珠海广昌泵站引水顶管工程.doc

珠海广昌泵站引水顶管工程 盾构先锋队1、工程概况：本工程为珠海广昌泵站引水顶管工程。工程共分为二个部分：一为顶管工程；二为取水口垂直顶升工程。顶管部分：有四条长为234m钢顶管组成.顶管由坡度为4.5的一段直线和曲率半径R1500m的圆竖曲线，及垂直顶升段为20m的平坡段组成。钢管采用2000mm钢管,钢管壁厚20mm。顶进机械采用网格挤压式泥水顶管机，顶管最大主顶顶力600T。由于原设计有145m的沉管现改为顶管施工，故对顶管覆土有所要求。针对现使用的顶管直径，江中段覆土至少需3米左右。（见顶管剖面图）。垂直顶升部分：由于原设计取水口采用最小管内径为2米，最大管内径3米的渐变锥形管，锥形管与埋管采用弯管联接。根据我公司以往的施工实践及现有的施工工艺，针对现状，决定采用较为成熟的垂直顶升施工工法。在取水口根据原设计的取水口径确定在每条顶管的取水口位置各开启4个1000mm的立管孔，立管孔之间净间距为2m，垂直顶升高度约为9.3m，垂直顶升管节采用0.8米/节的预制砼管。2、工程地质根据业主提供的地质资料看，本工程范围内的土层从上至下依次为：填土、淤泥质砂、淤泥、含贝壳淤泥、淤泥质粘土、含砾粗砂、粘土、砾质粗砂、全风化花岗岩。各主要地层土质物理力学指标如下： 土层名称层底标高(m)含水量W(%)密度g/cm3空隙比e湿干淤泥质砂-1.73-7.0438.655.81.681.131.1681.540淤泥-17.78-21.3655.270.41.621.011.4831.971含贝壳淤泥-19.73-23.4661.51.611.001.734淤泥质粘土-40.24-48.4649.876.91.621.001.4262.166以上地质资料显示，顶进断面基本上处于淤泥质砂土层中。3、主要工艺流程：测量放样定位顶管顶进前的准备顶管出洞钢管顶进中继间布置测量定位复核顶管推进到位拆顶管设备钢筋混凝土封堵机头断面安装垂直顶升设备垂直顶升设备退场水中开启顶升盖帽4、顶管施工方案及主要技术措施4.1测量放样定位首先进行测量控制点的引测，确定工作井和接收井的中心点及掘进中心轴线。同时在适当位置建立测量近井点，作为顶管施工的控制依据。4.2 顶管顶进前的准备（1）地面准备工作 .在顶管顶进施工前，按要求进行施工用电，用水，通道，排水及照明等设备的安装。 .施工材料，设备及机具必须备齐，以满 足本工程的施工要求。钢管要有足够的余量。 .井上，井下建立测量控制网，并经复核，认可。（2）井下准备工作及井内布置顶管基座为钢结构预制构件，顶管基座位置按管道设计轴线准确进行放样，安装时按照测量放样的基线，吊入井下就位安装固定。基座上的导轨按照顶管设计轴线并按实测洞门中心居中放置，并设置支撑加固，保证基座稳定不变形。4.3 顶管正常顶进的主要施工方法和技术措施（1）顶管出洞技术措施.安装洞门止水装置 出洞前，为防止洞口处的水土沿工具管外壁与洞门的间隙涌入工作井，在工作井内洞口处安装一道环形橡胶止水圈。在顶进施工过程中又可防止减摩泥浆从此处流失，保证泥浆套的完整，以达到减小顶进阻力的效果。 .钢板桩拔除 凿除工作井洞门范围内的砖墙。随后机头顶入洞圈，离钢板桩约10cm后停止顶进，检查洞口密封，准备钢板桩拔除。 钢板桩拔除应从边上开始，现场分工明确，并由专人统一指挥。另外，拔桩前顶管机应处于良好的运转状态，封门一旦拔除，顶管机立即靠上正面土体。工具管顶进到位后，吊放第一节钢管，焊接完毕，然后在工具管后钢管内安装工具管的辅助设备。（2）钢管顶进工具管出洞后的轴线方向与姿态的正确与否，对以后钢管的顶进将起关键的作用。实现钢管按顶进设计轴线顶进，做好顶进轴线偏差的控制和纠偏量的控制是关键。要认真对待，及时调节工具管纠偏千斤顶和中继间千斤顶，使其能持续控制在轴线范围内。要严格按实际情况和操作规程进行，勤出报表、勤纠偏，并严格控制工具管大幅度纠偏造成顶进困难、钢管变形。（3）管道断面布置顶进施工中，管道内的压浆管，动力电缆，照明线及通风管等要严格按照管内断面布置图分门别类地安放，各类管线要固定好，不能有松落，在中继间处要有一定的余量或用软管过渡，不致因中继间的伸缩而导致损坏。（4）顶管顶进与地层形变控制 顶管引起地层形变的主要因素有：工具管开挖面引起的地层损失，工具管纠偏引起的地层损失，工具管后面管道外周空隙因注浆填充不足引起的地面损失，管道在顶进中与地层摩擦而引起的地层扰动，管道接缝及中继间渗漏而引起的地层损失。所以在顶管施工中要根据不同土质、覆土深度和地面沉降的情况，配合测量报表的分析，及时调整土压平衡值，同时要求坡度保持相对的平稳，控制纠偏量，减少对土体的扰动。根据顶进速度，控制出土量和地层变形的信息数据，及时调整注浆压力和注浆量，从而将轴线和地层变形控制在最佳的状态。触变泥浆减摩是顶管施工中减少顶力的一项重要技术措施，在顶进过程中，通过顶管机尾部的同步注浆与管道上的预留孔向钢管外壁压注一定数量的减摩泥浆，采用多点对称压注使泥浆均匀地填充在钢管外壁和周围土体间的空隙来减小钢管外壁和土体间摩阻力，起到降低顶进摩阻力的效果。在钢管外壁能否形成完整的泥浆套，将直接影响到泥浆的减摩效果。减摩泥浆采用触变泥浆，该浆液性能稳定，具有良好的触变性，又有一定的稠度。施工过程中，泥浆应保证不失水、不沉淀、不固结，泥浆的配比应根据不同的地质情况作相应的调整，使泥浆适应不同土层的特性，起到预期的减摩效果。施工过程中还可配制特殊的泥浆以满足顶进施工中特殊要求。 压浆时，储浆池内的触变泥浆由地面上的压浆泵通过管路压送至管道内的压浆总管，并到达连通各压浆孔的软管内，通过控制压浆孔球阀来控制压浆。压浆孔球阀布置在工作井内。在地面压浆泵的出口处，装置压力表，便于观察和调节、控制压浆的压力。（5）中继间的布置 利用中继间进行接力顶进是中、长距离顶管顶进的一项重要技术措施，其在中、长距离顶管施工中不仅起到接力的作用而且也能利用控制中继间千斤顶来进行纠偏控制顶进方向。经计算，本工程顶进中，光靠主顶装置是无法完成的，因此必须用中继间进行接力顶进，中继间的具体位置布置在顶进距离30米及110米处。另外，为防止中继间位置减摩泥浆的流失,所以中继间密封必须可靠。具体情况在施工时可根据现场实际情况调整。中继间的最大顶力为500吨，中继间最大行程为30cm(工作行程为25cm)。（6）管节焊接及防腐要求本工程顶进管节采用钢管节，管节内表面应光滑平整。运到施工现场的管节逐一进行验收，不合格的应予以剔除，并在管节上注明“禁止管节”标记，另行堆放处置。钢管堆放必须单层堆放，并加垫块防止管节翻转。顶管顶进过程中，管节接口末端必须保持清洁，相邻有缝管节的纵向焊接不应在同一直线上。焊接时应保证金属的充分溶合，确保堆焊的纯净、无裂缝及无气泡焊渣。焊接口应清除杂物保持清洁干燥，焊接完毕后应除去表面熔渣。管节的内涂衬采用抗硫酸型硅酸盐水泥，涂层厚度按设计要求，误差应控制在03mm。钢管的外壁防腐采用双组份环氧富锌底漆一度（40）、环氧云铁底一度（30）、漆及超厚浆型环氧沥青漆三度（1503）。（7）顶管施工测量 为了保证顶进轴线控制在设计轴线允许偏差范围内，在顶进过程中要经常对顶进轴线进行测量。在正常情况下，每顶进2米测量1次，但在出洞和顶管掘进到位阶段，要适当增加测量次数。轴线测量的观察控制台放在工作井内主顶装置中间。在工具管尾部装有供测量的设备。施工中需经常对观察控制台进行复测，以保证测量精度，建立施工顶进轴线的观测台。按独立坐标系放样后靠观测台使它精确地移动至顶管轴线上，用它正确指挥顶管的施工方向。（8）顶管机的复核测量及就位工具管在到达设计位置前，应对顶管机所处的方位进行复核时，是确认顶管状态、评估工具管推进姿态和拟定工具管到位的施工轴线及施工方案等的重要依据，使工具管在此阶段的施工中始终按预定的方案实施，以良好的姿态正确无误的进入预定位置。5、垂直顶升在每条管道端头水平段需顶出4个取水口，采用预制圆砼管垂直顶升法施工。（管内顶升布置见垂直顶升简图）。5.1 顶升前的准备工作先按设计图焊好止水框架和联系梁，连接好顶升口左右相邻钢管，在顶升管节下部注浆，加固下部土层支撑能力，然后把顶升车架吊运至井下，在顶升部位就位，一般顺序为先里后外，接着安装设备和操作系统，同时将运输管道调整好。5.2 顶升施工1、就位：将管节用行车吊运至平板车上，然后用电机车运送到顶升车架处。待管节送到顶出口下，调整好位置，使管节上法兰与顶出口特殊帽盖上预留孔基本对正，然后用千斤顶缓慢顶起，并推出平板车。在顶起过程中用千斤顶调正位置，使法兰与预留螺孔对正后穿进全部螺栓，并拧紧。2、顶升：调正千斤顶，作好再顶准备，拆除封顶特殊盖帽螺栓，装好止水装置，开动千斤顶，把第一节顶出，到