排水总泵站(进水管)工程顶管专项施工方案.doc

顶管施工专项方案顶管施工专项方案报审表 工程名称：温州市仙岩.丽岙片排水总泵站(进水管)工程 致：温州市建设监理有限公司温州市建设监理有限公司 （监理单位） 我方已根据施工合同的有关规定完成了温州市仙岩.丽岙片排水总泵站(进水管) 工程顶管施工专项方案的编制，并经我单位上级技术负责人审查批准，请予审查。 附件：顶管施工专项方案 承包单位（章） 项 目 经 理： 日 期： 专业监理工程师审查意见： 专业监理工程师： 日 期： 总监理工程师审查意见： 项目监理机构（章） 总监理工程师： 日 期： 建设单位审查意见： 建设单位（章） 项目负责人： 日 期： 本表一式三份，经项目监理机构审核后，建设单位、监理单位、承包单位各存一份 温州市仙岩温州市仙岩.丽岙片排水总泵站（进水管）工程丽岙片排水总泵站（进水管）工程 顶顶 管管 施施 工工 专专 项项 方方 案案 编编制制人人： 审审核核人人： 批批准准人人： 温州红旭市政工程建设有限公司温州红旭市政工程建设有限公司 2 20 01 17 7 年年0 03 3 月月1 16 6 日日 目目 录录 一、工程概况 -1- 1.1 工程简介 -1- 1.2 工程建设各方主体单位 -1- 二、工程地质水文条件 -1- 2.1 周边环境条件 -1- 2.2 工程地质状况 -1- 2.3 工程水文条件 -3- 三、编制依据 -3- 四、施工部署 -4- 4.1 顶管施工方法及顶管机选型 -4- 4.1.1 施工工艺及技术构成 -4- 4.1.2 泥水平衡顶管工艺基本原理 -6- 4.1.3 泥水平衡顶管施工特点 -6- 4.1.4 顶管机的选型 -7- 4.2 施工准备 -7- 4.2.1 施工现场核查 -7- 4.2.2 施工现场围护 -8- 4.2.3 施工用电布置 -8- 4.2.4 人材机组织 -8- 4.2.5 测量准备 -8- 4.2.6 井内布置主要内容 -9- 4.2.7 管内断面布置 -11- 4.2.8 顶管内通讯、通风、电源 -12- 4.3 主要施工机械与机具配备计划 -13- 4.4 主要劳动力使用计划 -14- 4.5 施工进度计划控制 -14- 4.6 施工用电计算 -14- 4.7 施工现场平面总布置 -15- 4.8 项目管理体系 -16- 4.9 交通组织 -19- 五、顶管施工技术 -19- 5.1 设备安装技术及措施 -19 5.2 顶管顶力计算 -24- 5.3 顶进工序 -26- 5.4 弃土（泥浆）处理 -30- 5.5 检查测量 -30- 5.6 纠偏措施 -31- 六、顶管施工质量保证措施 -33- 6.1 管材质量验收要求 -33 6.2 顶管轴线控制措施 -34- 6.3 穿墙措施 -34- 6.4 顶管进出洞口保证措施 -36- 6.5 顶管出洞及初始顶进措施 -36- 6.6 初始顶进时防止管道后退措施 -36- 6.7 顶管机正常顶进 -37- 6.8 管节防渗漏措施 -37- 6.9 触变泥浆减阻措施 -37- 6.10 进洞方法及顶管机的分离、吊出措施-39- 6.11 顶管的收尾工作 -41- 6.12 地表沉降观测和控制措施 -41- 6.13 其它施工质量保证措施 -43- 七、顶管安全生产措施 -48- 7.1 井内通道供电、通风、通讯及防火措施-48 7.2 顶管施工时对有毒有害气体的预防-50- 7.3 地下管线保护 -51- 7.4 吊装安全措施 -52- 7.5 其它安全生产措施 -53- 八、新老污水管道顺接施工方案54 8.1 新老管对接情况概述54 8.2、施工准备54 8.3、施工工艺流程56 8.4、施工方法的选择57 九、应急措施 -60- 9.1 事故应急救援组织机构 -60- 9.2 事故应急救援方案 -63- 9.3 应急救援装备 -68- 附件： 1、特种作业人员名单 2、劳动力计划表 3、施工进度横道图 4、施工总平面布置图 5、工作井内顶管机具安装示意图 6、排泥系统示意图 一、工程概况一、工程概况 1.11.1、工程简介、工程简介 本工程位于瓯海区丽岙街道姜宅村，本工程主要内容为89米 DN1500 “F“型钢筋混凝土玻璃纤维增强树脂复合管（III级） ，每节 长度2米，沉井后背的最大承受顶力为230T，管材的允许纵向顶力为 450T，施工内容包含泥水平衡顶管及所需的措施项目，工期为100日 历天。 1.21.2、工程建设各方主体单位、工程建设各方主体单位 工程名称：温州市仙岩.丽岙片排水总泵站(进水管)工程 工程地点：温州市丽岙街道姜宅村 建设单位：温州市排水有限公司 设计单位：温州市设计集团有限公司 勘察单位：浙江中鑫工程勘察有限公司 监理单位：温州市建设监理有限公司 施工单位：温州红旭市政工程建设有限公司 二、工程地质水文条件二、工程地质水文条件 2.12.1 周边环境条件周边环境条件 由于本工程地处郊区，工程的沉井和顶管基本上在农田周围施 工，沿线地下无综合管线，地上无建筑物。 2.22.2 工程地质状况工程地质状况 根据勘察结果，地基土在勘探深度范围内可划分为6个工程地质 层，0素填土、粘土、1淤泥、1淤泥质粘土、1 粘土、 2 粘土。现将0素填土、粘土、1淤泥的性状描述如下： 0素填土 灰色，松散状，主要由碎石、块石、砂、粘性土组成，以粘性 土为主，含量占7080%，成分不均匀。新近人工堆积而成，未经压 密处理。仅Z25、Z26、J34、Z33孔有分布，直接出露地表，厚度 0.500.90m。 粘土（al-l Q43） 灰色、灰黄色，可塑软塑状，局部流塑状，中高压缩性，刀切 面平整光滑，韧性高，干强度高，摇振反应无，见氧化物斑点，向 下土体渐软，为地表硬壳层。土体不均一，局部相变为淤泥质粘土。 部分地段顶部3040cm为耕植土。第四系全新统上组，冲湖积成因。 除河流中缺失外，全场分布，层顶埋深0.000.90m，层顶高程 3.254.18m，厚度1.402.30m。 1淤泥（m Q42） 青灰色，流塑状，高压缩性，高灵敏度，刀切面平整光滑，韧 性高，干强度高，无摇振反应，含少量粉砂、贝壳碎片及少量腐植 质。第四系全新统中组，海积成因。全场分布，层顶埋深 0.002.60m，层顶高程-1.092.12m，厚度11.8023.10m。 1淤泥质粘土（mQ41） 灰色，软塑流塑状，高压缩性，刀切面光滑，韧性高，干强度高， 摇振反应无，含半炭化物碎屑和少量粉砂，细鳞片结构发育。土体 不均匀，局部相变为粘土。第四系全新统下组，海积成因。沿管线 沿线不均匀分布，仅J1J7孔有分布，层顶埋深13.3019.00m，层 顶高程-12.19-15.39m，控制厚度1.0012.50m。 本工程的顶管标高为-5.267-5.32。位于1层。 2.32.3 工程水文条件工程水文条件 场区地下水情况(引用勘察报告中数据） 场地地下水上部主要为孔隙水，孔隙潜水赋水介质为素填土、 粘土、淤泥、淤泥质粘土等，水量贫乏，土体透水性较差，水迳流 条件差，受大气降水和地表水体补给，以向邻区排泄和蒸发为主。 勘察期间测得地下水水位埋深 0.301.10m，水位高程 2.253.31m.初 见水位与稳定水位基本一致。根据区域水文资料及当地经验，地下 水长期变幅 0.502.0m。地下水位埋较浅，对顶管施工有一定的影 响，应做好相应的排水、隔水措施。 水质分析结果，拟建场地环境类型为类，地层渗透性影响为 B 类，现状条件地下水及河水样对混凝土结构具有微腐蚀性；受地 层渗透性影响，按弱透水层中地下水考虑，水样对混凝土结构具有 微腐蚀性。 三、编制依据三、编制依据 危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质200987 号 混凝土及钢筋混凝土排水管GB/T11836-2009 给水排水管道施工及验收规范GB50268-2008 给水排水构筑物工程施工及验收规范GB50141-2008 混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002 工程测量规范GB50026-2007 施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005 起重机械安全规程GB6067 建筑施工安全检查标准JGJ59-2011 温州市城市地下管线管理办法温政办201470 号 建筑基坑支护技术规程JCJ120-2012 顶进施工法用钢筋混凝土排水管JC/T640-2010 工程给水排水顶管技术规程CECS 246:2008 本工程的地质勘察报告、施工图纸以及现行相关规范标准等。 四、施工部署四、施工部署 4.14.1 顶管施工方法及顶管机型选择顶管施工方法及顶管机型选择 4.1.1.14.1.1.1 施工工艺及技术构成施工工艺及技术构成 本工程采用泥水平衡施工顶管施工，详见以下顶管施工工艺流程图。 顶管施工工艺流程图 二、顶管工程施工技术构成图二、顶管工程施工技术构成图 施工准备测量放样 顶进设备安装 导 轨 安 装 后座顶板安装 后座千斤顶安装 洞口止水装置安装 顶管机出洞 出泥准备 后座千斤顶顶进 拆除封门 顶管机试运行顶管机井内就位 管节顶进 顶进纠偏 管内出泥 偏差测量轴线控制 管节拼装接口检验管节进场验收 管段顶进结束竣工测量 设备转移 循环 4.1.1.24.1.1.2 顶管工程施工技术构成图顶管工程施工技术构成图 4.1.24.1.2 泥水平衡顶管工艺基本原理泥水平衡顶管工艺基本原理 泥水平衡顶管工艺基本原理是将已调成一定浓度和比重的泥水， 通过送泥水系统送至顶管机头前挖掘面处，泥水在挖掘面上形成一 层不透水的泥膜，可阻止泥水向挖掘面里面渗透，同时调节泥水压 力来平衡地下水压力和土压力，达到稳定挖掘面的目的；顶管机头 前进的同时刀盘切削土体，被切削下来的残土与泥水充分拌和后， 由排泥系统输送至地面泥水分离设备进行处理，分离出的残土被运 走，泥水再送入送水系统循环使用。 该顶管机具有遥控操作系统，削土、出土、纠偏、测量均可在 管道外进行遥控，对于大口径管道施工较为有利。由于采用泥水机 械双重平衡，能有效支护开挖面土体，控制地表沉降。 4.1.34.1.3 泥水平衡顶管施工特点泥水平衡顶管施工特点 4.1.3.1 适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高以及变化 范围较大的条件下也可适用； 4.1.3.2 可有效的保持挖掘面的稳定，对所顶管周围的土体扰动 比较小，因此施工引起的地面沉降很小； 4.1.3.3 与其他类型顶管工艺相比，泥水顶管施工时的总推力比 较小，尤其是在淤泥、淤泥质土层表现得更为突出，适宜较长距离 顶管； 4.1.3.4 工作井内的作业环境比较好，作业也比较安全，由于它 采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、搬运土方等容易发生危险的 作业； 4.1.3.5 泥水输送弃土的作业连续不断地进行，泥水外运委托有 资质的企业承担外运业务，施工现场做好冲洗准备，保持文明施工， 施工进度快，能有效的保证工期。 4.1.44.1.4 顶管机的选型顶管机的选型 本顶管工程选用 NSPD 系列（公称直径选用 1500）泥水平衡 式顶管掘进机，配套主顶设备、触变泥浆系统各一套，配备行吊一 台。 NSPD 系列泥水平衡式顶管掘进机参数： 公称直径（mm）1500 外形尺寸 DL（mm）18003800 刀盘动力（KWset）182 纠偏油缸（KNstset）500504 液压工作站（KW）2.2 机内配管直径（mm）100 4.2 施工准备施工准备 4.2.1 施工现场核查 4.2.1.1 本顶管工程在地处郊区，周边均为农田，在顶管作业 前应做好充分准备，尽量减少对农作物的破坏。 4.2.1.2 施工前对现场进行地质核查，如发现与详细地质报告 有不符之处，需报与设计及监理工程师处理，以确定施工方案。 4.2.2 现场围护 施工现场围护，按照温州市有关文明施工布置。 4.2.3 施工用电布置 用电布置如下：建设单位在施工期间提供箱变用电量为 180KVA，基本满足施工需求；另外根据顶管需要配备 200KW 发电机 一台备用。为确保安全用电，顶管沿线设立临时电线杆及分配电箱， 线路架空敷设，设置总电箱，按施工现场临时用电安全技术规范 JGJ46-2005 及建设工程施工现场供用电安全规范JGJ59-2011 要 求，对施工现场的电气设备均采用具有重复接地的专用保护零线的 五线制（即供电方式采用 TNS 系统） ，在场内分别布置动力、照明 等线路。 4.2.4 人材机组织 顶管机械设备、管材进场准备及施工人员组织 对顶管配套设备、设施进行检修及调试，使其保持在良好的待 用状态；提前做好管材供应计划，将相应的管材技术参数以书面形 式向管材生产厂家交底，进场时安排好管材验收工作；安排顶管施 工经验丰富的班组进驻现场施工，施工前做好全面的技术交底和安 全交底，确保有关劳动安全及施工技术教育，加强工人的劳动安全 意识，提高施工技术水平。 4.2.5 测量准备 4.2.5.1 井下高程点的设置： 施工时地面高程点的导入采用悬挂钢卷尺法。 导入标高之前，首先在工作井的适当位置埋设高程点，待稳定 后进行高程导入。工作井内的高程点必须大于 2 个，并在施工中要 定期互相校对。顶进过程中高程测量可依靠工作井内的任一水准点 作为后视高程点，校核激光束高程和已顶进管道高程。 4.2.5.2 中心测量控制 直线顶管施工，首先将管道中心桩用经纬仪（精度 2）引入 工作井两侧井壁上或支架上，作为顶管中心的测量基线，然后将其 投入工作井内，将激光经纬仪安装在工作井靠近后背并在两侧顶镐 架子中间稳定的位置， （固定有独立的特制安装支架）通过调整使仪 器强制对中点位于中线位置，对出竖盘角度值使激光束符合设计坡 度值。这样通过调整激光斑点与机头内测量靶中心重合，顶进过程 中测量靶中心和激光斑点的偏离值即为顶管中心和高程的偏差值。 此偏差值可通过顶管机内摄像头直接反映到地面操作台，作为顶管 中心和高程控制的依据。定期校核激光束的位置，使管子始终沿着 设计轴线前进。 4.2.6 井内布置主要内容 （1）工作井内机具：主推进千斤顶、主推千斤顶泵站、泵站、 顶铁、电焊机、洞口密封环、排泥泵。 （2）管线与电缆：泥水管、排泥管、触变泥浆管、空气管、工 作井排水管、动力电缆、自控电缆、照明线。 （3）工作井中人员上下通道采用钢梯设置，钢梯内侧与池壁上 的螺杆焊接。 （4）管道内的照明采用 36V 安全电压，照明电源由工作井内操 作平台上的配电箱供电。管道内还设有应急照明系统，因故障突然 停电时，使用应急照明，保证施工人员安全撤离。 （5）实行进出沉井翻牌登记制度。每位施工人员对应一面印有 自己名字的工作牌。施工人员进入工作井时将双面牌翻至正面，表 示已进入工作井现场作业；离开工作井时将它翻至反面，表示已离 开施工现场。 工艺布置参照下图（Y27.1 工作井布置图为例）： Co DN1500 管 DN1500 管 DN1500 管 mm, cm m 800 4.2.7 管内断面布置 管内布置管线如下表（以 DN1500 管为例）： 序号名 称规 格材料单位数量 1出泥管100钢管条1 2通风管133塑料软管条1 3压浆管50（2 寸）钢管条1 4进水管2 寸条2 5动力电缆150mm2条2 7.5m 6.5m 6视频线条1 管内管线布置参见下图 4.2.8、地下管道内通讯、通风、电源 通讯： 4.2.8 顶管内通讯、通风、电源 顶管施工中地下通讯采用有线电话，其设置位置：掘进机操作 台一部，工作井顶进控制台一部，地面一部，以此方式加强通讯联 系，协调指挥作业。 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 DN1600(DN1000) DN1500 顶管 上土体中会产生有害气体，其直接影响到管内施工人员的安全与健 康，必须设置通风设施；通风采用长鼓短抽的方式，即用 1 台混流 风机设置在顶管机后面 20m 处向机头处鼓风，再用一台抽风机设在 距出洞口 10m 处进行抽风，这样使空气在管内形成循环，以排出有 害气体。 2、电源布置： 施工供电应设置双路电源，并能自动切换；动力、照明应分路 供电，作业面移动照明应采用低压供电。 （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。 （2）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。 4.3 主要施工机械与机具配备计划主要施工机械与机具配备计划 根据各施工阶段的实际需要，合理选择、布置及使用施工机械， 是加快施工进度、提高工效和保证施工顺利进行的必要条件。本工 程配备的主要施工机械与机具详见下表： 顶管各阶段所配备的主要施工机具一览表 序 号 机械(具)名称数量施工部位及用途 备注 1NSPD 系列泥水平衡顶管掘进机1 F 型钢筋砼 III 级管顶 进 2主顶系统1主顶动力 3压密注浆系统1 工作井土体加固及管道 注浆 4.4 主要劳动力使用计划主要劳动力使用计划 施工时工作人员安排计划施工时工作人员安排计划 （1）顶管操作工： 8 人（分两班作业） （2）吊车司机： 2 人 （3）测量工： 2 人 （4）电工： 1 人 （5）钳工： 2 人 （6）普工： 6 人（分两班作业） 详见所附顶管施工进度计划 4.5 施工进度控制施工进度控制 本次顶管施工部署为： 现阶段沉井已完成施工，混凝土强度达设计要求； 顶管施工：2017 年 3 月 28 日2017 年 4 月 10 日。 详见所附顶管施工进度计划 4触变泥浆系统1顶进时减阻 5沉降观测系统1控制顶管偏移及沉降 6电焊机2机具安装 7行吊1吊装 8汽吊1吊装 9气体检测仪1有毒气体检测 10激光经纬仪 J2-JDB1纠偏 11全站仪 RTS630B1地面放线 12水准仪 DS32高程控制 13塔尺 5m2 4.6 施工用电计算施工用电计算 施工用电设备额定用量之和 P1=150KW， 照明用电按动力负荷用电 5%计算，P2=9KW， 根据公式 P总=1.1（K1P1/cos+K2P2） ， 取 K1=0.6 ，K2=0.5，cos=0.7， 得，P总=1.1（0.6150/0.7+0.59）=146.4KW。 根据计算，本工程施工最高峰期用电量约为 146.4KW，施工时 合理安排施工，避免所以机械设备同时使用。建设单位在施工期间 提供箱变用电量为 180KVA，基本满足施工需求。另外根据顶管需要 配备 200KW 发电机一台备用。为确保安全用电，设总配电箱，顶管 沿线设立临时电线杆及分配电箱，线路架空敷设，其余均按建设 工程施工现场供用电安全规范有关要求设置。 4.7 施工现场平面总布置施工现场平面总布置 4.7.1 施工平面布置根据现场实地踏勘的实际情况，结合本工 程的特点，施工场地现状交通较便利，只需加强交通协管，确 保车辆行人通行。 4.7.2 材料堆场 管道材料原则上堆放在工作井周围，材料调度运输方便，随用 随运吊。 4.7.3 场地围护 根据交通管理部门及行政执法与城市管理部门的意见每个沉井 采取单独围护，围护材料为注水围挡，围护边与沉井边最小安全距 离不小于 1 米，围护高度不小于 1.8 米，在每个围护周围粘贴夜间 反光条摆放反光锥，迎车面前方 20 米处放置交通导流指示牌，围护 的四角绑扎夜间警示灯，按照交通管理部门的意见，每天安排交通 协警指挥交通。现场的实际情况结合本工程的特点，随着施工进度 及施工需要再补充相应交通设施。 4.7.5 施工现场总平面布置图(后附图) 4.8 项目管理体系项目管理体系 4.8.1 施工组织机构图 质量负责：潘存矿 项目经理： 陈红琴 项目技术负责人： 何小燕 安全负责：傅晓淼 测量 负责 安 东 试验 负责 包 大 勇 材料 负责 邵 伟 机械 负责 邵 伟 施工 负责 刘 锋 安保 负责 李 万 金 项目常务副经理： 黄小虎 4.8.2 施工人员配备 根据本工程的实际情况，项目部按项目法施工管理的模式配备， 实行专业分工，效益与实绩挂钩，确保工程总体目标实现。 为保证工程质量、进度、安全以及工程各项工作的开展，制定 各管理人员的岗位职责，要求各部门管理人员严格遵守，确保工程 的顺利进行。 (1)、项目经理 A、贯彻公司为本工程制定的质量方针、目标，执行公司的各项 规章制度并保障质量体系的有效运行，实现本工程的质量目 标。 B、主持本工程质量计划的编制，并全面负责项目质量计划的实 施。 C、严格履行工程承包合同，负责制订工程承包合同履行的具体 计划。 D、负责监督、协调施工现场的施工、物资供应、劳力安排、财 务等各方面的工作。 (2)、项目常务副经理 A、贯彻执行公司为本工程制定的质量方针、目标，实现本工程 的质量目标。 B、协助项目经理负责工程项目质量计划的全面实施工作。 C、协助项目经理抓好现场的全面施工工作。 D、协助项目经理搞好安全生产及现场文明施工工作。 (3)、项目技术负责人 A、贯彻执行为本工程制定的质量方针、目标，实现本工程的质 量目标。 B、负责工程项目质量计划、施工方案、特殊过程专项方案的编 制工作， 与设计人员协调联系工作。 C、协助项目经理搞好项目质量计划的全面实施工作。 D、负责工程项目部的技术管理，抓好项目工程图纸会审，各级 人员的技术交底工程技术审核、新技术的推广应用及工程技 术资料记录的整理、归档等工作。 (4)、施工负责人 A、贯彻执行公司制定的质量方针、目标，落实本工程的质量目 标。 B、负责工程项目的审图、翻样及材料计划的补退工作。 C、全力完成项目部下达的任务，负责对班组的全面管理，做好 班组的施工任务、劳力调配等工作安排。 D、抓好班组的施工进度、定额用工工作。 (5)、项目材料员 A、贯彻公司制定的质量方针、目标，落实本工程的质量目标。 B、负责编制项目工程材料采购、申请计划，督促材料采购计划 的执行。 C、参与对项目工程采购物资分承包方的选择，评价与验证工作。 (6)、项目安全员 A、负责工程项目的安全管理，做好进场施工人员的安全知识教 育。 B、负责工程项目安全生产技术措施的制定，定期跟踪验证措施 的落实情况。 C、负责对施工全过程安全生产的指导、监督，参加班组施工安 全技术交底期、定期检查各班组安全生产执行情况。 (7)、项目资料员 A、负责工程项目部与公司、业主、监理、质量监督等单位之间 文件的传递工作。 B、负责工程项目部文件和资料的控制管理工作。 C、负责对项目图纸、图集、规范、行业标准、项目质量计划、 作业指导书等文件的收集、编目、保管、发放工作，负责回 收销毁项目作废文件。 (8)、项目质检员 A、负责对项目工程进场材料的把关，确保合格材料进场使用。 B、负责对工序施工质量的指导、监督，对不符操作规程的野蛮 操作，及时制止、整改。 C、组织对分项工程、隐蔽工程的检验、验收，参与分项工程检 验与工程最终检验、验收工作，及时做好分部、分项检验评 定等质量记录。 4.9 交通组织交通组织 本工程顶管全部处在农田处，因此施工时无需向交警部门审批。 便为了保证施工期间的安全，需在施工区域采取施工围栏进行全封 闭，同时设置警示区和缓冲区，在警示区设置“前方施工，注意安 全”警示牌，缓冲区安放反光锥。 DN1200 砼管 五、顶管施工技术五、顶管施工技术 5.1 设备安装技术及措施设备安装技术及措施 5.1.1 沉井内导轨选用 沉井导轨应具有足够的强度和整体刚度。本工程沉井导轨由型 钢和钢板焊接而成。在工作井底板基础上事先预埋钢板，预埋钢板 的位置与导轨位置相吻合，以便导轨与之焊接。预埋钢板上的锚固 钢筋要焊牢并有足够的锚固强度，导轨安放后，还应在两侧用型钢 支撑好，必要时再浇筑混凝土，确保导轨在管道顶进和受撞击时， 不产生位移，不变形；导轨的坡度应与设计轴线一致，在顶进过程 中需经常进行检查和复核。导轨安装的允许偏差为：轴线位置： 3mm，顶面高程：0+3mm，两轨净距：2mm。 5.1.2 顶管钢后靠安装 承压壁是承受和传递全部顶力的后座墙，更应具有足够的强度 和刚度，并有足够安全度。在钢筋混凝土后背墙前加设一块 2m2m0.02m 的钢板后靠，工作井后靠施工时必须保证其与顶进 方向垂直。钢后靠应与管道轴线垂直，允许不垂直度为 5mm/m。 5.1.3 起重系统 工作井起重行车 负责运吊顶管机头、更换顶铁、小型设备、管材及零星材料等； 行车沿顶进轴线布置。 行车起吊 （1）行车必须专人操作，按要求进行吊装，并严格执行操作规 范。 （2）在施工过程中，施工人员必须具体分工，明确职责。在整 个吊装过程中，要切实遵守现场秩序，服从命令听指挥，不得擅自 离开工作岗位。 （3）有吊装过程中，应有统一的指挥信号，参加施工的全体人 员必须熟悉此信号，以便各操作岗位协调动作。 （4）吊装时，起吊信号由下方工作人员指挥调配，下方指挥人 员应做到传递信号迅速、准确，并在吊运开始前及时离开危险区域。 （5）在整个施工过程中要做好现场的清理，清除障碍物，以利 操作。 （6）操作时按要求系好安全带。不准随意往井内扔东西。 （7）施工人员必须戴好安全帽。 （8）电线要远离钢丝绳，手柄线应绕开电机，电线与钢丝绳交 叉时应隔开，严禁接触。 （9）在吊装施工前，应了解天气情况，严禁在台风暴雨期间吊 装。 （10）经检查后确认无误，方可下达起吊命令，施工人员进入操 作岗位后，仍须再对本岗位进行检查，经检查无误时，方可待命操 作，如需隔日起吊，应组织人员进行现场保卫。 (11) 在起吊前，应先试吊，检查各部位受力情况，情况正常方 能继续起吊。 (12) 起吊过程中，不得在起吊重物下面及受力索具附近停留和 通过。 (13)不允许有人随同吊物升降。 (14)吊装施工现场，应设有专区派员警戒，非本工程施工人员 严禁进入，施工指挥和操作人员均需佩戴标记，无标记者一律不得 入内。 (15)在吊装过程中，如因故中断，则必须采取措施进行处理， 不得使重物悬空过夜。 (16)一旦吊装过程中发生意外，应严格保持现场秩序，并做好 记录，拍下照片，以便分析原因。 5.1.4 主顶站千斤顶、主站油泵 为确保管道受力均匀并提供足够的主推力，主顶站千斤顶按 2 只配备，行程 3300mm，单只推力为 200t，总推力为 2200=400t； 设置在管道两侧，并与管中心左右对称，确保与管道轴线平行；两 只千斤顶的合力中心应低于管中心，运行应同步。 最大主顶动力系统采用 2 台高压油泵并联控制，性能与千斤顶 相匹配，油缸架采用 20#槽钢焊接制作，布置应满足合力点的方向 与管道轴线方向一致，设置在千斤顶附近，油管顺直，尽量减少转 角。 5.1.5 护口铁及顶铁 同时为确保管道安全，能使管体端面传力均匀，采用 1 块圆形 钢护口铁，护口铁须保证端面平整垂直，其厚度 30cm；管道顶进过 程中采用马蹄形顶铁增加顶进距离。 顶铁的两个受压面应平整、互相平行。顶铁应满足传递顶力、 便于出泥和人员出入的需要。马蹄形顶铁必须符合要求，刚度大， 受力后不变形，相邻面垂直，排列不扭曲，不脱焊，与导轨的接触 面必须平整。 5.1.6 工作井止水密封环 止水密封环设计 本工程工作井洞口密封关系到工程能否正常施工。如洞口漏水， 泥砂会涌入工作井，淹没设备，工程无法进行，同时地面沉陷，后 果严重，对洞口的密封必须十分重视，应确保安全。 在洞口密封设计中，采用主橡胶圈密封加可充气应急密封圈的 双层密封结构，该结构的特点是：顶管过程中充气密封圈是不工作 的，如果主橡胶密封圈因摩檫损坏导致密封失效，地下水涌入井内 的危急情况下，可利用打气泵给充气应急密封圈充气，及时控制漏 水，在安全状态下处理或更换新密封圈。出洞口密封示意图见下图。 进 洞口 密封 装置 由于 进洞 是短 时间、 一次 性的 工作，故不必使用充气密封圈，其它应与出洞口密封装置相同。 土体加固措施 顶管机进出洞口是关键工序，由于顶管机重量大，在软弱地层中 顶进，为防止顶管机在出洞时产生“叩头”现象，需对洞口外土体进 行固化处理，同时还要有良好的止水效果，洞口注浆加固范围为洞口 中心线两侧各 2 米，顺管道方向 5 米，注浆水灰比为 1：0.5。 5.1.7 顶管机吊运 顶管机机头吊运并进行以下工作： （1）运输路线选择与考察； （2）运输时间安排； （3）向路线所经地区由交通协警进行维持交通； （4）吊装起止地点支放吊车地面应牢固； （5）运输时跟车配有经验的吊装起重工一名； （6）顶管机吊运时采用的行车先将工作井内的设备吊至地面， 由平板车运输至下一个工作井，行车架立时有一台 25 吨的汽车吊配 合。 5.2 顶管顶力计算顶管顶力计算 本工程直径为 1500mm 的泥水平衡顶管，最长距离为 89m，后座 设计顶力不大于 230 吨，管道最大顶力不允许超过 450 吨，根据 给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008 规定，顶管顶 进阻力计算如下：（以下按最大因素考虑） （以 DN1500mm，顶进距离为 89m 的顶管为例，加以计算） FP=DOLfK+NF 式中 FP 顶进阻力（kN） ； DO 管道的外径（m） ，取 1.800； L 管道设计顶进长度（m） ，取 89.00； fK 管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（kN/m2） ，根 据给水排水管道工程施工及验收规范GB50268- 2008 表 6.3.4-2，取 3.05.0，借鉴温州地区顶管 经验参数及采取多种减阻措施，取定 fK值为 3.0； NF顶管机的迎面阻力（kN） ，本工程采取泥水平衡顶管 工艺，即 NF=Dg2rs Hs/4，Dg为其中顶管机外径 （m） ，取 1.80；rs为土的重度（kN/m3） ，根据地质 报告为 15.48；Hs为覆盖层厚度（m） ，取 8.67； 故，FP=DOLfK+NF =DOLfK+Dg2rs Hs/4 =3.141.8893.0+3.141.81.815.488.67/4 =1509.08+341.35=1850.43kN。 即顶进阻力为 1850.43kN； 根据计算顶管的顶进阻力为 1850.43kN，小于顶管工作井、管 材的设计允许最大顶力，故选用的 2 只主顶油缸，单缸推力 2000kN，总推力 4000kN，就能满足顶力要求。 5.3 顶进工序顶进工序 5.3.1 主要工序施工方法 顶进前准备所有机械设备交班检查 （1）联动检查，开始顶进前对机械设备进行全面检查，液压、电 气、压浆、照明、通信、通风、各种阀门、压力表、测量工具、传 泥水平衡顶管施工工艺流程图 顶管工种： 顶管操作工兼测量工 泥浆工 电工 电焊工 起重工 普工 整体式顶进构架调节顶块 泥水处理系统处理砂土、装车、外运 顶进前准备所有机械设备交班检查 工具头刀盘转动、开进出渣浆泵 顶进、调整进出渣浆泵流量到达平衡 拆开各管路、钢筋砼 III 级管吊 装、各管路安装 1 个行程顶 进结束 测量工具头的偏位、作好记录、纠偏 1 节砼 管顶进 1 个顶进循环结束、重复顶进 1 个行程 顶管管内管线： A 电缆管 B 触变泥浆管 C 进泥浆管 D 出泥浆管 E 信号线 F 油管 压触变 减阻浆 泥浆 制作 感器等是否都进入状态，然后进行联动调试确认无故障后方可准备 开始顶管。 （2）凿除洞口砖砌封堵，首先在洞口底部先凿除一个小洞直通 结构层外面，观察是否漏泥漏水，然后在洞口两腰及中心各凿一个 小洞，观察洞口是否漏泥水，如无漏泥漏水现象，即可全面实施凿 除洞口砖砌封堵工作。如有泥水渗漏现象，应立即封堵样洞，处理 井壁外土体，待处理完毕无安全隐患后才能打开洞门。 （3）检查洞口止水圈与机头外壳的环形间隙是否均匀密封无泥 浆流入。 （4）洞口加固的外段经检测地面无沉陷。 工具头刀盘转动、开进出渣浆泵 交班和例行检查完毕后，接通电源，将工具头的刀盘转动，当设 备的参数稳定后，开进出渣浆泵，开始泥浆循环。 顶进、调整进出渣浆泵流量达到平衡 工具头的操作全部采用在管道外(工作井上)控制台控制，只需 1 个机手操作，可实现对工具头刀具的转动、纠偏控制、压力显示、实 时监控(工具头安装了摄像头、控制台上安装了电视机)。顶进千斤顶， 观察工作仓的土压力表，调节渣浆泵的流量达到工作仓的泥水平衡， 其平衡的原理是，当进泥和吸泥泵稳定工作时，调节进泥和吸泥的泵 量，使工作仓内应保持一定压力，仓内泥水压力应与地下水压力相平 衡，泥水压力过大，地面隆起；泥水压力过小，地面沉陷，所以控制 顶进与出泥的速度相当关键。 泥水处理系统处理好砂土、装车、外运 采用泥水平衡式工具头出土，需要在工具头中注入含有一定泥量 的泥浆，通过刀盘切削工具头前方的原状土，与注入的泥水搅拌，泥 水通过吸泥泵排到地表泥水处理系统处理，泥浆可以反复循环使用， 处理好的泥沙用泥浆车外运。 测量工具头的偏位、作好记录、纠偏 测量方法，在工作井后座位置设置测量机座，测量基准由地面引 入地下，避免工作井的变形引起的误差，将激光经纬仪放置在其上调 平后，使激光经纬仪发射的激光沿着顶进方向水平射出，打在工具头 的测量靶位上，通过望远镜读出工具头的偏差。每隔 0.5m 记录一次， 辅以人工测量校对。 纠偏办法，顶进中发现管位偏差 5mm 左右，应进行校正。纠偏校 正遵循“勤测量、勤纠偏、微纠偏”的原则，使管节逐渐复位，不得 猛纠硬调。校正方法采用工具头自身纠偏法：控制工具头的状态(向 下、向上、向左、向右)，这种方法纠偏方法良好，每次纠偏的幅度 以 5mm 为一个单元，再顶进 1m 时，如果根据工具头的测斜仪及激光 经纬仪测量偏位趋势没有减少时，增大纠偏力度，如果根据工具头的 测斜仪及激光经纬仪测量偏位趋势稳定或减少时，保持该纠偏力度， 继续顶进，当偏位趋势相反时，则需要将纠偏力度逐渐减少。 1 个行程顶完后，整体式顶进构架调节顶块 当顶完 1 个行程后，停止顶进，调节整体式顶进构架顶块，可继 续顶进下一个行程。 触变泥浆系统 顶进过程中，需要经常进行压触变泥浆工作，以减少顶进的阻力， 触变泥浆系统由拌浆、注浆和管道三部分组成。拌浆是把注浆材料兑 水以后再搅拌成所需的浆液(造浆后应静置 24 小时后方可使用)。注 浆是通过注浆泵进行的，根据压力表和流量表，它可以控制注浆的压 力(压力控制在水深的 1.11.2 倍)和注浆量(计量桶控制)。管道分 总管和支管，总管安装在管道内一侧，支管则把总管内压送过来的浆 液输送到每个注浆孔上去。注浆流程：造浆静置注浆顶管推进 (注浆)顶管停顶停止注浆。 顶完一节管后，拆开各管路、混凝土管吊装、各管路安装 顶完一节管后，拆开所有管线（电力电缆、信号线、油管、进出 泥浆管、触变泥浆管） ，进行钢筋混凝土 III 级管吊装连接后，安装 好所有管线（电力电缆、信号线、油管、进出泥浆管、触变泥浆管） ， 继续顶进。 管节接口处理措施 管节接口处理是顶管工程的关键部分，保证做好接口部分是顶管 工程成败的关键，因此对组成接口的每一部分都必须严格遵照有关规 程的要求逐一分别严格制作。 顶进前应对钢筋砼 III 级管、钢套环、橡胶密封圈和衬垫板从尺 寸、规格、性能、数量等均作详细调查，必须符合规范及设计要求。 顶进前必须在现场作试安装，对不合格的成品管应予以剔除。 钢筋混凝土管接头的槽口尺寸必须正确，光洁平整无气泡。 接口应平整光滑无痕迹，材质无气孔、裂口、凹痕等缺陷，橡胶 圈应保持清洁、无油污，不能在阳光下直晒。 管道在承插口插入连接前，在橡胶圈斜面上和钢套环斜口上均匀 刷涂一层硅油，对橡胶圈无侵蚀性，减少摩阻。严禁使用其它油脂或 肥皂水之类的润滑剂。承接口插入后，应采用探棒插入钢套环空隙中， 沿周边检查橡胶圈定位是否准确，发现有翻转、位移等现象，应拔出 重新粘贴和插入。 承插时外力必须均匀，橡胶圈不移位、不反转、不露出管外，否 则应拔出重插。 5.4 弃土（泥浆）处理弃土（泥浆）处理 顶管排泥系统直接影响管道的顶进速度，保证系统的正常运行 至关重要，更关系到安全文明施工和环境污染问题。 本顶管工程排泥采用管道泵和运输泥管，将泥浆输送至地面沉 淀池由泥浆车将废弃泥浆外运出工地，由排泥系统和高压供水系统 组成。 排泥管采用 1004mm 无缝钢管制作，管节接头采用卡箍式活 络接头。在管道内泥浆采用 1 台管道泵，将泥浆输送至地面泥浆池。 沉淀池内泥浆快满时抽至泥浆罐车运至沉淀池，沉淀池需经常翻挖 外运，以满足顶管连续施工。 高压供水管路采用 DN100 钢管，管节接头采用卡箍式活络接头， 地面水源地安装一台大功率管道泵串联加压向管路供水。 工作井施工场地较狭窄，施工中注意合理的安排场地各个阶段 的使用并保证施工安全，在出泥环节，需要及时将泥浆转运出去保 证泥水系统正常运行；顶管前按规定办理好泥浆外运手续确定泥浆 外运公司。 5.5 检查测量检查测量 （1） 、顶管的方向测量，采用激光全站仪；水准测量，采用水 准仪； （2） 、顶管施工前建立地面与地下测量控制系统，测量控制点 设在不易扰动、视线清楚、便于校核和易于保护的地方；作业前和 发生工作井位移、沉降、变形时及时对测量控制点进行复核； （3） 、顶管施工测量的相对坐标的 X 轴线应对工作井穿墙管中 心与接收井的墙管中心的连线； （4） 、出顶进工作井入土层，每顶进 300mm，测量不少于 1 次； 正常顶进时，每顶进 1000mm，测量不少于 1 次；进入接收井前 30m 应增加测量，每顶进 300mm，测量不少于 1 次；纠偏量较大或频繁 纠偏时应增加测量次数； （5） 、原始记录和测量分析资料完整归档。 （6） 、顶进贯通后的管道允许偏差应符合以下规定： 检查内容 检验依据/允许偏差 （规定值或偏差值）/mm 顶进长度300m50 300mL1000 m 100 水平轴线 顶进长度 1000m L/10 顶进长度300mDi1500+40，-50 300mL1000m+60,-80 管内底高程顶进长度 1000m +80,-100 钢管、玻璃钢管2 相邻管间错口钢筋混凝土管15%壁厚，且20 5.6 纠偏措施纠偏措施 5.6.1、顶管测量系统特点 a、对顶管机姿态的自动实时监控，对复杂线路的施工进行精确 的导向。 b、顶管机的姿态信息采用数字及图形两种形式显示在操作人员 面前。 c、显示顶管机的趋向，以来调整机器的姿态，每次调整不得大 于 5mm。 d、自动对已安装管道进行测量，生成导向基准线。 e、利用激光全站仪对系统内的相关点进行频繁的自动测量。 f、采用可编程机动激光全站仪、自动追踪活动激光靶。 5.6.2 纠偏控制 顶进过程中顶管机操作者可根据顶进测量导向系统反馈的数据 信息即时调整机头的姿态。为确保机头纠偏效果及时反映到顶进管 道上，避免机头与前进方向倾斜前进，使用的机头外径比管道外径 大 20mm，使管外与土体有 15mm 的触变泥浆膜。当机头纠偏时，机 头前进产生的侧向压力的分力要克服土体对管道的约束力，如土体 是原状土，约束力会很大，土体被触变泥浆置换，触变泥浆是胶体， 约束力很小，管道比较容易纠偏。 5.6.3 纠偏装置 纠偏是通过顶管机上的纠偏铰产生折角而进行的，顶管机为二 段一铰结构。纠偏系统由 2 台 200t 双作用油缸及控制阀件组成，每 个纠偏油缸都通过万向铰将顶管掘进机前后壳体连接在一起，使顶 管机能在一定范围内任意做出纠偏动作。2 只纠偏油缸由 2 个三位 四通电磁换向阀控制，每个油缸的前后腔均安装有平衡阀，当纠偏 油泵关闭时，平衡阀能将油缸前后腔油路关闭，使油缸内始终保持 高压，确保纠偏动作的可靠。 5.6.4 纠偏技术 在施工过程中，要根据测量报表绘制顶进轴线的单值控制图、 顶管机水平与高程轨迹图、顶力变化曲线图、管节编号图，直接反 映顶进轴线的偏差情况，随时掌握顶进方向和趋势，使操作人员及 时了解纠偏的方向，保证顶管机处于良好的工作状态。 在实际顶进中，顶进轴线和设计轴线经常会发生偏差，因而要 采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间偏差值，使之尽量趋向 一致。顶进轴线发生偏差时，通过调节纠偏千斤顶的伸缩量，使偏 差值逐渐减小并回至设计轴线位置。在施工过程中应贯彻“勤测、 勤纠、微纠”的原则，不能剧烈纠偏，以免对砼管节和顶进施工造 成不利影响。 实际操作中还应注意，纠偏是与顶管同步进行的一项工作，在 顶进中及时纠偏，采用小角度纠偏的方式。重要的是把握顶管趋势， 不能指望一蹴而就，而应缓慢地、逐步进行，若操之过急就容易造 成轴线的较大折角，反而不利于顶进的顺利进行。根据纠