顶管工程施工方案(钢管).doc

DN2600钢管顶管工程施工方案武汉市水务建设工程公司二OO五年三月八日目 录第一章 工程概况第二章 工程施工目标 第三章 工程施工布置 第四章 主要施工方案 一 沉井施工 二 2600顶管施工 第四章 工程质量保证措施 第五章 安全、文明施工措施 第一章 工程概况一.工程情况叙述本次工程位于宁波市瑾县，属于宁波市郊区，整个工程位于山脚下，从公路一侧的工作井，斜穿越公路，再穿越树林，最后顶入山中的坑道内。顶管管道口径为2600mm，管材为钢管。整个顶管长度约为240米。由于位于山脚下，土层中含有大石块，直径在50300mm，在顶管过程中需要进行挖掘取出石块，因此无法采用封闭式顶管掘进机，针对这一情况，我们选用网格挤压土压平衡式顶管掘进机，以保证顶管施工的质量、安全和速度。工程量：1.沉井工作井8.54.5m2.2600顶管约240m第二章 工程施工目标一.质量管理目标工程质量目标达到合格，符合设计规定的质量要求。 二.进度目标本工程计划施工工期为80天。确保在施工工期内完成整个工程施工。三.安全施工管理目标确保本工程安全重大事故为零。 四.文明施工管理目标在本工程施工中，必须创建文明工地，创安全无伤亡事故。五.环境保护目标1.控制粉尘污染，保护人民健康；2.保证原有交通的正常通行和维持沿线生产生活用电及通讯等管线的正常使用。3.确保施工沿线排水通畅，防止积水现场发生。第三章 工程施工布置一.工程施工准备工作1.施工现场情况根据图纸，组织公司施工技术人员至施工现场进行实地踏勘。2.施工测量及准备工作根据甲方的交桩记录及有关本工程的测绘资料，检查施工现场的控制桩，导线点，水准点是否正确、松动等，并及时做好攀线桩等保护措施，若发现问题极时汇报。测放临时水准点时，闭合偏差必须12K1/2mm，达到精度要求，并报请监理复核通过后方可采用。3.工程材料准备进入工地的材料须具有完整的质量证明，即质保单，对没有质保单的材料坚决清理出场。原材料经复试合格后才能使用。二.施工总平面布置1.接电布置电源从总电源点接入本工程施工点。 2.排水措施 本工程的排水将采取排水沟予以解决，在临时设施周边开设排水明沟，同时注意环保，不能将污水直接排入水体3.在业主指定地点建设生活区或租用房屋。第四章 主要施工方案一.沉井施工1.概述本次顶管施工设工作井一座，采用沉井。内径尺寸为8.54.5m，沉井必须精心组织施工，控制地面沉降，确保施工质量、施工安全及保护环境尤为重要。2.人员安排序号工种人数备注1钢筋工32模板、支架、木工43砼工24电焊工15电工16其它工27吊车驾驶员1总计143.沉井主要施工机械和设备表序号设 备 名 称型 号数 量备 注1挖掘机1M31台2履带吊15t1台3装卸车8t1辆4配电箱200KVA1台5潜水泵3”2只6污泥泵3”1台7高压水泵1只8钢筋切割机6Q-4001台9弯筋机1台10钢筋对焊机RZN-2000B1台11电焊机BX3300-21台12喷射井点1套4.沉井施工本次施工，我方先进行沉井基坑的开挖,开挖深度为1.2米，待砂垫层和素砼垫层完成后，制作沉井。混凝土强度达到100后方可进行沉井的下沉施工。沉井采用分节制作一次下沉的工艺，根据设计要求,沉井井筒及其它部分砼等级为C25，垫层混凝土等级为C20，封底混凝土为C20。 地下部分混凝土抗渗标号为S6，水泥采用普通硅酸盐水泥，砂采用中粗砂，水灰比不大于0.5。本次顶管工作井后靠处井壁厚度为0.8米，其余处井壁厚度为0.6m。井身分二次浇筑。第一层制作高度0到3.00m,第二层为3.00m到顶。沉井的下沉采用排水下沉，干封底。放样、定位基坑开挖砂垫层、素砼垫层立内模及脚手架4.1沉井施工工艺流程图 沉井封底下沉下沉减摩措施砼养护、拆模分次浇筑砼立外模绑扎钢筋、安置预埋件4.2放样定位根据设计图上沉井坐标放样，定出沉井中心桩位和纵横轴线控制桩。4.3开挖基坑4.3.1基坑开挖工艺流程基坑定位下道工序施工基坑土方挖运排水沟、集水井施工人工修整坑底4.3.2按设计要求，基坑开挖深度1.2米，边坡按1：0.5放坡，人工修坡，必要时用砂包垒坡或水泥砂浆抹面，防止塌坡。基坑土方开挖采用机械施工，配合人工进行边坡修整和基底土修整。开挖出的土方应随时外运。4.3.3基坑底部若有松软土体全部予以清除,并回填砂性土,整平、夯实。4.3.4基坑平面尺寸为从刃脚边到基坑底边距离2.0米，以利沉井制作时搭设脚手及以后的井点施工。在基坑底边处开挖2020cm的排水沟与坑内的纵横排水沟接通进行排水，坑内四周设置集水井，集水井比排水沟低500mm，井内设2台潜水泵，将坑内积水排出。4.4砂垫层、素砼垫层为保证沉井制作时的重量通过素砼垫层扩散后的荷载不大于下卧层地基土的容许承载力（因刃脚处的土质杂填土,下卧层地基土的容许承载力为=6.5t/m2），故铺设相应厚度的砂垫层。砂采用中、粗砂，并捣实，以保证其密实度。为了扩大沉井刃脚下的底模板，便于沉井下沉，故在砂垫层上铺设砼垫层。 砂垫层厚度计算如下：由N/（b+2Htg） 得： N/-b H2tg 其中：H为砂垫层厚度N为沉井单位长度重量 N=G/L=8t/m（G为沉井自重，L为刃脚周长） 为下卧层极限承载力 =6.5t/m2b为素砼垫层宽度 取 b=0.8m为砂垫层应力扩散角 =2634那么, H0.43m根据施工规范，取砂垫层厚度为0.5m，采用中粗砂，且分层洒水夯实。素砼垫层厚度一般取0.15m，素砼用C15。待素混凝土垫层强度达到25以上后，方可支模制作沉井。4.5沉井制作沉井分二节制作，一次下沉（带框架及隔墙分两次下沉），二次浇筑之间设施工缝，采用钢板止水片，浇筑砼之前，应对施工缝进行凿毛清洗，应注意边角尽量不要损坏。浇筑砼之前，应先浇筑一定量的同一标号砂浆，随后再浇砼，以保证施工缝处不产生渗漏。4.5.1模板施工在立模前应由测量测定井中心和井壁、底梁的中心线，指导立模工作。沉井制作采用定型钢模及扣件、脚手管配套使用，井壁用定型钢模竖向叠高，底梁、底板槽、刃脚斜面处用木模与钢模配合搭设。立模必须严格按施工要求和翻样图立模，拼模平整、铅垂，支架围檩安装牢固，内模立好后要求校模，校正合格后方可立外模，模板采用48钢管及相应钢扣件进行加固，内外模用14的拉条螺栓来连接，拉条螺栓按60/90分布，拉条螺栓中间设置5050的止水片，并与螺栓焊接密缝。立模前应在模板表面涂以脱模剂。并且在钢筋绑扎时，不能沾污在结构钢筋上。4.5.2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。钢筋绑扎必须严格按设计要求及操作规程进行，钢筋的骨架都应以定位垫块或座子稳固在规定的位置上，所有交叉的钢筋处都用软铁丝绑扎牢固，绑扎好的钢筋骨架都应有足够的刚度和稳定性。钢筋在入模前应在底部和侧部绑好砼垫块。为使钢筋位置在灌筑时不致变动，可增加扎结点或加撑筋。已绑扎好的钢筋骨架不得践踏或放置重物。钢筋对接按冷绑35d，单面焊10d，双面焊5d进行。4.5.3混凝土浇筑沉井制作采用商品混凝土，在浇筑过程中按规定要求制作砼试块。混凝土浇筑前，对模板内的杂物和钢筋上油污等要清理干净，对模板的缝隙和孔洞应预堵严。混凝土下料时要求沿墙周围均匀进行，不得在某一处的井壁内集中下料，靠振动器赶淌混凝土，不允许造成高差过大的现象。不允许在模板外侧振捣 。浇捣混凝土时采用70型插入式振捣棒，并配部分50的振动棒人工振捣，以解决可能钢筋间距过密而振捣困难问题，振捣时每层砼厚不得超过50cm，并保证上、下层砼浇筑时间不大于砼初凝时间，上层砼振捣时，应插入下层砼约5cm，以消除二层砼之间的接缝。振捣时要注意控制振捣棒的插入时间和插入位置的间距，要快插慢拔，均匀排列，切忌漏振、少振和多振，也不能在同一深度过度振捣，以免模板发生爆模现象。浇筑时应控制好砼的坍落度，滑槽应伸入钢筋网片，随浇筑进行，逐步提升，以防产生离析。砼布料要求合理分配、均匀对称。4.5.4混凝土养护每次浇砼后，养护工作要及时跟上，应在浇筑完成12小时内进行覆盖或养护，根据不同气候采取相应措施，气温较低时，可覆盖多层草包和土工布，井壁侧面挂草包，及少量或不浇水。一般气候条件上，可覆盖土工布及草包，保证覆盖材料湿润，待砼强度达到设计强度70%后，方可浇上一层砼。当砼强度达到2.5Mpa时,方可拆除模板,模板拆除后应将井壁内外的所有拉杆割除,并用1:2水泥砂浆封堵,以防目漏水。当砼强度达到100%之后，沉井才可下沉。4.5.5施工缝处理施工缝采用钢板止水，钢板尺寸为4003，缝的上下两侧各200，设置在壁板厚度的中间，第二节井体浇筑之前，应将施工缝进行处理，并注意不要损坏砼边角，同时将施工缝处清洗干净，不得有土块、垃圾等杂物。浇筑砼时，应先浇筑1020cm厚的与砼内砂浆成份相同的砂浆进行接浆，然后再浇筑砼。沉井制作完成，达到拆模强度后，及时拆模，对拉条螺栓进行处理。处理时，将拉条螺栓处凿出直径10cm，深2cm的凹坑，再从凹坑根部割除露出的拉条螺栓，并且立即用1:1砂浆进行修补和养护。沉井下沉之前，对井外壁施工缝上下各25cm范围内涂以环氧沥青漆二度，以确保施工缝处不产生渗漏。4.6喷射井点降水施工工艺4.6.1施工参数井管距沉外壁为3m成环形布置共16根井管，另设两观察井管。降水井成孔孔径80cm。管长12m，直径为40cm，井管底部为2m长网。井管外回填滤砂至管底以上15m，其上填粘土至地面。观测井用喷射井点外套管沉设。在基坑单边设置降水总管和泵房。泵房内设多级离心泵2台，每台功率100KW，水箱一座，容积10立方米。在混凝土强度达到设计强度50后，向井内充水使井内外均达到静止水位，方可停止降水。4.6.2井点施工a.施工流程平整场地清除地下障碍物井管落料井点沟槽放样和开挖并设置集水井拼装井点机组、水箱就位，铺设总管，搭井点泵房井点试压及试真空度水箱通水、机组通电、试泵及总管试压冲孔，同时机组开始运转埋管、灌砂井点支管开始抽水、进行洗井井点孔封口回水管接入水箱，支管正式工作水箱换水和清洗水箱正常降水b.施工准备成孔过程中使用的砂、粘土和井管等材料堆放于材料堆场中，成孔过程中泥浆循环使用。c.材料准备井管使用成品钢管，也可在现场用S2S7钢板卷制，在焊接时要进行借口焊接并检查焊接质量，不得有渗漏和砂眼。滤管使用成品滤管，滤管部分用2层60目尼龙纱包扎，要求所有孔眼必须全部包紧、扎牢。井管外回填的砂高15m，必须采用优质人工砂，其粒径要求在11.6mm之间。d.钻孔现场准确放样后，钻机就位，开始钻孔。为防止表层不稳定土层发生塌方，可事先挖去表层填土，埋设一高度约2m的钢制套环，其内径为降水孔孔径，套环后背填土密实。钻孔使用GPS-15钻机，钻头直径80cm。钻孔速度控制在每分钟50cm。在钻进时，从空心钻杆压入清泥浆，压力约为0.5Mpa，使钻孔过程中产生的重浆顺利翻出孔口被排出。钻孔垂直度控制在1以内，在现场架设经纬仪监测钻杆垂直度，及时纠偏。钻孔结束，提起钻头和钻杆，用测偏仪测量孔斜和孔深，钻孔允许超挖11.5m，测量结果满足要求即可下放井管。e.下放井管井管在现场逐节焊接后下放直至设计标高，焊接不得有渗漏和砂眼，下放过程中应使井管保持垂直。若井管下放至某一高度时下不去，可向井管中加入清水，增加井管重量，迫使其下沉；若井管仍下不去，则可能孔壁发生塌方，应拔出井管重新钻孔。f.投砂和投粘土井管内插入细长空心管，并将井管口密封。空心杆中压入清水，在压力作用下使清水从滤网中压出，迫使孔中泥浆上浮，同时在孔中投入人工砂，在人工砂下沉过程中，其中杂物随泥浆上浮而带走，同时孔中泥浆逐渐置换为清水，此过程即为“动水投砂”。单井投砂量不得少于设计总量的95。投砂结束后，停止1小时左右，使砂逐渐压密，此时停止压入清水。用测绳测量砂面高度，若高度为达到要求，补投少量砂即可。投砂结束，回填粘土至管顶标高。g.洗井在成孔过程中，孔壁上将形成一层泥皮，隔断了井孔与含水层的水力信道，导致井出水量很小或抽不出水来，也就达不到降水设计要求。洗井的目的就在于破坏滤管处孔壁的泥皮，清楚滤砂中的泥浆，形成顺畅的水流信道。洗井采用提拉活塞杆和空气压缩机联合洗井。先在井管中安装活塞杆，用吊车或葫芦提拉活塞，使在井管内造成局部真空，孔外地下水在压力作用下冲破泥皮涌入井管中。提拉活塞约2小时，至出水基本清为止。然后撤出活塞杆，在井管中安装细长空心杆，杆的低端距离滤管顶约5m，杆的另一端连接空气压缩机。压缩机通过细杆将空气压入井管中，在细杆底周围水气混合物上浮，使局部形成负压，地下水在压力作用下涌入井管内。空气压缩机洗井约4至6小时，直至出水含砂量符合规范为止。h.降水施工技术要求井点出水含砂量应小于规范值。砂滤层的砂的规格必须严格按照设计要求。孔壁垂直度应控制在1/300，以保证滤管外有足够厚度的砂层。井管平面位置偏差不宜大于20cm，井管管顶标高偏差不大于10cm，井管应垂直位于孔中央，井管不得碰到孔壁。井管焊接要求严实，没有渗漏和砂眼。投砂量不应小于设计总量的95。i.降水运行井点系统安装完毕后，先进行试抽试灌，以检查有无漏气现象。发现“死井”、漏气和漏水现象即进行补救处理，确保正常运转使用。井点开始出水一般是先大后小，先混后清。正常的排水是细水长流，出水澄清。用真空度作为判断井点良好与否的尺度，应经常观测，一般不低于400500mm水银柱高。如真空度不够，通常是由于漏气，应及时修复。井点管淤塞，可通过听管内水流声，手扶管壁感到振动来判断。如井点管淤塞严重影响降水效果，应用高压水冲洗井点管或拔出重新埋设。水位下降情况通过观测水位观测孔来掌握。根据基坑涌水量，井点管的涌水量，基坑降低水位要基本上能达到设计要求，才能保证挖土顺利进行。降水运行期间应有专人负责检查工作水压力、出水量、水位高，并有专人负责机械设备的维修与保养。降水运行过程中，应备有双路电源，同时应备有一套备用电源，防止突然的停电造成的严重工程事故。4.7沉井下沉4.7.1下沉系数计算： K=G/（Rf +Rt） 其中：G为井身重量及施工荷载 Rf为井壁摩阻力（取摩阻系数1.6t/m2） Rt为刃脚踏面及底梁反力（取摩阻系数7t/m2）G215tRf5.15(6+0.64+3.5)21.6184tRtfTFT+1/2 fTF斜（24.60.3）7=52t 在掏空刃脚斜面及底梁的情况下: Rt0t 那么K=G/（Rf+Rt）=210/184=1.14K值大于1，沉井可顺利下沉。K值是建立在采用泥浆套减摩措施和刃脚踏面板及底梁挖空的情况下。在沉井快到位时，可不挖空刃脚底，沉井可顺利下沉到位。4.7.2沉井排水下沉施工a.待沉井混凝土强度达到设计强度的70以后进行下沉施工。b.在敲拆垫层混凝土时应均匀对称进行，先外测后内侧，步调一致，逐步推移，以防止沉井产生不均匀。c.排水下沉的沉井采用15T履带吊抓斗干挖下沉法施工，进行24小时昼夜施工。d.施工准备在三个仪器监测站相对应处井壁上弹出纵横间距为 200mm的墨线，引测三个基准点至基坑外侧加以保护，并测量、记录下沉前的原始值，以控制沉井下沉过程中井体的偏斜、扭转量。施工前进行施工交底，并由施工管理人员统一指挥。对监测的经纬仪、水平仪进行严格检测，将仪器误差降至最低限度。基坑四周共设置1台履带抓吊。e.一切施工准备就绪后，开始井体下沉、挖土施工，以井壁和底梁交接形成四个施工块。为保证沉井平稳下沉，各施工块同步均匀对称进行挖土。f.先挖底梁下部土，后挖刃脚边侧土。g.挖土时水准仪随挖土进程引测标高，用小竹板桩作挖土标高控制点，每2m2m左右设立一根，以确保挖土标高。h.为了提高井底土体的稳定性，在保证刃脚下土体不发生整体滑动破坏的条件下，在开挖过程中采用先挖刃脚周边，后挖中间土体。在层层开挖过程中，采取先校正倾斜(在刃脚高处多挖，在刃脚低处少挖)然后分层开挖，做到各施工区同步开挖，使井体能均匀下沉。i.沉井下沉过程中加强对水位观测井的水位观测。保证降水达到预定效果，一旦发现“死井”、漏气或漏水现象及时采取补救措施。j.各施工区域挖土均由一施工员在井顶上安全护栏内指挥，施工员通过对讲机与监测人员密切联系，以控制各区域挖土进度。k.沉井下沉施工和监测作业采取24小时连续施工，施工、指挥监测人员轮班上岗工作。夜间施工应保证施工区域的照明。l.由履带抓斗吊挖出的土方，通过土方车驳运到土方临时堆场。m.在监测过程中，观测沉井下沉速率，尤其是不同土质层沉井的下沉速率并绘制下沉速率表。在沉并接近设计标高时加强观测濒率，预留0.51.0m的自沉高度。根据下沉速率适当调整挖土速度，减缓沉井下沉速度。n.沉井下沉至设计标高，密切进行沉降观测，在8小时内下沉量应不大于10mm时，方可进行封底施工。4.8沉井封底及底板施工4.8.1本沉井采用干式封底。封底前整理好锅底和清除淤泥，对新老砼接触面凿毛清洗，并在井内设置1个集水井，集水井用450砼管，用水泵将集水井内水抽出基坑，排入临近或河浜内，以确保基坑内呈无积水状态。4.8.2封底时，先摊铺20cm碎石垫层,再浇筑C20素砼垫层，厚度30cm。素砼封底应按实际倾斜情况分仓进行。每仓对称、均匀、连续一次浇完，不得中途停顿，避免产生施工缝而造成渗漏现象。当强度达到25%以后，开始扎底板钢筋。为控制混凝土标高，每2m2m设置一个标高基准点。4.8.3浇筑垫层混凝土，采用汽车泵输送。4.8.4当底板钢筋强度达到100%时，停止井点降水。此时由集水井内抽水，当沉井在满足抗浮要求时，封填集水井。4.9测量控制与观测沉井施工前，在井外地面设置纵横十字控制桩、水准基准点，由于沉井及地质影响桩、点移位，应定期复测校正下沉时，在壁上设十字控制线，并在四面设水平点。壁外用红铅油画出标尺，以便观测沉降。为进行沉井中心线垂直度的观测，在井外壁四等分标出垂直轴线。沉井施工中，采用经纬仪和垂球进行中心线偏移观测。当沉井高出地面不多时，主要以经纬仪为观测手段。当沉井中心偏移50mm以上时应进行纠偏。偏移观测应定期进行，每班三次，并做好记录。当沉至设计标高2m时，应加强观测控制。4.10沉井下沉过程中可能发生的不正常偏差和处理措施沉井下沉过程中，有时会出现倾斜、位移及扭转等，应加强观测，及时发现并采取措施纠正。4.10.1对倾斜产生的原因及处理措施：a.刃脚下土质软硬不均；b.拆刃脚垫架，枕木抽出后未对称进行或未及时回填；c.挖土不均，使井内土面高低悬殊；d.刃脚下掏空许多，使沉井不均匀突然下沉；e.刃脚局部被大石块或障碍物搁住；f.沉井周围堆载过大且不均衡。 操作中可针对原因予以预防。如沉井已经倾斜，可采取在刃脚较高一侧加强挖土，并可在较低一侧适当回填砂石或局部偏心压载，都可使偏斜得到纠正，待其正位后，再均匀分层取土下沉。4.10.2沉井位移产生原因多由于倾斜导致，如沉井在倾斜情况时下沉，则沉井向倾斜相反方向位移，或在倾斜纠正时，如倾斜土质较低，由于重力作用，有时也沿倾斜方向产生一定位移。因此预防位移应避免在倾斜情况下下沉，加强观测及时纠正倾斜。位移纠正措施一般是有意使沉井向位移相反方向倾斜，再沿倾斜方向下沉，至刃脚中心与设计中心位置吻合时，再纠正倾斜。4.10.3沉井下沉产生扭转 原因是多次不同方向倾斜和位移的复合作用引起的，可按上述纠正位移、倾斜的方法先纠正位移，然后纠正倾斜，使偏差在允许范围内。4.10.4沉井沉不下 由于沉井较重，土质较软，排除沉下沉重量够因素，可能遇有障碍，可将其排除。如因下沉荷载不够，可适当降低井内水位。4.10.5底板混凝土浇注，防止收缩裂缝和渗漏的措施素混凝土、底板混凝土应一次浇注、分格、逐段，对称进行，不得中途停顿，避免产生施工缝而造成渗漏现象。4.10.6防止基底发生流砂、管涌、隆起的措施a.确保井点施工质量，用滤网外包砂袋的方法代替灌砂法，打井点时采用钢套护筒，防止坍孔，采用中粗砂等。只有井点降水效果好，才是防止基底流砂、管涌、降起的最有效措施。b.采用膨润土泥浆套，最大限度减少周边摩阻力。而井内有序挖土，尽可能避免在刃脚下挖土也是防止基底流砂、管涌、隆起的有效措施之一板施工沉井封底、底板施工沉井封底、底板施工4.11施工中监测4.11.1监测点安装拟在坑外四周地面临时设置6个沉降、位移观测点，观测点安装时需注意对其保护。4.11.2监测频率a.监测工作由专业人员实施，从挖土开始至施工完毕。各监测内容的初始值的获得，其测值次数不少于3次，具体每日监测次数按实际施工状况再定。b.监测人员分析每次的监测数据及累计数据变化规律，并进行综合评价判断。c.应及时提供沉降、位移观测曲线图，有原始曲线及最新变化曲线。d.及时提交监测周报以及测试数据变化走势图。e.每个施工阶段提供监测阶段报告，监测工程结束后二周内提供监测总结报告。4.11.3报警及处理原则a.如果测试数据任一项接近警戒值即向业主、设计、监理、项目部提出告警，提请有关部门关注。同时一起参与补救方案的制定和研究。b.测试数据任一项超过报警值，应立即口头通知业主、设计、监理、项目部，随即或第二天出书面报警通知。同时一起参与补救方案的制定和研究。c.有关部门得到报警口头通知后或接到书面通知后，应立即汇集监测单位和各方人员进行情况分析，必要时召开专家讨论会，调整方案，采取补救措施。二.2600顶管施工1.概述本次顶管为2600，整个顶管工程总长度约为240米。2.设备及材料选用2.1机头选型选择好顶管掘进机对顶管施工是至关重要的。 针对本工程地质及施工条件，为确保顶管施工质量和进度，本工程中顶管机采用网格挤压土压平衡式顶管掘进机。具有操作安全可靠、施工速度快。2.2成品管根据设计要求，本次顶管工程采用的管材为2600钢管，管材在制造和运输中还应严格把关，确保质量。管口应加装十字支撑，防止管道管口变形，同时在运输过程中应在管道下部垫橡胶衬垫，防止管道外部防腐层在运输过程中损坏。2.3主顶进系统主顶进系统共有4只200T双冲程等推力油缸，总推力800T，4只双冲程油缸组装在油缸架内，安装后的4只油缸中心位置必须与设计图一致，根据其顶进阻力沿纵轴线作对称布置，以使顶进受力点和后座受力都保持良好状态，以使顶进受力点和后座受力都保持良好状态。安装后的油缸中心误差应小于5mm。主顶液压动力机组由二台大流量斜轴式轴向柱塞泵供油，采用大通径的电磁阀和系统管路，减小系统阻尼，油缸可以单动，亦可联动。主顶系统由PLC可编程序计算器控制，并采用变频调速器实现流量的无级调速。主顶系统操作台设在地面控制室内。2.4洞口止水装置根据设计，我们在法兰上安装工作井洞口止水装置。该装置必须与导轨上的管道保持同心，误差应小于2mm。工作井洞口止水装置密封为橡胶止水法兰。在橡胶止水法兰之前应预埋注浆孔，以便压注膨润土泥浆。在机头将要到达接收井时，要精确测出机头姿态位置，尽量满足预留孔与机头同心的要求。2.5顶管主要施工机械和设备表序号设 备 名 称型 号数 量备 注1网格挤压土压平衡式掘进机26001台2主顶油泵车 1台3主顶双冲程等推力油缸200T4只4后方配套1套5吊 车12T 1台6液压注浆泵SYB-50/501台7污泥泵3”2台8配电箱200A1台9电焊机交流1台10拌浆设备1套11测量系统1套3.钢管的制作、焊接和内外防腐措施本次顶管管节采用2600钢管，壁厚为25mm。钢管制作要求：直径允许误差0.001DN、相邻两节管口直径之差不得超过4mm、管子椭圆度不得超过0.001DN，在管节得安装端不得超过0.005DN，周长之差不得大0.0035DN，对口中心线的偏差不得大于2mm，双面焊接局部错口值不应超过焊件厚度的10%，且不大于3mm。钢管制作过程中应及时与业主联系，到厂进行监造，确保制作质量。3.1钢管焊接进场焊接前，应根据材质和工艺要求编制、进行焊接工艺试验和评定（同一材质不少于2个/组）。根据批准后的焊接工艺评定报告，由焊接工艺责任工程师编制“焊接工艺作业指导书”和焊缝返修作业指导书，施工中按规定焊接工艺进行。3.1.1焊工a.焊工资格：焊工须持有技监（劳动）部门颁发有效的压力容器相应级别下向焊的焊工资格，并经当地焊接主管部门考核颁发的长输管线施焊资格。焊工进入工地，由现场项目部组织进行试焊23个与现场的材质、焊接工艺相同的焊口，经外观、无损探伤（超声波、射线）全位置检查合格（一条环缝至少90以上射线级以上）方允许上岗。上岗焊工登入“焊工登记表”以便集中管理。b.焊工作业班组至少由3名焊工组成，并配备23拼装工。3.1.2焊条焊条在密封良好未开封时，可以不进行烘焙，如焊条有潮湿现象，应放入烘箱进行烘干。焊条堆放库应满足必要的温度、湿度和堆放空间要求，不能受到水、油、潮气、化学物质等有害物质侵蚀。生锈及药皮脱落的焊条不许使用。3.1.3焊接质量的保证措施a.焊接时，管子保持平衡，不要受到震动和冲击。焊接时管口用挡板封堵，防止穿堂风。b.焊机地线连接牢固，禁止焊在母材上损伤母材，禁止地线与管材间发生电弧面烧伤管材表面。c.施焊时严禁在坡口以外管材表面引弧。d.根焊必须熔透，背面成型良好。根焊道焊完后，应尽快进行打磨和热焊，根焊与热焊间隔时间不宜超过5分钟。e.施焊时更换焊条应迅速，应在熔池来冷却前换定焊条，并再行引弧。f.全位置焊应遵循薄层多遍焊道的原则，层间必须仔细清除熔渣和飞溅物，外观检查合格后方可焊下一层焊道。g.每相邻两层焊道更换焊条时，接头不得重叠，应错开2030mm。h.每根焊条引弧后应一次焊完；每层焊道应连续焊完，中间不应中断；要保证焊道层间温度要求，每道焊口应连续焊完。i.管道下向焊采用流水作业，每个焊接层由三名焊工同时施焊。当天结束时，不应留有未焊完的焊口，并将管口用管盖封堵，避免进入脏物。j.焊口焊接完成后在管面焊口5cm处用钢印打上焊工钢印编号、焊口编号、桩号，无法使用钢印时可用不易脱落的油漆或记号笔。打磨表面飞溅、夹渣等，并进行外观检查合格，同时完成焊接过程的各项有关原始记录。3.2钢管防腐钢管管道内外表面均喷砂除锈，达Sa2.5级，除去95以上的氧化皮，被涂表面清洁、干燥、无油脂、无锌盐等污物，接近金属银白色。钢管内壁采用厚浆型环氧漆二度，干膜厚300m，采用高压无气喷涂施工，底漆一度在顶管施工前喷涂，面漆一度待顶管结束后喷涂。钢管采用环氧富锌底漆一度，厚浆型环氧云铁面漆二度，干膜厚400m，采用高压无喷涂施工。4.顶管施工工艺流程图施 工 准 备 测 量 放 样 导 轨 安 装 顶进设备安装 后 座 顶 板 安 装 后 座 千 斤 顶 安 装 洞 口 止 水 装 置 安 装 掘进机井内就位 掘 进 机 试 运 行 割 开 闷 板 掘进机穿墙 后 座 千 斤 顶 顶 进 出 泥 准 备 偏 差 测 量 轴 线 控 制 循 管 道 顶 进 管内出泥 环 顶 进 纠 偏 管道 焊 接 接 口 检 验 管道进场验收 管道顶进结束 竣 工 测 量 设 备 转 移 5.顶管施工准备工作5.1测量仪器配备与检验顶管施工前，要按照设计要求及工作井接收井的实际位置放样顶管管道中心线及高程，其对精度要求较高。为此，配备2”级激光经纬仪、DS3水准仪、钢尺等测量仪器。顶管施工测量所使用的仪器须及时送质检单位检验，做全面鉴定，并在使用过程中经常进行检查。5.2工作井平面布置本工程利用吊车起吊管道。在工作井实行全封闭隔离，并设置必要的临时设施。要保持施工现场的文明、安全和卫生整洁。5.3顶管工作坑布置基坑导轨应具有足够的强度和刚度。本工程基坑导轨由型钢和钢板焊接而成。在工作井底板基础上应事先预埋钢板，预埋钢板的位置与基坑导轨相吻合，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，还应在二侧用型钢支撑好，必要时再浇筑混凝土，确保导轨在受撞击的条件下，不走动，不变形。主顶油缸架是拼装式结构，主顶油缸架的安装也要定位准确。保证油缸受力点的正确位置。承压壁是承受和传递全部顶力的后座墙，应具有足够的强度和刚度，并有足够安全度。后靠钢板用70钢板，在钢板和混凝土平面之间衬满堂50mm松木板。6.掘进机穿墙掘进机穿墙前必须对所有设备，液压、电气、压浆、照明、通讯等操作系统均能正常工作，电表、压力表、换向器、流量器等能正确显示工作状态，然后进行联动调试，确认没有故障，方可进行掘进机穿墙工作。为防止出洞时产生磕头现象，在洞内埋设一副短的延伸导轨，将掘进机托起。7.管道顶进7.1顶力计算在综合分析了主顶液压装置，管子允许的轴向力以及工作井后座最大土抗力以后，我们根据设计要求，对顶管顶力进行计算。顶进阻力由二部分组成F=F1+F2 其中：F1为机头迎面阻力 F2为管道周边摩阻力机头迎面的土压力控制在主动土压力和被动土压力之间，我们忽略C值影响，机头迎面阻力F1rHA186.8(/4)(2.65)2670KN设定：土的容重r=18KN/m3； 土面至管中心深度H6.8m；管道周边摩阻力F2DLf 其中：D-管外径 L-顶进长度 f-单位面积周边阻力。根据以往经验，一般取f=5KN/m2。F2DLf=3.142.652405=9985KNF=F1+F2=670+9985=10655KN 大于控制顶力,故需设置中继间，中继间采用8只500KN油缸组成。共设置一套中继间。L1=(4000670)/3.14/2.65/5=80米中继间设置在机头后80米处主顶进长度为：24080160米7.2注浆减摩系统触变泥浆的配方和性能指针：膨润土纯碱掺加剂漏斗粘度(秒)视粘度 CP失水量l/t终切力(达因 /mm3)比重126CMC适量36”30.591301.073从机头后第一节管至管道最后一节管，每隔二只管节安置一圈压浆管道，每圈设4个压浆孔，每个压浆孔上安装一只1寸球阀，由橡胶软管与压浆总管相连。压浆总管是一根2寸镀锌铁管，连接压浆泵。以上压浆系统上设有流量、压力调节阀。触变泥浆选用标准配方的浆料，在搅拌筒内按一定比例兑水充分拌制后，储放24小时后方可使用。7.2.1浆液配制重量比：膨润土:CMC:纯碱:水104:1.05:3.05:8007.2.2机尾同步注浆：以形成原始浆套，填充固有间隙和机头纠偏间隙，一次注浆量控制在150L左右。7.2.3定点压浆：根据地面沉降测量反馈数据，对沉降过大处补偿性压浆，以支承地表荷载。7.2.4注浆总量控制在200L/m，泥浆压力控制在主动土压力与被动土压力之间，各作业班在顶管施工时作好压浆量、点的记录，确保压浆工作到点到量，以降低管外壁摩擦阻力，提高顶管质量。7.2.5如果压浆总量变化超过1.3倍，说明地层土质有较大变化，立即检查原因，必要时调整顶进参数，地面沿线专人巡视，防止打穿地层造成浆套损坏。7.3顶进过程中，线型控制及量测设备7.3.1测量仪器配备与检验顶管施工需进行测量，其精度要求较高，必须采用精度高，性能优良的测量仪器。为此，必须配备2”级激光经纬仪和DS3水准仪。顶管施工测量所使用的仪器、附件须及时送质检单位检验，做全面鉴定，并在使用过程中经常进行检查。7.3.2控制测量a.平面控制为确保两井间顶管贯通，横向、竖向误差小于100mm，在两端头井附近埋设地面导线点，利用空导点和地面导线点，以导线测量形式，将平面控制成果引测到施工现场。用空导点和地面导线点建立平面控制网。导线测量采用SET2B全站仪，方向观测6测回，测角精度+1”,测距6测回，双向观测，测距相对误差1/80000，对观测结果进行平差。井上坐标点向井下传递采用联系三角形方式。井下控制顶进方向的基准点用钢架埋设成固定点，采用2”经纬仪跟踪观测机头平面偏差方向。b.高程控制利用施工区域附近的已知水准点，布设二等水准路线，将高程引测到工作井附近，并设立施工高程控制点。水准测量采用DS3型水准仪配合水准尺进行，往返观测。地面高程传递到井下时，可用钢尺垂直悬挂，下系线锤，然后地面、井下两台水准仪同时观测。井下布设一个地下起始高程控制点。7.3.3地面沉降观测a.地面沈降点在路面用道钉埋设，特殊要求的构筑物用红三角标记。b.面沉降观测施工中每天进行，沉降量控制在20mm以内。7.3.4顶管姿态测量a.保证顶管机严格按设计轴线推进，必须及时观测顶管动态数据，从而调整顶管各施工参数，指导顶管正确、安全推进。b.在顶管机头部设测量靶，位于基坑的2”激光经纬仪和DS3水准仪观察测量靶，将观测值与设计值进行比较，得出改正值。操作人员根据改正值进行纠偏。另外，在机头前方还安装有倾斜仪传感器，向操作人员显示机头的倾斜角度，以指导纠偏。顶管推进轴线应控制在操作规程允许偏差范围内，勤测勤纠。7.4地面监测，优化掘进机参数在掘进机初始推进的20m范围内，要精心组织地表监测，在横截面沉降槽宽度为10m上布点，间距为2.5 m。在轴线方向每隔5m布一个沉降槽断面。通过地表监测得到的隆沉量与相对应时的掘进机主参数（包括推进速度、设置刀盘土压力值，出泥率等)进行比较，从而优化掘进机参数指导以后的顶管推进。7.5置换泥浆措施在顶进结束后，我们必须立即用纯水泥浆置换膨润土泥浆。以减小后期沉降。第五章 工程质量保证措施1.质量目标顶管施工的质量目标：一次验收合格。2.质量方针我公司顶管施工的质量方针：以质量求信誉，以质量求发展。3.确保质量措施3.1顶管施工前编制顶管施工组织设计，提交监理和业主审定后才能施工。3.2工程开工前，项目部应尽快熟悉设计图纸，并组织设计、建设单位进行图纸交底。未经设计单位书面同意，不得随意更改设计。3.3项目部应认真分析地质资料，摸清地下管线和地上建筑物的详细情况，办好有关手续，并制定详细的技术措施。该措施应取得监理和业主的认可，方可施工。3.4顶管前，项目部应向作业班组进行详细的技术交底，并办好书面手续。3.5顶管进出洞口的地基加固，必须严