顶管工程施工方案【非常好的一份专业资料】

1 XX市第五水厂取水工程 顶管工程施工方案 编制单位： XX 省水利建设工程有限公司 XX 第五水厂取水工程项目 编制时间： 2008 年 10 月 19 日 2 批 准： 审 核： 编 制： 3 1 概 述 1.1 工程概况 本工程引水管为钢管，采用顶管法进行施工。顶管 2 根，单根顶进长度为 407m，由取水泵房（兼作 顶管工作井）始发。地面平均标高约为 +2.7m，顶管中心标高出洞处为 -5.5m，终端为 -5.00m，覆土深度 8.0m 左右（局部鱼塘部位 4.5 m 左右） 。钢管材料 Q235，顶管外径 1820mm， 管壁厚度 18mm。 引水管由顶管和水下沉管两部分组成。泵房进水间至大堤外坡脚为顶管，单根长 407米，管规格为 1820 18mm钢管。 顶管端至取水头之间一段引水管采用水下沉管、开挖敷设，单根敷管长约 50米，规格为直径 1820 18mm 的钢管（ Q235）。沉管段采用 C20混凝土包裹。 1.2 工程地质 1.2.1土层土质 层（ Q4ml）：素填土地，粉质粘土、粘土，灰、褐黄色，杂少量粉土地，含少量植物根茎，为耕作土地，层厚 0.6！ 6.3m，场地除水域部位外普遍分布。 层（ Q4al+pl）：淤泥质粉质粘土地，局部粘土，灰色，夹少量粉土薄层。流塑状态，稍感光滑，无摇震反应，干强度、韧性中等，高压缩性。层厚 1.211.4m，场地普遍分布。 ， 层（ Q4al+pl）：粉土，灰色，含云母片，很湿，松散，无光泽，摇震反应中等，中压缩性，弱透水 ，场地局部分布，呈透镜体状分布于 层土中。 层（ Q4al+pl）：粉砂，灰色，局部粉土地，含云母片，夹粉质粘土薄层，局部互层，其中粉土层饱和，松散，局部稍密，矿物成分以长石、石英为主，颗粒级配不良，颗粒为亚圆形为主，粘粒含量 0.82.6%，中压缩性，所夹粉质粘土薄层呈流塑状态，稍有光泽，无摇震反应，干强度、韧性中等。层厚 1.25m10.2m，场地普遍分布。 ， 层（ Q4al+pl）：淤泥质粉质粘土，灰色。流塑，稍 感光滑，无摇震反应，干强度、韧性中等，高压缩性。呈透镜体状分布于 层中部，揭示厚度 0.50.7m。 层（ Q4al+pl）：粉砂，灰色，局部细砂，含少量云母片，夹粉质粘土薄层，饱和，中密，矿物成分主要为长石、石英，颗粒级配不良，颗粒为亚圆形，粘粒含量 0.011.3%，中偏低压缩性，最大揭示厚度为 10.2m。 ， 层（ Q4al+pl）：粉质粘土，灰色，夹少量粉土薄层，流塑，稍感光滑，无摇震反应， 4 干强度、韧性中等，中压 缩性。呈透镜体状分布于 层土中。 层（ Q4al+pl）：粉砂，灰色，局部细砂，含少量云母片，偶夹粉质粘土薄层，饱和，中密 密实，矿物成分主要为长石、石英，颗粒级配不良，颗粒为亚圆形，粘粒含量为0.015.3%，最大揭示厚度 18.15m，未揭穿。 ， 层（ Q4al+pl）：粉质粘土，灰色，质软，偶夹粉土薄层。流塑，稍感光滑，无摇震反应，干强度、韧性中等，中压缩性。呈透镜体状分布，揭示厚度为 0.67.2m。 ， 层（ Q4al+pl）：粉土，灰色，夹少量粉质粘土薄层。稍密，很湿，摇震反应中等，干强度、韧性低，中压缩性。呈透镜体状分布，揭示厚度为 4.0m。 1.2.2土层参数 各土层参数成果表 层号 土类 渗透系数（ cm/s） 透水等级 凝聚力（ kpa） 内摩擦角（度） 承载力（ kpa） 摩阻力（ kpa） 1 素填土、粉质粘土、粘土 2.79*10-6 微透水 18.1 14.3 2 淤泥质粉质粘土 1.73*10-6 微透水 14.2 13.1 65 10 3， 粉土 100 20 3 粉砂 3.78*10-4 中等透水 4.2 26.6 80 12 3， 淤泥质粉质粘土 3.25*10-6 微透水 11.7 14.5 70 12 4 粉砂 1.81*10-5 弱透水 4.8 24.7 140 23 4， 粉质粘土 17.0 20.3 80 6 粉砂 3.85*10-4 中等透水 4.8 26.3 170 6， 粉质粘土 1.51*10-6 微透水 15.1 15.9 110 6， 粉土 3.30*10-6 微透水 10.0 23.0 150 1.3 交通情况 工程地处长江岸边，水上交通和陆地交通条件都很方便。施工用管材的直接从 江堤着道路运至现场 。 1.4 工程特点 顶管 长度 较大，施工过程中应做好高差及轴线测量的纠偏工作。 5 顶管与沉管接头能否顺利连接也是本工程施工的 一个 难点。 工期紧张，只有不到一个月的有效工作时间，两根管道要同时顶进 。 1.5 现场项目组织机构 本工程施工管理上将严格按项目法组织施工，执行责任承包制，在部门设置上将配齐从开工至交工所有的职能部门人员，以确保 整个 顶管 工程在施工全过程中具有连贯性。公司技术、质量、安全、材料、动力等职能部门严格遵照公司项目制度，定期深入项目，切实监督、指导、控制、服务于项目，从而为全面管理、全面协调、全面控制创造有利条件。 1.6 技术力量配备 我公司将根据本工程特点及工期要求，为本工程配置 4个专业施工队，并按计划分批组织劳动力进场，进场施工的人数以保证工期为目标。分工如下： 防腐 作业队 ：负责预埋件、钢构件的制作加工、组装、防腐，共约 8人。 顶管施工队：负责引水管顶管施工，共约 35人 ，分两个作业班组。 水上吊装施工队：负责 机头打捞工 作及 水上沉管、取水头等水下安装，共约 10人。 测量队：负责陆上、水上建立测量控制网，放线、定位、测量，配合各作业施工项目经理 项目副经理 项目总工 工程科 质检科 安全科 器材科 水上吊装队 防 腐作业队 顶管施工队 测 量 队 6 队的日常三班测量、沉降观测等测量工作，共约 6人。 施工作业层是在施工过程中的实际操作人员，是施工质量、进度、安全、文明施工最直接的保证者。故我公司在选择劳务操作人员时的原则为：具有良好的质量、安全意识；具有较高的技术等级；具有相类似工程的施工经验的人员。 作业层专业人员约为 50人，其中包括机械操作工、机修工、电工、管工、焊工、起重工、测量工等，这些人员均为我公司曾经参加过相类似工程的施工，具 有丰富的经验，持有相应上岗操作证的人员。 在我公司工作业务成熟的劳务人员，进场人员都具有一定的素质。作业层组织由公司劳资科根据项目部的劳动力计划，在全公司进行平衡调配，同时确保进场人员的各项素质达到项目的要求，并以确保满足施工质量进度为最基本原则。 1.7 施工总体部署 1.7.1 工期目标 从顶管正式开始顶进至顶管结束需 三十 天 ，管节长度 6m，分两个班组同时顶进，每个顶管工作班组日完成量约 3根。 1.7.2 质量目标 分项工程合格率 100%；分部工程优良率。 工程竣工验收合格率 100%；主体工程及关键部位质量优良。 1.7.3 安全目标 无 死 亡事故 ，无重伤事故，千人负伤率不超过 1.5 。 1.7.4 工程项目管理 （ 1）机具组织 对拟派往本工程的主要机械设备随时准备运至施工现场进行安装、调试、运行。其它机具设备将根据工程需要由我公司 租赁分公司 组织调配，同时保证这些进入现场的设备的使用过程中的完好性。 （ 2）材料组织 材料主要为自行采购材料，这部分材料我公司将货比三家，从质量上、价格上把关，并对进场材料质量进行把关。 管材由具备资质的专业厂生产。 （ 3）运输及现场组织 7 材料按施工进度分批进场，合理堆放、排列整齐，保证现场文明施工规范、标准。 （ 4）协调组织 由于本工程施工专业多，这就要求我们加大协调力度，为施工队伍提供合理的施工作业面，协调各工序的衔接，提供必要的办公、仓储条件，为本工程整体、有序施工创造良好的条件。 1.7.5 施工通讯 施工期间的通讯采用高频对讲机和移动电话，水下潜水员和船上指挥人员采用有线对讲系统。 1.7.6 施工用电 本工程施工用电由甲方提供的接入点接入，配备 400A配电箱两个，用量须满足钢结构制作、顶管以及水上施工的需要，并装表计量。 1.7.7 施工用水 生活用水为厂区自来水，施工现场用水直接从长江取水。 1.8 顶管设备选型 1.8.1 顶管机头选择 选用机械式泥水 平衡顶管掘进机。机械式泥水平衡顶管掘进机是一种刀盘可伸缩的掘进机，操作在地面室内进行的，机头前方无需进人操作。 掘进机前壳体的前端是刀盘，在刀盘的后面就是泥水仓。刀盘是由电动机通过行星减切削刀盘 切口 封板 纠偏千斤顶 壳体前后倾斜仪切土口控制 电动机吊盘测量仪器液压泵电视摄像仪垫板旁通阀法兰接头排泥浆软管橡胶垫板密封圈 排泥浆软管减速装置 8 速器减速以后再驱动的。刀盘可在泥水仓前后移动。刀盘上有二至四个矩形槽，槽内安放着可以前后伸缩的刀排和刀头。刀排向前伸时，可以切削土体，同时被切削下来的土从刀头与刀盘之间的空隙进入泥水仓内。在刀盘的面板上还散布着一个个固定的刀头。该刀头是在槽内刀头缩回后切削土体用的。在刀盘边缘还有几把边缘刀头，该刀头能在校正方向过程中把掘进 机边缘的土挖净，使掘进机的方向容易校正。在平时，不进行方向校正时，该刀头可把掘进机前方的土挖成与掘进机壳体一样大小的洞，使掘进机顶进过程中，不使刀盘受挤压的力过大而影响平衡的力。在土质条件比较硬的情况下更是如此。在前后壳体之间有纠偏油缸，在掘进机下部平行地安装着两根管子为进、排泥管。 该掘进机的机械式泥水平衡机理在于刀盘伸缩的液压系统。由于刀盘的伸缩是由油缸控制的，因此，只要控制刀盘油缸后腔的压力，就可以控制刀盘前面的平衡压力。油缸后腔与油泵和溢流阀同时接通，溢流阀调定某一压力值，当掘进机前的土压力大于设定 值时，刀盘就后缩，而且刀盘与刀头的空隙增大，进土量也就增加，前方土压力就下降。反之，当掘进机前的土压力小于设定值时，刀盘就向前伸，刀盘一直处于这种前后浮动状态，从而使掘进机前方的土压力保持在某一设定的值附近不变。这就是该掘进机用机械方式的刀盘来平衡掘进机所处土层的土压力。 该掘进机还有另一种平衡功能，即由控制排泥管的泥水流量来间接控制开挖面的地下水压力。它把泥水压力控制在比掘进机所处土层的地下水压力高出 20Kpa。从而避免了开挖面的地下水干扰影响。由于该掘进机有机械平衡土压力和泥水压力平衡地下水压的双重平 衡功能，因此，它施工过后的地面沉降较小 ，最大限度的减少对原状土的影响，保护大堤和地表附着物的安全。 1.8.2 主顶进装置 主顶进系统由油缸组、顶进环、钢后靠及液压泵站等组成，其主要功能是完成管节顶进，是顶管设备系统的主要组成部份。 油缸组 油缸组由 4 只油缸分两列左右对称布置，每列各 2 只油缸叠积而成，并用可分式结构的支座固定，用联接梁连成一体。 9 油缸选用我公司生产的双冲程、双作用等推力液压千斤项，每只油缸最大推力为2000kN，装备推力为 8000kN，满足管节最大承受顶力的要求。油缸行程 3.0m，提 高了工效，并减轻了劳动强度。 液压泵站 选用 2台 A2F28RP2斜1 轴式柱塞油泵，配备Y200L 6 型电机。通过调速阀可改变油泵的流量，据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速。以满足开挖面土压平衡的条件，从而起到控制地面沉降的作用。 钢后靠 管节顶进时油缸的反力，通过钢后靠均匀地传递到工作井井壁上，避免井壁受力不均或局部受力过大造成井壁结构破坏。钢后靠安装时，应与顶进轴线保持垂直，确保整体接触。 本工程 顶管后靠置于水泵间内，固定于底板上，通过加设钢管最终将后顶力将传到南 侧井壁。 注浆设备系统 在顶管施工中，能否及时地有效地向管节外围压注触变泥浆，以形成和维护好泥浆套，起到高效的减摩作用，往往是顶管成败的关键。 施工用的膨润土触变泥浆，是在地面压浆站配制后，通过液压注浆泵压入输浆总泥浆池 渣浆泵机头 10 管及管节上设置的环形分管注入至顶管机及管节的各个注浆孔形成管节外围泥浆套。地面储浆箱外形尺寸 L B H 2 1.5 1m=3m3，由搅拌筒搅拌的泥浆抽入储浆箱进行水化膨胀，再通过液压注浆泵压入管内，在膨润土泥浆压入以前，对储浆箱内经水化的泥浆再一次搅拌，以减少压浆管道的阻尼 。注浆泵站由 SYB50 50 II 型单缸液压注浆泵和液压动力站组成，注浆量 Q 80L min，注浆压力 P=0.28 0.3MPa，输浆总管由 2”镀锌钢管和球阀、水暖管件等组成，与管节上各压浆孔接通的环形管，采用 1”高压软管。 泥水管路系统 泥水系统选用二台石家庄水泵厂生产的渣浆泵。一台放在地面上为送泥泵，另一台放在基坑下为排泥泵。进泥管路采用 4“无缝钢管，排泥管路采用 4“无缝钢管，管节接头为卡箍式活络接头。基坑内设有旁通装置等。泥水系统采用 Telemole 管路系统。渣浆泵型号： 4/3 C AH，电机功率 18.5KW，流量 90m3/h，扬程 21.8m。顶管施工的管内出土是影响工效的关键环节，因为采用泥水管路系统可使顶管实现连续推进。 掘进施工中分为四个状态：停止状态、旁路状态、掘进状态及逆洗状态。 在“停止状态”，切口水压若下降时，可以及时控制蝶阀的开度，使送泥水管道中的泥水补充到泥水仓，让切口水压力上升并稳定在设定值上。此时若送泥水管道中水压力低于设定值就可连动开启压力调节阀和进水泵，以提高管道水压力。 在“旁路状态”时，顺利开启电磁比例阀，启动进水泵，开启进水阀截止阀，再逐个启动排泥泵、 接力泵、 PE 泵。系统启动数分钟后，当送排泥水压油流量趋于稳定，并使送泥水压力和切口水压力基本相同时，再可操作到“顶进状态”。 进入“顶进状态”时，顺利开启机头阀，开启进水阀、截止阀，关闭旁通阀。泥水输送系统可逐渐达到泥水平衡，调整送泥水压和排泥流量，使推进过程中一直保持泥水平衡，若在顶进过程中，切口水压值偏离设定值，操作人员应采取措施，使之恢复正常，若切口水压继续偏离，应立即切换到“旁路状态”。 11 如果切口水压的偏离原因是泥水管道堵塞引起的，就应操作至“逆洗状态”，相应转换阀动作，对堵塞管道进行冲洗。管道畅逼 后，应再转换到“旁路状态”。 顶进结束，应将“顶进状态”切换到“旁路状态”，待泥水平衡后，再切换到“停止状态”。 2 施工方法 2.1 施工准备 勘测施工现场，熟悉掌握设计图纸，编制详细的施工组织设计 编制材料、构件购买、进场计划，落实合格供应商。 制定项目质量计划，编制安全施工技术措施，并对作业层进行安全、技术交底。 组织施工机械、技术人员进场。 根据甲方提供的测量控制点，编制测量方案，建立测量控制网，设置控制点。 向海事、水利管理部门申请办理有关手续，上报施工方案，申请施工许可证。 组织施 工方案会审。 2.2 施工测量 施测依据根据甲方提供的测量控制点，严格执行工程测量规范（中华人民共和国国家标准 GB50026-93）。 仪器选择： TOPCON 型全站仪、 DS3水准仪、 J2经纬仪、 50m钢尺、普通水准尺等，仪器须经法定计量单位检定合格后且在有效使用期内。 施测方法根据甲方提供的控制桩布设足够的施工控制桩，施工控制桩按一级导线精度设置，测距中误差 15mm；测角中误差 5，相对闭合差 1/14000。控制桩应布置在不易遭受施工破坏的地点，并设明显标志。 高程控制测量：以甲方提供的控制点为基 础，布置一条三等水准网，并定期复测，确保施工所需精度，控制桩的位置应设在沉降稳定的地点。 测量仪器：测角及轴线测量采用全站仪，角度测量两测回，双向测距；高程测量采用水准仪。 测量方法：根据施工图编制测量方案，严格执行成果资料的计算、复核制度和测量的初、复测制度。 12 2.3 顶管施工方法 2.3.1 顶管施工流程图 顶管准备 顶管掘进机就位 泥浆房 汽车吊进场 顶进设备进场 导轨拼装 后座顶板安装 后座千斤顶安装 井内其它设备安装 机头调试 拆除闷板 后座顶进 工具头进行试运转 安装出泥系统 测 量 压 浆 出 土 供 气 管段顶进 钢管焊接 顶管掘进机穿墙管 顶管掘进机推进 钢管段拼装 轴线高程控制网 拌 浆 通风系统 配电间 供 电 钢管验收 水下割除掘进机 管内设备转移 出泥系统 竣工测量 13 2.3.2 供电系统 工作 井现场由业主提供变压器供电，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。 第一路：泥浆间： 2 10KW 空压机： 45KW 现场照明： 10KW 第二路：后座油泵： 2 22KW=44KW 电焊机： 4 10KW=40KW 第三路：工具头 150KW 管内照明： 10KW 管内用三相五芯式 25m电缆供电。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 36v 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。 2.3.3 测量系统 1）平面控制网的建立 地面上按业主提供的井位轴线控制桩定位。采用全站仪测量。 新穿墙套管安装结束后，测量穿墙套管的实际中心轴线坐标，与顶管终点的理论坐标（此点在江水中）确定为顶管顶进轴线，计算出该控制轴线上的测站点坐标，将测站点坐标用全站仪投放到工作井测量平台上，照准穿墙套管中心线并引至沉井壁上，作为顶管顶进的中轴线。在沉井四周建立测量控制网，并定期进行复核各控制点。 2）管道轴向测量 设计图纸要求，管道轴线允许偏差 控制在允 许范围内 。 顶进过程中轴线控制，架全站仪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，根据全站仪十字丝在工具头中心的偏移情况指挥纠偏。 3）顶管水准测量 本次顶管高程控制拟采用全站仪进行，设全站仪在测站点上，在沉井内设一水准高程点，用全站仪准确测量水准点与工具头部的高差，计算出工具头部的理论高程，来指挥高差纠偏。或者按照设计图纸上的倾斜角度，将全站仪的竖直度盘角度设置好，则这条线始终平行于顶管的顶进线，根据穿墙套管处和工具头部量出的高低差来指挥高程纠偏。 14 为了确保顶管工具头准确到达设计高程，在顶 进到最后 30 50m时，用几种不同的方式，对管道进行全线复核，确保测量工作做到万无一失。 2.3.4 顶管工作坑设施 基坑导轨应具有足够的强度和刚度。本工程基坑导轨由型钢和钢板焊接而成。在工作井底板基础上应事先预埋钢板，预埋钢板的位置与基坑导轨相吻合，以便导轨与之焊接。预埋钢板上的锚固钢筋要焊牢并有足够的锚固强度，导轨安放后，还应在二侧用型钢支撑好，必要时再浇筑混凝土，确保导轨在受撞击的条件下，不走动，不变形。 主顶油缸架是拼装式结构，主顶油缸架的安装也要定位准确。保证油缸受力点的正确位置。其高程和平面安装误差小于 5mm。 承压壁是承受和传递全部顶力的后座墙，更应具有足够的强度和刚度，并有足够安全度。本工程的承压壁设计在混凝土上先用钢筋混凝土浇平，后靠钢板用 70钢板。 工作井平面布置 ： 程采用 25T汽车吊，在工作井实行全封闭隔离，并建必要的生产临时设施。要保持施工现场的文明、安全和卫生整洁。 15 2.3.5 顶进计算 1、顶进设备允许最大顶力 1)顶进设备允许最大顶力 4台 2000KN双冲程油缸，总推力为 8000KN。 2) 控制顶力的确定 本工程根据以上计算确定为： D1800： F 控 4140KN 2、顶力计算与中继 间设置方案 1) 机头迎面阻力 D1800 F1 rHtg2(45 +18 /2)*A 18*4.5tg252【 *(1800 2)2】 620KN 2) 机头外壁阻力 D1800 F2 d*L0*f0 *1.8*4.5*15 382KN 16 3) 管外壁摩阻力 D1800 F3 DLf(以最长一节 406m 计算 ) 1.8*406*3 6884KN 4) 总阻力 D1800 F F1+F2+F3 620+382+6884=7886KN 由于以上总阻力接近其控制顶力 ,所以本工程计划设一个中继间。 3中继环设计 为提高工程的可靠性，中继间安装 16只 500KN双作用油缸，总推力 8000KN（实际控制顶力为 6000KN），油缸行程为 500mm，由于中继环的实际总推力是顶进阻力引起的，所以在正 常顶进条件下，中继环液压系统工作压力较低，设备故障率小，可靠性高。中继间的结构形式是经过立车切削加工的，尺寸精度高。在中继间处设一台液压动力机组，中继间和主顶进装置由 PLC 可编程序计算器实现预定的联动，只需一名操作人员就可控制。在中继间处还安置了行程仪传感器，在操纵台上显示出行程读数，以便操作人员控制。 由于中继间启动伸缩次数很多。密封圈极易摩损失效而发生漏水、漏泥砂、漏浆等现象，给工程带来严重后果，甚至发生工程事故。为此本工程中继间结构采用径向可调密封形式，并设二道密封圈。在二道密封圈之间设置 4只可以压注 润滑油脂的油嘴，以减轻顶进时密封圈的摩损。还设置有 4只注浆孔，顶进时可进行同步注浆，以减小顶进阻力。（见下图） 17 中继间主要技术参数： 中继间外形尺寸： D d L 1820 1780 2000mm 油缸数量： 16只 油缸尺寸： D d L 236 180 1000mm 油缸行程： S=500m 限定油压： P 额 22Mpa 限定推力： F 额 6000KN 最高油压： Pmax 31.5MPa 最大推力： Fmax 8000KN 顶进速度： V=0-50mm min 油泵型号 : ZB520-高压油泵 Pmax=31.5MPa Q=18L/min 电机型号： Y160M 4 N=15KW n 1450r min 2.3.6 触变泥浆 1) 触变泥浆的材料与配方 泥浆润滑减摩剂又称触变泥浆，是由膨润土、 CMC(粉末化学浆糊 )、纯碱和水按一定比例配方组成。不同的土质，应采用不同的配方，才能满足不同的需要。 膨润土是触变泥浆的主要材料，作为顶管施工用的膨润土应选钠基膨润土，由其拌制成的浆液，触变以后的流动性和静止下来的胶凝性、固化性都比钙基膨润土拌制 18 的浆液要 好，对土层的支承和润滑效果好。但是，我国的膨润土多为钙基膨润土，所以一般用钙基土进行钠化处理。 本工程同步注浆和补浆用同一根管路系统，选用同种配方的浆液。 2) 触变泥浆的制浆工艺 理论和实际施工表明，除了材料的选择和配方以外，触变泥浆的制浆工艺对注浆减摩效果影响很大。搅拌要充分，搅拌后静置时间一般要 12小时以上，对同一配方的材料，搅拌不充分，静置时间短，其最终流限可以降低一倍以上。为此，我们设计了高速拌浆器，经高速拌浆 30分钟以上抽入储浆箱静置，储浆箱的容积为 5m3,充分满足供浆要求。在储浆箱内另设三台搅 拌器，静置 6小时后，再次搅拌，待 12小时以后抽入另一台高速搅拌器，经再次高速搅拌压入总管。 3) 触变泥浆系统的管路布置 系统管路采用同一根总管，总管为 2白铁管，从地面将浆液通过一台液压注浆泵注入支管，在管内通过二台中间接力压浆站送到机头，以满足机尾同步注浆，由地面将浆液通过另一台液压注浆泵压入支管，并送入管内另二台中间压浆站，通过这二台压浆站执行补浆工艺。支管为 G1采用耐高压橡胶顶管和接头。在总管上，每隔 100m 设一只压力表，支管仅在机尾同步注浆断面设二只压力表。 4) 触变泥浆系统的压注方法 制定合理的操作规程，使顶进时形成的建筑空隙及时用润滑泥浆所填补，形成泥浆套，达到减少摩阻力和地面沉降，要达到这一目的，就必须严格执行顶管注浆操作规程，由专人操作，质量员检查严格把好质量关。压浆时必须坚持“先压后顶，随顶随压，及时补浆”的原则，补浆应按顺序依次进行，每班不少于 2次循环，定量压注。 a)同步跟踪注浆 地面泥浆站配制好的触变泥浆，经液压注浆泵增压后，进入输浆总管，通过环形分管注入顶管机及管节的压浆孔形成泥浆套。当管节顶进时，利用掘进机尾部环向均匀布置的四只压浆孔，与顶进同步进行跟 踪注浆，以确保当掘进机向前时在其后形成的环形空隙立即被泥浆所充填，从而形成完整的泥浆环套。 b)补压浆 管节在顶进过程中，由于有部分浆液流失到土层中去，因此必须利用砼管节上的压浆孔进行补压浆。一般在一节管节顶进结束后，就应进行补压浆。而且还要视每段顶进的阻力情况，随机采取分段补压浆。 19 c)压浆量与注浆压力 压浆量原则上控制在同步跟踪压浆量为管节外理论空隙体积的 5 倍左右，补压浆量一般为管节外理论空隙体积的 3 倍左右。 注浆压力值不宜过高也不应过小，据采用浆液的粘度和管路输送长度，我们通过 试顶后，压浆站的压力控制在 0.28 0.3MPa 较为合适。 5) 压浆工艺质量的判别和修正 a) 在管内注浆总管上每隔 100m设一只隔膜式压力表，在机尾注浆断面的支管上也各设一只压力表。顶管过程中，作业人员每班应记录各表头压力值。判断方法；如果支管路上，四个压浆点的压力值明显不同，说明没有形成环状浆套。这样就必须在压力较小的压浆孔处压浆，或者把压力超高的压浆孔处的浆液放掉一些，以使各孔压力均衡，形成整环浆套。在无压力表的支管路上，可用手触摸支管，如感觉有静止情况，说明该支管堵塞，应予排除。在总管路上，若压力表超过预定值，说明压浆量太大，反之说明压浆量不够，应给以及时调整。 b) 在顶进过程中，可以从主顶系统的液压力值推算出顶进阻力 。绘出顶力曲线变化图。如果该曲线显示顶力突然升高，就说明压浆工艺出现问题，应立即查明原因，及时调整。 2.3.7 进出洞口 1、 洞口止水装置（见图） 根据设计预留的法兰，我们在法兰上安装工作井洞口止水装置。该装置必须与导轨上的管道保持同心，误差应小于 2cm。工作井洞口止水装置密封为橡胶止水法兰。在橡胶止水法兰之前应预埋注浆孔，以便压注膨润土泥浆。 2.工作井出洞措施 a、基坑导轨、主顶油缸架、承压壁、出洞口应严格控制好设计轴线，安装精度高，并确保牢固稳定。 b、机头出洞口推进时调整好主顶油缸编组，以防机头出洞入 土后叩头。 20 2.3.8 接口 焊接 本工程是 D1800钢管 ,每 6米一段顶进 ,那么接口就需要焊接。焊接首要是拼管口 ,两个管口拼之前要把两根钢管焊缝错开至少 80厘米 ,管口一定要拼装平整、杜绝错口 ,拼好之后管口留 5毫米间隙 ,这样更容易焊透。 (如图 ) 由于本工程管径比较大 ,顶管不易停留时间过长 ,那么为了节约时间我们每道焊缝安排4 人焊接 ,里外各两人 ,焊接前要清理坡口里的垃圾和除锈 ,焊接时要注意不要有夹渣和气孔 ,焊缝要饱满不要咬边 ,外表要光滑、美观。 21 2.3.9 钢管防腐 本工程 管道在专业厂内制作， 管 道 内壁采用二底二面防腐，材 料采用 IPN8710-2B型饮水容器 防腐涂料 （ GB/T17219-1998） 。顶管外壁 涂底漆二道面漆三道 。 1） IPN8710-2B型饮水容器防腐涂料 产品要求 1产品应具有出厂合格证，必须包装完好，标志清晰，无破损，无滴漏。 2每一吨产品需检查一份出厂检验单，留作施工验收时备查。 3产品开箱使用前必须逐一察看容器标签，验定产品型号、名称、批号、重量、生产厂名和生产日期，不得使用过期变质的产品。 2）产品运输和储存 1产品运输中应防止雨淋、日光爆晒，并应符合运输部分有关规定。 2产品必须妥善保管，密封贮存在通风干燥处，防止日光照射，并隔离火源，远离热源，夏季温度高于 35时，应采取降温措施。 22 3产品自生产之日起，保质期为十个月，产品应在保质期内用完。 3）钢管除锈施工工艺 检查钢管表面，清除油污杂物，顶管内壁采用喷砂除锈。喷砂完毕，检查质量，达到Sa2.5级标准，记录填表，提交甲方验收。 管道对接完工后，对接焊处进行打磨清洁，达成 Sa2.5级 标准。 4）管道防腐涂装施工工艺 除锈质量达标后，当即进行管道防腐涂料的喷涂。 5）涂层质量检验标准 1表现：目测逐根逐层检查，要求涂层饱满、平整、无氯泡、磨面、皱纹、鼓包。 2层厚：用测厚仪或针刺法测查涂层厚度，应符合设计要求。 3粘附力：待涂层完全固化后（一般七天），在其上切一夹角为 45 60的切口，从角尖端撕开防腐层，破坏处钢铁表面仍为该材料所覆盖，不得露铁。 4用直流电 火花检漏仪（涂层缺陷检查仪）检测防腐层的连续完整性，以不打火花为合格，最低检漏电压为 2.5KV，发现针孔应予以补涂。 6）施工及注意事项 1认真清除被防腐钢管表面的油污、尘土、焊渣、氧化皮及疏松的锈蚀物。 2喷涂时一道基本固化后（即表干），才可进行下道涂层作业（一般间隔在 4 8小时之间），每道厚度控制在 40 m以上，且不发生流淌。 如果每道涂层作业间隔时间较长，必须在原涂层上用纱布擦净后再进行下道作业，以免形成隔层影响而产生剥离，第二道涂层间隔不得 超过二周，以免防止涂层薄时产生返锈现象。 3不得在雨天、雾天进行露天作业，被喷涂表面必须保持干燥，无水迹、油迹，在配料和涂刷过程中禁忌与火、酸、碱、醇等接触。 4使用时按生产厂的包装或说明书规定的比例配制，混合搅拌 5分钟，使色泽均匀后，立即进行施工，用多少配多少，冬天（ 10）约在 4小时用完，夏季约在 2小时内用完。 5在施工空间较小的场所，涂刷管道防腐时应备排通风设备，必要时施工人员需戴面 23 罩施工。 6使用后的包装容器必须密封好，以防漏水产生胶化变质。 7施工工具必须保持清洁、干燥，用毕后可放在乙组份或丙酮溶液内浸泡、洗净，以备下次再用。 8已经防腐的钢管在运输过程中，应避免与异物硬性摩擦，以免磨损防腐层，管道运至现场后，应有专人检查防腐涂层情况，发现损坏，应立即修补。 2.3.10 顶管施工技术质量保证措施 2.3.10.1 洞口加固及顶管掘进穿墙措施 顶进前所有顶进设备及顶管掘进机必须全部安装就位，进水、排泥系统接通并经过试运转正常；工具管纠偏灵活，液压系统无渗 漏；工具管调零正确；工具管调正好穿墙位置，主千斤顶顶住顶铁，缓慢将顶管掘进机顶进穿墙套管内，随即马上安 装穿墙止水装置 。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）。当工具管穿墙时，闷板开启，工具管进入穿墙管即能达到止水目的。 2.3.10.2 掘进机出洞防磕头措施 掘进机出洞时由于沉井下沉时周围土体被破坏或在出洞时洞外泥水流失过多，造成出洞时掘进机因自重太重而下磕，为防止这一现象产生，采取以下措施： 掘进机就位后，将机头垫高 mm，保持出洞时掘进机有一向上的趋势。 调整后座主推 千斤顶的合力中心，出洞时观察掘进机的状态，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。 2.3.10.3 初始顶进防止管道后退措施 由于出洞口深度较深，在初始顶进阶段正面水土压力远大于管周围的摩擦阻力。拼接管子时主推千斤顶在缩回前必须对已顶进的部分与井壁进行固定，否则管道发生后退会导致洞口止水装置受损及发生人员的生命危险，因此在初始顶进的钢管外侧埋设预埋钢板，在主推千斤顶退回前将钢管与沉井壁相连，直至钢管外壁摩阻力大于掘进机正面水土压力为止。 2.3.10.4 施工参数控制措施 1）初始顶进 24 初始顶进速度 不宜过快，一般控制在 10mm/min 左右。 出土量一般控制在 95%左右。 2）正常顶进 顶进速度，顶进速度控制在 20 30mm/min，如遇正面障碍物，应控制在 10mm/min以内。 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%。 2.3.10.5 管道抗扭转措施 顶进过程中由于周围土质的变化，纠偏的影响及管内设备的不均匀性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： 1）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。 2）顶进时在掘进机及每个中继环处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 300t 压铁。单块重量为 25kg。 掘进机若发生扭转，则将左右两只抗扭转翼板向外推出。推出越长，抗扭力矩就越大，当掘进机平衡时则缩回翼板即可。 2.3.10.6 顶管轴线控制措施 顶管要按设计要求的轴线，坡度进行。主要是掘进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： 1）勤测勤纠：初始每顶进 50cm左右，正常顶进后每一个千 斤顶行程 90cm左右测量一次工具头轴线及标高偏差情况。用电话通知工具头纠偏人员，纠偏人员再将工具头现在纠偏角度、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。 2）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 0.5，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。 3）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。 2.3.10.7 减阻泥浆管理及控制 顶进时应贯彻同步压浆与补浆相结合的原则，工具管尾部的压浆孔要及时有效地进行 25 跟踪注浆，确保能形成完整有效的泥浆环套，管道内的压浆孔进行一定量的补浆，具体补浆孔位位置设置于中继间后面一节管节及二道中继间中间管道位置上，补压浆的次数及压浆量根据施工情况而定。压浆时必须坚持“先压后顶、随压随顶、及时补浆”的原则。为保证润滑泥浆的稳定，确保泥浆满足施工要求，每拌泥浆应进行测试，浆液质量指标一般按 PH值 9 10，析水率 2%。 每米管节注浆量（按建筑空隙 400%）计算： V=（ D12 D22） /4 D1 工具管外径（ m） D2 管节外径（ m） 经计算本工程中每延长米注浆量为 V=0.25m/m。 2.3.10.8 长江大堤沉降控制保护措施 根据本工程的现场条件和特点，影响长江大堤沉降的主要因素有以下几条： 1) 机头的类型，也就是开挖面的稳定措施，本工程采用机械式泥水平衡顶管掘进机，具有二个平衡机理。能有效控制地表沉降。 2) 机壳外径与管外径之间空隙的大小，本工程建筑空隙为 2cm，既有利于泥浆套的形成，又不使空隙增大造成沉降。 3) 顶进纠偏的偏心度。本工程顶管纠偏控制角度为 0.5 实际施工尽可 能使纠偏角度小。 4) 泥浆套的形成质量。 5) 管道的密封状况。 3、减小建筑物沉降的针对性措施 1) 减小顶管过程中的地面沉降措施 a.地面监测，优化掘进机参数 在初始推进阶段，要精心组织地表监测，在轴线上方布设沉降控制桩。通过地表监测得到隆沉量与相对应的掘进机主参数（包括推进速度、开挖面土压力 ,泥水压力值，出泥浓度等）进行比较，从而优化掘进机参数，指导以后的顶管推进。 b.注浆稳定措施 除了在初始推进阶段，优化推进参数以外，在顶进过程中加强同步注浆也是有效手段之一，必须尽可能将膨润土泥浆套随机头向前移 动，形成连续的环状浆套。要选择触变性能良好的膨润土制浆材料。 26 c.严格控制纠偏角度，一般情况下纠偏角度应控制在 0.2 。当纠偏角度大于 0.5 或者偏差超过 3cm的情况下，应该报警，并逐级汇报，经研究后方可继续顶进。 2) 减小顶管后期沉降的措施 在顶进结束后，我们必须立即用纯水泥浆置换膨润土泥浆，置换水泥浆的水灰比为0.45， P=0.2 0.5Mpa， Q=0.3m3/m。 4、监测施工方案 a.在施工前，进一步摸清构筑物的地下结构和基础情况。 b.在顶管施工中，用监控来指导施工是十分必要的，依靠监控和数据的 不断反馈可避免盲目施工、冒险施工。 c. 长江大堤的沉降控制。在监测站采用水准仪，通过测量取得的数据与原始值进行对比分析，并绘制沉降速率图表，有效掌握临时长江大堤的沉降量，要求长江大堤沉降控制在 5mm之内。当发现沉降量接近控制量，必须立即停止推进，调整土压力和泥水压力控制值，并采取相应的跟踪注浆措施。各监测站对大堤进行全过程沉降、位移监测，汇总数据，分析取得的数据。 d. 监测频率 监测工作由专业人员实施，各监测内容的初始值的获得，其测值次数不少于 3次，顶管进入监测区域每 2小时至少测量 一次，必要时连续观测。当机头到达长江大堤时应连续观测。监测人员对每次的监测数据及累计数据变化规律进行分析。及时提供沉降、位移观测曲线图。 e. 报警及处理原则 如果监测数据任一项到达警戒值即向业主、设计、监理、项目部提出告警，提请有关部门关注。同时一起参与补救方案的制定和研究。有关部门得到报警口头通知后或接到书面通知后，应立即汇集监测单位和各方人员进行情况分析，必要时召开专家讨论会，调整方案，采取调整措施。 2.3.10.9 处理有关沼气及承压水的方法及措施 由于本工程顶管埋设较深，在开挖面可能会遇到沼气。为 此，在掘进机处要安置针对沼气的灭火器具。施工过程中，管内严禁抽烟。如果管内必须动用明火，应对管内气体进行详细测定，在确保绝对安全情况下，才能使用明火。 通风系统采用压风机将地面新鲜空气压送到机头处，压风机型号： FD-IN05/15,送风 27 量 2.5m3/s；功率 2*7.5KW,风管在井内采用 300 白铁皮管，管内采用 300帘布伸缩管，悬挂于管子一侧。根据计算，在顶管结束前，机头到达 822m处的风管前的送风量为 1m3/s；满足机内作业人员的卫生和安全要求。管内空气含氧率不低于 20%，新鲜空气量不低于每人每小时 30m3。有害气体浓度不低于健康标准，管内温度不超过 32 0C，相对湿度不超过80%，易燃气体的浓度不超过爆炸下限的 10%。在顶进过程中，要选用国家许可的大气检测仪器 2.3.10.10 收尾 顶进到设计位置后，将管道内所有机械设备拆除并迅速撤出，工具头暂时留在里面，待水下沉管开挖时，由潜水员进行水下冲泥后进行水下割除，在水下气割前顶管的管道内要注水，工具头内的电气部分要拆除并密封，切割后起吊上船并运走。同时在工作井这一端将管道口用闷板暂时封死，工程投入运行前再拆除。 2.3.10.11 顶管施工质量保证措施 1）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 1 2次沉降跟踪观测，经数据处理分析后作为及时调整掘进机参数的依据，减小地面沉降量。 2）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。 3 工程质量保证措施 本工程全体参建人员树立“百年大计、质量第一”的意识，认真贯彻本公司 ISO9002质量保证体系要素的要求，建立一个职责 和权限明确，互相协调起促进作用的质量保证体系，以保证达到规定的质量标准。 施工前详细、认真地踏勘施工现场，熟悉掌握施工现场临近的构筑物情况，透彻领会建设、设计、监理对工程施工质量的要求，加强技术、质量交底，进一步明确设计意图、技术要求和施工质量检验标准。 施工前认真编写施工组织设计，把保证施工质量作为主要内容之一，对保证质量的重点、难点和特殊点采取有效的施工技术措施，并专门章节阐述技术措施的内容和实施 28 细则。 施工前，对参与本工程施工的技术人员、主要管理人员、班组长直到每个操作工人进行层层技术、质 量交底，建立技术培训、持证上岗制度。 质量标准：符合施工图纸、设计变更通知单及有关的设计文件。要求顶管部分；顶进不顶偏，焊接符合要求。管内不得有泥土、建筑垃圾等杂物。顶管在纠偏过程中，应勤测量，多微调，每项纠偏角度应保持 10 20，不得大于 0.5。 及时征取建设单位对工程施工的指导意见，对施工图纸未尽的与工程施工有关的问题。 建立有效的施工质量控制反馈信息化管理方法，根据施工实测数据，及时调整修正各项施工参数，以确保达到规定的质量标准。 测量定位用经纬仪、水准仪及控制质量监测设备须经检 定合格。在使用周期内的计量工具按二级计量标准进行计量监测控制。 施工基准量测选派经验丰富的资深工程师和责任心强的测量工进行。轴线定位桩须标志明显严格保护，并定期聘请专业测量单位进行成果校核，测量数据及时报送监理工程师，虚心听从监理指导。 严格执行成品、半成品和原材料验收管理制度，按规格、品种分类挂牌堆放。作好材料进场记录，质保书及外观质量查验，原材料性能复试，严格杜绝使用不合格品 . 施工中必须对每道工序执行施工质量的监测，抽检由公司质检科和甲方代表执行。 遵守技术资料管理的有关规定，做到及时 、齐全、正确、规范。 在施工中未得到相关部门的指令和鉴证，不得对永久性工程和施工关键措施等擅自变更。 本工程竣工后，所有施工资料及文件档案按档案馆及甲方规定编制完成，并将竣工资料送交甲方及监理。 在开工前，会同甲方与监理确定本工程所需用的各种质量记录表格、需记录的各种数据。甲方及监理未要求的记录，由项目总工程师确定。 4 安全管理控制 4.1 项目安全计划实施 a. 建立安全生产责任制。 b. 建立安全保证体系。 c. 确定安全管理要点。 d. 进行安全生产教育、培训。 29 e. 编制并实施安全技术措施。 f. 进行 安全技术交底。 g. 安全检查。 4.2 安全监控手段 4.3 安全保证措施 本工程由陆地顶管、水上、水下作业，点多面广，必须建立符合施工现场实际情况的安全生产管理网络，将“安全第一，预防为主”的指导思想贯彻在工程施工的始终，认真落实有关安全生产规章制度，加强安全施工检查，使安全管理工作标准化。 严格遵守施工现场六大记录和各项安全操作规章制度，施工现场设专职安全员和医护站，监察和处理各类隐患及劳动保护问题等。 建立班组安全管理制度，开展以教育、交底和检查为主要手段安全工作。 现场 各类机电设备均实行挂牌验收制度，未经验收合格不得使用。 电气设备必须安装漏电保护器，有接地装置，电动工具实行一机一闸制接线，并有专人负责管理及维修。非指定人员不得动用电气设备。 施工现场实行动火审批制度，动火全过程须有专人监护。 实行每周四的安全上岗交底制度，由项目经理、专职安全员组织安全检查，使工地安全工作达到国家建设部安全标准要求。 提高管理水平 监督隐患整改 落实责任制度 安全监控手段 施工全过程安全管理 安全定期巡回检 查 经济责任 制 确保施工安全目标 建立危险源控制点 安全设施、设备验收 施工全过程安全检查 逐 项 承 包 奖 优 罚 劣 30 严格执行班前交底（交任务、交安全、交质量）和三上岗（上岗检查、上岗记录、上岗交底）制度，执行工序交接自检和互检制度。 机械电气操作人员应严格遵守操作规程 ，管外各种移动式电器设备均需有漏电开关保护装置，各种电器必须有可靠的接地和接零，管内照明电压采用 36 伏。 工人必须进行安全技术教育，考试合格者方可进场工作。掌握气压操作技术，才能上岗工作。进入前舱，带气压操作时，需有专人监护。 井顶及扶梯需有可靠的栏杆，与工作无关人员不准下井。 进管道的电源电气设备应有专职电工负责管理，经常检查，防止损坏，电源和中继环油泵车必须放在管内固定平台上工作。 注意收听收看天气预报，作好防洪防汛防台工作，防止井内进水。 顶管每单元段管道完毕后要及时封堵。 顶 管洞内与洞外的联系需确保绝对可靠，应配备电话、电铃、信号灯。 施工中应注意作好工具头内的通风，防止有毒气体产生伤害。 现场作好防火工作，在工作井内及工具头内