端装置内的硅油压力差，通过数据电缆与中央控制室内PC联接，计算出在水准方向上偏离顶进基线的偏差量。c、为了确保顶进轴线无较大偏差，在顶进到最后3050m时，用人工测量的方式，对管道进行全线复核，确保测量工作做到万无一失。4、顶管施工方法及技术质量保证措施(1)、测量以及设备安装测量的方法 a、通视条件下的测量：使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经纬仪至A点，后视B点，作BA直线的延长线，并在工作井后部定出一点C。保证C、A、B在一条轴线上，置经纬仪在C点上，后视A点，在工作井井壁上定出一点A，置激光经纬仪基座于井下D点，并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于A点，后视B点，在激光经纬仪器架上定出D点，D点同A，A，B点在竖直方向上成一直线，安装激光经纬仪于仪器架上，对中D点，后视A，点，依设计轴线打好角度，既可定出轴线。b、不通视条件下的测量：引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A，其余步骤同通视条件下测量定位。后靠背导轨及千斤顶的安装a、轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心与轴线相重合，调整方法见图： b、在轴线定好后即可安装导轨以及千斤顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周作出46个临水点，保证轴线标高-临水点高程= h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。引轴线至井底前后两侧A、B两点，分中后靠背，在后靠背上作一分中点C，开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上，此值可肉眼鉴定，误差不应大于10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点D、D，测量AD和AD的距离，只需保证AD的距离约等于AD的距离即可，误差不应大于3cm，后靠背左右方向确定后即固定下面两侧各一点，后使用线坠调整前后方向即可，最后根据实际情况填塞C15-C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙。千斤顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平千斤顶后只要保证所用千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。斤顶合力中心应在钢管中心偏下直径的1/41/5处，主推千斤顶安装于后座型钢支架上。千斤顶安装要求：对称布置，保持受力均匀。c、安装位置允许偏差3mm，头部偏差小于3mm，水平偏差小于2mm，确保顶进时处于受力良好状态。d、导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一至，此副导轨用于防止机头进洞后磕头，见下图： 增高装置可根据顶管机的重量以及增高量选择钢支架或砼垫层。(2) 出泥系统的安装a、泥浆池或泥罐车应尽量靠近工作井边，可采用串联法，见图： 排泥泵旁通装置水箱泥罐车排泥送水补水注浆系统送水泵泥浆池或泥罐车尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力。b、注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均匀，系统应配置减压系统，在泵出口处1米外以及顶管机头部注浆处各安装一只隔膜式压力表。(3)顶管出洞方案a、出洞前所有顶进设备及顶管掘进机必须全部安装就位，设备需试运试。从工作井中出洞开始顶进是整个施工过程中的关键环节之一。为确保顶管机顺利出洞，防止土体塌涌入工作井，出洞前先在工作井穿墙管外边侧前打设一排钢板桩，钢板桩入土深度达到工作井底板以下1m左右。为确保出洞时的绝对安全，如果穿墙管内没有进行加固，通过闷板上的注浆孔进行压密注浆加固，以起到挡水隔泥作用。确保出洞安全后，才能拆除闷板。闷板拆除后，随即马上安装穿墙止水装置。这种穿墙止水装置的特点是用复合橡胶止水，根据水头压力可以用一层三层来选择，而且止水橡胶预先装入穿墙管装置系统，既能平面止水（闷板与法兰间），又能轴向止水（管段与穿墙管间）。当顶管机出洞时，先把穿墙管清理内垃圾，这时由于钢板桩挡住，土体不会涌入。等到顶管机推进到距钢板桩50100mm时，洞口止水圈已能发挥作用了，然后再按出洞口一侧向另一侧依次拔除钢板桩。为减少钢板桩拔除过程中对顶管机正面土体的扰动及可能出现的建筑间隙，钢板桩全部拔除后应立即顶进，缩短停顿时间。见图:b、在出洞施工初期，由于顶管机正面主动土压力远大于顶管机及顶进管节的周边摩阻力和与导轨间摩阻力的总和，因此当主顶油缸回缩时极易产生管节后退，引起顶管机前方土体不规则坍塌，使顶管机再次推进时方向失控和洞口止水装置受损危险。为此，采取在管节后部的发射架上增加一个限位设置，控制后退，直至钢管外壁摩阻力大于掘进机正面水土压力后取消限位。(4)顶管机出洞防磕头措施顶管机出洞时由于工作井下沉时周围土体被破坏或在出洞时洞外泥水流失过多，造成出洞时顶管机因自重太重而下磕，为防止这一现场产生，采取以下措施：顶管机就位后，将机头垫高mm，保持出洞时顶管机有一向上的趋势。调整后座主推千斤顶的合力中心，出洞时观察顶管机的状态，一旦发现下磕趋势，立即用后座千斤顶进行纠偏。由于距离较短。这一方法效果会非常明显。由于洞中外侧进行了加固措施，也进一步防止了磕头现象的产生。(5)施工参数控制措施初始顶进a、顶进速度初始顶进速度不宜过快，一般控制在10mm/min左右。b、出土量加固区一般控制在105%左右，非加固区一般控制在95%左右。正常顶进a、土压力设定结合实际施工经验，设定值应介于土压力的上限值与下限值之间。b、顶进速度一般情况下，顶进速度控制在2030mm/min，如遇正面障碍物，应控制在10mm/min以内。c、出土量严格控制出土量，防止超挖及欠挖，正常情况下出土量控制在理论出土量的98%100%。(6)管道抗扭转措施顶进过程中由于周围土质的变化、设备安装、纠偏的影响及管内设备的不均匀性等会造成推进时管道发生不同程度的扭转，直接影响到施工质量。因此主要采用以下措施：在管内设备及管道安装时，根据重量平衡原理，在安装设备及管材的另一侧配以相同重量的配重，使管道顶进时左右重量保持平衡。消除人为造成管道扭转的因素。顶进时在掘进机头设有管道扭转指示针。一旦发现微小的扭转即用单侧加压配重的方法进行纠扭。因此配备了30t压铁。单块重量为25kg。严格控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作要求。工具管设置测力装置，以便测定平衡力的大小指导纠偏。刀盘不能单方向旋转，视顶管机旋转趋势，要经常变换方向。顶进前应逐台调试千斤顶，应采用同种规格，并使液压泵到千斤顶之间的距离相等、管径一致。管内设备布置重量要对称，主油缸安装要平稳，并且与管轴线平行。(7)顶管轴线控制措施由于本工程顶管施工穿越的土层土性均匀，顶进施工中不易产生向轴线偏差，但在顶进施工中还应采取必要控制措施，确保施工质量。施工控制：在施工前应掌握施工区域较详细地质情况，施工中应及时观测前舱土压力变化情况，及时调整出土量与顶进速度的关系。并及时调整顶管机头部姿态及后座纠偏油缸推力的大小来及时纠偏。顶管要按设计要求的轴线进行，主要是顶管机头部测量与纠偏的相互配合。纠偏是完成管道线型的主要手段。纠偏原则如下： 勤测勤纠：即每顶进一段距离，测量一次顶管机头部轴线及标高偏差情况。用电话通知顶管机头部纠偏人员，纠偏人员再将顶管机头部现在纠偏角度、各方向上千斤顶的油压值、轴线的偏差等报给中控室，输入微机。微机将显示出纠偏方法、数据，再按此进行纠偏。 小角度纠偏：每次纠偏角度要小，微机每次指出的纠偏角度变化值一般的都不大于0.58，当累计纠偏角度过大时应与值班工程师联系，决定如何纠偏，此时应特别慎重。 纠偏操作中不能大起大落，如果在某处已经出现了较大的偏差，这时也要保持管道轴线以适当的曲率半径逐步地返回到轴线上来，避免相邻两段间形成的夹角过大。(8)地下有害气体防治措施由于顶管穿越的土层，可能存在沼气等有害气体，因顶管采用的顶管机对地下水及有毒、可燃气体有良好的密封作用，一般情况下对施工不产生影响，为防止意外，因此采取以下措施：a、在顶管机内及管道设置有毒有害气体报警装置，同时按管内施工人员数量配备足够的氧气面罩，以备急用。b、管内设置应排风管道，由轴流风机将气体排出井口，一旦报警装置显示管内有害气体，即启动排风系统，迅速抽取管内有害气体，并通过程控电话通知供气房，加大对管内净化气体的供应量。c、建立健全管内动火制度，中继环处配置干粉灭火机及泡沫灭火机，管内施工员人不允许吸烟，管内动用明火施工必须开具动火证明且专职安全员在场监督。d、如果发现开挖土体含大量沼气，且浓度较高时，立即停止顶管施工。会同工程技术人员制定详细、周密的施工方案，报监理、业主同意后方可继续施工。(9)减阻泥浆管理及控制顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力，我们在注浆时做到以下几点：选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。主要指标为造浆率、失水量和动塑比。在管子上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供应商的建议但都必须按照规范进行，使用前必须先进行试验。一般性能见下表： 膨润土纯碱掺加药剂漏斗粘度视粘度CP失水量ml终应力比重稳定性84Cmc、PHPl19”22112.6801.04800.001压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的桨液形成情况。注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。在注浆孔中设置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响注浆效果。注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。注浆泵选择脉动小的螺杆泵，流量与顶进速度相应配。(10)地面沉降控制措施地面沉降控制监测地表监控采用地表和深层观测相结合的方法。沿顶进轴线的管线保护和重要区段应增加每天监测次数以致进行24小时跟踪监测。正常情况下地面的观测点每天进行12次沉降跟踪观测，经数据处理分析后作为及时调整顶管机参数的依据，减小地面沉降量。顶管注浆顶管注浆压力和注浆量是直接影响地面沉降的关键因素，为精确控制注浆压力和注浆量，施工中应用“综合信息控制法”，能有效控制地表沉降量要求的范围内。5、突发事故的应急处理(1)、当在顶进过程中遇到障碍物时：如果在顶进过程中遇到的障碍物可破碎时可以用工具管机头的搅刀破碎来去除障碍物。遇到不可破碎障碍物时，可以在机头前进行注浆固结土体，然后将机头上人孔打开进行清除。(2)、遇到机头快速下沉时当遇到软土层时，或遇到地下暗河（塘）时，机头将会下沉而无法纠偏，此时可采用加固的方法，如注浆等，或降低地下水位(井点降水)，以保证工具管机头不下沉。或地质变化很大，突然间变硬或变软，这可以通过管道的泥水流量和压力表读数来判断，如果突然变硬了，减慢顶进速度；如果地质太软，加快顶进。为了防止土的承载力急剧下降，出洞时已把第一至第三节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。 （3）地层中如果发生承压水时，可加快推进速度，减少送水量，快速通过滞水层。 以上情况对于泥水平衡机比较容易处理。6、顶管施工质量通病及防治(1)、在顶进过程中压力突然增大a、首先要分析原因是以下几种情况引起的：工具管前段遇到障碍物，管道轴线偏差形成弯曲：减阻介质注入不及时或不足；顶进设备发生障碍；停顶时间过久等几种情况引起的。b、防止措施：顶进过程中严格执行勤测量、勤纠偏，小量纠偏操作要求。按不同的地质条件配置适宜的泥浆，并做到“同次、及时、足量”。施工前对设备进行认真的验收保养，发生故障及时排除。c、总之，发生顶力过大的情况时，应立即停止顶进，查明原因，判明情况后采取相应的措施进行治理。(2)、地面的沉降与隆起顶管施工过程中或施工后，在管道轴线两侧一定范围内发生地面沉降与隆起，使管道周围民用设施(指葡萄架)受到影响，甚至危及到正常使用和安全。原因分析：A、开挖端面的取土量过多或过少，使工具管推进压力与开挖土体压力不平衡，造成地面沉降与隆起。B、管道轴线偏差或纠偏不当造成的地层土体损失。c、管道外围环空隙引起的地基土体损失或顶管完成后未置换泥浆造成的土体损失。防止措施：A、施工前应对工程地质条件和环境情况进行周密细致的调查，制定切实可行的施工方案，正确选用工具管，并对距离管道近的民用设施(指葡萄架)采取相应的加固保护措施。B、设置测力装置，以便掌握顶进压力，保持顶进压力与前端土体压力平衡。C、严格控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量纠偏的操作方法。(3)、工具管沿圆周方向旋转，使顶进操作发生困难。原因分析：A、工具管前端上层软硬不均匀，使工具管受力不均匀，造成工具管向土层软的方向旋转。B、顶进千斤顶及油路布置不合理，千斤顶之间存在着顶进时间差，使顶进合力线偏移，造成工具管旋转。C、顶管轴线偏差时，纠偏量过大，使工具管发生旋转。预防措施：A、遇前端土层软硬不均匀，采取多控硬、少控软的办法。B、顶进前应将千斤顶逐台试好，要采用同规格油缸，并使液压泵到千斤顶之间的距离相等、管径一致。C、严格控制轴线的偏差，执行勤测量、勤纠偏，小量纠偏的操作方法。治理方法：A、可采用单侧配重的方法加以纠正。B、可以利用纠偏同旋转间的规律，配合上下方向的纠偏，造成一定的左右偏差使工具管得到一个反方向旋转的力，将工具管逐渐纠正。五、施工计划1.施工进度计划（总长度69m）总工期45天；7月29日8月7日 水泥搅拌桩施工8月8日8月10日 开挖第一道围檩、绑扎钢筋浇注砼8月11日8月13日 开挖第二道围檩8月14日8月16日 开挖基础、浇注垫层8月17日 绑扎基础钢筋并浇注基础砼8月18日8月20日 绑扎墙身钢筋并浇注砼8月28日8月31日 顶管施工9月1日9月2日 拆除顶管设备、与直埋管接拢9月3日9月4日 管道内防腐作业9月5日9月6日 管道试压 实际工期根据施工场地实际进度情况作相应调整。2.施工资源计划(1)、主要施工机械设备计划序号设备名称（型号规格）功率/能力数量备 注1汽车吊 50t12电焊机 AX-50023电焊机 BX-50024砂轮机 S3-35025潜水泵 QY-2.586泥浆泵 10067泥浆泵 15068低压水泵 400m3/h49高压水泵 75KW110砂石泵 75KW211电动空压机 10m3212水力机械213泥水平衡顶管机 DN1500114主顶油缸250t2015主油泵车 DB-3003备用1台16触变泥浆站 117压浆机 BW-200318空气滤清器 219轴流风机 CF-5220经纬仪 T2221水准仪 NA22(2)、劳动力计划序 号名 称人 数1起重工、吊车司机22机械维修工、钳工13电工、安全员24电焊工45测量工26泥浆工27普工3合 计16六、环境监测1. 监测内容在工程施工中，不仅要保证工程的安全、质量和进度。亦需对工程四周环境，交通干线加以保护，使其受影响减到最小程度。因此，根据工程具体情况于输水管道顶管轴线两侧15m范围内的管线，建（构）筑物，地表变形等相邻环境进行监测。主要驳岸布置沉降观测点，进行监测。2. 测点布设(1)、邻近建（构）筑物沉降监测点的布置，主要从顶管施工引起的地面沉降的影响范围这一角度出发，来确定被监测的邻近建筑物、构筑物是否安全，防止因施工而引起邻近建（构）筑物的结构破坏。建（构）筑物沉降点一般布设在建（构）筑物主要受力点部位。(2)、顶管施工时，沿顶管轴线布置若干垂直于轴线的观测断面，每个断面设5个观测点，对施工引起的地面沉降进行监测。采用水准仪测量。(3)、为了保护建（构）筑物，避免因土体沉降引起建（构）筑物的破坏，须对建（构）筑物进行必要的沉降观测，严密控制建（构）筑物的下沉量。按建（构）筑物的重要性、危险性有选择地在建（构）筑物设立一定密度的监测点，监测建（构）筑物是否发生沉降等情况。即在建（构）筑物垂直上方布置地面沉降观测点，通过地面沉降来确定建（构）筑物面的下沉量。(4)、测点密度为每5m设一点，范围为顶管轴线两则各15m，设沉降点3个，测点间距为5m。4. 监测频率(1)、建（构）筑物监测在顶管经过时，每天8次，穿过后每天4次，共测二周。(2)、顶管施工地面沉降观测范围为顶管机头前后各20m，每天二次，顶管机头后20m以外，每周测二次，后期沉降观测每月一次。七、安全文明施工保证体系1. 安全保证管理体系项目经理作为项目生产安全地第一责任人，全面负责项目各项安全管理工作的实施。项目安全工程师检查工程施工过程中各项安全措施到位情况。安全员、项目管理人员以及各工种的班组长，对自己所负责施工内容进行直接安全管理。安全管理网络图 安全管理网络图项目经理项目副经理项目工程师质量员技术员施工员合同员机管员材料员安全员综合员 基础公司起重组电工组钳工组2. 安全保证措施建立、健全各级安全生产责任制，责任落实到人；进行全面的针对性的安全技术交底；各项经济承包有明确的安全指标和包括奖惩办法在内的保证措施；特种作业人员必须培训考试合格后持证上岗；建立定期安全检查制度，查出隐患必须定人限时整改；进入施工现场，必须遵章守纪，佩带安全帽；高空作业无安全设施的必须戴好安全带，并扣好保险钩；施工现场按规定悬挂“七牌二图”与安全标牌及灭火机；支架、脚手架搭设必须规范，建立现场巡视值班制度，发现隐患立即整改。3. 重点工序的安全措施(1)、管内通风由于顶管管内施工作业频繁，管内空气流通不畅，并且顶管穿越的土层，可能存在沼气等有害气体，为保证作业人员的健康，需采取以下措施：管内采取抽吸式通风方式，采用空压机将新鲜压缩空气送至顶管机头部；排气采用管内设置三道轴流风机排气，保证浑浊空气及时外排。在顶管机内及管道每30m处设置有毒有害气体报警装置，同时按管内施工人员数量配备足够的氧气面罩，以备急用。建立健全管内动火制度，中继环处配置干粉灭火机及泡沫灭火机，管内施工员人不允许吸烟，管内动用明火施工必须开具动火证明且专职安全员在场监督。如果发现开挖土体含大量沼气，且浓度较高时，立即停止顶管施工。会同工程技术人员制定详细、周密的施工方案，报监理、业主同意后方可继续施工。(2)、顶管用电安全本工程为单段长距离顶管，虽然采用高压水作为动力，但管内用电也必须注意安全。管内供电系统必须配备可靠的触电、漏电保护装置。井上井下与管内照明用电采用24v的低压行灯。施工中应保证高压电缆、配电箱具有良好的绝缘性能，电缆接头应连接方便可靠，电器设备的检修维护必须有专人负责。同时作业人员必须具备高压电操作技能，做到持证上岗。(3)、管节吊运顶管施工中钢管节需在地面吊运入井，垂直运输十分频繁。故极易发生坠物伤人事故。因此施工中应在井四周设安全挡板，防止井边坠物伤人；起重履带吊等设备有限位保险装置，不带病、超负荷工作并定期检修：履带吊操作由专人持证上岗：吊装时，施工现场有两名指挥，井上下各一名：定期检查料索具，发现断丝超标、钢丝绳棱角边损坏等现象，及时报废更换；同时加强施工人员教育，严禁向下抛物。(4)、环境保护本顶管工程重点工序为顶管施工。施工主要废弃物为顶管施工产生的大量泥浆，由于本工程施工规模大，产生的泥浆量也十分巨大，如不能够及时处理将可能对周边环境产生较大影响。因此，我公司结合以往施工经验，以及根据现场实际情况，施工产生的泥浆直接通过泥罐车排放到有关部门指定区域，避免污染环境。(5)、现场文明施工措施本施工区域与非施工区域必须严格分隔；施工现场必须做到挂牌施工和管理人员配卡上岗；工地现场施工标必须堆放整齐；工地生活设施必须清洁文明；工地现场必须开展以创建文明工地为主要内容的政治思想工作。在现场人员中广泛开展“七不”宣传，争做文明市民。要防止泥浆、污水、废水和其它混浊废弃物流入下水道或河道。施工中各类垃圾应堆置在规定地点及时处理，不得倒入河中和居民生活垃圾容器。实现施工区域、生活区域的标准化。八、应急救援预案1、触电事故应急救援流程： 发现事故现场发生触电事故，首先采取正确方法切断事故电源、做好二次伤害措施、对伤员进行抢救（人工呼吸或心脏挤压法），在急救中心到来之前，抢救工作不能停止，保护现场，同时打急救中心电话并疏散现场围观人群，派人去路口迎接急救车辆。 (1)、发生低压触电事故，可采用下列方法使