机械顶管工程施工方案

目录TOC\o"1-5"\h\z4.7顶管工程施工 1顶管机选用及顶管方法的确定 1测量控制 2工作竖井施工 4管道入口施工 7顶进施工 7顶进施工注意事项 8保证顶进施工的必要措施 9泥浆置换 9顶管沿线管线及障碍物调查 10洞口处土方加固措施 10洞口止水密封措施 11顶管机初始顶进保持方向措施 11安全监测 11机械顶管工程施工方案本标段污水管线为D=1000mm钢筋混凝土管，顶管施工，长度426m。顶管施工属于危险性较大分部分项工程，施工前需要另行编制详细施工方案，并经专家论证后实施。顶管机选用及顶管方法的确定根据以往我公司施工经验及对工程所处地区分析，该工程适合选用泥水平衡顶管机顶管施工。1、采用泥水平衡顶管机顶管施工的优点中心支承幅条式刀盘结构中心及周边刀具布置，提高刀具的防磨和抗冲击力，更适合砂土、粘土地层的掘进。液压马达+行星轮+齿轮减速的刀盘回转传动机构，具有良好的启动性能。利用恒功率变量液压技术，刀盘转速和扭矩随切土变化自行调整，有利于减轻砂层对刀具的冲击，并可根据不同土质情况，获得较大的扭矩或较高的转速，从而改善刀盘的切土和搅拌效果。采用变频调速技术的螺旋输土装置，确保手动或自控工况下调节泥水的有效性和可靠性。后端设有蓄土装置，更换运土车时可不中断出土。独特的纠偏装置轴向位置调整功能，增强了纠偏控制和处理掘进故障的技术手段和可操作性。设备运行状况的集中显示和控制，以及激光靶跟踪+倾角仪测斜的动态方位误差监控系统，使监测和操作工作更直观、更方便。长行程、整体式主顶装置，无须顶铁，提高施工效率，工作安全可靠。具备加注护壁泥浆的技术手段，用于降低减阻泥浆的外渗，提高减阻效果，从而实现降低顶进阻力，加大单行程顶进距离。管线在顶进施工时两侧不用降水，从而减少因降水施工引起地面沉降，确保周边建筑物的结构安全。减少临时占地，减少对社会车辆及行人的干扰。2、设备的安全性和可靠性人身安全的保证：顶管机的顶进面通过隔仓板和机内完全隔离，顶进面的砂土和泥水只能通过送排泥管进出，送水和排泥管路上均设有阀门和压力、流量仪表；顶管操作人员通过电视摄像系统和电气系统在地面进行监视和操作。施工精度的保证：机内激光接收板设置在顶管中心轴线上，以防止顶管机在顶进过程中旋转引起激光偏离接收板；顶管机内设有倾斜仪和姿态仪，通过监视仪器监视顶管机的倾斜角度和机头旋转角度。测量控制1、平面控制网的建立配合建设单位、监理单位对有关部门提供的平面控制点及高程控制点进行交接桩并做好记录和栓桩。组织精干测量人员对平面控制点及高程控制点进行实地复测、校核，如果发现误差超出限差或控制点的精度，不能满足施工要求时，须及时上报有关部门，此项工作在开工前完成。复测工作完成后，立即上报监理部门审批。然后再结合工程的实际情况，建立测区的加密控制网，加密控制点一般选择围绕测区布设成环状的导线点，其边长应不大于500m。选点时考虑不受施工作业的影响，并进行对测点的防冻胀、防碰撞保护。闭合导线的测量精度要依据国家标准《城市测量规范》中一级导线的有关要求进行，即边长不大于500m；测角中误差5〃以内；两个测回数相对闭合差达到1/15000。建立导线加密控制的标准是：即要满足精度要求又要分布均匀使用方便。加密控制导线测完后，要对测量成果进行整体平差，在满足精度要求的基础上，报监理部门审批后方可在施工中投入使用。施工测量的允许偏差项目允许偏差水准高程闭合差±12乐(mm)导线测量方位角闭合差士404n('')导线测量相对闭合差1/3000直接丈测量距闭合差1/50002、高程控制测量高程控制加密点与加密控制导线相同，进行环状闭合，高程测量，按照《城市测量规范》中四等水准测量进行施测，满足精度要求后报有关部门验收审批。结合本工程的实际情况，在施工过程中可建立临时水准点，一般距施工现场不少于60m,在使用前必须进行两点间的相互复测，确认无误后再行使用，对于所有高程控制点要建立定期复测制度。3、施工前的测量准备工作测量员要严格按设计图纸进行认真熟悉学习，对设计图纸中提交的数据以相关的几何尺寸进行复核做到心中有数，发现有不符现象及时上报有关部门校核、更正。测量内业的整理、计算出的各种数据、几何尺寸要经两人以上的复核无误后，方可到施工现场放线。调查管线与现场的实际位置和道路拆迁量。精确的统计拆除和占路和掘路数量。4、施工测量根据设计图纸提交的数据资料，放出管线中心及井位的平面位置及高程，并对施工队进行交底，以书面文字配有草图，注明日期，交接人要签字存档备查。在施工过程中主要对以下工序进行测量控制：控制工作坑开挖时的上口开挖线、顶进设备安装、管道顶进时轴线、高程，严格控制检查井的平面位置。要求测量在内业工作中严肃认真反复校核做到内业数据精确，万无一失。外

业工作要不辞辛苦，确保放样的点线准确可靠，并建立完整的复测制度，搞好与质控、施工等人员的工作关系，群策群力，精益求精，努力做好本标段测量工作。5、竣工测量竣工测量是整个工程中的重要组成部分，因此测量人员在施工过程中一定要注意积累原始资料，每道施工工序的记录、复测、报验等资料一定要分门别类、分工期装订成册，妥善保存。对本工程已经完成的井段要做到资料齐全，未完成或即将完成的管段做到心中有数，随时完工随时竣工测量。7.3工作竖井施工施工流程：施工准备一一测量放线、定井位一一圈梁於施工一一工作坑土方开挖及支护一一施作井底集水坑一一封底一一井壁回填灌浆一一管道入口施工。1、竖井锁口圈梁施工为确保井壁稳定及以后工作井施工的安全，应先做好井口锁口圈钢筋碎，锁口圈平齐地面，其上砖砌挡水圈，距井口0.4m,以防雨水及其它用水倒灌入井内，井口四周设排水沟(0.3mX0.2m)并设污水沉淀处理池，净化后引排入既有道路雨(污)水管道。2、竖井井身开挖及支护(1)根据设计提供的坐标，确定井位，定出中心坐标，开挖锁口圈梁，达到设计深度后，立模绑扎钢筋，预埋井圈护栏钢管、埋设井架基础，沿圈梁周边锚杆注浆，浇筑碎，当於达到一定强度后拆模。(2)竖井开挖工作坑分部挖土顺序平面图竖井施工时为防止竖井锁口圈梁下移，应采用对角开挖，利用另一半土作为支撑。钢格栅事先在地面试拼完成后，开挖2-2对角部位的土体，安装格栅、网片、竖向连接筋，喷射碎；再开挖3-3对角部位的土体，施工步序同2-2,对角部位开挖及支护完成后在开挖核心土，这样交替进行，每次挖深0.5米，直至井底。竖井支护方式为网构钢架+双层钢筋网片+600厚C20喷射混凝土十①18连接筋+临时支撑。(土方开挖顺序见下图)工作坑分部挖土顺序平面图工作坑分部挖土顺序断面图竖井土方运输采用25t吊车，作为垂直运输工具；未及时运出的土方暂存施工围挡内，采用防尘网苫盖严密，做好文明施工。（3）竖井支护1）土方开挖完毕，及时安装环形格栅，加挂钢筋网。根据设计图纸，水平钢格栅自埋深5.4m以上竖向间距0.6山，自埋深4m以下间距0.5m。其间洞口上皮1m范围内设置3根。钢筋网采用“8@150义150双层网格，井身四周满铺。上下棉格栅采用“22钢筋拉杆竖向连接，环向间距1m,内外交错布置，必要时竖井应加设临时横撑。临时横撑与井身环形格栅之间用卡槽连接，确保井口稳定。环形格栅架设尺寸、连接质量达到要求后，及时打设锁脚锚杆保证格栅钢架安装牢固并及时喷射C25防水混凝土（内掺8%FS-P型混凝土补偿收缩防水剂，竖井喷混厚度为0.35m）支护井壁。井壁上如有大量渗水时，在砂与土层之间或适当位置预埋PVC排水管，把水引入竖井开挖面底部临时积水坑，抽排出井外污水沉淀池，经沉淀过滤后排入污水管道。2）墙壁锚喷喷射混凝土强度等级为C25。根据力学性能和耐久性的指标选择硅酸盐水泥，它含有较多的C3A和C3S,凝结时间较快；中粗砂：含水率在5%〜7%之间，砂率在50%〜60%之间；豆石或碎石粒径0.5mm—15mm,（硅酸盐水泥、中粗砂、豆石或碎石组成），根据《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）的混合料配合比要求,水泥与骨料配合比主要考虑满足喷射混凝土的强度要求又可减少回弹损失,砂子主要考虑喷射混凝土的施工性能和力学性能,水灰比为了有效地保证混凝土强度并减少回弹和粉尘,得出经验配比为水泥：砂子：石子=1：2：2；速凝剂掺量为水泥用量的5%,水灰比控制在0.4〜0.45之间，喷射混凝土1d的龄期的抗压强度不应低于5Mpa。在施工前委托有相关资质的实验室对喷射混凝土进行实验室配比,按照实验室的配比数据再进行施工喷射混凝土需掺加速凝剂，速凝剂的掺加量为水泥重量的5%。在钢格栅安装、纵向连接筋焊接完毕后，然后挂外层钢筋网片，再喷射混凝土直到设计厚度，竖向喷射混凝土厚度为600mm。喷射混凝土前检查开挖断面尺寸，清除开挖面的浮土，尤其是与上一根钢格栅接茬处，必须将上一次喷混凝土时的回弹料清理干净。喷射混凝土前用高压风清扫开挖面，并埋设控制喷射混凝土厚度的标志。喷射作业应分层、分段依次进行至设计厚度。喷射顺序应自下向上。先喷射钢格栅部位混凝土，后喷射钢格栅之间的混凝土，沿水平方向螺旋式移动，水平回旋半径应为300mm左右，一圈压半圈，不得在一处堆积。每次喷射混凝土之前，应将前次喷射的混凝土的接茬部位凿毛，清除表面粘附的泥土，以保证接茬处混凝土的密实，力求表面平顺。喷射混凝土终凝2h后，喷水养护，每隔4至8小时喷水一次。喷射注意事项：喷射手必须穿雨衣，带胶皮手套，戴防护眼睛和防尘口罩，喷射前必须检查工具、设备、材料是否齐全完好，喷射时管道不准有死弯，非操作人员不得在附近停留，喷枪在任何情况下严禁对人。喷射机司机必须做到开始时先送风、再开机、再给料，结束时应待料喷完后再关风。向喷射机供料应连续均匀，机器正常运转时，料斗内应保持足够的存料。喷射机的工作风压，应满足喷头处的压力在0.1Mpa左右，喷射作业完毕或因故中断时，必须把喷射机和运料管内的积料清除干净。喷射手施工操作应遵守以下规定：喷射手应经常保持喷头有良好的工作性能；喷头与受喷面应保持垂直，宜保持2m以上的距离，喷射混凝土时应保证混凝土表面平整。3）网喷支护竖井尺寸允许偏差及检查方法见表。序号检查项目允许偏差（mm）检查方法1井深直径不得小于设计井径20用经纬仪及钢尺检查3m一处2井深不得超过设计井深土0.2%用水准仪检查3喷层厚度不应小于设计厚度每3m检查一个断面，每个断面布7个检查点，间距2m左右4.7.4管道入口施工管道入口即竖井与管道交叉处，此处是明暗施工接合点，受力结构复杂，施工方法更应保证安全、稳妥。施工时要破除竖井洞口位置井壁砼，割除该处型钢支护，由于破坏了整个竖井中的受力结构使洞口处出现应力重新分布，最容易使该处土体失稳，施工前应在洞门位置处进行换撑措施处理。在割除前先在竖井内架设临时支撑，确保洞门处土体稳定，临时支撑用122a的型钢施作，并与井壁上环形工字钢焊接牢固，临时支撑在进洞后拆除。（1）打设超前导管及注浆洞口采取换撑措施，应尽快准确地在井壁上放出管道外轮廓线的位置，并准确地标出超前导管的位置，施作导管并进行预注浆以加固洞口地层，洞门处第一排导管要进行加长处理，且尽量与隧道中线保持平行。导管环形封闭距拱顶开挖轮廓线30cm，45°打入，导管长度3.5m。（2）分部破除洞门外井壁砼，割除支撑。小导管注浆完毕后，即可破除洞门处上部竖井井壁砼，割除该部位支撑。（3）竖井钢平台及钢爬梯制安为方便施工上下井进行施工，竖井内部设置钢平台和钢梯，设置标准为：最上层钢平台距井口1.5m；中间段每4m设置一道；最下层平台距井室内底2m。在竖井衬砌施工时，应在预定位置准确埋设钢平台和钢梯预埋件，待衬砌施工完成后，及时完成钢平台和钢梯的安装。4.7.5顶进施工1、顶进测量：初始顶进每1米测量一次，并做记录。正常顶进时，每顶进3米测量一次，遇有纠偏每1米测量一次，测量时要注意照射到机头激光靶上的激光点和管道中心轴线的一致性，若出现偏差通知机手及时调整。测量人员分别绘制出管道中心及高程曲线图，随时预测机头的前进趋势。2、顶进纠偏：不断地观察光靶上激光点的行走轨迹，如发生偏移大于20毫米，预测机头又有向偏差大的方向发展的趋势时，要采取纠偏措施。纠偏时开动纠偏千斤顶。纠偏时每1米测量一次，并做机头和机尾的数据比较，有回归趋势时，保持一段顶进距离后，要停止纠偏，防止左右摆动。纠偏的原则是勤纠、微纠，每次纠偏量不要过大，而且要注意发展趋势，当上下、左右均发生偏差时，先纠上下、后纠左右。3、顶进速度：顶进速度控制在30毫米〜50毫米/分钟，入洞后的前10米以及纠偏时用较低速度。4、安装管节：管节下坑前先进行外观检查，包括管端面是否平直、管壁表面是否光洁、管体上有无裂缝等等，检查合格的管子用吊车放到顶进坑内的导轨上，进行顶进。5、机头出洞：机头推进到距接收坑约2米处，拆除接收坑洞口处的墙壁，从接收洞口中心部位打进一根钢钎寻找机头，洞口处的土体开裂并向外凸出，仔细测量机头上、下、左、右的四个方向，与出洞口的大小、位置合适时，启动主顶油缸继续推进，至中心刀露出时，停止推进。安置机头接收托架，然后，慢慢将机头推入接收坑内。（1）顶管机出洞前洞口土体加固根据顶管进展情况，为保证掘进机能顺利进入接收井，防止掘进机出洞后水土沿工具管与井圈之间的建筑空隙涌入接收井内，保证井内接头能顺利施工。在掘进机到达接收井前，对洞口土体进行注浆加固，加固范围洞口前5m范围内，洞口四周距管道外侧2〜3m。（2）顶管机状态的复核测量掘进机进入接收井前的复核应测量顶管机所处的方位，是确认顶管状态、评估掘进机出洞时状态和拟定施工轴线及施工方案等的重要依据，使掘进机在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的状态、准确无误地进入接收井内。（3）拆除锚喷竖井墙壁，拆除时应对管道出口定位准确。（4）顶管机进接收坑在接收井墙壁破坏后掘进机头应迅速、连续顶进管节，尽快缩短出洞时间。掘进机整体进洞后应尽快把机头和混凝土管节分离，并把管节和接收井的接头按设计要求进行处理，减少水土流失。顶进施工注意事项开始时，应缓慢进行，待各接触面部位密合后再按正常速度顶进，顶进施工应连续顶进。顶进测量在首管顶进时测量间隔不应超过30cm,正常顶进时测量间隔不应超过1m。在测量过程中发现偏差应进行纠偏工作。顶进的砼管在接口时一定保证严密。顶进时昼夜三班不间断施工，防止因中途停置而导致摩擦力增加，造成顶进困难。保证顶进施工的必要措施交接班时当班的负责人必须向接班负责人交清记录，并说明在顶进操作中出现的问题及处理情况。认真填写顶进施工记录是提高顶进质量的首要保证，对于影响顶进质量与安全问题的隐患必须及时处理，减少停滞时间。对于不得不停下来研究解决的问题要尽快制定出对策，抓紧处理，恢复顶进。在纠偏顶进过程中，应采取分段校验，每顶进10〜20m宜全面检验一次施工质量，解决存在问题。提高施工和操作人员的素质，加强顶进施工的动态管理，是保证顶进施工质量的关键。泥浆置换1、置换泥浆的组分及特性置换泥浆是由高钙粉煤灰、水泥和石膏拌制的高掺量粉煤灰水泥浆。高钙粉煤灰是由褐煤燃烧而得的粉煤灰，除二氧化硅和氧化铝外，一般含10%以上的氧化钙，本身具有一定的水硬性。由于粉煤灰的容重（表观密度）只有水泥的2/3左右，而且粒形好，能填充得更密实；能对水泥颗粒起物理分散作用，使其分布得更均匀；还可以延缓水泥的水化速度，使水泥水化得更充分。水泥的固化作用和高钙粉煤灰的水硬性，可以增大置换泥浆的强度，能承受上覆土压力的作用，避免孔壁的塌落；水泥的水化膨胀还可以降低泥浆本身的沉降和压缩。由于混合泥浆具有前期沉降较慢而最终沉降量大的特点，因此，置换用的水泥浆可采用具有一定缓凝性能的材料，以延长泥浆的凝结时间，便于注入管道与孔壁之间，同时又能保证泥浆后期的强度。置换泥浆的配比为：粉煤灰：水泥：石膏=87.5：10：2.5。含有高掺量胶凝材料的粉煤灰水泥水化速度比不掺灰的硅酸盐水泥低，且石膏也具有缓凝的作用；但后期强度增长较快。因此，采用这种水泥浆液既能满足对强度的要求，又能在泥浆配制初期具有良好的可注入性。在顶管施工结束之后，泥浆的减摩作用已不再重要，此时最主要的是控制后期的地表沉降。因此，可根据需要，将水泥、粉煤灰等形成的水泥浆液压入管外壁与土层之间，将触变泥浆置换出来。注入的水泥浆可以改善触变泥浆的性能，降低触变泥浆的沉降量，提高泥浆的强度，增加泥浆对上覆土和管道的承载能力，起到减少地面沉降的作用。同时，水泥浆液还可填充管外触变泥浆固结后体积缩小产生的管外周空隙，减少管道上覆土层的松散，避免沉降发生。泥浆置换率以17%〜30%为宜。2、泥浆置换操作程序直径嵋5mm细管管壁上每隔1600mm上下交错开一个直径为帕mm的孔。用铁丝将细的注浆管绑扎在工作管两侧。将工作管和注浆管一起拖入已成孔内。在工作井中将注浆管的两个出口和外接管通过三通连接。封堵好工作井和接收井的两端，然后通过外接管将置换浆液压入工作管和钻孔之间的空隙内，置换出原来存在的混合（触变）泥浆。在接收井处将置换泥浆挤压排除的原有混合泥浆及时抽进空的储浆罐中，以防影响周边环境。顶管沿线管线及障碍物调查在整个施工段施工前，首先对顶管施工区内及沿线所有建筑物、构筑物、各种现况管线、管沟进行全面彻底清查，查清其位置、走向、高程等，根据沿线拟顶管线的走向、轴线、高程，综合分析，考虑是否有冲突、影响，对于有冲突、影响的管线，提前做好解决措施，方法。