TPN1800泥水平衡机械顶管施工方案

1、TPN2000泥水平衡机械顶管施工方案一泥水平衡机械顶管施工工艺流程二机头选型本工程由于本工程工期紧，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以住施工经验，决定采用镇江宏宇工程机械有限公司生产的TPN2000 型泥水平衡顶管掘进机。机头壳体内的泥土仓是一个前面大、后面小的喇叭口，安装在壳体泥土仓内的刀座是一个前面小、后面大的旋转锥体，切削刀排成辐条状焊接在该锥体上。本机刀盘由4台22kw电机驱动。动力通过减速器带动小齿轮、再驱动大齿轮旋转，大齿轮通过主轴带动刀盘旋转，刀排的正面焊有坚固耐磨的切削刀头，从而构成一个刀盘整体。前后壳体之间由四组纠偏油缸连接为了防止纠偏过程中前后壳体间的

2、相对偏转较大，后壳体前端设有两个防转舌。顶管机工作时，刀盘在一边旋转切削泥土的同时,一边作偏心旋转运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓与刀盘锥体之间的间隙小时才能进入泥水仓，从排泥管中排出。进排浆系统是由球阀和并排的两根浆管组成, 两根浆管一路进水,另一路排浆,通过球阀可交替进排浆,防止一路管道由于长时间出浆造成堵塞。顶管过程中如果顶管机偏离了预定的位置，可利用纠偏系统进行纠偏。纠偏系统由液压动力源、控制阀和四组油缸组成，工作压力为30.5Mpa纠偏时相邻的两组油缸同时动作，使机头回到正确的轨道。此机型在现今使用较广，我们有着成功施工经验、技术成熟、可靠，对土层扰动少的特点。因此特别适应本

3、工地基顶管的施工。三施工方案1.平面布置、井内布置及管内布置1）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、冷作间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。 2）现场布置采用30t汽吊，设备进场时，采用100t汽车吊车。 3）管道顶进时，起吊设备采用跨距为14m的龙门行车（起重能力为30t），行车导轨与顶管中心线应平行铺设，并与管中心左右对称。 4）井内布置工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。 2.出土方案 泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后

4、由泥浆泵抽出，高速排土。在沉井上部砌2只沉淀池。沉淀的余土外运需按文明施工要求和渣土处理办法，运到永久堆土点，不得污染沿途道路环境。3.顶力计算顶管的顶力可按下式计算，亦可采用当地的经验公式确定：P=fD12h+(2h+ D1)tg2(45-/2)+/D1L+PF(表1)式中P计算的总顶力(kN)；管道所处土层的重力密度(kN/m3)；D1管道的外径(mm)；H管道顶部以上覆盖土层的厚度(m)；管道所处土层的内摩擦角(o)；管道单位长度的自重(kH/m)；L管道的计算顶进长度(m)；f顶进时，管道表面与其周围土层之间的摩擦系数，其取值可按表6.4.8-1所列数据选用；PF 顶进时，工具管的迎面

5、阻力(kN)，其取值，宜按不同顶进方法由表6.4.8-2所列公式计算。顶进管道与其周围土层的摩擦系数表1土类 湿 干 粘土、亚粘土 0.20.3 0.40.5 砂土、亚砂土 0.30.4 0.50.6 4.出洞方案为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内，在洞口内预先安装一个单法兰穿墙钢套管，用于安装橡胶止水圈及止水封板。由于顶进距离长，造成管材表面及F型钢套环、砂等对橡胶止水圈不可避免的磨损，需经常更换橡胶止水圈。因此，我们在洞口里侧增加一道橡胶止水圈，当需更换外部橡胶止水法兰时，洞口内部的橡胶止水圈可防止地下水进入井内。流沙采取洞口注水泥浆止沙。 5.测量以及设备安装 l、测量的方

6、法(1)、通视条件下的测量1.1.1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。（2）、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。2.后靠背导轨及后

7、顶的安装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于轴线相重合，调整方法见图：在轴线定好后既可安装导轨以及后顶，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A

8、B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A D，的距离，只需保证AD的距离约等于A D，的距离既可，误差不应大于3cm，导轨左右方向确定后既固定下面两侧各一点，后使用线坠调整前后方向既可，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，后方顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平后顶后只要保证所以千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。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低头，见下图：增高装置可根据机头重量以及增高量选择枕木，钢支架或砼垫层。洞口止水装置的安装

9、，应保证除止水圈外最小直径大于进洞物最大直径的8cm，防止受到进洞物的剪切而失去止水效果，位置确定后可用水泥砂浆封堵与井壁形成的间隙，防止从间隙处漏水、漏浆。6泥水系统的安装泥浆池应尽量靠近工作井边，可采用并联法，见图：泥浆池尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力，沉石箱的配置可沉淀块状物，防止块状物直接进入排泥泵引起排泥泵堵塞和损坏。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，在泵出品处1米外以及机头注浆处各安装一只隔膜式压力表。电路系统及后方顶液压系统安装流程（略）7顶进开始调试阶段以及土体取样：顶管下井前应作一次安装调试，油管安装先

10、应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。机头下井后刀盘应离开封门1米左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不超过5mm，既可开始凿除砖封门，砖封门应尽量凿除干净，不要遗留块状物，同时可进行土体取样工作，使用100，L=500mm的两根钢管在洞口上下部各取长400mm的土样，取样工作完成后随既顶机头，使机头刀盘贴住前方土体。机头属于刀盘不可伸缩型，土压力表所显示的土压力为泥仓土压，显示的土压力与实际顶进的土压力存在一个压力差P，此值一般取15-30T，由于进泥口是衡定的，TCZ机头的土压控制主要通过顶速来调节，每次初顶时先调节好送水压力，然

11、后打开机内止水阀，转动刀盘，关闭机内旁道，待流量达到额定值的80%时既可开始顶进，送水压力可通过机内压力调节既可完成。8.方向控制1.顶进过程中的方向控制由于机头本身所具有的方向诱导装置，纠偏操作就变的简单易行了，操作员只要通过纠偏动作，始终保证激光点在二号光耙的中心既可。2.测量与方向控制要点 (1)有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员项目管理部监理工程师，确保测量万无一失。 (2)布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。(3)顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在1020不得大于0.5。并设

12、置偏差警戒线。 (4)初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。(5)开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。9.顶管动力、照明配套1、顶管动力配套序号设备名称数量总功率(kwh)1刀盘电机4882输送泵电机1223纠偏油泵电机144液压系统电机2305注桨电机1116桨液搅拌机1117电焊机1308排水泵222910合计218 (注：以上所列设备，并不都是同时启动。) 动力电线设置：管内设置二路电缆，按其配套动力负载功率，选择电缆规格，供电采用

13、TNS方式，三相五线制移动电线装接。10管接口质量控制1. 本工程所用管节为“F”管，“F”管受力性能好，接头稳定性高，接口处止水密封性能好。2. 选用优良管材并处理好管子接口顶管施工是十分重要的。要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。3. 管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止“F”型管接口的套环受压变形。4. 接管前再次检查管子接头的承插口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地。确认合格后可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无侵蚀性的润滑材料以减少摩阻力。承插接管时要保证与上节管的钢套环同轴度，并且加力要均匀，应保证橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。顶管结束

14、后要按设计要求在管内间隙处填充弹性密封膏，并与管口抹成个光滑的渐变面。密封圈的胶结应在使用前两天完成并检查其牢固性。 5. 管材供应 在顶进过程中，管材的供应是非常重要的，如果供应不及时造成顶进停止，后果是非常严重的，由于机头重量一般较大，长时间的滞留会造成机头沉降，使轴线发生偏差；或已顶好的管子和周围土体固结，使得摩阻力增大。因此，在开始顶进前，需指定详细周全的供应计划，现场应备有足够余量。6.设备维修及保养在本工程项进过程中，特别需要对掘进机进行维修和保养，使掘进机始终处于优良的使用状态，从而顺利完成本工程实施。 11. 液压系统当液化油出现乳化时，说明液压油己严重氧化，应予以更换，更换液

15、压油之前须把油箱内清洗干净。加油必须用精滤车过滤后方可加入。另外，一旦发现油管老化应予以更换。12. 电气系统电气系统应保持干燥，保持指示灯及各仪表正常。13. 纠偏系统纠偏系统要经常检查是否漏油、油液质量、油压情况，如发现不正常情况及时更换。14. 注浆减磨顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻及工具管气水压力。工具管切土正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2，硬土层通常在20-60t/m2。大于40t/m2时表明土质较好。F1=S1K1F1-顶管正阻力(t)S1-顶管正面积(m2

16、)K1-顶管正阻力系数(t/m2)F1=S1K1=r2k1(1) 管磨擦阻力：管壁与土间磨擦系数及土压力大小有关。根据有关工程统计资料，管壁磨擦阻力一般在0.1-0.5 t/m2之间。F2=S2K2其中F2顶管侧磨擦力(t)S2顶管侧面积(m2)K2顶管侧阻力系数(t/m2)F2=S2K2=DLk2为了减小顶压进阻力，增大顶进力，并且为了防止出现塌方，顶管过程中，应采用在管壁与土壁的缝隙间注入触变泥浆，形成泥浆护套，减少管壁与土壁之间的摩擦力。泥浆在输送和灌注过程中具有流动性、可泵性。a、触变泥浆的材料触变泥浆的主要成份是膨润土、掺入碱和水配制而成。为了在顶进完毕后使触变泥浆固结增强，可掺入石

17、灰膏。但为了施工使用时保持流动性，还必须掺入缓凝剂和塑化剂。b、触变泥浆的拌合程序将定量的水放入搅拌罐内，并取其中的一部分水来溶化碱；在搅拌过程中，将定量膨润土徐徐加入搅拌灌内，搅拌均匀；将溶化后的碱水倒入搅拌灌内，再搅拌均匀，放置12h后即可使用。c、触变泥浆应注意的事项注浆孔的布置宜按管道直径大小确定，一般每个断面可设置34个，并具备排气功能。搅拌均匀的泥浆应放置一定时间方可灌注。灌浆前，应通过注水检查灌浆设备，确认设备正常后方可灌注。灌浆压力可按不0.1Mpa开始加压，在灌浆过程中再按实际情况调整。灌浆时，按灌浆孔断面位置的前后顺序依次进行并应与管道和中继间的顶进同步。灌浆遇有机械故障、

18、管路堵塞、接头渗漏等情况时，经处理后方可继续顶进长距离顶管施工中，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15.应急措施1、地质发生很大的变化，突然间变硬或变软。这可以通过刀盘的转矩来判断，如果突然变硬了，则向土仓内加入水或泥浆，掘进机上设有加泥孔，其目的就是用来加泥的。如果太软，可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。2、在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效，必须在允许偏差标准以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进

19、，切不可盲目行动。操作人员必须严格遵守这样一条规定：无论何种情况，超过允许偏差一律停下来，并且如实汇报情况，以便分析原因，找准对策。四施工进度保证措施1. 组织保证措施1、一旦具备进场条件,我公司管理人员做到“今天通知,明天进场”,立即做好施工前准备工作。尽快孰悉工程情况,全面了解影响工期的各方面因素。2、项目经理部认真研究并根据投标书为蓝本,制定出详尽的工期进度计划,与作业队协调,包括其施工计划的细化优化。3、由于要保证缩短工期,则必须调整好劳动力、机械设备及各种材料的使用、供应中的各种关系,保证供应的及时性、合理性。4、项目经理部用周计划控制分部分项工程进度,按计划要求,每周召开一次平衡调

20、度会,及时解决劳动力、施工材料、设备调度问题,确保工程按计划实施。5、本工程施工时,采用先进的施工方法来缩短工期,并配齐相应的劳动力。6、为加快施工速度,视施工进展和需要,组织设备材料超常规投入,公司可以确保供应相应的设备和材料,保证工程施工顺利进行。7、加强施工组织管理,使各分部分项工序以最大限度进行合理搭接,保证施工流水能按计划正常运转。前道工序施工为后道进工序创造良好环境 , 提高工作效率。2. 技术管理保证措施1、加强计划管理,根据工期要求和环境条件编排工程总进度计划,在具体施工中根据各单位工程各工序的具体情况还要制定详细的月度计划,以保证总工期。在施工中,以形象进度作为重要考核指标。

21、2、在编排施工计划时尽量避开恶劣天气施工,以减少不必要的损失,使有效工作时间留有足够的余地。各单位工程尽量相交叉协调,以缩短施工总工期。3、合理安排足够的施工人员,确保重点工序的施工力量,保证工程的正常开展。4、施工中设立全工程统一的项目经理部,加强调度,统一指挥,每月召开生产调度灰进行总结和协商平衡,每周召开计划检查、调整会,每日召开生产碰头会。必要时临时召开生产调度会,调整计划统一部署,集中力量攻克薄弱环节,各工段和工序均应互相密切配合,协调一致,避免干扰,减少窝工。5、后勤生活合理安排,尽量创造较好的生活条件和生活环境,使施工人员以保持饱满的精神和愉快的心情去工作。6、密切与设计单位和业

22、主的联系,施工中遇到疑难问题有关部门及时解决,监理工程师现场检查验收工作应及时进行。7、充分利用本公司的顶管技术优势和顶管专业人才优势,使工程进度和质量都得到有力保证。8、发挥我公司的施工管理优势,平面分区域同步进行,确保工期目标顺利实现。3. 材料、设备保证措施1、按工程的进度需要制定材料计划,加强材料的采购工作,做到及时供应,有足够的储备,及时补充,不要因材料供应不上而影响施工。2、根据工期要求,工程量的大小和施工特点,必须备足需用的施工机械,保证机械在施工中的需要,而且对重要机械要有适当的备用数量,加强施工机械的维修保养工作,对于易损机械零配件要有适当的储备,及时更换,保证机械运行良好,

23、尽量不要因机械而影响施工。3、依据以往施工经验,在施工前对所有顶管设备进行大修,是保证工程顺利进展的重要条件。我们将严格按要求进行设备大修,确保工程顺利进行。4、注重现场管理,施工现场是出产品的地方,承建产品是否如期完成,质量好坏,在很大程度上决定于现场管理水平。管理的标准是保持连续均衡的施工,严格按设计要求和技术标准施工,对进场的人、机、料、方法、环境进行合理有效的使用,充分利用空间、时间,建立文明施工秩序,完善施工资料的积累和传递机制。5、实行以项目经理为首的施工调度中心,调度的主要任务是:a. 掌握和控制施工进度,及时进行人力、物力的调度,保证施工正常进行。b. 及时同有关部门互通信息,

24、掌握施工动态,协调内部各专业工种之间的工作,注意后续工序的准备,布置工序之间的交接,及时解决施工中出现的各类问题。c. 及时了解材料、设备供应动态,对缺口物资要做到心中有数,并积极协助调剂,如对工程进度产生影响时,要提出调整局部进度计划和有效的补救措施,使总进度计划顺利实施。五 安全文明施工1.安全管理目标确保无重大安全事故 , 建成安全达标工地。2.安全管理依据(1)按92第201号文的规定签订“安全生产协议书”;(2)按92第940号文上交“安全抵押金”; 建设部建筑安全生产监督管理规定。3.安全管理措施(1)建立、健全各级安全生产责任制,责任落实到人;(2)进行全面的针对性的安全技术交底

25、;(3)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;(4)特种作业人员必须培训考试合格后持证上岗;(5)新工人必须进行公司、施工队和班组三级教育;(6)建立定期安全检查制度,查出隐患必须定人限时整改;(7)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;(8)施工现场按规定悬挂安全标牌及灭火机 ;(9)施工用电中照明、配电箱、开关箱、架空线、接地接零等部分必须严格按规程操作、布置。电工必须持有效证件上岗,应编制用电施工组织设计,实行定期检查制度;(10)大型机械的保险、限位、防护、指示器等必须齐全可靠,驾驶、指挥人员必须持有效证件上岗,必

26、须按规定要求进行操作;(11)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。4.施工用电安全(1)现场照明:照明电线用绝缘子固定,导线不得随地拖拉或绑在脚手架上。照明灯具的金属外壳必须接地或接零。室外照明灯具距地不低于3米,室内距地面不低于2.4米。(2)配电箱、开关系自:应使用BD型标准电箱,电箱内开关电器必须完整无损,接线正确,电箱内应设置漏电保护器,选用合理的额定漏电动作电流进行分级匹配。配电箱设总熔丝、分开关、零排地排齐全,动力和照明分别设置。金属外壳电箱应作接地或接零保护。开关箱与用电设备实行一机一闸保险。同一移动开关箱严禁有380伏和220伏两种电压等级。(3)

27、架空线:架空线必须设在专用电杆(水泥杆、木杆)上,严禁架设在树或脚手架上,架空线应安装设横担和绝缘子。架空线应离地4米以上,机动车道为6米以上。(4)接地接零:接地体采用角钢、圆钢或钢管,其截面不小于48平方毫米,一组二根接地体之间间距不小于2.5米,入土深度不小于2.5 米, 接地电阴应符合规定,电杆转角杆、终端杆及总箱,分配电箱必须有重复接地。(5)用电管理:安装、维修或拆除临时用电工程,必须由电工完成,电工必须持有效上岗证,实行定期检查制度,并做好检查记录。5.机械设备安全(l)挖土机、起重机的保险、限位装置必须齐全有效。(2)驾驶、指挥人员必须持有效证件上岗,驾驶员应做好例行记录。(3

28、)各类安全(包括制动)装置的防护罩、盖齐全可靠。(4)机械与输电线路(垂直、水平方向)应按规定保持距离。(5)作业时,机械停放应尽可能稳固,臂杆幅度指示器应灵敏可靠。(6)电缆线应绝缘良好,不得有接头,不得乱拖乱拉。(7)各类机械应持技术性能牌和上岗操作牌。(8)必须严格执行定期保养制度,做好操作前、操作中和操作后设备的清洁润滑、紧固、调整和防腐工作。严禁机械设备超负荷使用,带病运转和在作业运转中进行维修。(9)机械设备夜间作业必须有充足的照明。6.防火安全(1)建立公司、项目部、班组三级防火责任制,明确职责。(2)重点部位仓库、木工问配置相应的消防器材,一般部位职工宿舍、食堂等处设常规消防器材。(3)施工现场用电,应严格执行有关规定,加强电源管理,防止发生电气火灾。(4)焊、割作业与氧气瓶、电石桶和乙焕发生器等危险物品的距离不得少于10米,与易燃易爆物品的距离不得少于30米。7.脚手架、支架安全(1)支架搭设应按批准的支架方案实施,如需变更,需经批准。(2)支架基础必须稳固,立杆底部必须铺设槽钢。(3)钢管接头按规程要求施工,扣件必须