钢管顶管方案

工程名称：深圳市深南东路（金塘街新秀立交）改造工程 WS32 WS32-1：过人民南路路口 DN1000污水顶管段 施工组织设计及技术措施 (方 案 ) 编制单位：深圳市道路工程公司 审 批 ： 编 制 ： 编制日期：一九九九年四月十二日 目 录 一 . 施工组织设计的编制依据 二 . 工程概况和技术措施 三 . 施工组织 四 . 顶管的施工方法 五 . 保证施工质量的措施 六 . 保证施工安全的措施 七 . 降低成本措施及文明施工措施 八 . 雨季施工的工作安排 一 .施工组织设计的编制依据 1. 我公司的顶管管材的生产情况。 2. 污水管道防腐的特殊要求。 3. 有关施工规范。 4. 我单位在深圳地区的施工经验。 5. 现场考察收集的资料。 6. 本工程无沿管线的地质报告，将对顶管施工产生决定性的影响。 7. 密切注意工作井开挖的土质情况，工作井开挖的土质作为顶管施工的依据。 二工程概况和技术措施 本工程的基本情况： 本工程为： 人民南路路口过路顶 管： WS32 WS32 1；管径 DN1000，长度 L = 40米。 工作井： 数量： 1 座； 结构形式：工字钢、木板支撑； 位置：现场确定； 尺寸： A B H = 7 7 5 米 3； 施工方法：分层开挖，分层支撑。 接收井： 数量： 1 座； 结构形式：分层开挖，分层支撑； 位置：现场确定； 尺寸： A B H = 4 4 4.5 米 3； 检查井： 2000圆形砖砌检查井 1 座。按国标 S231施工，作内外水泥砂浆抹灰； 本方案拟采用的技术措施 ： 1顶管工作井和接收井采用：工字钢、木板支撑。 2 工作井和接收井采用：分层开挖，分层支撑的方法施工。 3当遇不良地质情况时，采用触变泥浆减阻措施，以减少顶进过程中的阻力。 4工作井开挖时：密切注意其土质情况并作好记录。 5本工程地质的假设情况：按砂质硬塑性的淤泥土质，含砂量为10% 至 30%左右，涌水量在 10 升 /分内的情况考虑。本工程顶管的基本工艺宜为：机械顶进，人工挖掘。并应充分考虑 1000管径内作业空间窄小的因素以及作业的安全保证措施。 6. 本工程不宜采用降水法施工， 本工程的质量目标为：优良。 本工程的安全目标为：达到“五无”标准。 本工程 的计划工期为： 40天。 三施工组织： 1施工总平面布置、临时设施设备： 临时施工用水就近接取，临时用电考虑设 2 台 30KW柴油发电机，设临时移动式工棚 2 20米 2。施工现场所有作业点均采用 H = 1.8米七合板围护。 工人上下班采用汽车接送形式。施工现场不设材料、管件加工厂。加工厂和固定式工棚设在距施工现场较近的滨河工地。 材料、设备的进场采用办许可证的车辆运进，土方采用进口 10吨自卸汽车在晚上运至指定的弃土场，运距 25公里。土方外运和路面恢复工作的费用问题，与甲方另行协定。 2施工领导管理机构： 按 项目经理负责制进行工程的领导机构。工地的施工负责人 (项目经理 )、技术负责人和安全负责人均应与公司经理签订合同，以明责任和权力。 工地现场设有工地现场施工领导管理机构、工地质安领导小组、工地防火小组和工地 ISO 9000标准推行小组 (详见附表 )。 3劳动力、材料、机械计划： 按机械化施工的要求组织劳动力；按施工图、施工进度计划和施工网络图安排材料进场，按一个顶管工作点施工的要求组织施工机械 (详见附表 )。 4施工进度计划、施工网络图： 本工程计划工期为 60天。按此要求进行施工进度安排、作业点的设置和设备的进 场。 施工进度计划表详见附表。 四顶管的施工方法： 顶管工作井的设置： 顶管工作井设在指定的位置上，数量： 1 座。 顶管工作井尺寸： A B H = 7 7 5 米 3。 1结构形式 ： 工字钢和木板。 2施工方法 ： 人工分层挖土，支撑体系随挖随击下沉。从而保证工作井的安全和附近道路的安全。 3. 工作井内设置： 钢制顶管基座： 2.5吨； 钢制顶管平台，后座： 3.5吨； 钢制顶铁： 3.0吨； 钢制桁架： 4.5吨。 顶管施工方法 ： 1 顶管的前提条件和施工中需注意的问题 ： 顶 管施工时必须具备的条件 ： 临时施工便道利用现有道路通至作业现场 ； 顶管工作井施工完毕 ；顶管设备安装完毕。 根据工作井的开挖情况，土质情况和地下水的涌出情况。决定顶管的施工方法和施工工艺。 根据工程现场情况 ， 该工程的顶管基本工艺宜为：机械顶进 ， 人工挖掘。其施工步骤如：遇不良地质情况的顶管工艺流程图所示。 施工中应注意的问题 ： a 施工排水 ： 顶管工作井的支撑系统要高出地面 0.5米 ， 以防止雨水和泥水冲入。 b 小车轨道安装 ： 小车轨道是顶管开始时保证管子中心位置和标高准确性的关键装置 ， 必须严格按照规范要求找正 顶进的方向和标高 ， 轨道与井底的预埋件要焊牢 ， 以防止顶进过程中出现松动变形。 c 顶进设备和运输设备 ： 必须按照设计要求选择合理的顶进设备。针对本工程的工程量和工期特点 ， 本工程拟投入一套顶进设备 ， 每套设备配备 2 台 700 毫米行程的 200 吨液压千斤顶及相应的油泵和管路 ， 顶坑垂直运输及短距离水平运输采用 200 钢管支撑而成的四角龙门吊。管内土方运输采用四轮小车。 d 管材选用 ： 管材采用 DN1000 12卷焊钢管。外防腐采用环氧树脂加强级防腐；内防腐采用水泥砂浆人工内涂。 e 发电照明设备齐全并有备用。 2. 顶进 ： 拆除管口砖墙 ， 将工具管放在轨道上 ， 开动千斤顶将工具管顶入孔内 ， 当工具管进入土中后 ， 边挖边顶进 ， 每次挖土不超过 0 5m， 逐步把工具管顶入土中 ， 然后吊下钢管 ， 钢管对接、焊接顶进。然后再重复前面过程。挖土时要注意修圆 ， 不要超挖 ， 保持切土顶进 ， 不可空头。顶进过程必须连续 ， 不能中断。 当工具管顶进接收井时 ， 应立即凿开井内管口砖墙 ， 使机头慢慢进入接收井。整个过程中要做到勤测量、勤校正、缓慢纠偏。正常顶进时每顶进一米即测一次 ， 测量记录要及时、准确 ， 若条件许可要换人测量 ，以便校对结果。 3 顶进力的计算 ： 由于无详细 的地质资料，无法确定顶管所在地的地质情况，这是顶管施工的重要前期条件，将影响到顶管施工的成功与失败。我单位按两种情况考虑本工程的施工方法： 按天然含水量的砂质硬塑性淤泥土质考虑。管外壁正常情况下不注浆。 如遇流沙层、软土层，我公司拟采取注触变泥浆的减阻措施 ， 管外径 DH = 1020毫米。 根据本工程特点，顶进长度 ： L = 40米。 A = DH L = 1.02 40 = 128.2米 2。 f 采用不注浆工艺的磨阻系数 ， 取 f = 15（ KN m2） 最大顶进阻力 ： F = f = 128.2 15 = 1922.7（ KN） 每个工作井配备千斤顶： 2 台。 千斤顶单台顶力 ： 2000 KN； 总顶力 ： P = 2 2000 = 4000（ KN） F = 1922.7（ KN） 工作井配备 ： a ZB15-A 型电动油压泵 1 台 ； 出油速度 ： 13升分钟 ； 油压 ： 63MPa；功率 ： 15KW。 b BW250 50型注浆泵 1 台 ， 压力为 30 50公斤厘米 2； 排量 ：150 250升分。 4 顶管施工工艺流程图： 本图按：不降低地下水，机械顶进，人工掘进，机械运土，采取顶管注触变泥浆的减阻措施的情 况考虑： 遇不良地质的顶管施工工艺流程见下图。 遇不良地质情况的顶管施工工艺框图 5 顶进 ： 由于本工程无详细的地质报告 ， 正常土质情况下可以不采取的减阻顶管设备安装 拆封墙、始顶 安 装钢管、焊接 人工出土、顶进 继续顶进 顶至接收井 拆封墙、顶入 设备拆除 嵌油膏 安止水 环 管材运进 工作井 施工 测量 控制 注触变泥浆 置换泥浆 措施； 如遇流沙层、软土层等不良地质情况时，我公司拟采用触变泥浆作为减阻剂 ， 并选用杭州临安膨润土化工总厂生产的国家优质膨润土 ， 其配法可根据产品性能结合现场试验而制定。 泥浆系统由泥浆搅拌机、泥浆泵、输浆主管 (DN50)、输浆分管 (DN25)、注浆孔和注浆管组成。 当泥浆经注浆管注入砼管外壁与土壤之间后 ， 即在管外壁四周形成个完整、连续的泥浆外套 ， 从而起到减阻的作用。 为防止触变泥浆被吸收或硬化 ， 而造成顶管阻力增加 ， 每次顶管时间间距不能超过 12小时。 顶进准备工作 ： a 稳导轨 ： 导轨 38千克米钢轨 ， 导轨间距 ： B = 700毫米。工作井底板混凝土上预埋钢板 ， 采用 = 12mm钢板 ， 间距为 500毫米 ， 与钢轨焊接。 b 打掉工作井管口临时封口。 c 安装顶进设备。 d 检查所有管子型号是否正确 ， 焊缝质量、外防腐是否合格， 检查合格后方可使用。 前封闭及第一节管顶进 ： 前封闭及第一节顶管由电动葫芦吊至导轨上组装 ， 组装后不加泥浆顶进。当前封闭管全部出顶管坑后安装后封闭密封圈 ； 当顶进到第一节管脱离轨道 500 毫米时 ， 向第一节管管底注入 1:1 早强水泥砂浆 ； 填充前封闭与混凝土管管径之差值以防管子出顶坑后跳坑 ， 然后注入触变泥浆。 顶进 ： a 焊接作业必须由合格的焊工操作，本工程拟采用 V 型坡口， = 700 50，间隙 b = 1 3 mm，电焊条采用 3.0、 T422型焊条。每条焊缝外侧焊 3 遍，内侧焊 1 遍。 b 顶进时昼夜三班不间断 施工 ， 以防止因中途停置而增大压力 ， 造成顶进困难。 c 管前人工挖土不得超过管口腔 100毫米 ， 同时在管径方向留不少于 500毫米的土 ， 顶进时用前封闭刃角切下 ， 以防止超挖或泥浆漏浆。 6 顶进纠偏 ： 顶进过程中出现中心偏 30 毫米或高程 20 毫米及有偏差趋势时应考虑纠偏。纠偏用纠偏千斤顶调正前封闭与管中心线偏角达到纠偏目的。纠偏时应每顶进 200 300毫米测量一次 ， 并注意管子前进的趋势 ， 严防纠偏过急。 7 触变泥浆置换 ： 顶管就位后立即进行泥浆置换。置换浆液用 1:2水泥、粉煤灰浆液。加浆设备用隔膜泵 ， 加浆压力控制在 0.2 0.3MPa。置换时按照由后向前 ， 交错压水泥粉煤灰 ， 交错放触变泥浆的方法 (即后面管左侧注浆孔压浆 ， 前面管对面再做出浆孔 )。 8 管口处理 ： 全部换浆工作完成后 ， 管道与检查井接口，可采用水泥砂浆抹接口。 9 施工检验标准 ： 顶管允许偏差 (按市政排水管渠工程质量检验评定标准 CJJ3-90)。 管内底高程 ： 30 40毫米 ； 中心线位移 ： 50毫米 ； 相邻管间错口 ： 20毫米 ； 10 顶管测量 ： 顶管高程测量是用水准仪 ， 在正常情况下每顶进 500 1000 毫米测量一次 ； 在顶进第一节管和纠偏时每顶进 200 300毫米测量一次 ， 以便及时掌握纠偏情况。 中心测量 ： 顶进长度在 50 米以内用经纬仪测量 ， 在 50 米以上采用红外线经纬仪测量 ， 每天至少校核二次。 总之 ， 顶管工程必须做到五勤 ， 即 ： 勤挖土、勤顶管、勤注浆、勤测量、勤纠偏。 五 保证施工质量的措施 ： 1 以达到优良标准为本工程的质量目标。 2 建立强有力的现场指挥领导机构 ， 组织足够的人力和机械 ， 按图纸和施工规范要求的标准购进所需的材料。 3 选用的原材料或成品必须有出厂检验合格证。 4 做好隐蔽工程记录和工序的中间验收。及时报请监理工程师审批 ；严格执行质量交底和 自检、互检等制度。 5 做好测量放线工作 ， 控制好管道的高程和平面位置 ， 发现偏差及时纠正。 6 当遇不良地质情况时：做好触变泥浆的注浆工作 ， 确保管道顶进的顺畅和地面沉降的控制。 7 做好接口的焊接质量控制，以及钢管的防腐工作。 8 采用切合实际的施工方法 ， 注意工种之间的配合 ， 以保证施工质量。 9管道顶进过程中，每次停止顶进时间不得超过 12 小时，以防止触变泥浆环被土层吸收和固化。 10 将 ISO 9000 质量控制体系结合到每个工序中去 ， 确保工程质量。 六 保证施工安全的措施 ： 1 以达到“五无”标准为本工程的 施工安全目标。 2 建立安全生产责任制度 ， 工地施工负责人、技术负责人、安全负责人和防火负责人均必须与公司经理签订责任书 ， 以明确责任权力。 3 施工现场作业必须穿工作鞋 ， 戴安全帽。 4 工地显眼处设置安全标志 ， 定期检查工地的安全工作。 5 临边防护采用 40钢管双层防护 ， H = 1.2米 ， 水平钢管间距为1.5米。 6 当挖深或高差大于 2 米时 ， 均为高处作业 ， 均按高处作业的标准作安全防护措施 ； 在控制粗砂层时 ， 要有效进行井点降水以防止流砂塌方 ， 保证施工人员的生命安全。 7 顶管挖土工作点设 5.5KW进口鼓风机 1 台 ， 出口压力为 P = 0.46公斤厘米 2。风管采用 100镀锌钢管 ， 安装于管道内壁 ， 接头用 100法兰螺栓连接。挖土作业点设 12伏安全电源。 8 工地设专职安全员 1 名 ， 专职电工 2 名。 9 设备、机械保证一机一闸 ， 并有可靠的接零、接地、漏电保护装置。 10 管道、设备吊装时 ， 必须有专人指挥 ， 吊装物件下面严禁站人 ，工作人员必须在两侧操作 ， 并注意高压电线的安全。 11 做好顶管前的降水工作 ， 顶头后部设钢封门各一个 ， 以防止流砂涌入管内危及作业人员的生命安全。 12 做好安全防火工作 ， 顶管工作点设泡沫灭火器 2 个 ， 顶头设 1211型灭火器 1 个 ； 严禁在易燃品附近用火或吸烟。 13 本工程的施工位于闹市区 ， 必须严格按天健集团公司制定的工地现场文明施工管理若干规定文件条款执行。施工现场所有作业点均采用 H = 1.8米七合板围护。 14 经常对职工进行安全教育 ， 强化安全生产意识。 七降低成本措施及现场文明施工： 降低成本措施： 1加强材料采购、入库、出库管理，实行限额领料。 2加强现场用料管理，特别对钢材、模板的使用上坚决杜绝乱用乱锯。 3进一步提高触变泥浆的质量，严格控制顶管标高，以减低触变泥浆层厚度，降低材料消耗 。 现场文明施工： 1成立施工总平面图管理小组，加强材料、半成品、机械设备的堆放，管线布置和场内运输等工作的协调与控制，发现问题及时处理。 2施工现场做到无污水、积水，通道口、出入口畅通无阻。施工污水要经沉淀后再外排，并严格按深圳市建设局下发的“文明工地要求”，做好其他各项工作。 八雨季施工的工作安排： 本工程的施工工期从 1999 年 4 月至 6 月，正值深圳雨季。必须注意收集天气预报信息，以便及时安排工地排水，以免工作井浸水而影响施工质量。 1所有露天配电箱、盘、