污水处理厂顶管施工方案

一、编制依据(1)北塘污水处理厂配套工程施工二标段中标通知书、施工图纸、合同协议书。(2)根据工程特点、施工现场实际情况、施工环境、施工条件和自然条件的分析。(3)现行的设计规范、施工规范、验收标准及国家、部委及天津市颁发的其它规范和标准。主要有：《工程测量规范》(CB50026-2007)《城市道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1-2008)《天津市市政工程施工技术规范(排水工程部分)》(J10407-2004)《城市排水工程质量检验标准》(DB29-52-2003)《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97《泥水平衡顶管掘进机作业指导书》Z/GJS011-2001《建筑施工安全检查标准》(JGJ59-1999)《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)《用电安全导则》(GB/T13869-2008)国家、部委和地方政府颁布的与本工程相关的技术规范及检验评定标准。本工程项目专用技术规范中所列承包商应遵守的其他技术标准和规范、其他适用规范、规程、规定等。本企业颁发ISO9001企业质量标准文件及标准化现场施工管理的有关细则。二、工程概况北塘污水处理厂配套工程施工二标段，规划为城市次干路，起自现状新河干渠以西约290m处，止于现状塘汉路，红线宽度为30-40m，全长约2406.074m，桩号为K0+440-K2+846.074,道路面积约为7.5万m2，北塘污水处理厂进水管道，最大管径为2.4米，管道总长为12污水管道WD-11～WD-15井段管径为d2400mm，总长286米。WD-11～WD-15排水管原地面高程为2.290米～2.950米，流水面高程-4.347米～-三、施工部署1、顶管机型及配套设备(1)顶管机机型根据顶进沿线的地质条件及以往同类工程的施工经验，为保证道路安全和工程进度及顶管质量，本工程选用DN2200、DN2400泥水平衡顶管掘进机。泥水平衡掘进机依靠机头前端的刀盘切削土体，通过泥水搅拌仓，把切削的土体搅拌成泥浆，利用给排水循环系统，把泥浆输送到地面泥浆罐内。随着泥浆的抽出，随着顶进。通过控制顶进速度和土压来保持土体的稳定。(2)主要施工机械设备配备计划序号机械设备名称型号数量1泥水平衡掘进机DN2200、DN2400各2台2液压千斤顶200t16台3液压站31.5MPa4台4顶铁DN2200、DN2400各2套5吊车50T4辆6发电机120KW4台2、施工布置图（见附图一）及工作坑布置图工作坑布置图3、施工总流程顶管机出洞顶管机出洞机头刀盘运转顶管机进洞送排泥泵开启顶进出土泥水分离主顶推进到位回缩主顶拆除管内管线砼管节安装安装管内管线弃土出运顶管机转场进洞密封器安装出洞密封器安装放样、复核工作坑、接收坑施工工作坑、接收坑回填全线复核、竣工验收四、施工方法1、放样及复核根据提供的测量基准点，按设计图纸要求进行工作坑及管轴线的放样工作，放出顶管起点及终点的位置及顶进的高程，建立测量控制点，并保护好控制点。⑴、控制测量平面控制测量：利用设计勘测部门的点位精度较高的导线点为起始控制点，沿管路主线走向布设附合导线，并在结构施工范围内加设控制点位布设三角控制网，从而建立本标段的平面测量控制网。埋设点位采用砼浇注，避免遭受破坏。采用全站仪进行外业测量，并对成果运用坐标法进行点位平差。高程控制测量：按线路走向布设附合水准线路，按照四等水准测量要求进行施测。把地面上建立的测量控制网引至工作井内，并建立相应的地面控制点，便于顶进施工时复测。⑵、放样测量采用极坐标法进行放样测量，具体实施过程为：利用偏角法和支距法的计算公式，根据线路要素点的坐标值，计算出所需放样的坐标数据。在平面控制点上支设全站仪，后视另一控制点，将测站点、后视点、放样点的坐标数据输入全站仪，然后放样所需点位。工作坑内精确测放轴线。测量管理工作施工现场必须坚持数据对算，施测点位必须复测。项目部放样点位必须上报监理工程师，经监理测量工程师复合后，方可投入使用。2、对支撑和周边环境的监测⑴、地面沉降监控施工前，以精度指标较高的全站仪或电子经纬仪对设计图纸提供的控制桩点和控制桩等进行复测、校核，定出管线中线、起止位置和范围的精确位置，同时根据施工需要布置施工平面控制网，测出原始地面高程数据。具体测量时，在地面上每20m布置一个量测断面，每3~5⑵、工作坑倾斜监控①、工作坑倾斜监控在施工地段每个工作坑密布2个监测点，加强观测，每天各观测一次并报监理及项目部。（2）高程控制测量以精密水准仪、光电测距仪、经检定过的铟钢尺对图纸提供的高程控制点和控制桩进行复测，测定施工控制高程，结合平面控制网的位置测设施工高程控制网，沿线的建筑物上布置观测点。具体量测时，采用精密水准仪和铟钢塔尺量测。通过量测判断工作坑周边的变形情况，工作坑沉降点的埋设根据现场情况进行布设。每次量测完后，及时对量测数据进行回归分析和信息反馈，指导施工，以便及时采取措施，保证工作坑安全。（3）监测方法通过对工作坑的观测，目的在于能在施工中及时掌握施工过程中工作坑周围的沉降与倾斜变形，从而根据观测数据确保施工安全。在监测点的布设上，可根据现场通视情条件的优劣，连接工作基点（或基准点）与观测点相对网可以布设成单线路或双线路。⑷监测组织与管理①监控程序根据施工管道所处的地质状况，开挖断面及施工方法等以及有关规范要求，研究制定该项目量测的方案，在报经监理工程师同意后，按方案要求布设监测点位。按规定测取监测点的初始数据，并依据制订的量测频率定期进行观测，做好记录，根据其时态曲线以指导施工。根据时态的曲线的变化情况，及时进一步进行观测数据处理，并对处理后的数据或图形成果进行点位稳定性变形分析，确定工程施工的安全程序，决定是否采取相应的防护措施。②施工监测组织机构为了更好地做好施工监测工作，我单位选调2名具有丰富施工、监测经验的专业监测技术人员投入监测，负责地面、地下的日常监测工作及量测资料的分析整理工作。③监控程序为加强日常的工程施工管理，随时掌握施工，必须建立施工监测的程序，做到及时调整施工步骤乃至施工方法，确保地面沉降值、水位变化值等在允许范围内波动，要求在施工中进行程序化管理以确保施工质量。程序化施工及控制制图施工准备施工准备测点布置项目经理下一环节施工监测数据处理施工监测工程施工制定对策总工程师监测人员④监控设备（施工监测设备详见表6-1）施工监测设备表表6-1序号名称数量规格性能指标1精密水准仪2NA200-2全自动电子精密0.1mm2测斜仪1SINCO垂直精密0.01mm，侧身50mm以内3电测水位仪1⑤监测数据分析和反馈管理由专业监测工程师及时整理分析监测数据，进行分析诊断，将实测值与允许值进比较，及时绘制各种变形~时间关系曲线，预测变形发展趋向，及时向项目总工程师及监理工程师汇报，项目经理部根据监测结果及时调整施工步骤及采取相应的技术措施。监控量测信息反馈程序在测得足够数据后，要及时将量测数据绘制理工程师对监测工作的监督和指导，工程施工完成后，根据监测资料成散点图，然后根据散点图得分布形状，选择合适得函数，对量测结果进行回归分析，即可求得时态曲线。由回归曲线可以预测该测点可能出现得最大位移值或应力值，预测结构或建筑物得稳定状态。根据以往的量测结果，回归分析采用的回归函数有：U=Alg(1+t)+BU=t/(A+Bt)U=Ae-B/t

回归分析时态曲线示意图U=A/[1/(1+Bt0)2-1/(1+Bt)2U=Alg[(B+t)/(B+t0)]以上各式中：U—位移值（或应力值）A、B—回归函数t—测点的观测时间为及时进行量测数据的分析和信息反馈，做到信息化施工，全部量测数据均用计算机处理，每次监控测必须有结果，填写日报表，并按期向施工监理、设计单位和业主提交监测月报表，并附相应的测点位移（应力）的时态曲线。对施工情况进行分析并提出相应的施工决策。其监控量测反馈程序如下图：量测结果位移（应力）是否超过相应的规定值量测结果位移（应力）是否超过相应的规定值继续施工综合评价暂停施工采取特殊措施处理⑸对支撑和周边环境的监测由于改变路由，并根据现场工作坑全部处于鱼塘内的情况，为了组织施工临时路需在原计划临时路基础上延长350m，路宽8m，其结构为60cm山皮土+40cm确保结构的安全，在坑槽的整个开挖施工中，要紧跟每层开挖、支撑进展，对地下的围护结构的变化和地层移动沉降进行监测。加强基坑开挖和降水时的环境监测，监测资料及时报送降水项目部，绘制相关的图表，曲线，以调整降水运行，发现问题及时调整抽水井及抽水数量，指导降水运行和开挖施工。3、顶管施工验算⑴、工作坑尺寸计算:主顶坑长度=管子顶进后尾端压在导轨上最小长度0.8米+管节长度2.5米+千斤顶长度2.5米+后座和顶铁厚度及安装富余量1.6米=7.4米，基坑长度取8米；基坑宽度为：管道外径2.88米+工作面1.2米*2=5.28米，取坑宽6米；井深按最深井位计算=管顶覆土4.82米+管壁厚度0.24*2米+管径接受坑长度=机头长度4米+两侧工作面1米*2=6米；宽度6米按现浇井尺寸考虑；深度按最深井计算8.1m⑵、基坑支撑计算根据相关地质资料，γ=18.3KN/m3，ø=10.4°，c=15.2KPa。采用工36B型工字钢，截面模量W=919cm3，允许应力[σ]=117.5MPa。按等弯矩布置确定各层支撑的间距，则板桩顶部悬臂端的最大允许跨度，由下列公式可得：h=(1/γKa×6×[σ]×W)1/3=74.11cm=0.74m。用盾恩近似法计算板桩入土深度。主动土压力系数：被动土压力系数：可知MR的斜率：Kn=γ(Kp-Ka)=18.3×(1.44-0.69)=13.725E1=MQ=KaγH=0.69×18.3×8.1=102.2787KN/m2板桩上的荷载一半传至D点，另一半由坑底土压力承受，由下式确定：1/2×γ×Ka×H（L5+x）=1/2×γ×(Kp-Ka)×x2解得x=0.89m则板桩的总长度至少为L=8.1+0.89=8.99m时，满足最小入土深度要求。具体施工过程，采用工36B型工字钢，长度12米，入土深度3.9米。⑶、支撑结构内力验算主动土压力：=1/2×18.3×8.12×0.69-2×15.2×8.1×=254.9被动土压力：=1/2×18.3×8.1×8.1×1.44+2×15.2×1.2×8.1=490.4最后一部支撑支在距管顶0.6m的地方，Id=12.5mm，经计算I36B工字钢所承受的最大正应力：经过计算可知此支撑结构是安全的。⑷、顶力计算：①、计算参数本次顶管施工单次顶进距离分别为D2400长度171米、D2200长度为195米，则主顶油缸顶管计算长度分别为D2400长度171米、D2200长度为195米，管道直径分别为D2400直径2.4米、D2200直径2.2米，壁厚分别为D2400壁厚0.24米、D2200壁厚0.22米，顶管施工所用的钢筋混凝土钢承口管道，每节管长2.5米，每节管重分别为D2400重13.43吨、D2200重11.28吨，管道每延米重分别为：D2400重53.75KN/m、D2200重45.12根据相关地质资料，γ=18.3KN/m3，ø=10.4°，c=15.2KPa②、顶管顶力计算管顶覆土4.82米时顶力计算及后背稳定性校核③、泥水平衡顶管顶力计算本次顶管施工单次顶进距离分别为D2400长度171米、D2200长度为195米，则主顶油缸顶管计算长度分别为D2400长度171米、D2200长度为195米，管道直径分别为D2400直径2.4米、D2200直径2.2米，壁厚分别为D2400壁厚0.24米、D2200壁厚0.22米。在顶进过程中采用注入触变泥浆的方法，以减少侧壁的顶进时阻力并支撑周围的地层。顶力的计算采用以下公式：Fp=πDoLfK+NF式中：fK——采用注浆工艺时，管道外壁与土的单位面积平均摩阻力，介于3-5KN/m2，本次取值为5KN/m2。Do——管道的外径，分别取D2400为2.88米、D2200为2.64米。

L——管道的计算顶进长度，分别取D2400为171米D2200为195米。NF——顶管机迎面阻力（KN），对于泥水平衡，NF=1/4×Dg2PDg——顶管机外径（mm），分别取值D2400为3000mm、D2200为2660mmP——控制土压力，取值0.1MPa=0.1N/mm2则泥水平衡顶管顶力D2400泥水平衡顶管顶力Fp=3.14×2.88×171×5+1/4×3.14×30002×0.1/1000=8438.436KND2200泥水平衡顶管顶力Fp=3.14×2.64×195×5+1/4×3.14×26602×0.1/1000=8637.7946KN按最长φ2400管径171米、φ2200管径195米计算，分别得φ2400管径8438.436KN、φ2200管径8637.7946KN，分别合φ2400管径861.1T、φ2200管径881.41T。由此得R=1179T,P分别φ2400管径861.1T、φ2200管径881.41T，R能满足总顶力P的1.2倍，故满足要求及采用触变泥浆减阻以减少R的总推力，具体安装位置参见施工平面图。顶进设备采用4台，行程2.5m每台，顶力达200T，其型号为DTD200型等推力双行程千斤顶。由于管材承载力为1183T，可见管材的承载力能承受顶管的最大顶力，但4台等推力双行程千斤顶不能满足⑸、后背墙的反力计算后背墙中的反力R应为总推力的1.2～1.6倍，R为：R=α×b×（γ×H2×KP/2+2×c×H2×KP1/2+γ×H2×H×KP）⑴、φ2400管径R=1179t=11550KN＞1.3F=1.3*8438.436=10970KN⑵、φ2200管径R=1179t=11550KN＞1.3F=1.3*8637.7946=11229KN式中：R—总推力之反力，（KN）α—系数（取1.5～2.5之间） b—后坐墙的宽度（0.8γ—土的容重（18.3KN/m3）H2—后坐墙的高度（4mKP—被动土压系数[为tg2（45°+φ/2）；=1.44C—土的内聚力（15.2kPa）H—地面到后坐墙顶部土体的高度（4.82mF—总推力4、工作坑与接收坑施工工艺根据本标段地层情况以及顶进方向等因素，WD15～WD1段中WD2、WD4、WD6、WD8、WD10、WD11、WD12、WD14处分别制作工作坑（即主坑），WD1、WD3、WD5、WD7、WD9、WD12’、WD13、WD15分别制作接收坑（即副坑）。拟定主副工作井内径尺寸为：工作坑(8座)：长8米，宽6米接收坑(8座)：长6米为了保证顶管基坑及后背墙的强度和整体稳定性，顶管基坑采用密排钢桩施工工艺。在距工字钢支护外边350mm位置为中心打双排水泥搅拌桩做止水帷幕，顶管后背处打四排水泥搅拌桩，洞口打四排水泥搅拌桩，水泥搅拌桩采用Φ700，桩长12m（基坑深8.1米，搅拌桩入深度为3.9米），相互咬合250mm，水泥掺量15、顶管基坑平面尺寸及止水帷幕施工简图本次顶管D2400、D2200覆土最深为4.82米，则顶管基坑挖深为8.1米，采用泥水平衡顶管施工工艺，顶管工作坑平面净尺寸为8米×6米，顶管接收坑平面净尺寸为6米×6米。本次顶管基坑采用双排水泥搅拌桩做止水帷幕，顶管后背处打四排水泥搅拌桩，洞口打四排水泥搅拌桩，水泥搅拌桩采用Φ700，桩长12m（基坑深8.1米，搅拌桩入深度为3.9米），相互咬合250mm，水泥掺量15%。顶管基坑支撑采用工字钢支撑，工字钢型号为工36B型钢，长度12米，入土深度3.9米，后背方向密排封闭，其余方向采用一丁一顺的形式布置，工作坑内支撑采用36B工字钢，共设置二道支撑框架，分别位于距地面1米、4米处。每层支撑框架四角设置角撑，按照设备及施工要求，角撑位置设置在距坑边1.5米处，内支撑连接采用焊接，角撑与内支撑之间采用焊接。工字钢间距采用挡土板卡板支撑。顶管工作坑平面示意图顶管接收坑平面示意图(1)水泥搅拌桩施工水泥搅拌桩是通过深层搅拌机将一定水灰比的水泥浆液经专用压力泵或注浆设备与土体混合，形成具有足够强度、水稳性以及整体性的柱状土，满足强度和变形要求。本次施工水泥搅拌桩，主要用于基坑外围的止水帷幕和土体加固，防止工作坑周围地下水渗透。①施工流程：清洗系统预搅下沉清洗系统预搅下沉重复下沉桩机定位移至下一根桩位搅拌提升浆液制备

②施工工艺：a、桩机定位：搅拌桩机到达指定桩位后，调平机架，桩基拌头定位偏差≤50mm，垂直度偏差＜1.5%，钻杆轴线应垂直对准孔中心。b、预搅下沉：开动钻机，钻机切土搅拌下沉。下沉速度控制在0.8m/min左右。c、浆液制备：即按设计确定的浆液配方投料，拌制水泥浆。在送浆前必须不停搅拌，防止浆液离析。d、提升注浆搅拌：待搅拌机下沉到设计深度后，边搅拌边提升，提升速度在每分钟0.5米。e、重复下沉：当搅拌机提升到设计桩顶标高时，重复下沉搅拌，使浆液与土体搅拌均匀，下沉速度在0.5-0.8m/min内。f、重复提升：待下沉到设计深度时，边喷浆，边搅拌，边提升。直至提升到地面，控制速度在每分钟0.5米。g、冲洗系统：冲洗灰浆泵和输浆管系统，直至基本干净，并清除钻头上粘附的软土，检查钻头，如有磨损及时更换。h、移到新的桩位，重复a-g步骤(2)工字钢支护水泥搅拌桩施工完毕后养护2天后，制作工字钢支护。主工作坑后背采用12米长36B工字钢竖排密打，其它侧采用12米36B工字钢一丁一横咬打。工字钢支护施工完毕后即可进行工作坑的开挖。(3)挖工作坑第一步土工作坑均采用机械挖土，土方全部外运，根据高程，距现地面1米处，设第一步矩形支撑框架。框架为36B号工字钢并加焊三角支撑，焊口要牢靠、不得漏焊。挖第一步土平面图挖第一步土纵断面图(4)挖工作坑第二步土在距管顶600mm制作第二步支撑框架，与挖第一步土相同，框架为36B号工字钢并加焊三角支撑挖第二步土平面图(5)挖工作坑最后一步土挖至距坑底0.3米采用人工清底，当挖至基坑底时，四边挖0.3×0.3米排水沟,1%坡度坡向集水井。在工作坑底的两个角(相对角)上做集水井，共计2个，直径内口0.5米，深0.5米，周圈及底面用红砖干砌，外压草帘子。集水井各内设1台工作坑纵断面图(6)打底板，下预埋钢板。铺设100mm碎石垫层，然后浇筑C30混凝土300mm底板内预埋尺寸为300mm×150mm铁板，对称分布在两条管道中心线的两侧，每隔1.2底板施工时首先根据图纸尺寸用全站仪或经纬仪定出井中、底板长及宽的边线，然后支模。模板的边线由给定的井中反出，混凝土底板的上平线用水准仪给出，控制点钉在模板的上端，用红铅油做出标识，并在旁边明显的地方标出向下反的数。混凝土采用商品混凝土。为使混凝土的早期强度提高的更快，使用普通硅酸盐水泥。浇筑时，因地面到坑底距离较深，故用泵车浇注。先从中央浇筑，均匀由里向外周圈式扩散，用插入式振捣棒进行振捣。浇筑混凝土前将导轨预埋钢板安装到位，钢板顶面高程误差控制在2mm以内。底板施工平面图6、顶管施工(1)顶进设备安装①稳置轨道轨道是顶管开始时保证管子中心位置和标高的关键部位，要按规范要求找准方向及高程，导轨采用钢制轨道，表面平直光滑无毛刺，轨道高18cm，数量2根，长同底板长，根据设计管道的标高、坡度进行轨道安装，轨道中心线与管道中心线在同一垂直平面内，轨道与底板基础连接牢固。②后背墙制作：后背墙采用定型后背铁，厚0.4m，长4m，宽4m。后背铁和钢桩之间采用图5.6工作坑内前期设备布置图⑤千斤顶及支架本次顶管施工，设4个液压千斤顶（200t），每个主坑并设有双层千斤顶支架、两个高压油泵（32MPa其中一个作为备用）和高压油管。其中高压油泵是布置在地面上的，液压千斤顶（200t）和千斤顶支架布置在主顶坑内，安装时先下千斤顶支架，后下千斤顶，用吊车吊装，分两步进行。第一步先安装底层的支架，稳好后安装下面一排的两个千斤顶，第二步安装上面的支架，稳好后再安装上面一排的两个千斤顶，稳好后可用调整垫对千斤顶的位置进行细部调整，使千斤顶顶力的合力点落在管中心下1/4管内径处。千斤顶的具体布置详见下图：千斤顶布置图⑥主顶油缸架稳置依照轨道和管道中心线、高程为参考，进行稳置主顶油缸底架，油缸底架中心线与所顶管道中心线在同一垂直平面内，油缸底架及主顶油缸稳置要牢固并在允许偏差范围内。⑦后背铁稳置DN2200、DN2400后背铁采用4m×4m后背铁，厚度40厘米并以钢板为模板打C30砼4结构工作井后背及导轨安装图（横断面）⑧设备联接主顶油缸的油路应并联连接，每台油缸应有独立的进油、回油的控制系统。其它各设备之间按规范进行连接安装，安装完毕后进行调试。⑨供电系统的设置供电系统由变压器(若无电源采用发电机)、总控箱、分配箱、开关箱和用电设备及输电线路组成，总控箱、分配箱、开关箱及升压装置的布置应符合相关规范要求，并采取防雨、防晒措施；输电线路采用线板架设并标识，线路架设应横平竖直、符合相关要求，管内线路架设采用在钢套管上焊接一块扁铁作为支架。⑩泥水循环系统的设置泥水循环系统由进水泵、回水泵、4寸管路组成。进水泵放置在事先制作好的清水池内，通过进水管道与掘进机进水管道连接。回水泵放在工作坑内通过管道与掘进机回水管道连接，回水泥浆通过管道排至泥浆沉淀池内。在工作坑内进回水管道分别设置蝶阀。⑾设备调试a、所有的电控系统安装完毕后对电控系统的连接及控制开关进行调试，检验线路连接是否正确、开关是否灵敏。b、对主顶油缸及油泵站进行调试，检查油管是否连接正确、油泵站运转是否正常、油路控制闸阀是否完好、顶镐出镐缩镐是否正常，对油管进行排气处理。c、对测量系统进行校验，检验支架的稳定性和安全性，对仪器进行摆放调试。d、对机头的各项开关进行调试，检验电压表、电流表；检验刀盘转向是否与控制相符；检验纠偏系统是否运转正常；检验土压表是否灵敏。工作井平面布置图结构工作井内设备安装图（纵断面）⑿进出洞口的处理顶管施工关键是处理好进出洞口的措施。洞口破除首先处理洞口的工字钢和洞口的水泥搅拌桩，工字钢是工作坑支撑体系的一部分，处理要小心，同时严格按方案施工，包括木板的固定和短头的固定，工字钢剩余短头和框架焊在一起，工字钢采用气焊割掉，不许拔桩，以免影响基坑的稳定。木板及时整理，防止龙门口的土方坍塌。水泥搅拌桩能加强龙门口土方的稳定，要利用人工破除，破除后方可用机头顶进，开始顶进时要控制好高程及左右偏差。(2)顶进具体工艺过程如下：第一步，开镐、刃机头。用吊车将机头吊至井内，平稳放在导轨上，要保证管外皮与导轨之间接触严实，并使其靠近洞口。在工作坑洞口范围内的钢桩用气焊割掉，龙门口钢桩气焊割掉部分直径要比管外皮稍高（20厘米）即可。此时，应立即开镐将稳好在导轨上的机头顶到洞口，使机头正面和洞外的土体紧密顶严；迅速顶机头入土。为预防刃机头时下跌应加强机头与机头后第1节管、第2节管、第3节管之间的联结。在第1节管与机头间加M30螺栓4组，详见下图：步骤1机头与机头后第1节管（带注浆孔混凝土管）连接图第1节管与第2节管的连接（同以上）第2节管与第3节管的连接（同以上）步骤1机头与机头后第1节管连接图（带注浆孔、带预埋钢板、带预埋千斤盒的混凝土管）步骤1刃机头纵断面图（全）步骤1机头装置及进出洞口工艺图第二步，机械出土。泥水平衡机头的出土原理：在混凝土管内设Φ100管作为循环泥浆管路，在地面上配置泥浆沉淀池、泥砂分离池、泥浆泵、泥浆循环管路，在工作坑内设Φ100胶管用以连接混凝土管内和地面上的泥浆循环管路。抽出的泥浆经沉淀后用抽泥车抽走，泥水经循环管路继续送至机头前方。步骤2泥水平衡机头出土示意图第三步，回镐、下顶铁。当顶镐油缸伸出有0.7米，够下1块顶铁的长度时，应将镐回油，下1块顶铁，以确保平稳顶进。步骤3回镐下顶铁示意图第四步，出镐顶顶铁、顶进、出土。步骤4出镐顶顶铁、顶进示意图步骤4管子接口及注浆示意图第五步，开镐顶进测量。顶管时测量非常重要，要勤顶勤测，随时校正，切不可单纯为了求快而少测、漏测，一般在下管前和下管开1镐后都应测1点，此时若发现偏移容易校正。正常顶进时每顶进1米时测1点，测量采用激光经纬仪和水准仪配合进行，机头前方有固定光靶。将油缸缩回使顶进的混凝土管处于完全松弛状态。步骤5开镐顶进测量步骤5开镐顶进测量机头光靶示意图第六步，回镐下管。下管前，将镐回到头，将管道内所有的工艺管路全部临时断开，管内及坑内所有电源断掉，坑内的人员全都走道管内或上到地面上。下管要由专人指挥。管子下到导轨上时，管外皮与导轨之间不能有空隙。下管要注意插口朝前，承口朝后。在插口安装胶圈时要涂抹凡士林，以使开镐顶紧管接口时胶圈均匀压缩，不被扭曲、翻转和闷鼻，防止漏浆漏水。步骤6纵断面图（局部图→回镐、下管）第七步，下顶铁、出镐顶进（重复步骤3、4）。管子稳好后，上好胶圈，在胶圈上抹匀凡士林，下弧形顶铁，再下∪型顶铁，后开镐，先顶∪型顶铁，再顶弧形顶铁，再顶管子，将刚稳好的管子与前1节管子顶严紧。同时连接好各种注浆管路、机头连接电路、进水管、排泥管等。第八步（重复2～7步骤）进行。第九步出洞口：当机头顶到接收坑时，要控制顶进速度，同时做好接受坑处的各个环节的准备工作。步骤9出机头示意图第十步，将机头吊至地面上，运回到主顶坑，开始施工另一段顶管。过程同以上。管箍：顶管做管箍时，要将水泥和石棉掺在一起，管口要凿掉2厘米的坡茬，并将接缝剔除不小于3厘米的缝隙，用水将接缝冲洗干净，向里打入石棉水泥的拌和物。步骤10管箍施工示意图(3)测量、纠偏方法泥水平衡顶管掘进机的纠偏系统是由四组纠偏油缸构成的，纠偏的控制是根据管道激光测量定位系统来决定的。在顶进过程中，激光经纬仪从始至终进行跟踪测量，激光纠偏系统随时根据激光点的左右上下进行纠偏。顶进第一节管时，每顶进0.2~0.3m即对中心线和高程测量一次，顶进正常时，每顶进0.5~1(4)泥浆减阻的方法和技术措施长距离顶管的成败在于减阻的好坏，采用触变泥浆减阻护壁的施工措施，即在管壁与土壁之间注入触变泥浆。本工程专用的顶管机外径尺寸比管节外径大20mm，故顶管机在土层中顶进时使管节外围形成20mm的空隙，如能及时有效向该空隙注入触变泥浆填充在管节外围，形成一个较完整的泥浆套，顶进时既可有效减阻又能起到支撑土层的作用，加快顶进速度。反之，泥浆套不能形成，顶力将急剧上升，严重时将可能顶坏管节，甚至使顶管工作失败。①触变泥浆的配比触变泥浆配制：选用较好的钠基膨润土，膨润土：水=1：8(重量比)，采用机械定量搅拌桶把水与膨润土搅拌均匀然后打入几个注浆罐，静置12小时，使其充分吸水，膨润成胶体，利用比重计测其比重，掌握在1.15g/cm为宜。②注浆孔布置顶管机机尾部均匀设置四只压浆孔，顶进时，及时跟踪注浆，确保在顶管机后面及时形成完整的泥浆套。每两节管安排一节有浆孔的混凝土管，管内四只压浆孔90°后对中，即在管节顶部设一只压浆孔，另两只压浆孔斜向下夹角为90°。通过1寸高压注浆软管接通四个压浆孔与输浆总管，每个注浆孔均安装闸门进行独立控制。③同步跟踪注浆制作触变泥浆采用机械定量搅拌罐把水与膨润土搅拌均匀，静置12小时，使其充分吸水、膨润成胶体。将地面配制好的触变泥浆经注浆泵增压后进入输浆管，通过环形管注入顶管机及管节的压浆孔，形成泥浆套。当管节顶进时，利用顶管机尾部环向均匀布置的四个压浆孔，与顶进同步跟踪注浆，以确保当掘进机向前时在其后形成的环向空隙立即被泥浆充填，从而形成完整的泥浆套。④补压浆管节在顶进过程中，由于部分浆液流失到土层中，因此必须间隔一段时间后进行补浆。⑤压浆量与注浆压力压浆量原则上控制在同步跟踪注浆量为管节外理论空隙体积的4倍左右，注浆压力值不宜过高和过小，依据采用浆液的粘度和管路长度，压浆站的压力初步控制在20~50KPa。(5)检查井顶管施工完毕后，检查井的做法参照设计图纸和设计说明。(6)工作坑的回填回填工序应在井与管箍的强度均上号后方能进行,回填时应采取人机配合施工,管顶以下由人工对称回填碎石防止管身发生位移。管顶以上应由挖掘机或装载机回填,高度至管顶以上40cm。回填后应用平振进行震动,使其密实.达到要求.(7)工作坑拔桩回填沟槽后，立即拔桩。用振锤配合吊车。7、顶管施工质量控制顶管施工质量控制项目允许偏差钢筋砼管最大偏角0.5°管线轴线偏差L≤10050标高偏差L≤100+30~-40相邻管节错口≤15mm接口抗渗试验应达0.11MPa1内腰箍不渗漏，橡胶止水圈不脱出顶进过程中地面沉降控制范围项目允许变化范围(mm)地面隆起的最大极限+10地面沉降的最大极限-10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1°。8、顶管质量通病的防治(1)泥水冒出地面①现象在顶进时，地面有泥水冒出，在泥水平衡顶管中称之谓冒顶。②原因因覆土层太浅，泥水平衡顶管的复土深度必须大于1.5倍管外径，否则易发生冒顶。③防治措施a、控制泥水密封舱的泥水压力，保持在1-1.1倍正面土体静止土压力为宜。b、土层渗透系数很大，或覆土深度小于1.5时，应加深覆土。c、增加进水中粘土的比例，适当提高进水比重，使泥水不易渗透。(2)叩头①现象顶管机在推进过程中一直往下走，即使纠偏使用也不明显。②原因a、大多发生在粉细砂土中。由于泥水平衡顶管机比较重，而且机器转动起会相起震动，这种震动会使粉细砂土很快液化，从而降低了它的承载力，就会使顶管机产生往下沉的趋势。b、或者是遇到了上下两层不同性质的土，由于下面一层土较软，而使顶管机往下偏。c、泥水压力控制不好。③防治措施a、首先仔细阅读土质资料，如果在粉细砂土层中顶进偏低，可调低进泥的泥浆浓度，减小顶进速度。b、如果是遇到两层软硬程度不一样的土时，应注意让顶管机的头部略微往上翘一些，同时把前三至四节管与顶管机后壳体联成一体。(3)泥水管内产生沉淀、堵塞现象①现象：泥水管内泥水流动不畅通，顶管机推进因此也不顺利。②原因a、在泥水管内生沉淀这种现象大多发生在砂土层中。一是由于排泥泵效率低下流量不足，在泥水管内的流速小于临界流速使泥砂产生了沉淀。二是在顶管机停止推进以前对管内冲洗力度不足致使泥砂产生沉淀。如果是粉细砂，一旦沉淀在泥水管内，时间一长板结起来就比较难冲洗干净。b、在含水量少的粘土层中，粘土会变成如同鸡蛋一样的泥团，如果泥团过大，它在管道的弯头和蝶阀处会把管道堵塞。无论是哪一种管道堵塞，都会影响顶管机的正常推进，时间一长，顶管机会往下沉，从而影响到顶管的质量。③防治措施a、如果排泥泵达不到所需的流量要求时，就应该更换。b、停止推进前必须对排泥管道进行较为彻底的清洗。c、如果是在含水量小的粘土中推进，应减小刀盘每转一圈时所切削泥土的厚度，同时适当加大送水量。另外在排泥管道与基坑旁能之间加一只沉淀箱，可让土块或卵石在该箱里沉淀下来，过一段时间只需打开箱底排出。五、质量保证措施确保工程质量是工程施工最基本前提，也是施工企业的生命，没有质量就没有效益，就没有信誉。因此施工企业确保工程质量不仅是对业主负责，更是对企业自身的负责。“百年大计、质量第一”，我们将始终如一地坚持这一思想原则，规范施工，认真依照招标文件所明确的各项施工技术规范、规则和各项质量验收评定标准去组织实施。1、质量保证体系确立“防检结合、以防为主、重在提高”的观点，不仅要对工程质量的结构进行管理，更重要的是对原因的管理，对施工工艺方法及各施工环节进行检查，检验采购材料是否符合质量标准，检查预防施工工序和方法是否符合标准，对关键工种操作的技术工人要事先培训并进行技术，合格后才能上岗操作。树立“一切用数据说话”的观点。工程施工的全面质量有定性的变化趋势的预测、分析的判断，有要求。认真做到检查凭证的签证工作。施工过程中的系统检查、签证工作是工程质量的保证，签证前要认真进行检查，合格后填写检查凭证并请监理工程师会同检查签证。2、组织保证措施质量管理领导小组是整个工程质量管理的最高领导机构，由项目总经理、总工程师、副经理、各部门长组成，制定整个合同段工程质量创优规划、方针、措施。各施工队分别设质量管理现场领导组，由施工队长、质检科长、工程科长、主任工程师组成。质检科和试验室专职抓现场质量管理。施工队一级的质量管理机构在项目经理部质量管理小组领导下，制订本工段施工区段的质量实施计划，并重在现场落实。施工队所属各施工班组根据自己的计划，拟定项目工程具体的分项实施计划，责任到人，严格要求，全员全过程质量控制。对各段的施工难点、关键工序进行分析，选定有关课题，成立QC小组，积极展开工作。建立一个完善的中心试验室，全面实施对工程所用的原材料或试件等进行检验和质量控制。坚决实行质量一票否决权。工程质量达不到创优计划的，坚决返工重做。把质量责任制横到边、竖到底，项目经理与各主要管理人员和每位技术人员、现场施工人员、关键岗位的操作工签定质量管理目标责任书，做到责任明确，奖罚分明，真正把工程质量终身制落实到每个职工。各级质量责任如下：项目经理：对单位负责，代表单位承担工程合同质量责任，确保工程质量优良。选择和确定各职能部门负责人、主要骨干；选择和确定各工区负责人及主要骨干，进行现场施工的组织管理，承担施工工程合同责任；确保工程施工必须的机械配备和材料供应；教育职工提高质量意识，并用严格的经济手段(按合同或责任书兑现)对工程质量把关。总工程师：负责合同段工程质量和技术管理工作，确保项目工程达到优良标准。主持制定加强质量管理的措施和办法，切实加强对各职能部门、各工区质量管理工作的检查、监督；定期和不定期组织工程质量检查及主持整改；对重大质量问题，及时提出处理意见，报请监理工程师审定后执行；主持内部的工程质量检查评定，参与监理工程师检查评定；定施工方案，主持技术交底，指导试验工作，处理合同段的重大技术问题；负责重大变更设计的申报，保证工程质量。质检工程师：在工程质量问题上对总工程师负责，具体负责按规范、规程、规定进行施工工艺巡查、监督，按质检标准进行工序和工程项目检查，评定把关，履行否决权，确保工程质量达到合格。试验工程师：负责对原材料，对工程施工的各试验项目做到及时取样试验，试验频率符合要求，试验结果正确；完成监理或业主要求的抽检试验，提出试验报告；指导工地试验室的试验工作，参与处理有关工程质量问题。材料工程师：负责按设计要求的材料品种、规格、质量标准组织材料进场。进场材料的各种质检资料齐全。不合格的材料决不进场；材料的贮存和保管做到不受潮、不锈蚀、不变质，否则作废品处理，清除出场。施工队队长：承担承建工程项目的责任，对项目经理负责。对下属施工队(组)施工项目进行经常性的检查、督促，做到严格规范标准、工艺要求、质量标准施工；严格按经济责任或有关奖罚规定，对施工队(组)进行奖励和处罚。质检员：按施工规范、工艺要求随施工队进行施工现场监督检查，履行否决权，及时纠正违规操作，确保工程施工质量；负责按工序进行自检评定，报送监理工程师复查签定。3、质量制度管理(1)认真理解和执行本合同的技术规范和合同指定的其它标准，熟悉设计图纸，领会设计意图，严格按照设计要求、技术规范和质量标准进行施工和检验评定。(2)实行三级质量管理制度，建立以项目总工为主要负责人的质量检验系统，明确各部门的职责，切实推行全面质量管理，加强质量管理的监督力度。(3)施工过程中，严格执行“三检”制度和隐蔽工程验收制度。(4)开工前，分别对各施工班组进行质量意识教育和培训，随着工程的进展，经常进行质量教育，使质量意识贯穿于施工全过程。(5)施工过程中，坚持“质量第一，用户至上”思想，树立创精品工程、国家优质工程意识。(6)制定成品保护计划，建立成品保护制度，本着“谁负责施工、谁负责成品保护”的原则，进行成品的保护。(7)坚持定期或不定期开展质量大检查制度和每月质量专题会议。(8)提前做好质量通病的预防措施，在施工过程中予以实施，杜绝质量通病的发生。(9)与各施工班组签订质量协议书，制定奖罚措施。(10)原材料的质量控制：运至工地的原材料、半成品及成品的生产合格证、试验报告、生产许可证等齐全。由材料部门委托抽样送检，复试合格后方可使用。(11)建立工地试验室，检查、督促各种采购材料的取样、送样及检测工作。协助材料部门把好材料进场的质量关。4、技术保证措施工程开工前，必须按分部、分项编写完善的施工组织的施工要点。常规分部、分项编写标准施工组织设计和要点，特殊分部、分项要特殊编写施工组织设计和施工工艺及要点。施工组织设计和施工要点必须经监理工程师审批后方可执行。同时组织全体职工、民工学习合同文件和技术规范，严格按照工程施工工艺和天津市政工程施工规范组织施工，并结合工程特点和创市优计划，制定各类工艺和技术质量标准细则；牢固树立质量第一、争取全优的思想。加强施工技术管理，以施工组织设计为纲领，以施工工艺设计和施工要点为指导，以三级技术交底、操作规程和工序交接检查为保证，严格各施工工序的控制与管理。对易产生问题或出现质量通病的部位要加大技术投入和管理力度，严格遵守操作规程及施工工艺流程。施工中积极应用“四新”技术，同时广泛开展“小发明、小创造、小革新、小建议、小改进”五小活动，充分发挥科技生产力作用，保证施工质量。认真贯彻ISO9001质量管理国际标准。工程施工中做到每个施工环节都处于受控状态，每个过程都有《质量记录》，施工全过程有可追溯性，要定期召开质量会，发现问题及时纠正，以推进和改善质量管理工作，使质量管理走向国际标准化。六、施工安全保证措施1、组织保证措施成立以项目经理为第一责任人的安全生产领导小组，由组长、副组长、各职能部门负责人组成。实行指挥部安全领导小组、项目部安全领导小组、施工队安全领导小组的三级安全管理体制。2、制度保证措施施工过程中我们将严格贯彻执行相关的安全管理制度，同时根据实际情况，并参照本企业的安全管理办法，制定与之相适应的安全管理制度。3、技术保证措施做好前期准备，进行全面安排，正确选用施工方法，编制实施细则。施工前应详细调查并掌握地质、洪水资料，检查易于发生水害地段的施工安全，做好施工中的临时防护工作。施工现场设立安全标志。危险地区必须悬挂“危险”或者“禁止通行”“严禁烟火”等标志，夜间设红灯示警。4、安全管理措施(1)开工前准备工作到位a、配备足够的安全防护品，口哨、安全帽、警示牌、警示灯等。b、开工前检查挖掘机、装载机等机械是否处于良好状态、各项制动是否有效，电缆线有无裸漏情况。(2)新工人进场时，三级安全教育到位：对新进场工人进行对本工种具有针对性的三级安全教育，让每个工人掌握本工种的操作规程及安全注意事项。(3)班前安全技术交底到位：a、除了班组自行组织的班前安全活动外，负责该工种的工长(施工员)还用书面形式对班组进行具有针对性的安全技术交底，并履行签字手续。b、项目专职安全员总结教育和交底内容，再次详细讲解给班组的每个组员，要求做到人人会操作，人人都必须遵守安全纪律、国家有关政策法规和项目部安全管理制度。(4)施工过程中的监督、检查、再教育、考核工作到位：a、在施工过程中，安全员、工长起到监督作用，发现那里出现事故苗子，及时组织人员消除，并强调杜绝类似事件不再发生。b、在施工期间，除要求施工班组例行每天的班前自检外，安全员还进行不定期复查作业情况，发现事故隐患立即勒令班组进行定人、定期限、定措施整改，并落实其整改内容。c、对有些在施工过程中，安全意识淡化的工人进行再教育。d、在施工过程中对作业小组进行每天一考核，并实施奖罚制度。5、现场具体安全措施(1)组织全体施工人员学习国家和地方的施工安全法规，建立出入施工基地和现场的管理制度，严格执行安全操作规程。(2)各施工现场设置专职安全员，并授予对施工生产中出现的不安全的因素，采取措施的权力，防止事故发生。本工程容易出现的不安全因素为：塌方、火灾、中毒、触电、物体打击、机械伤害。(3)工作坑四周设护栏，要牢固，不得堆放各种材料及设备，坑内设置带护栏的爬梯，夜间设防水照明灯与警示灯。(4)工作坑开挖前必须作好降(排)水。(5)作业时要随时注意检查土壁变化，发现有裂纹或部分塌方，必须采取果断措施，将人员撤离排除隐患，确保安全。(6)氧气瓶和乙炔气瓶工作间距不小于5米，并运离火源和高压线。氧气瓶、乙炔气瓶应分别稳固放置，不得混放一起，气瓶要防止暴晒。(7)对易燃易爆危险品，严格进库、发放、领用登记手续，库存和在用的易燃易爆物品定期清理盘查，严加保管。(8)严格易燃易爆危险品安全检查制度，及时发现问题，消除隐患，对检查情况做好记录，确保安全。(9)顶进过程中应用有毒有害气体检测仪进行检测，如果管内有害气体含量超过临界值或氧气缺乏时要进行管道内强制通风。(10)为了防止在施工过程中意外停电，本工程配备一台75KW发电机。施工现场临时用电必须执行三相五线制，三级控制两极保护，做到一机一闸一箱一漏。(11)所用电气设备的类型必须与工作环境相适应，必须按规定做好接地或接零保护，使用前必须进行绝缘检测并定期进行检查，雨雪天或修理后，检测合格方可使用。(12)电工必须持证上岗，作业时必须穿好防护用品。(13)起重吊装作业时臂杆要与高压线保持必要的安全距离，一般禁止在高压线下方进行吊装作业。在高压线一侧作业又不能保证安全距离(小于6米)时应采取防护措施。(14)管道内照明必须使用24V低压照明设备，灯线用二芯胶皮线引入管内。有接头的地方需用防水胶布封好。手持电动工具应使用专用的电闸箱。(15)现场人员不得在起重吊装的重物下停留或站在起重臂杆下。(16)凡操作机械设备的人员要熟知本岗位的安全操作规程，不得违章作业。(17)机械设备的防护罩等装置必须齐备，不得有裸露的旋转部位。(18)进入工地人员必须佩戴安全帽，非工作人员禁止进入工作区内，顶铁使用前要检查，顶进时顶铁两侧不得站人。退镐时人员也要离开镐头，以免发生意外，出现工伤事故。(19)管道卸车、安装时，起吊管子设专人指挥。进入现场的操作人员必须佩带安全帽，重物下严禁站人。(20)夜间施工时严格控制照明、噪音,及其它影响居民休息的施工.(21)当穿越地下障碍施工时，要采取必要的保护措施，尽量避免对原有地下各种管线的损坏。(22)电工、焊工、起重工等技术工种人员必须持证上岗。(23)顶进时，不得在顶铁上面或侧面站人。(24)下管时，确定安全后方可起吊，工作井内严禁站人。当管节距导轨小于50cm时，人员方可靠前工作。七、文明施工保证措施1、组织保证措施文明施工是涉及到人民群众的切身利益，同时也是取信于民、维护企业声誉的大事，一旦在文明施工中掉以轻心，造成的损失和影响是无法弥补的。我们将遵循“快速施工、集中施工、文明施工”原则，组织管理和施工，并指定文明施工管理网络。建立以项目经理为组长的文明施工领导小组，加强文明施工管理。建立、健全以分管领导和文明施工员具体指导、项目经理现场负责，各施工队、班、组具体落实的管理网络，增强管理力量。2、制度保证措施实行施工现场平面管理制度，各类临时设施、施工便道、加工场、堆放场和生活设施均按经过审定的施工组织设计和总平面布置图实施，如因现场情况变化，必须调整平面布置，应画出总平面布置调整图报上级部门批准，不擅自改变总平面布置或搭建其他设施。3、现场具体保证措施(1)施工现场根据临时征地范围分生产区、生活区、办公区，有明显的标识和界线。施工现场和生活区不乱堆、乱放、乱泼、乱倒、乱排积水，施工现场设置围挡，保证施工现场整洁。(2)教育全体参加施工人员少扰民，尽量减少施工给周围群众带来的不便。(3)施工人员统一着装，佩戴标识，统一指挥。(4)施工中无法避免的对各种设施的影响，应复原使监理工程师满意。(5)竣工后，立即从现场搬走，清除施工机械、多余材料、垃圾及各种临时设施，保持现场清洁整齐。4、文明施工保证体系见附图2八、施工现场环境保护措施环境保护是我国的一项基本国策，在市政建设中，应做好市政建设的环境保护工作，减轻因市政建设导致的环境污染。保护自然、维护生态平衡，保障人体健康。1、环境保护体系见附图3。2、施工现场环境保护组织机构项目经理部成立以项目经理为组长、主管施工生产的项目副经理和项目技术负责人为副组长及各部门负责人为组员的施工现场环境保护领导小组，组织开展本工程的环境保护工作。3、环境保护管理(1)落实门前“三包”环境保洁责任制，在门外两侧不准堆放任何材料物品，存放垃圾等。(2)工地废水排入城市管网前进行沉淀和栅栏，并采取必要的净化措施，防止泥沙、杂物堵塞排水管网，污染地下水和环境。(3)保护好市政设施的完整和安全，妥善保护地下管线，对地下管线的保护措施，须征得主管部门的批准，并报监理工程师确认。(4)在工地汽车进出口处设置冲洗台，用高压水枪对车辆进行冲刷，确认车辆不会对环境造成污染后，车辆方可出入工地。(5)为减少和避免对周边环境的干扰，保证市民有一个正常的工作和生活环境，必须采取有效措施使施工噪声控制在规定的标准范围内，重大节日夜间停止施工。(6)在施工过程中，按照《天津市城市绿化管理条例》保护城市绿地，保证市政设施及其使用功能，按照《天津市市容管理规定》保护城市市容。同时注意保护城市资源和文化遗产，使施工各阶段的环保工作均能符合国家与地方的各项相关要求。4、现场具体保证措施(1)采取合理的措施，保护现场附近施工基地的环境，应尽量避免因施工引起的污染河水、噪声和其它因素对公众或公众生产、生活等造成伤害或妨碍。(2)现场材料堆放，机械停放，要做到整齐有序。减少扰民降低污染和噪音。(3)运料车辆经过居民区道路要慢行，严禁遗洒。(4)对废油、废水、废渣到指定地点排放，以免污染空气和水源。(5)对周围的水电设施及交通道路要做好保护，不得损坏。目录一、编制依据 1二、工程概况 1三、施工部署 11、顶管机型及配套设备 12、施工布置图（见附图一）及工作坑布置图 2