顶管进洞方案

工程概况：本工程南区共有4条顶管，其中两条钢顶管和两条砼顶管。砼顶管管内径为4000mm、外径为4640mm，壁厚为320mm、节长2.5m；钢顶管管内径为4200mm、外径为4280mm，壁厚为40mm、节长6m。洞口处在第③层灰色淤泥质粉质粘土和第④层淤泥质粘土，洞口底标高约-4.18m~-7.54m，地面标高+4.60m。根据不同规格顶管状况，我司拟投入二台工具头实施本工程，一台Ф4320工具头施工钢顶管，一台Ф4680工具头施工混凝土顶管。南区顶管位置分布以下表所示。类型位置顶进长度（m）砼顶管南区申滨路舟虹路39申滨路绍虹路71钢顶管南区申滨路甬虹路31过新角浦河段98.6南区顶管位置分布图水文地质状况地基土的构成与特性本工程所在地为第四纪全新世和上更新世的海相、冲海相、河湖相等松散堆积层，根据其地质时代、成因类型、埋藏深度、空间分布发育规律及工程地质特性，影响本工程施工的地基土层，自上而下地基土层的特性分述以下（南区各进洞口土层均为③质粘土、④灰色淤泥质粘土）：地基土层特性阐明备注①1杂填土杂色，湿～饱和，松散厚度1.01①2素填土灰黄～灰色，湿～饱和，可塑偏软～软塑，土质不均匀，厚度1.2②褐色-灰黄色粉质粘土粘土褐黄～灰黄色，饱和，可塑厚度1.6③质粘土灰色，饱和，流塑～软塑厚度2.02④灰色淤泥质粘土灰色，饱和，流塑厚度10.6⑤1a灰色粘土灰色，饱和，软塑～可塑厚度2.6⑤1b灰色粉质粘土粉砂灰色，饱和，软塑～可塑厚度7.68水文地质条件及周边管线状况潜水本工程浅部土层的潜水补给来源重要为大气降水与地表径流。潜水位埋深随季节、气候等因素而有所变化。上海市年平均地下水潜水位埋深为地表面下0.5～0.7m，低地下水埋深为地表面下1.5m，潜水对本工程基坑施工影响较大。承压水第⑦层承压水层顶埋深度约31.47m，南区工作井挖深最深为14.38m，经验算，第周边管线状况南区4条顶管进洞口附近分布状况以下：申滨路甬虹路1#工作井~南站，进洞口分布的管线重要有雨水管，埋深较浅；申滨路甬虹路2#井~滨路甬虹路1#井，进洞口分布的管线重要有信息21孔/1.18光纤、信息21孔/1.18光纤、上水∅300/1.10铸铁、信号灯6孔/0.75铜、信号灯3孔/0.75铜、不明管线/1.10(中心埋深)、电力1孔/0.68铜、路灯3孔/0.80铜、不明管线/0.95（中心埋深）等；申滨路工作井~舟虹路接受井，进洞口分布的管线重要有路灯3孔/0.80铜、电力1组/1.68铜、煤气∅300/0.80钢、污水∅300/2.90砼、雨水∅1350/2.63砼等；申滨路工作井~绍虹路接受井，进洞口分布的管线重要有路灯3孔/0.80铜、信号灯3孔/0.75铜、信号灯6孔/0.75铜、电力1组/1.50铜、煤气∅300/0.88钢等。具体管线分布状况详见南区综合管线成果图。工具头进洞地基加固为避免工具头进洞时泥土及地下水涌入接受井，应对工具头进洞口附近地层进行加固，必要时对出洞口辅以深井降水。本工程南区各接受井进洞口加固采用Φ850水泥搅拌桩，具体详见下表（附：接受井进洞口加固图）：编号接受井位置围护构造形式进洞加固状况备注1申滨路甬虹路工作井1（兼作接受井）Φ1000@1150钻孔灌注桩Φ850水泥搅拌桩，加固长度3250申滨路西侧2南能源站接受井地下持续墙1000Φ850水泥搅拌桩，加固长度4250（其中搅拌桩与地墙间的400夹缝采用Φ800高压旋喷）3申滨路绍虹路接受井Φ850SMW工法桩Φ850水泥搅拌桩，加固长度30004申滨路舟虹路接受井Φ850SMW工法桩Φ850水泥搅拌桩，加固长度3000顶管进洞施工技术工具头顶进至距接受井6m范畴为进洞段。工具头姿态的复核测量当工具头逐步靠近接受井时，应适宜加强测量的频率和精度，减小轴线偏差，以确保顶管顺利进洞。顶管贯穿前的测量是复核工具头所处的方位、确认工具头状态、评定工具头进洞时的姿态和拟订顶管进洞的施工轴线等的重要根据，使工具头在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态进洞。各施工参数的调节在顶管达成距接受井6m时，停止第一节管节的压浆，并将压浆位置逐步后移，确保工具头在进洞前有6m左右的完好土塞效应，避免在进洞过程中减摩泥浆的大量流失而造成管节周边摩阻力骤然上升。同时适宜减慢顶进速度，加大出土量，逐步减小正面土压力，以确保洞口处构造稳定和工具头设备完好。进洞口端头井内的接受准备在顶管进洞前，井内须清理干净，方便能精确测量出底板标高，为接受架的选择和定位打好基础。接受架在洞门凿除或H型钢拔除之前预先在端头井内定位、固定。调节标高以及固定接受架的型钢须预先准备好。洞门砼凿除或H型钢拔除之前，须在穿墙管上安装止水装置。顶管进洞后，快速封堵月亮板，完毕后立刻在进出洞口加注硅藻泥，填充穿墙管与管节之间的间隙，避免渗漏水引发沉降过大影响地面建筑物及管线的安全。进洞口加固体顶进控制工具头顶进至进洞段前，应对顶进的轴线、里程进行复测，确保顶管顺利进洞。工具头刀盘进入加固区推动时适宜调低前舱土压力，注水慢速顶进，工长与顶管司机应亲密注意出土量，确保每节管节出土量略多于理论出土量（砼管每米理论出土量约为16.90M3，钢管每米理论出土量约为14.38M3），同时派专人负责观察洞门范畴内围护构造的变形状况，如发现变形过大等异形状况，立刻告知采用方法。当工具头顶进至加固区后，应减少顶进速度（顶进速度控制在0.5～1cm/min），同时前舱压力再次调低，并适宜向前舱注水，润滑切削面，使切削土呈流动状态，利于出土。洞口槽壁砼（或钻孔灌注桩）凿除或H型钢拔除1、洞口槽壁（或钻孔灌注桩）混凝土凿除前或H型钢拔除前，必须复核洞门中心坐标及高程，满足工具头进洞规定；同时顶管进洞口加固土体须达成设计所规定的强度、渗入性、自立性等技术指标，经检测达成设计规定后，方可开始洞口槽壁砼（或钻孔灌注桩）的凿除或H型钢拔除。2、工具头靠近洞门过程中，应严格控制土仓压力、总推力等施工技术参数，洞口应派专人观察进洞口变化状况，并将信息及时反馈给当班施工员及驾驶室，并及时调节各项施工技术参数。3、采用工法桩作为围护构造的接受井，当顶管机头顶进至距H型钢5cm左右时方可拔除洞口的H型钢。洞圈范畴内H型钢拔除必须采用跳拔，型钢拔除范畴为洞圈外扩各两根H型钢，H型钢拔出后应及时回灌黄沙。确保顶管进洞安全。4、南区接受井除南站采用地下持续墙及1#工作井（兼接受井）为钻孔桩外，其它接受井均采用工法桩作为围护构造。洞门槽壁（或钻孔灌注桩）混凝土凿除前，应先打“米”字型探孔进行土体状况观察，组织专家进行顶管进洞条件验收，查看洞门探孔渗漏水状况及准备工作与否就绪。若探孔状况良好及后续准备工作全部完毕后，则开始凿除地下持续墙槽壁砼或钻孔灌注桩。洞门探孔孔位示意见下图：地下持续墙厚度为1000mm（钻孔灌注桩直径为Φ1000mm）,待工具头刀盘靠近进洞口加固体后，采用人工高压风镐，先凿除外层700mm厚砼；待工具头刀盘靠近洞门后，若洞门探孔渗漏水状况良好及后续准备工作完全充足，符合顶管进洞条件，则继续凿除剩余300mm地下持续墙(或钻孔灌注桩)。凿除工作先上部后下部，钢筋割断次序为由下而上，由中间向两边。钢筋及预埋件割除须彻底，以确保预留门洞的直径。砼及钢筋清理掉后，工具头方可进洞。洞圈封堵待工具头进洞后，顶至机壳边与洞圈内边同一平面处停止顶进，立刻将月亮板与其焊成一种整体，并用硅藻泥填充管节和洞圈的间隙，减少水土流失。钢砼顶管洞圈封堵详见附图。质量确保体系项目经理项目经理：沈得发项目工程师徐伟项目工程师徐伟项目副经理刘古成质量员王鹏飞消防质量员王鹏飞消防保卫员乔仁林技术员徐光杰综合办杨维平材料员黄云尧施工员赵明章安全员乔仁林施工乙班施工甲班施工乙班施工甲班质量管理组织构造图六、环保根据南区现场工况及有关管线图可知，南区各接受井进洞口场地范畴内分布的管线重要有路灯3孔/0.80铜、电力1组/1.68铜、煤气∅300/0.80钢、污水∅300/2.90砼、雨水∅1350/2.63砼等，1#工作井~南能源站顶管需穿越新角浦河及高架承台，河道距管顶覆土较浅，采用压载方法，给施工带来了较大的难度。因此在顶进过程中，必须采用针对性技术方法，具体以下：1、在工具头进洞前20米必须严格控制切口压力，同时也必须严格控制与切口压力有关的施工参数，如推动速度、总推力、出土量等，尽量减少对土体的扰动。2、严格控制触变泥浆注浆量、注浆压力及浆液质量，通过注浆及时充填建筑空隙，减少施工过程中的土体变形。触变泥浆注浆量控制在理论注浆量的4~5倍左右。3、由于工具头顶进时注浆的浆液在弥补建筑空隙时可能会存在一定间隙，且浆液的收缩变形也存在地面沉降的隐患，因此在进洞段，应根据地面沉降监测状况，必要时进行补注浆。4、工具头进洞过程中，必须实时进行地面监测工作，确保地面管线及建构（筑）物安全。七、应急预案方法1、顶进至进洞口加固体时，若出现之前出洞口加固体硬、出土困难等类似状况，且进洞口10米区域无重大管线前提下，根据之前出洞口加固体顶进状况，为解决螺旋机出土困难问题且加紧进洞速度，根据加固体实际状况，在加固体强度、自立性、渗漏水等满足规定且确保安全的前提下，拟采用在工具头顶进至加固体约3米后直接拆除螺旋机（若出现类似出洞时螺旋机出土困难的状况下），在胸板连接螺旋机口子的位置直接开仓，开仓范畴约为600*800。采用在开仓范畴内用长钻杆风镐对加固体进行凿除，之后再确保安全前提下，工人在不出仓的状况下，在机头内用长柄铲子对凿除下来的加固土体进行清理。即刀盘切削土体配合开仓口人工取土的方式进行顶进。2、若采用地墙或钻孔桩形式的接受井，进洞口地墙砼或钻孔桩凿除后，在加固体强度、自立性、渗漏水等满足规定且确保安全的前提下，在工具头顶进至加固体剩余约0.8米左右时，直接采用迷你型挖机对洞圈内加固体直接进行挖掘，挖掘口子大小及位置与胸板开仓位置及大小大致相对应，挖掘长度视实际挖掘状况，大致为0.8米。即在确保安全的前提下，机头开仓口人工挖掘与洞圈内挖机挖掘同时进行，以达成加紧进度速度的目的。（若出现类似出洞时螺旋机出土困难的状况下，为加紧进度，在采用上述方法1的同时，采用方法2）3、工具头进洞工序是一项复杂、施工风险较大的核心过程，因此必须不折不扣地按有关文献去认真办理。4、施工现场建立健全以项目经理负责构成的质量、安全确保体系，来确保工具头顺利进洞。5、实施工具头进洞施工前，必须严格按审定通过工具头进洞实施细则去认真操作并作好施工人员一级及二级施工技术及安全操作交底制度。6、一旦工具头顶进至加固层边沿时除了不停调节顶进各参数外，另外需安排专人监护好洞门变形或异常状况。真正做到信息及时畅通，确保万无一失。7、进洞口加固体顶进中，应缩短进洞时间，减少进洞风险，同时应派专人监护，稍有变化应及时告知，真正做到信息及时畅通，确保万无一失。8、打开洞门前应进行洞门探孔工作，来确认洞门内与否存有渗漏水或污泥现象。9、工具头进洞是一气呵成，快速施工的过程。因此，除了做好施工人员交接班制度外，多个机械设备完好也是至关重要的。特别是一旦工具头机出现故障要尽快修复。10、进洞前，现场准备好有关应急物资，以作备用。11、加强地面监测，若有较大沉降变化及时通报。12、当出现小规模漏水时，可不做封堵，工具头快速迈进，以期在短时间内顶出洞门进行月亮板封堵。13、一旦工具头脱离洞门，立刻用月亮板封堵洞圈。14、工具头进洞阶段，修理工、电工跟随在工具头内进行待命，一旦工具头出现故障能够及时排除。15、全员从思想上加强警惕，拼装砼管节或焊接钢管节应安全、快速、精确。16、进洞前安排申虹投资发展有限公司、建科监理工程咨询有限公司、机施公司、同济监测、管线单位等构成网络通讯小组，有异常状况发生进行联合办公，妥善解决问题。17、现场准备有关应急物资，并联系好专业抢险施工队伍，万一出现险情，能随叫随到。目录1 工程概况： 12 水文地质状况 22.1