2007苏州吴中区城南污水管网工程顶管施工方案

1、 房地产商域网第一章 工程概况根据吴中区城南污水管网工程初步设计，接越湖路及南湖路东段污水沿东湖路铺设D2000主干管排入到污水处理厂，污水管位于道路中心线东南侧绿化带内管中心距路中心1314米，平均埋深为6.08.0米。本管段在路上施工，交通压力较大，对文明施工的要求很高。施工期间必须做好和道路管理部门、交通管理部门、园林绿化部门、片区派出所和居委会以及沿线经过单位的协调关系。 1.1、主要工程数量南湖路（东湖路枫津路）污水管：污水管道采用承插式钢筋混凝土级管，总长约554m,管径为d2000；支管为DN400HDPE管，长约138m。枫津路（南大外环南湖路）污水管：污水干管采用“F”型钢承

2、口式钢筋混凝土级顶管,长约683m, 管径为d2000；支管为DN400HDPE管，长约173m。迎春南路（南大外环南湖路）污水管：污水干管采用“F”型钢承口式钢筋混凝土级顶管,长约683m, 管径为d800；支管为DN400HDPE管，长约212m。南大外环（枫津路迎春路）污水管：污水干管采用“F”型钢承口式钢筋混凝土级顶管,长约557m, 承插式钢筋混凝土级管长约300m管径为d1200；支管为DN400HDPE管，长约251m；DN600HDPE管，长约126m。天灵路（枫津路迎春路）污水管：污水干管采用“F”型钢承口式钢筋混凝土级顶管,长约614m, 管径为d800；支管为DN400H

3、DPE管，长约167m。天灵路（东吴南路枫津南路）污水管：污水管采用DN600HDPE管，长约634m；DN400HDPE管，长约204m。东湖路（南湖路污水厂）污水管：污水干管采用“F”型钢承口式钢筋混凝土级顶管,长约1899m, 管径为d2000；企口式钢筋混凝土级管长约65m管径为d1500；“F”型钢承口式钢筋混凝土级顶管,长约44m, 管径为d800；支管为DN400HDPE管，长约214m。以上路段污水管道的主要施工内容为：土方挖填、管道敷设及顶管、拖管、检查井、部分路面破除和恢复等工程的施工。顶管工程工作量：3200米管道顶进（其中800.12001200.1000m、2000.

4、1000m）1.2、本工程特点本工程由于地质条件复杂，施工环境差（基本位于市区内，通行障碍、原市内各种管线电缆埋设多、穿越道路等不利因素），工期要求紧，标准要求高，施工中具体操作难度大，等等不利的客观原因。因此，编制本施工方案，本着“先深后浅，先地下后地上，先干管后支管，先建筑后安装”的原则，对工程进行有步骤、有原则、有秩序地进行施工。第二章 沉井施工沉井施工程序： 基坑测量放样è基坑开挖è刃脚垫层施工è立井筒内模和支架è钢筋绑扎è立外模和支架è浇捣混凝土è养护及拆模è封砌预留孔è井点安装及降水è

5、;凿除垫层、挖土下沉è沉降观察è铺设碎石及混凝土垫层è绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土è混凝土养护è素土回填。第一节 基坑测量放样根据沉井设计图纸和工程地质报告所揭示的地质情况，沉井基坑开挖深度取2 米，沉井刃脚外侧面至基坑边的工作距离取2米，基坑边坡采用1:1。整平场地后，根据沉井的中心座标定出沉井中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。施工放样结束后，须经监理工程师复核准确无误后方可开工。工作井、接收井基坑布置示意见附图。第二节 基坑开挖经监理工程师认可的基坑开挖边线确定后，即可进行挖土工序的施工。挖土采用1米3的单斗挖掘机，并与人工配合操作。基

6、坑底面的浮泥应清除干净并保持平整和干燥，在底部四周设置排水沟与集水井相通，集水井内汇集的雨水及地下水及时用水泵抽除，防止积水而影响刃脚垫层的施工。第三节 刃脚垫层施工刃脚垫层采用砂垫层和混凝土垫层共同受力。1.3.1砂垫层厚度的确定 砂垫层厚度可采用如下计算公式计算：砂根据计算结果，无论是工作井还是接收井，砂垫层厚度均为 60（厘米）。砂垫层采用加水分层夯实的办法施工，夯实工具为平板式振捣器。1.3.2混凝土垫层厚度的确定混凝土垫层厚度可按下式计算公式计算：（0）2根据计算结果，混凝土垫层厚度为1015厘米（工作井为15厘米，接收井为10厘米）。混凝土垫层表面应用水平仪进行校平，使之表面保持在

7、同一水平面上。第四节 立井筒内模和支架由于顶管沉井高度达8米左右，因此，井身混凝土分三节浇捣，内模同样分三节按装。井筒模板采用组合钢模与局部木模互相搭配，以保证内模的密封性。刃脚踏脚部分的内模采用砖砌结构，宽度与刃脚同宽。井身内模支架采用空心钢管支撑。钢管支架必须架设稳固，如有必要，可采用对撑支架，增加内模的稳定性。第五节 钢筋绑扎 钢筋的表面应洁净，使用前将表面油渍、鳞锈等清理干净；钢筋应平直，无局部弯折，成盘的钢筋均应调直；预制构件中的主钢筋均采用对焊、焊接并按照有关规定抽样送检；钢筋接头应互相错开，并严格按照国家标准混凝土结构工程施工及验收规范（GB5020492）中的有关规定执行；现场

8、钢筋绑扎时，其交叉点应用21铁丝绑扎结实，必要时用电焊焊牢。钢筋规格、尺寸应符合设计图纸要求和规定，绑扎钢筋时应采用撑件将二层钢筋位置固定，保证钢筋设计间距。为了保证保护层的厚度，应在钢筋与模板之间设置同强度标号的水泥砂浆垫块，垫块应与钢筋扎紧并互相错开。钢筋绑扎完成后，应上报监理工程师进行隐蔽验收。隐蔽验收合格后，方可进行立外模。第六节 立外模和支架 钢筋绑扎验收后，应进行架立外模和支架。井壁内外模用串心螺丝固定，串心螺丝采用16的圆钢，中间设置止水片，两端设置铁片控制井壁厚度尺寸，圆钢两端头上铰成螺纹，用定制钢螺帽固定，拆模时拆去钢螺帽，割去外露部分，再用同标号防水砂浆二度抹平，确保不渗水

9、。外模支架必须稳、牢、强，保证在浇捣混凝土时，模板不变形，不跑模。第七节 浇捣混凝土模板和支架工序完成后，必须经监理工程师进行验收。验收合格后，方可进行混凝土的浇捣。为缩短施工周期和保证工程质量，采用泵送商品混凝土。泵送混凝土可将输送管的软管直接放入浇捣段，距离浇捣面1米左右，保证混凝土不离析。 混凝土浇捣前应严格检查各种预留孔、预留管和预埋件的位置和几何尺寸，严禁漏放和错放。混凝土振捣采用插入式振捣器振捣，振捣棒插入时应离开钢筋，但应防止混凝土振捣不匀和振捣过密而产生混凝土离析现象的发生。混凝土在捣振时应注意和随时检查模板受力和钢筋受力的情况，防止模板因混凝土振捣的原因而跑模。井身浇捣混凝土

10、分三段施工：工作井总高度为8.43米，分三次浇捣完成，一次下沉。第一次浇捣刃脚部分，高度2.4米，标高5.733.33米；第二次浇捣高度3米，标高3.330.33米；第三次全部浇捣完成，浇捣高度3.03米，标高0.332.70米。接收井总高度为7.85米，分三次浇捣完成，一次下沉。第一次浇捣刃脚部分，高度2.0米，标高5.153.15米；第二次浇捣高度2.9米，标高3.150.25米；第三次全部浇捣完成，浇捣高度2.95米，标高0.252.70米。采用分段浇捣混凝土时，严格按规范要求做好施工缝。施工缝做成凸缝，并在后浇时将连接处的混凝土凿毛，并用水清洗干净，浇捣时先用12%的UEA砂浆座浆，然

11、后轻倒第一层混凝土并振捣密实，以免形成蜂窝，影响沉井的质量。在混凝土浇捣过程中，还应做好混凝土的试块工作，保证质保资料的完善。第八节 养护及拆模混凝土浇捣完成后应及时养护，养护方法可采用自然养护和塑料膜覆盖法。在养护过程中，对混凝土表面需浇水湿润，严禁用水泵喷射而破坏混凝土。养护时应确保混凝土表面不发白，至少养护七天以上。养护期内，不得在混凝土表面加压、冲击及污染。在拆模时，应注意时间和顺序。拆模时间控制在混凝土浇捣后的34天内进行，过早或过晚的拆模对混凝土的养护都是不利的；拆模顺序一般是先上后下，小心谨慎，以免对混凝土表面造成破坏。对于分段浇捣混凝土部位，应保留最后一排模板，利于向上接模。第

12、九节 封砌预留孔 严格按照设计图纸的要求，设置和封砌各种预留孔，并保证在沉井下沉过程中，预留孔内不渗水。第十节 井点安装及降水 为确保沉井平稳下沉，采用排水下沉法施工。用井点抽除地下水，降低地下水位，井点在基坑外周布置，并至少预抽七天后，方可开始挖土。第十一节 凿除垫层、挖土下沉沉井下沉需待混凝土强度达到设计要求后，方可开始挖土下沉。下沉时，应先凿除刃脚下的混凝土垫层及砖砌内模。挖土工具采用蟹斗挖机挖土吊出井外。沉井挖土顺序应中间稍低于四周，沉井内的挖土高差控制在1米以内，禁止深锅底挖土，防止沉井突沉造成沉井倾斜的危险。另外，井壁外的灌砂必须均匀充实，使沉井下沉时四周摩阻力相近，均匀下沉。沉井

13、下沉时，应防止倾斜，发现问题及时纠偏，若沉井下沉有困难时应另外想办法，不准大量挖深，造成突沉。沉井挖土三班制连续作业，中途不停顿，确保沉井连续、安全地下沉就位。当刃脚距离设计标高在1.5米时，沉井下沉速度应逐渐放缓，挖土高差控制在50cm内，当沉井接近标高时，应预先做好止沉措施。止沉措施可采用在刃脚四周间隔挖出设计标高的槽，填入方木，并应注意抛高系数，禁止超沉和超挖。第十二节 沉降观察沉井在下沉过程中，必须随时测定沉井标高，确保均匀下沉，并做好沉井下沉记录。沉井下沉至设计标高（包括抛高）后，应先清除表面浮泥等杂物，超挖的土方必须用碎石夹砂填实，不得用土填，井内不得有积水，并确保井点的正常工作，

14、不允许发生停泵，同时加强对水位的观测，保证降水要求，地下水位必须距离垫层50cm以下。底板与刃脚的接触面，必须将表面混凝土全部凿毛并露出石子，便于新老混凝土的结合。当沉井在8小时内的累计下沉量不大于10mm时，方可浇捣底板碎石垫层。第十三节 铺设碎石层及C15素混凝土垫层在铺筑碎石层时，应确保井底内无积水、无流砂、无翻浆等现象。20cm的碎石层应做到平整，无坑塘，必须时应用水平仪抄平，保证碎石层的水平。碎石层铺筑完成后，即可在其上浇捣素混凝土垫层。在铺筑素混凝土垫层后，应保证表面平整，无地下水上冒现象。第十四节 绑扎底板钢筋、浇捣底板混凝土在素混凝土垫层完成后，就可在其上绑扎底板钢筋。钢筋在绑

15、扎时，应保证刃脚钢筋与底板钢筋的连接、上下两层钢筋的间距，并将刃脚混凝土的表面凿毛露出石子，便于刃脚混凝土与底板混凝土的结合。底板混凝土浇捣完成后应及时养护，确保其表面不露白，并应防止阳光及温差的剧烈变化，以免底板出现收缩裂缝，影响沉井的施工质量和使用功能。第三章 顶管施工第一节、顶管施工工艺和方法3. 1顶管设备选择本标段管道穿越土层大部分为素填土及杂填土，综合分析穿越土层的地下水及含水量、渗透系数、内摩擦角和粘聚力，可看到管道穿越土层比较复杂，土质自立性较差，硬质物含量高，因此我们选用全断面机械式掘进机。这种机具是全断面挖掘，顶进时机具上口帽檐切入前方土体中，确保土体的稳定，利用机内挖斗进

16、行挖土，如遇到大的石块可利用人工破除和爆破破碎，挖出土方通过皮带输送机装入土斗车，然后利用卷扬机将土斗车拉至工作井，在利用井上架设的门式起重机将土吊出至土方运输车辆。我们选择的顶管掘进机，针对本工程土质，机具上方帽檐可以切入土中，安全、可靠并能有效控制顶进过程中的地面沉降及偏差，同时本机结构简单、拆装维修方便。针对交通压力，本工程顶管井净尺寸已经缩至很小，选用这种顶管机施工非常适用。3. 2顶管施工工艺3. 2.1 顶管施工工艺流程图安装管节弃土顶进压浆管内排泥土顶进结束、设备拆除放置顶环顶进、停顶回程设备安装测量放样管接口处理闭水试验3.2.2 顶管施工基本原理顶管施工是借助于主顶油缸及管道

17、间中继站等的推力，把顶管掘进机从工作坑内穿过土层一直推到接收坑内吊起，紧随掘进机后的管道埋设在两坑之间，并将两坑连接。顶管施工除井室外其余不需开挖，占地少，对环境和交通、既有设施及建构筑物影响小。3.3主要施工技术参数的确定3.3.1顶管掘进机顶进阻力由于所提供地质资料相关数据，机具的迎面阻力即为机具外壳与土体间摩擦力。F1=f1×k×(PVPH)×D×LW式中：F1机具顶进阻力（KN）； PV管顶以上垂直土压力（KN/m2）, PV=×H； 管顶以上土的天然重度（/m3）；20 KN H管顶的覆土厚度（m）；H=6.509mPH管壁上土的侧向

18、水平压力（KN/m2），PHPV×tg2(45°-/2)；土的内摩擦角（°）；12.6°D顶管机外径（m）；D=3.39mL顶管机总长（m）；L=4.8mW顶管机自重（KN）；W200 KNf1管外壁与土层的摩擦系数；f10.4k系数；取k=1经计算，F1=147.12t3.3.2每米长度管外壁摩阻力计算F3=×D×L×f=×3.36×1×0.5=5.3Tf-注入膨润土泥浆后的管外壁摩阻力，这里取0.5t/m2。3.3.3管材端面允许推力Fr=×A=1700×/4×

19、(3.362-2.82) =4605T-C50混凝土抗压强度（1700T/m2）A-管端面积（m2）3.3.4顶管工作井所能承受的推力由于顶管中最大允许推力受设备、工作坑承受推力及管材轴向允许承压力的限制，因此，取以上诸因素的最小允许承载力作为顶进时总推力。因工作井设计变更，根据我们施工经验，初步考虑工作井可以提供500t允许顶力。在工作坑内我们安装四台200t油缸共计800T。3.3.5中继环安放位置和需要数量的计算顶管施工中，顶管中继环位置的设置与顶进允许推顶力有关。管道的顶进总推力由掘进机的正面阻力和管道外围的摩阻力组成。3.3.5.1第一中继环位置的计算：由于顶管属于地下施工，为了防止

20、因地质条件与实际不符等不可预见情况造成的迎面阻力增大，第一中继环计算时要有一定的富余,通常顶力按允许顶力的80%考虑.即T×80% F阻=F1+F2+F3×L147.12+5.3×L400L47.7m每节管材长2.5m，为了确保顶进，我们在机头后安放第一个中继环。3.3.5.2两个中继环的之间的距离设置在每段顶管时除第一中继环承受迎面阻力外，其余各中继环均只承受管外壁的摩阻力。由于顶管中不断的纠偏，导致总阻力会有所增加，为了保证一定的安全系数，其余中继环最大顶力按允许顶力的90%取值。 则两个中继环的安放距离最大为L=500×90%/5.3=84.9m理

21、论计算中继环的设置数量，在实际施工时，会有许多不可预见的情况发生，实际数量根据现场情况和主顶压力以及允许顶力进行调整安放。3.3.6顶管段线型 顶管段主要是曲线顶管：曲线半径R，弧长L2； 始曲点B.C坐标（X1，Y1）； 终曲点E.C坐标（X2，Y2）； 曲线圆心坐标（Xo，Yo）； 始曲点前直线长度L1，终曲点后直线长度L3； 本段曲线顶管总长度为：L= L1 + L2 + L3；3.4主要工序的施工方法3.4.1顶管设备的安装和调试3.4.1.1 顶管施工质量的好坏与设备的安装精确度有直接的关系。安装前，根据已知的控制点、标高，准确无误的测放出进出洞口的标高和顶管的轴线，并依次测放设备的

22、安装位置。3.4.1.2 止水胶板、导轨、千斤顶支架、靠背等设备必须安放准确、牢固，以保证顶管按照设计轴线顺利进行。在正式顶进前对掘进机、油泵、油缸、注浆设备进行试运转，确定符合性能要求后方可正式顶进。重点注意以下几点：止水胶板的安装必须保证胶板的圆心和顶管洞口轴线重合，压紧胶板的钢环板中心也必须保证和洞口轴线重合，使工具头进洞时胶板切入均匀，保证泥浆和土体不从此处流出。靠背安放时必须精确测放，保证靠背和顶管轴线垂直。14 123546789顶管系统总体布置图1 顶铁 2油缸架 3油缸 4-测量系统 5后背6导轨 7止水胶板 8管道 9掘进机 10-油泵11门市起重机 12-泥浆池 13-通风

23、 14-管材10111213千斤顶和导轨的安装除保证水平位置和顶管轴线重合外，必须保证标高符合设计要求。基坑的导轨尽可能延长至坑壁洞口附近。导轨要有足够的刚度，且安装焊接牢固。安装后的导轨轴线和标高误差小于2mm；主顶油缸和后座的安装也要满足牢固的要求，其水平和垂直误差小于10mm。 导轨、千斤顶支架必须保证加固牢靠，防止顶进过程中发生位移，影响顶力的传递造成顶管偏差。3.4.2管道顶进3.4.2.进洞口处理措施及掘进机进洞进洞口处的止水胶板安装质量的好坏对后续顶管施工影响较大。为了保证顶管进洞及后续顶进的顺利进行，控制管道外部水土和注入的膨润土泥浆流入顶管工作井，必须采取有效的处理措施。根据

24、地质资料，本工程未有地下水，所以洞口不会出现涌砂等水土流失,不需要进行地基加固。在顶管机具进洞前，在洞口内侧安装止水胶皮板，并用外夹钢板夹紧固定，完全可以满足顶管进洞要求。如下图所示。 洞口止水胶皮板安装示意图工具头进洞前必须对所有设备进行全面检查，并经过试运转无故障，同时认真核对止水胶板安装位置是否准确，外夹板安装是否牢固，确认无误后才可破除洞口外护壁。进洞时注意止水胶板压入是否均匀，有无翻转、破损等问题，如有将工具头拔出处理好后重新进洞。掘进机进洞时，要严格控制进洞时的顶进偏差。中心偏差不得大于20mm，高低偏差宜抛高510mm。若达不到上述要求，也应拉出作第二次进洞。顶进初始阶段的质量对

25、后续管道轴线等有重要的影响。 1、预埋钢板 2、钢压板 3、止水胶皮板 4、安装钢环 5、砼管 6、井壁洞口止水圈工作状态3.4.2.2管道顶进在掘进机进洞时，严格控制其水平偏差不大于2mm，其高程为设计标高加以抛高数（其数值可根据土质情况、管径大小、工具管自身重量和顶进速度等因素设定），以抵消工具管出洞后的“磕头”引起的误差。为防止工具管出现“磕头”，可采用以下措施：在工具管后两节管子上预埋钢板，通过螺栓将工具管与其连接起来；在预留孔处填入良性粘土，使导轨与预留孔底保持水平。若出现“磕头”时迅速调整，必要时应拉出后重新顶进，但必须抓紧时间迅速完成，以减少对正面土体的扰动。掘进机进洞后顶进的起

26、始阶段，严格控制前5m管道的顶进偏差，其左右及高程偏差均不能超过5mm。在顶进过程中坚持“勤测、勤纠、缓纠”的原则。纠偏角度保持在1020，不大于1°。产生偏差及时纠正；纠偏逐步进行，坚持“缓纠、慢纠”的原则。偏差不能超过如下标准：管道顶进偏差项目长度（m）偏差（mm）长度（m）偏差（mm）管线轴线偏差L100m50mm L100m 100mm标高偏差L100m30-40mmL100m 60-80mm注浆与顶进同步进行，其原则是先注浆，后顶进；随顶进，随注浆；以保证管外围泥浆套的形成，充分发挥减阻和支承作用。在顶进过程中避免长时间的泥浆停注，保证顶进的全部管段形成良好的泥浆套。顶进过

27、程中根据顶力变化和偏差情况随时调整顶进速度，速度一般控制在35mm/min左右，最大不超过50mm/min。顶进过程中根据顶力计算和实际顶力变化情况及时安放中继环，并立即对中继环进行试运转，确保性能良好。中继环坚持安放后即使用，以减小后方千斤顶的工作负荷，减小设备磨损。通风设施的使用根据顶进距离的延伸和管道内空气质量的变化提前安装到位，并根据距离的延伸调整通风机的开启频率，保证管道内有足够的新鲜空气。管道顶到离工作井前方内壁50cm时卸载，收回油缸和垫铁,安装管节，然后继续顶进。3.4.2.3安装管节当一个顶程结束收回千斤顶和环型垫铁即可在工作井内再下一根管节。在管节吊入工作井以前，首先在地面

28、上进行质量检查，确认合格后，在管前端口安放楔型橡胶圈，并在橡胶圈表面涂抹硅油，减小管节相接时的摩擦力。在F口端面安放20mm厚松木衬垫，衬垫采用胶粘在管端面，以防止顶进过程中管端面局部破坏。下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可下井准备管道对口。以上工作完成后再将管节吊放在工作坑内轨道上稳好，使后部管节插口端对正前管的承口中心，缓缓顶入，直至两个管节端面密贴衬垫，并检查接口密封胶圈及衬垫是否良好，如发现胶圈损坏、扭转、翻出等问题，拔出重新插入，确认完好后再布置顶铁进行顶进。3.4.2.4管道出土由于土的可松性，在理论上切削下的土体混合体积增大1.1倍。实际产生土方量可

29、用下式计算：V=×D2/4×1.10×1.0=×3.392/4×1.1=10m3即每顶进一米产生的泥土量为10m3。因出土的快慢直接影响到顶管速度，所以我们采用大容量出土车（2m3），在工作井和掘进机内各设置一台卷扬机作为牵引动力，并设置连续轨道供出土车行进，保证以最快的速度顶进。顶管出土不能随意排放，由顶管机排出后立即运至指定的弃土场。3.4.2.5膨润土泥浆的压注与置换顶力控制的关键是最大限度的降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是注入膨润土泥浆。我们设想在管外壁与土层之间形成一个完整的环状泥浆润滑套，变原来的干摩擦状态为液体摩擦状态。

30、这样就可以大大地减少顶进阻力。为达到这一目的，采取如下措施：（1）由地质资料可知，顶管所处土层的含水量较少，成分复杂，因此，触变泥浆的浓度需适当大些，才能在管外围形成润滑浆套，触变泥浆的耗量略大于地层土体的损失量，经计算每顶进1m触变泥浆的消耗量为：V=/4×（3.392-3.362）×2.0=0.33m3 （2）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、静切力、动切力和动塑比。这些指标必须满足设计要求。 （3）在管节制作时根据设计要求预埋压浆孔，设计压浆孔时在掘进机后连续放置三到四节有注浆孔的管子，不断注浆使浆套在管子外面保持的比较完整，然后再间

31、隔一节管子放置一节有注浆孔的管子用以补浆；安装注浆管时，每个预埋压浆孔里要设单向阀，防止管外壁泥浆液倒流，且便于检修。（4）触变泥浆的配制、搅拌、静置时间，都必须按照膨润土的特性要求执行。A一般膨润土的配制按如下比例进行，根据实际试拌情况再行调整：膨润土 ： 水 ： 纯碱 ： 化学浆糊（CMC） 100 ： 500 ： 3.0 ： 0.3 B由地质资料可知，对于本标段管道穿越土层中的砂砾、圆砾含量较高，渗透系数较高，为防止泥浆扩散较快，在泥浆中加入一定比例的粘土，还增加粉煤灰、木屑等，泥浆的相对密度保持在1.41.8之间。C泥浆的拌制要均匀。首先将定量的水放入拌和桶内，开动拌和机徐徐投入膨润土

32、，拌和2-3min，静置片刻，再搅拌7-8min，即成泥浆，制成的泥浆排放入贮浆池内贮存10h，使膨润土、水、碱发生置换作用，形成稳定性良好，且有一定粘度的泥浆，使用时用注浆泵通过连接注浆孔的管道注入管道外围。D为了防止贮浆池内泥浆离析，间歇地对贮浆池内泥浆进行搅拌。（5）泥浆的压注方法A注浆压力的确定,PA=(23)hh-管道的覆土深度，h=6.509m；-土的重度, =20KN；经计算PA=260.36390.54Kpa。B注浆时泥浆压注压力不宜过低，如果触变泥浆压注压力PPA，则管外侧压力大于注浆压力，触变泥浆无法注入到管道四周，不能形成泥浆套；如果PPA，太高了容易产生冒浆，泥浆流失增

33、加，不易形成浆套；而且过高的压力作用在管子上时，会增加管子周边的正压力，使顶进时的推力增加。C为了使触变泥浆套的压力在停注后不能过快降低，在工作井内注浆总管上设置单向阀，不使其回浆。D泥浆的压注采用在顶管机压浆，管节、中继环等处连续补浆的方法。对掘进机压浆要与顶进同步，以迅速在管道外围空隙形成粘度高、稳定性好的膨润土泥浆套。E补浆是在已有的泥浆套基础上改善泥浆套，补充其损失量。掘进机尾部第一压浆孔后设置第一道补浆孔，此后根据设计管节上的补浆孔及时补浆，以保证管道外围空隙连续充满触变泥浆，补浆始终要坚持从后向前补压和及时补浆的原则。在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆液形成情况，还可以通过中继环

34、和主顶装置的油压值推算出各段的注浆减阻效果，从而及时加以改进。（6）注浆设备的选用在顶进中，选用螺杆式注浆泵。（7）泥浆的置换本段管道顶完后，立即用2:1水泥浆掺适量粉煤灰的迟凝泥浆置换润滑泥浆，以确保管道外围土体有足够的支撑和减少渗漏水。然后对管缝及注浆孔按照设计要求进行封堵。3.4.3出洞口处理措施及机具出洞本工程地质资料揭示本工程未有地下水，所以洞口不会出现涌砂等水土流失,不需要进行地基加固。顶管机头出洞时，我们先拆除接收井洞口处护壁，然后缓慢推进机具进坑。在接收坑内予先安置枕垫和滚筒。当管节顶进入接收坑后施工技术人员考虑顶进坑和接收坑各留出的管节长度，以：(1)尽量避免敲拆混凝土管。(

35、2)方便接口施工。(3)露出的管段小于管长的三分之一，以使管节重心继续留在土层中。掘进机脱离管子时必须采取措施，防止管节接头中橡胶圈的松动。3.4.4顶管扫尾在顶管结束后，迅速拆除设备，对工作井、接收井预留洞的环向间隙使用快硬微膨胀水泥进行封堵，封堵在顶管结束时迅速进行。管道顶进完成后，利用管节上的注浆孔向管外壁注入迟凝水泥浆对膨润土泥浆进行置换，待水泥浆从注浆孔流出后确认置换完毕，即封堵注浆孔并清理管道。3.4.5顶进测量本段顶管施工主要在长江滨江路上进行施工,控制好地面沉降及确保按设计管道轴线顶进是顶管施工中的核心问题。3.4.5.1前期测量顶管前，先根据导线点，利用全站仪准确测放出本工程

36、的平面控制点及临时水准点，将每个工作井的中心测出并设置管道轴线控制桩和临时水准点、工作井护桩，以便复核顶管轴线和工作井位置是否移动。在工作井施工完成后，管道顶进开始前，准确测量掘进机中心的轴线和标高偏差，并作好原始记录。本项目曲线顶管采用全站仪来控制。3.4.5.2顶进测量（1）测量仪器固定安放在工作井的后部、千斤顶架子中心，并在工作井内建立临时测量系统。顶管过程中必须按要求测量和控制管道标高及中心偏差，并作好记录。每顶进100cm必须测量一次，要勤测量，多微调，纠偏角度保持在1020并不得大于1°。每节管道顶进结束时，及时测量管道中心的轴线和标高偏差，记录交工程师审核确认；每顶进完

37、成一段测量仪器校正一次，每一次交接班时必须校核测量一次。（2）距离小于200米的直线顶管测量采用激光经纬仪，直接将激光点打在掘进机内的靶盘上，机具操作人员通过靶盘即可了解机具的即时偏差，以便进行纠偏。距离大于200米的直线顶管或曲线顶管，测量时采用全站仪，此时需在掘进机内架设反射棱镜，通过全站仪测得机具中棱镜的坐标，经过计算即可准确掌握机具的即时偏差。在每一顶程开始推进之前，我们必须先制定坡度计划，该坡度计划根据工作井及接收井的洞口实际高差进行测放，可对设计坡度线加以调整，以便施工最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。3.4.5.3竣工测量管道顶完后，立即在每节管道上选点，测量其中心位置和管底

38、标高。根据测量结果，绘制竣工曲线，以便进行管道质量评定。管段经过周围房屋建筑或已有管线时，在顶进过程中必须测量周围地面的沉降及管道沉降，并随时调整顶进速度及注浆压力，以确保顶管施工对周围环境的影响降低到规范允许的范围之内。顶管控制桩及轴线图：顶管护桩井护桩接收井工作井控制桩3.4.6管道内气体检测以及通风根据空气质量要求：在地下管道中，必须保证施工人员所吸入的空气中氧气（O2）不能低于20%，而硫化氢（H2 S），甲烷（CH4）以及其它有毒或有害气体与灰尘等污染物的浓度，不能大于有害于身体健康的浓度，并考虑时间、温度、湿度和集中污染物的综合作用的影响，易燃气体的浓度不能超过低爆炸下限（最小爆炸

39、浓度）的10%。我们配置气体检漏仪，每天对管内气体检测一次，如发现上述两个极限有一个超出的话，检测次数增加，并立即改善通风，以确保有足够的新鲜空气。另外在长距离管道顶进过程中，管内的温度及湿度的增大会影响测量的准确性，都要求我们向管内输送新鲜空气。（1）选择离心式通风机通过风管直接向掘进机工作面压入新鲜空气，排除管道内的污浊气体。在地面设置一台9-19-5A 型离心式鼓风机，经300mm的PVC维纶布拉链式软风管向掘进机处提供新鲜空气；拉链式软风筒按一定长度定制，通过拉链实现风筒之间的连接。（2）通风机安装在地面上，软风管挂设在管道的一侧，挂设平顺无堆积、扭曲、缠绕等现象；软风管保持完好无破损

40、，发现破损及时修复或更换；不得靠风管安放工具或长杆件，以防供风时杆件伤人。（3）通风机有关参数：9-19-5A型通风机： 功率7.5KW 风量 3166m3/h 全压5326Pa通风量应按下式计算：Q=K×n其中：Q-每小时供气量（m3/h） K-每人每小时供气量，K=（3050）m3/（h·人）； n-工作人数，每班人数最多为10人。Q=K×n=500 m3/h由于供风量较大，所以能够保证向管道内施工人员提供足够的新鲜空气。3.4.7中继环的使用（1）本工程采用前后特殊钢管的中继环，前管的预埋钢板为710mm长，在后管上设计安放两道半圆形橡胶止水圈；中继站在下入

41、管道前必须对钢管外壁进行防腐处理，并在前后管之间安装固定中继站油缸；每个中继站安装28个50T油缸，通过高压油管与中继站油泵连接并提供动力，保证每个油缸同步工作。（2）中继站油缸供油采用单向供油方式，回镐靠后方推力收回。施工结束后，依次从第一个中继站拆除油缸，靠下一个中继站顶推合拢，直至全部拆除完毕。前后中继管合拢后按设计要求处理好接缝，并在管内浇注混凝土后形成永久管道。3.4.8管材的木垫、橡胶圈与管接口（1）选用符合设计要求的成品管材。管材由厂家供货时必须同时提供管材的内、外压报告及产品出厂合格证。并按管材的验收要求对管材进行进场验收。（2）管端之间的木衬垫是管节间均匀传递后方顶力、防止混

42、凝土直接接触造成管端损坏的重要措施。根据设计要求采用20mm厚的松木板，并将木芥去除。按照设计尺寸可分块加工，使用时采用胶粘固定在管节承口端的管端面上，有效保护管端口由于顶进推力造成混凝土顶裂。（3）作为管材接口止水的楔形橡胶圈的外观和任何断面都必须致密均匀，无裂纹、孔隙、凹痕等缺陷，并符合设计的规格尺寸；橡胶圈保持清洁，不能在有油污的环境存放，也不得在阳光高温下直晒。（4）管材的F口钢套环必须按设计要求进行防腐处理，刃口无疵点，焊接处平整，脐部与钢板平面垂直，堆放时整齐搁平。（5）管道施工完成后，按设计要求对管缝嵌塞单组份聚氨密封膏，表面与管内壁平齐。3.5主要设备与劳动力配置3.5.1主要

43、设备3.5.1.1掘进机根据本工程地质条件，采用机械式全断面顶管掘进机。3.5.1.2起重设备起重作业主要为管材，其中管材重量为17.6吨/根（2.5m/根），考虑到城市施工噪声及空气污染要求，我们在工作井设置20T门式起重机，进行管材起重及顶进出土作业。3.5.1.3顶进设备 根据设计顶力最大为800吨，主顶油缸采用双冲程DTY280等推力油缸，每组为200T×4只，行程为1500mm，顶进过程无需U形顶铁。油泵采用CY14×2一台，Q=25L/min，油泵电机功率为7.5KW。3.5.1.4注浆设备润滑浆在顶管施工中是必不可少的，注浆设备选择也是非常重要。当所顶进的管道

44、周边与土体之间形成较好的浆套把管子包裹起来，才能有效的润滑和降低摩阻力，注浆设备选用螺杆式注浆，该泵压出的浆液完全没有脉动，压力稳定，在管周容易形成浆套。因此注浆选用I-1B2型螺杆泵。3.5.1.5通风设备由于本工程最长一段顶管距离为344.16m，管材直径为2800mm；在顶进中，施工人员在管内工作时需要消耗一定的氧气，为了保持作业环境良好及防止土层逸出有毒气体，我们采用9-19-5A型通风机配套软风管向管内鼓风。3.5.2劳动力安排3.5.2.1劳动力配置根据管道顶进过程中的不同阶段，把顶进过程分为三个阶段：开顶前的设备安装阶段、管道顶进阶段、顶进结束后的设备拆除和扫尾阶段。根据不同阶段

45、的劳动力需求，劳动力配置见下表。顶管施工劳动力配置表工种、级别按工程施工阶段投入劳动力情况设备安装阶段管道顶进阶段设备拆除、清场起重工222电 工121电焊工11机械工44测 工22普 工44管道工22主顶司机2拌浆2注浆2机头司机2中继站2-6（每中继站2人）机械加工人员辅助顶管队长1合 计1618143.5.2.1顶进阶段劳动分工序号人员人数工作内容备注1起重司机2操作和记录2主顶司机2带班，开主顶油泵、注浆泵、通风机、卷扬机3拌浆2拌浆、木垫安装、倒土、打扫卫生、地面辅助4注浆2管内巡视、注浆和记录5机头司机2开挖掘机、输送带，配合纠偏6中继站2-6每中继站配2人7测量2测量放线，复测，

46、纠偏8电工2昼夜值班，并负责整项目电工工作9机械班人员全部配合顶管施工10顶管队长1负责顶管队全部工作3.7在顶管过程中的注意事项3.7.1结合本工程对突发事件的处理主要有以下几点：3.7.1.1 密切注意主顶油泵压力的变化，随时作好记录，当发现压力突然上升和下降时，立即停止顶进，查明原因后再行顶进。3.7.1.2 顶进要连续进行，不得长时间停歇。3.7.1.3 刚开始顶进出洞时就应连续注浆，不能因为初期顶力较小而不注浆，导致钢套被泥土塞满无法形成浆套。3.7.1.4 停止顶进时，一定要使挖掘面保持稳定，防止长时间停歇造成漏水或土层中水土流失。3.7.1.5曲线顶管，在顶进时测量工作一定要准确

47、、及时，避免停歇时间太长、纠偏角太大、曲线太大或太小，导致阻力增大、管缝隙增大或未达到设计要求曲线。在安装注浆管时，管节联接处必须密封良好，尽量减少泥浆外漏。3.8地面沉降控制及监测3.8.1地面沉降控制本标段地质报告揭示无地下水，所以在施工中不会出现水土流失。但由于土层的粘性差，土体松散，施工中必须采取有效措施控制地面沉降。在顶管过程中，地面沉降是由于顶进过程中土体被扰动后，土体的应力被释放而失去平衡产生剪切应力，这种应力若大于土的抗剪强度，挖掘面就产生塌方。在顶管施工中采取有效措施有针对性的克服造成土体的不稳定因素，顶进时机具上方帽檐切入土体中，保持机具内土扩散角，严禁超挖；对于特别松散易

48、失稳土体采用超前注浆加固，通过以上方法能够将地面沉降控制在规范规定的范围以内，满足周围土体的稳定要求。3.8.2地面沉降监测在顶管中心线及管中心线左右各5m处各设一点，路面结构层是刚性的，沉降不易反映出来，所以沉降观察点须设在路面结构层以下的土层中，这样三个点组成一组。一般情况下再每隔10-15m纵向距离间可设一组沉降观察点。当顶管机接近观测点时即可开始观测直至顶管结束后一个月，并做好记录。监测过程中如有沉降立即汇报顶进值班工程师，调整顶进控制措施。3.9管材的供应及质量控制3.9.1成品管厂的选择成品管生产制造厂家应具备制造管子的资质和能力。我们在选定管材生产厂家时，根据招标文件要求，选定具

49、备生产资质和能力的厂家。并向监理工程师提交生产厂的资质证明材料供审查批准，邀请监理工程师、业主对管厂进行实际考察。我们提交的厂家的资质材料包括：关于管厂的选择和报审的报告；管厂营业执照、产品生产许可证和厂属试验室、混凝土搅拌楼及计量率定证书的复印件；生产本工程管子的主要装备、养护装置、主要工艺和ISO9002质量体系认证证书；厂家质量信誉等方面的材料等。生产本管材的摸具及配套装备必须必须经监理工程师的检查认可。监理工程师可随时检查管材制作期间混凝土、钢筋等制作材料、工艺、试验资料等。3.9.2管材的检验3.9.2.1管材出厂检验标准：按照混凝土和钢筋混凝土排水管（GB/T11836-1999）

50、3.9.2.2管子采用出厂检验规则，在外观质量、尺寸及允许偏差检验合格的管子中按每500节随时抽取2节计。其中1节作外压裂缝荷载试验，1节作内水压试验。本工程内水压试验值为0.2Mpa。外压裂缝荷载采用三点试验法。如检验不合格，允许抽取双倍数量的产品进行复验。如仍有1节管子达不到标准要求时，则认为该产品不合格，不能用于本工程中。3.9.2.3外观质量:逐根检验内、外表面、端面应光洁平整、无蜂窝、塌落、空鼓；钢筋混凝土管外表面不允许有裂缝，管内壁裂缝宽度不得超过0.05mm。3.9.2.4尺寸及允许偏差：在每500节批量中抽样10节管子进行检验。检验标准按设计图要求或按设计院、工程师认可的试制标

51、准。检验中有超过3节管子不符合标准的，则认为该批量为不合格产品，不能用于本工程中。3.9.2.5试验用装置及测量仪表经监理工程师批准，试验全过程邀请监理工程师参加。3.9.3管材的运输与存放3.9.3. 1 我们选用符合设计要求的成套管材。管材由厂家供货时必须同时提供管材的内压、外压报告及产品出厂合格证。管材出厂应按要求涂上出厂标志。管材运至现场时必须对管材的外观进行检查，内容包括规格、尺寸是否符合设计要求、管材表面是否有蜂窝麻面、管身是否有细裂纹、接口是否有破损现象、钢套是否有碰撞变形、预埋件位置是否正确等，对存在问题的管节坚决退换。3.9.3.2 管材运输时注意在吊运过程中的安全，严禁碰撞

52、。运输车辆选择专用30T平板车，确保车辆不超高、不超载，符合交通规章。放置在运输车辆上管身两侧应加垫木，并用紧绳器拉紧。3.9.3.3 管材运至现场，经验收合格卸至管材存放场地，起吊管子时利用专门的门字型钢制吊具，用钢销插在管材两侧的吊装孔。管材存放场地平整，地基牢固，每节管子的下方用方木垫稳，防止因地面沉陷造成管端钢套环挤压变形。另外本工程管材管径太大，禁止多层堆码，随用随送。3.10顶管防护加固3.10.1本工程顶管段大部分处于杂填土石地段，地质十分复杂，而且位于交通要道上。有的顶管段处在重要建筑物附近；有的顶管段覆土厚度太浅，无法满足顶管规范要求。为了有效的防护好建筑物不受损害和保证交通

53、安全，需采取加固防护措施。3.10.2顶管遇到土质松散、覆土厚度浅和在重要建筑物附近等，采取加固措施。即顶管超前钻孔注浆加固或地面钻孔注浆加固。具体做法是钻孔孔径80mm，注浆管直径为42mm，梅花布置，间距为500mm，深度视地段而定，注浆量为每延米水泥用量为120kg，水泥浆配比为，水泥：水=1：2 。3.11、顶管施工主要机械、设备表主要施工机械、设备表序号机械/设备名称型号（能力）数 量（台/套）备注1.门式起重机20T12.全断面机械式顶管掘进机280013.主顶油泵及主配电柜CY14×214.主顶站千斤顶200T55.中继环油泵10SCY14-1B86.中继环千斤顶50T

54、207.触变泥浆注浆泵、搅拌桶、贮浆桶、配套注浆管路I-1B228.主顶油缸支架19.导轨110.后靠背111.卷扬机JJM3212.通风机9-19-5A113.潜污泵根据实际配114.螺杆泵根据实际配215.载重汽车20T216.载重汽车8T117.木工园锯MJ2251第二节 管道内辅助管道的辅设混凝土管内的辅助管道设置于管道内壁，用钢架将其有序地固定在混凝土管壁上。3.12.1 通风设施：由于管道顶进距离长，埋置深度深，管道内的空气不新鲜，加上土体中会产生有害气体，因此，必须设置供气系统。通风设施用一台9米3的柴油空压机将压缩空气输入空气滤清器，再进入储气桶，经过气压调节阀，将压缩空气传输

55、至管道最前端，并将管道最前端的空气排出，以此进行空气循环。3.12.2 电源布置：在顶管过程中，主要的电源为动力用电和照明用电。3.2.1 动力用电由于管道内的电机采用380V动力电，因此，进入管道的动力电必须做到二级保护和接地保护措施，动力电源线设置在操作人员不易接触处，并在电源线外增设护套，保证用电安全。3.12.3 照明用电 由于管道内的空气湿度较大，因此，采用36V低压照明电，低压电须通过变压器降压。灯具采用防水防爆灯具，3.12.4 施工用电：150KWh。第四章 工程质量4.1认真贯彻执行国家和地方的有关质量法规，按照ISO9002标准搞好质量管理。4.2加强技术管理，在施工方案的基础上做好技术交底工作，落实各级员工岗位责任制，积极开展全面质量管理活动。4.3进场机械的性能均应满足