DN2400钢承口钢筋混凝土机械顶管施工方案.doc

1 目 录 第第 1 章章 编制依据编制依据 .3 第第 2 章章 工程概况工程概况 .4 1工程基本情况概述.4 第第 3 章章 工程特点及难点工程特点及难点.5 1工程特点.5 2施工难点.5 3工程重点.5 第第 4 章章 总体施工部署总体施工部署.6 施工总体部署说明 .6 第第 5 章章 顶进施工方案顶进施工方案.12 1工艺流程 .12 2土建准备 .12 3工艺准备 .14 4初始顶进 .19 5正常掘进 .20 6贯通掘进 .27 7接口处理 .27 笫笫 6 章章 工程测量工程测量 .29 1.地面控制点的布设 .29 2.平面控制 .29 3.地上、井下联系测量 .29 4.井下高程点的设置 .30 2 5.顶管施工测量 .30 6.施工监测 .30 笫笫 7 章章 施工进度计划安排施工进度计划安排.31 笫笫 8 章章 季节性施工措施季节性施工措施.32 1.冬期施工措施 .32 2.其它保证措施 .34 3.环保措施 .36 笫笫 9 章章 工程质量保证措施工程质量保证措施.37 1.质量目标 .37 2.质量保证体系 .37 3.质量保证管理措施 .38 笫笫 10 章章 文明、安全、环保施工措施文明、安全、环保施工措施 .41 1.安全文明施工 .41 2.建立文明安全保证体系 .41 3.安全、文明生产及环保具体措施 .42 3 第第 1 1 章章 编编编编制制制制依依依依据据据据 本工程施工中应执行的规范、标准、法律法规如下： dbj01-41-98 工程建设监理规程 dbj01-47-2000 北京市给水排水管道工程施工技术规范 dbj01-71-2003 市政基础设施工程资料管理规程 dbj01-13-2004 排水管（渠）工程施工质量检验标准 dbj01-56-2001 北京市市政工程施工安全操作规程 gb 50021-2001 岩土工程勘察规范 gb 50026-93 工程测量规范 gb 50054-95 低压配电设计规范 gb 50204-2002 混凝土结构工程施工质量验收规范 jgj 46-2005 施工现场临时用电安全技术规范 jgj 79-91 建筑地基处理技术规范 jgj/t111-98 建筑与市政降水工程技术规范 gb50194-93 建筑工程施工现场供电安全规范 北京市建筑工程施工现场管理办法 （北京市政府第 84 号令） 顶管施工技术 岩土工程勘察报告-京岩土工程有限公司 施工设计图纸 4 第第 2 2 章章 工工程程概概况况 1 1 1 1 工程基本情况概述工程基本情况概述工程基本情况概述工程基本情况概述 铁路环线（五环路机场立交坝河）污水管线属酒仙桥污水处理厂流域，该 系统是北京市总体规划中拟建的 15 个污水处理厂污水管道系统之一，酒仙桥污 水处理厂一期工程已于 2000 年 9 月完工并投入使用。 1.1 本工程的建设目的在于通过敷设污水管道，解决望京及铁路环线地区 污水排除问题，将污水收集后通过该管线送至酒仙桥污水处理厂，从而完善该 流域污水排水系统，控制和治理该地区的污染，改善该地区环境质量。 1.2 本工程位于朝阳区，污水管线流域内的地形较为平缓，设计管线覆土 较深，大部分采用顶管施工，采用滑动胶圈钢承口的钢筋砼管，接口内侧采用 双组分聚硫密封膏嵌缝。 1.3 我单位施工 20#41#井段为 1#标段全长 1830.7 米，20#31#主干管 管径为 d=2000mm 长度为 1004.3 米，其中机械化顶管长度为：391.2 米 ，剩余 部分为人工顶管。31#41#主干管管径为 d=2400mm 长度为 826.4 米，本段全为 机械化顶管施工；支线管径为 d=1050mm，长度为 187.3 米，全部为顶管施工。 1.4 建设单位:北京市排水集团基建部 设计单位:北京市市政设计研究总院 监理单位:北京中联环建设监理公司 施工单位:北京市城乡建设集团有限责任公司 1.5 工程地质条件：管顶为粉质粘土2 层，顶进断面为粉质粘土3、 粉质粘土-砂质粉土2，管底为粉质粘土3 层。 5 第第 3 3 章章 工工程程特特点点及及难难点点 1 1 1 工程特点工程特点工程特点工程特点 管道紧邻或下穿已建使用道路、平房区； 管道施工区交通繁忙，施工场地狭窄； 地质水文条件差，易形成流沙，开挖面泥水压力不容易保持。 2 2 2 施工难点施工难点施工难点施工难点 泥水平衡浆液的配比，长距离顶进减阻浆的注入，管道一次性掘进 250m； 顶管长距离顶进的纠偏； 长距离顶进的进排泥； 3 3 3 工程重点工程重点工程重点工程重点 泥水处理； 管道施工中线、高程控制； 管道外壁的减阻施工； 控制好顶管机的进出洞； 6 第第 4 4 章章 总总体体施施工工部部署署 施工总体部署说明施工总体部署说明施工总体部署说明施工总体部署说明 该标段管道平均埋深约 7.59m，采用泥水平衡顶管施工，根 据该工程特点和施工环境，结合我公司的技术力量，作如下安排： 1 施工组织 施工阶段划分 本工程施工共分为 d=2400、d=2000 两种管径的顶管顶进。两台设备同时进 场分别进行顶管的顶进。其中具体施工阶段划分按进程，可划分为 4 个施工阶 段，即：入洞准备阶段、初始掘进阶段、正常掘进阶段、贯通阶段。 施工组织 施工组织机构 项目经理 机械顶管专业施工队 项目总工 办公室技术质量部工程计量部 一组组长 二组组长 地上 测量 搅膨润土 浆 天车操作 出泥、排 泥 挂管、下 管 浆液浓度配 比 地下 拆装电缆 拆装泥管 及护口铁 下管 浆液冲洗转 换 电工维修 7 岗位职责 项目经理：项目经理： a、贯彻执行国家和工程所在地政府的有关方针、政策、法规，执行企业制 定的各项规章制度，自觉维护企业和职工的利益，确保公司下达的各项经济技 术指标的全面完成。 b、严格财经制度，加强财务、预算管理，推行多种形式的承包责任制，正 确处理国家、企业与个人的利益关系 c、工程项目质量、成本、安全生产第一责任人，行使公司赋予的各种权利， 组织策划项目经理部质量体系的建立、完善、实施。 d、对工程项目施工进行有效控制，执行有关技术规范的标准，积极推广应 用新技术、确保工程质量和工期，实现安全、文明生产，努力提高积极效益。 e、组织制定项目经理部各类管理人员的职责权限和各项规章制度，搞好与 公司机关各职能部门的业务联系和经济往来。 f、科学组织和管理进入项目工地的人、财、物资源，保证履行签订的承包 合同，提高综合经济效益，圆满完成任务。 项目总工：项目总工： a、在项目经理的领导下，分管项目部的技术、质量、技术革新、技术培训、 职工教育等各项组织领导工作。 b、贯彻和实施上级颁发的各项技术政策、技术规程、规范、标准各各项技 术管理制度。 c、主管编制项目部承担工程的施工组织设计和施工方案，主持制定技术、 质量、科研、教育、环保等各项工作计划。 d、负责办理设计变更、工程变更及施工资料的管理。 e、负责审批工作重点部位、关键工序的质量检查，组织对施工中出现重大 技术质量问题及时解决，参与或组织重大质量事故、隐患分析、执行或决定改 进措施。审批不合格产品修复处置方案，制定纠正、预防措施。 f、负责指导推广新工艺、新概念、新材料。组织技术人员学习图纸及技术 业务，不断提高施工技术水平。 8 工程计量部：工程计量部： a、在项目经理的直接领导下，负责具体组织、协调、落实施工生产，确保 工程质量，安全管理目标的实现。 b、负责组织编制施工方案并组织实施，编制总体工程网络计划及工、料、 机计划、负责编制材料供应计划。每月下达生产计划，并负责现场组织协调落 实工力及材料供应。负责填报开工报告及工力、设备、进度情况。 c、负责项目部的成本控制、经营分析、索赔等工作。按项目承包价负责对 各分包单位进行发包及结算工作。 d、负责现场所发生的各种措施费的预算编制及监理确认工作。负责工程完 成计量的监理确认工作，及施工报表的填报工作和工程最后结算工作。 e、负责工程合同、材料合同、设备合同的评审、研究、协商及签定工作。 f、负责组织劳务招标工作，协助领导及有关部门搞好工程的发包管理、劳 务费的结算工作。监理劳务管理台帐，做好劳务人员的跟踪管理工作，对劳务 个人进行定期不定期检查。 技术质量部：技术质量部： a、在项目部总工程师的直接领导下，对工程的施工技术、质量工作负责监 督、检查并贯彻实施，确保项目质量目标的实现。 b、负责联系测量交桩、施工测量定线及施工测量复核工作，负责联系办理 委托竣工测量工作，负责联系测量放线报验工作，编制测量方案。 c、负责与监理联系验收工作，按监理规定填报各种报验单。 d、参加工序的验收和质量评定工作，并负责填写工序评定表，负责联系外 部参验单位及时验收。 e、负责对工程原材料的送试工作，负责现场试验、检验工作。负责现场混 凝土标养间管理及时送试，及时按规定进行混凝土试验工作。 f、对于分包工程须验证其资质，人员持证上岗及质保体系是否符合要求。 对分包工程质量负责监督检查。 g、负责办理工程洽商、编制质量计划，负责项目部 iso9000 贯标及文件管 理。 h、负责工程竣工图及归档技术资料的编制及审定工作。 9 i、对重大质量事故履行事故报告制度，负责组织调查分析，写出书面事故 报告，负责组织实施有关部门批准的质量事故处理方案。 办公室：办公室： a、负责项目部党政综合协调管理工作，组织党政重要会议的会务工作。做 好企业文化建设、行政后勤等事物性工作。 b、负责公文处理、印信管理及文印工作，负责人民来信、来访的处理及对 外接待工作，负责项目部的文书档案、大事记等管理工作。负责项目部 iso9000 贯标及文件管理。 c、负责项目部值班工作的安排、督促和检查，治安、保卫、消防管理工作， 负责生活及食堂管理、卫生工作。负责公务用车调配、办公设备管理。根据领 导意见合理安排会议时间。 d、负责项目部的劳务管理工作，办理使用外部工力的申报工作，并做好各 项用工手续。配合有关部门搞好劳动人员的入场教育、安全保卫、卫生、文明 施工等工作。负责项目部施工过程中的人员招聘、解聘、清场、工资支付等控 制工作。负责执行国家制定的外部劳务管理和教育工作的政策、法规及相关规 定。 e、负责组织原材料、半成品及构配件的采购、运输，执行公司物资采购管 理办法。负责提供相关出厂检测报告和质量合格证明文件。制定项目部材料管 理办法，负责现场领料的实施，监督检查材料合理使用情况和现场文明施工。 每月材料进行耗料结算、建立材料三级帐，做好材料成品管理。 现场总负责人：顶管工程、现场管理、安全负责 班组长：也是操作手，是一个班组的核心。负责组织生产及协调当班各岗 位的工作，组织解决能力范围内的一切问题，保证当班问题当班解决，不能遗 留给下一个班组，并且作为一名操作手，注意顶管机的姿态变化，及时调整姿 态，保证施工顺利进行，对当班施工情况详细记录，同时提出供料计划。负责 本班生产管理、人员安排、协调各岗位 测量：监控顶进质量，以及地表沉降控制，随时向操作手汇报顶管姿态及 趋势， 10 浆液浓度配比：监控泥水质量、根据地层、水文的变化随时汇报操作手， 同时调整浆液配比 维修：负责设备的日常保养、维修 搅膨润土：膨润土及各种材料的投放，存储； 出泥、排泥：人工负责出泥、出砂工作 拆装泥管及护口铁：负责安装护口铁、拆装电缆、接管等工作 挂钩、下管：配合天车保证砼管就位，同时负责砼管的进场。 电工：负责电气线路保障，保证用电安全 浆液冲洗转换：负责进排泥管路冲洗以及触变泥浆管路的连接 施工班组由我公司抽调具有丰富顶管施工经验的施工人员组成施工队，承 担顶管施工任务。 主要施工机械 根据该工程的特点及工程地质、水文条件，为满足工程施工技术安全及工 期的要求，我公司将选用性能良好顶管施工设备采用国产的 2000 泥水平衡顶 管设备、2400 泥水平衡顶管设备 主要施工材料 混凝土管加工由有资质的制造厂制作，同时由甲方提供管材。砼管进场主 要是检查密封胶圈的粘结情况。管道顶进采取分节顶进的方法进行施工。为克 服管道长距离顶进顶力大的难点，采用增加减阻泥浆的方法进行解决。 减阻用澎润土，控制好澎润土的胶质价为 100。 2 施工现场的布置原则 施工场地的占地范围，在满足正常施工作业下，尽量减少占地，本次顶管 施工一共涉及到 2 个双向顶坑，以及 5 个顶管接受坑。减阻浆搁置在现场进行 制备，每节管出的土方进行集中消纳，现场布置顶进设备，出渣装置，顶进控 制室，混凝土管堆置场地（一般保证 10 根管的存储量） 。 具体见：机械化顶管施工平面布置图。 11 振动筛 控制室 机头 排管区 泥浆罐 转换阀 进泥泵 排泥泵 斜坡 主顶 油箱 旋流器 触变泥浆 图：机械化顶管施工平面布置图 3 施工场地内的临时设施 所有施工围档由委托方提供;顶管施工应做到以下内容： 1、所有社会交通与施工区域均由围挡分离，围挡要符合文明施工； 2、全部施工内容在围挡内完成，工地出入口设可开关的大门； 3、现场照明：施工现场设置多盏卤素灯作为夜间照明，满足夜间施工需求。 4 临时通讯设施 施工期间为便于联系，为现场施工人员配备移动电话、对讲机，以方便施 工生产和联系。 12 第第第第 5 5 5 5 章章章章 顶顶顶顶进进进进施施施施工工工工方方方方案案案案 1 1 1 1工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程 2 2 2 2土建准备土建准备土建准备土建准备 2.1 工作坑施工 具体见顶管工作坑施工设计。 2.2 导轨安装 工作坑底板施工前应提前进行钢板预埋作为枕铁，导轨选用 22#钢轨，用 压板固定在枕铁上。 导轨安装计算说明如下： 两根导轨应顺直，两根导轨的内距按下式计算： a=2)(ehehd 13 式中：a两导轨内距（mm） ； d1管外径（mm） ； h轨高（mm） ； e管外底距枕木面的距离（mm） 导轨及枕铁的安装质量应付符合下列规定： 1）枕铁的高程宜低于管外底高程 1020mm，间距均匀，其铺装纵坡应与 管道纵坡一致； 2）两根导轨应直顺、平行、等高，导轨安装牢固，其纵坡与管道设计坡度 一致； 3）导轨、高程及内距允许偏差为2mm；中心线允许偏差为 3mm，顶面高 程允许偏差为 03mm。 导轨 单位：mm 导轨内距a 砼管 导轨中距 d e=20 工作坑底 工作井基础及导轨图 压板 22#重轨 底板 2.3 后背安装 后背采用 2.43m 的整体式后背，由 30#工字钢拼装组成，型钢前部焊接 20mm 厚钢面板，后部焊接 10mm 厚钢板，使之形成整体。后背卧到工作坑底以 下 500mm，并应与管道顶进方向垂直，与工作坑壁之间的空隙部分用碎石填充 并捣实。 2.4 入洞口装置 顶管过程中，无论是管从工作坑进洞，还是出洞，管子与洞口之间都必须 留有间隙，但间隙必须做好封闭，如封闭不严，地下水、触变泥浆和泥砂就会 14 从该间隙中流到坑中，影响坑内作业，严重时会造成洞口的坍落，造成事故， 故洞口必须做止水，止水方法为，在入洞口位置浇筑 300mm 厚混凝土止水墙， 墙外侧安装二道止水橡胶圈，橡胶圈内径为 d=1050 以及 1150mm，外径为 d=1530 以及 1640mm。各橡胶圈中间用 =10mm 钢板作为隔挡和固定橡胶圈用。 止水圈橡胶质量应达到：拉伸度300%，邵氏硬度在 505 范围之内。 3 3 3 3工艺准备工艺准备工艺准备工艺准备 3.1 吊装系统 d2400 每根理论重量为：17 吨，d2000 梅根理论重量为：13 吨。技术人员 实际测量吊车与竖井中心距离，d2400 安排吊车 100 吨；d2000 安排吊车 80 吨。 d2400 机头重量为 45 吨；d2000 机头重量为 41 吨 3.2 泥浆系统 泥水平衡用注入泥浆采用钢制罐，容积共计 100m3。出泥浆采用漩流器及 振动筛进行出渣。泥浆由离心泵传送。 安装好地面泥水泵和排泥泵，安装好工作井内排泥泵及管线； 启动冲洗模式检查泥路循环是否正常； 检查电磁流量计 q 通过 plc 系统对变频调速排泥泵流量控制情况，并作调 整。 检查压力计 c2通过 plc 系统对变频调速排泥泵流量控制情况，并作调整。 3.3 减阻系统 管道顶进过程中减小摩擦阻力采用触变泥浆，现场设置搅拌罐一台，储存 罐两个，每个 3 立方米。触变泥浆管路使用 dn50 钢管，泥浆通过离心泵送至坑 下管道内。顶进开始前做好触变泥浆配比，用搅拌机拌和足量浆液以备使用。 15 3.4 动力系统 d2400 顶管动力配套 序号设备名称数量总功率 (kwh) 1 刀盘电机 244 2 输送泵电机 122 3 纠偏油泵电机 14 4 液压系统电机 230 5 注桨电机 111 6 桨液搅拌机 111 7 电焊机 130 合计 152 d2400 顶管其它设备机械配备表： 序号名称单位数量规格 1 泥浆泵 2 台 150 2 油泵车 1 台 3 激光经纬仪 1 台 sy27-j2-jde 4 钢制泥浆罐 1 个 100m3 5 载重汽车 1 台 8t 7 中继间设备 1 组 d1950 顶管动力配套 序号设备名称数量总功率 (kwh) 1 刀盘电机 236 2 输送泵电机 122 16 3 纠偏油泵电机 14 4 液压系统电机 230 5 注桨电机 111 6 桨液搅拌机 111 7 电焊机 130 合计 144 d1950 顶管其它机械设备配备表： 序号名称单位数量规格 1 泥浆泵 2 台 150 2 油泵车 1 台 3 激光经纬仪 1 台 sy27-j2-jde 4 钢制泥浆罐 1 个 100m3 5 载重汽车 1 台 8t 7 中继间设备 1 组 3.5 预制设备 2400 预制设备 序号设备名称单位数量备注 1 机头管米6*3 1 个工作坑，双向顶进，每个方 向 3 根，每根 3 米 2 中继间钢制管米4*3 34#-36#2 套；34 #-31#2 套； 每套长 3 米 3 钢承口砼管级 米 432.2 2000 预制设备 序号设备名称单位数量备注 1 机头管米9*32 个工作坑，一双向顶进，一单向 17 顶进，每个方向 3 根，每根 3 米 2 中继间钢制 管 米3*3 26#-27#改 1 套；21#-20#1 套； 21#-22#1 套；每套长 3 米 3 钢承口砼管 级 米3594 3.6 井底内平面布置 工作井内机具 名称 单 位 数量规格 主推进千斤顶台 6 200t 行程 3.4m 主推千斤顶泵站套 1 护口铁套 1 自制 洞口密封环套 1 自制 排泥泵套 1 渣浆泵 测量用激光经纬 仪 套 1 布置的管线及电缆 名 称规 格 泥水管 150 排泥管 150 触变泥浆管 50 集水坑排水管 75 动力电缆2 条，150mm2 自控电缆1 条 有线通讯电缆1 条 3.7 管内断面布置 18 砼管内布置管线如下表： 序号名 称规 格材料 单 位 数 量 1 泥水管 150（6 寸） 钢 管条 1 2 排泥管 150（6 寸） 钢 管条 1 3 触变泥浆管50（2 寸） 钢 管 及胶管 条 1 4 动力电缆 150mm2 条 2 5 照明线 36v10mm2 条 1 6 自控电缆条 1 7 通讯电缆条 1 以上管线除 5 照明线在管线中区域布置外，其余全部与顶管管线通长。 3.8 顶进人员分工（2400 及 2000） 序号人员 数量 职责分工 1 组长 1 指挥、调度、质量控制 2 技术人员 2 技术管理、质量管理、施工记录、 施工分析 3 操作员 2 顶管机操作 4 机、电维修员 2 制备检修并兼职其它工作 5 起重工 1 行车驾驶 19 6 测量员 1 顶进轴线测量、控制 7 泥浆工 8 拌浆、压浆 、抽浆 8 辅助工 5 运土 2、挂号钩等 4 4初始顶进初始顶进初始顶进初始顶进 顶进准备工作完成后，开始初始顶进。初始顶进在顶管工作中起着很重要 的作用，一要穿过工作井洞口，在这过程中保证洞口结构不被破坏，同时水和 流砂不进入顶坑。二要保证高程、中心偏差最小，为正常顶进打下良好的基础。 4.1 初始顶进速度控制 顶进用工作井顶进设备进行速度控制，分为两个部分，机头入洞阶段速度 控制在 35mm/min，影响速度因素：一是刀盘切削水泥砂浆砌体厚度，当刀盘 转速 2.2 转/min 时，顶进速度 35mm/min，砌体切下厚度 1.42.3mm，在这样 厚度下破碎成粗粉末状，便于泥浆带出；二是机头没入土时，机头克服刀盘旋 砖产生的扭矩，靠的是机头重量产生的与轨道摩擦力，吃刀太深扭矩大，机头 会旋转。第一节管进洞阶段，刀盘速度控制在 1020mm/min，此阶段重点是找 正管子中心、高程，偏差控制在5mm 之内，所以速度不要太快。 4.2 初始顶进泥水控制 洞口封闭安装后，先不转刀盘将机头缓慢平推入洞内 1：2 水泥砂浆粘土砖 砌体。顶进时进泥流量控制在 0.40.6m3/min，作用润滑刀，切削砌体杂物泥水 带出，此时泥水分两部分流出，一部分由机头外流入集水井，集水井设 4 寸泥 浆泵排入砂水分离装置；另一部分由机头出泥管排入砂水分离装置。 初始顶进时，进泥流量控制在 0.60.8m3/min，泥水容重： =1.20，泥浆 由顶管机出泥管排入砂水分离设备。顶管机泥水仓压力控制在 40kpa。 4.3 测量 初始顶进后 500mm，顶进测量开始，每顶进 300mm 做一次中心、高程记录， 并及时向技术负责人汇报，以便采取措施。 20 4.4 纠偏 顶管机头没有全部进入洞时，在机头中心、高程偏差不大于20mm，不考 虑纠偏，因此时轨道在控制前进方向，另外因机头没有全进管，此时纠偏如不 采取措施，纠偏没效果反而使第一节管偏离轨道。如中心、高程偏差大于 20mm，要停止顶进，由项目技术负责人主持研究是否纠偏及纠偏方案，此时 纠偏高程时，轨道上管要加配重，纠偏中心时，轨道管要加两侧支撑。 机头全部入土后，高程、中心偏差大于10mm 要纠偏，此时纠偏用机头纠 偏设备，但应用人工操作、全站仪测量，暂不用自动纠偏设备。初始顶进终点， 中心控制在 5mm 以内，高程控制在10mm 以内，为以后掘进打下好基础。 4.5 触变泥浆减阻 当机头全部进入后封闭后，开始由机头向管内壁注触变泥浆，触变泥浆压 力初始顶进时控制在 70kpa，流量控制在 0.03m3/min。 4.6 拉紧联系装置 将顶管机与最初的三节砼管进行拉紧联系。距管口 300mm 处有预埋铁，拉 紧用的丝杠尺寸为 18，长度为 1m。每个管口连接处及顶管机与管口连接处分 别以 4 根丝杠拉紧，丝杠位置如图： 5 5 5 5正常掘进正常掘进正常掘进正常掘进 本工程顶管技术难点： .地下水位高，砂层距离长，泥水仓工作面塌方； 丝杠 管壁 21 .解决长距离顶进 .长距离顶进保证轴线偏差在左右 30mm 范围内，高程控制在+10mm，- 20mm，而且管线为混凝土管，纠偏曲率半径比较大； .地下水位高，纠偏难，顶管后封闭漏水问题； .工期紧，如何在保证质量的前提下保证工期； .供电功率大，如何保证正常安全供电。 5.1 顶进主要参数 泥浆在整个顶管过程中起着关键作用，泥浆的压力、浓度影响挖掘面的稳 定性。泥浆浓度流量影响到切削下土体能否正常送到地面。泥浆配比要在优选 货源的前提下优化配比，并能根据土质变化及时变化。泥水仓泥浆压力须始终 大于水压力。 泥水初定参数： 泥水比重 5.25t/m3 泥水仓压力 50kpa 送泥水流量 q10.66m3/min 排泥流量 q20.79m3/min 机头顶进速度设定 100mm/min，如要加大顶进速度，在保证泥水仓泥压的 条件下，要先加大泥浆流量，再计算顶进速度，否则排泥管会堵塞。 流量计设定 0.8m3/min。 5.2 泥水管理 (1)地质概况 中途主要经历粘土层。 (2) 泥水质量控制 密度 为了保持开挖面稳定，必须可靠而迅速地形成泥膜，以使压力有效地作 用于开挖面。 粘度 泥水的粘度是另一个主要控制指标。从土颗粒的悬浮性要求而言，要 求泥水的粘度越高越好，根据泥水处理系统的自造浆能力，随着顶进节数 22 的增加，泥浆越来越浓，粘度也呈直线上升，而粘度的增加并非说明泥浆 的质量越来越高，因此，泥水粘度的范围应在 2025s，考虑到粘度的调整 有一个过程，应在泥浆粘度为 22s 时(调整槽粘度)，即可逐渐添加 cmc， 添加量的多少视粘度下降的趋势而定。 析水量 析水量是泥水管理中的一项综合指标。泥水的析水量应小于 5%，降低 土颗粒和提高泥浆的粘度，是保证析水量合格的主要手段。 本工程采用的指导配比见表 1、2、3。 指导配比指导配比 表表 1 1 粘土 cmc 纯碱水 4002.211770 指导配比指导配比 表表 2 2 膨润土 cmc 纯碱水 3302.211870 指导配比指导配比 表表 3 3 粘土膨润土水泥浆密 度 膨润土 335kg40 kg855 kg 1.25t/ m3 4 该配比仅供参考，实际施工时须依据具体的材料确定最终参数。 泥水监控是一个使用小调整使用大调整使用的无限循环过程， 是一个动态变化过程。检查配比是否合理的标准是地面沉降量，沉降量得 到控制后就要注意泥水指标的变化趋势，使之稳定在某一区域内。 (3) 逆洗时的压力控制 逆洗是顶进过程中较为常用的防止和消除排泥管吸口堵塞的方法。 在逆洗过程中，由于土仓或顶管机内的排泥管处于堵塞状态，因此逆 洗时应提高排泥流量，但不能降低切口水压，整个逆洗过程必须密切注意 开挖面稳定情况。推进、逆洗和旁路三状态切换时的切口水压控制偏差值 为：0.02mpa。 23 (4) 开挖面稳定的判断方法 开挖面稳定是泥水平衡顶管顶进施工中最重要的管理项目之一，它直 接影响着顶管施工质量。控制每节掘削量是开挖面稳定的必要保证。 掘削量的控制 根据地质情况进行理论掘削量计算： w=v(1-n)r w：理论掘削量(m3/ring) v：砂性土在顶管机断面内所占的体积(m3) n：砂性土的孔隙度(%) r：砂性土的密度 w：实际掘削量(m3/ring) rs：土的比重 q1：排泥流量(m3/min) p1：排泥密度(kg/m3) q0：送泥流量(m3/min) p0：送泥密度(kg/m3) t：掘削时间(min) 实际掘削量直接显示在计算机屏幕上，它较真实的反映实际掘削过程 中的掘削量。 实际掘削量 w(干砂量)与偏差流量 q 的关系： 偏差流量 q 瞬时计算式： q=q1-(avs+q0) q：偏差流量(m3/min) a：刀盘面积(m2) vs：顶进速度(m/min) 上式变换可得到排泥流量计算式： q1=(avs+q0)+q 掘削量的判别方法 偏差流量为正值时，顶管机处于超挖状态，干砂量比标准值大；偏 差流量为负值时，顶管机处于溢水状态，干砂量比标准值小。 24 当发现掘削量过大时，应立即检查泥水密度、粘度和切口水压。在查 明原因后应及时调整有关参数，确保开挖面稳定。 管道土方转换泥方计算方法 管道土方*5.5=泥水浆方量 泥水浆方量*0.33=外弃泥方量 5.3 顶进操作程序 下管 安装护口铁 主 顶 操 作 拆卸电缆 顶进结束 地 面 操 作 室 排泥 送泥 沉淀池 二级沉淀罐泥浆浓度调整 触变泥浆配置 出土 顶管推进减阻 25 技术要求： 1) 下管： 当顶进结束，主顶完全收回后，拆下护口铁，开始吊运水泥管。注 意水泥管的方向和位置，并躲避人员及电缆。 2) 安拆护口铁：顶进结束并拆卸电缆后，把护口铁拆下，进行水泥管吊运， 然后再把护口铁安装上。注意护口铁与水泥管口的形状配合，检查安装是 否牢靠，吊装时注意安全。 3) 拆卸电缆：顶进结束后开始拆卸电缆，水泥管吊到位后进行护口铁安装， 然后电缆穿过水泥管，再与顶管机电缆相接。拆卸时注意安全，电缆接头 处需作相应记号，防止接错。注意，电缆接头严禁随意摆放，需放到墙体 上的绝缘挂钩上的位置。 4) 主顶操作：地面操作室人员需按照操作规程对顶管机进行操作。顶进过程 中，应根据顶管机的反馈数据及时的对其姿态进行调整。顶进结束后也应 注意各项测量数据是否异常，必要时通知有关人员进行测量和维修，同时 对顶管机进行相应调整。 5) 排泥、送泥：需注意管路是否堵塞，泥浆泵是否工作正常，以及顶进结束 后管路的续接工作。 6) 沉淀池：及时的清除淤泥，注意沉淀池的水位变化，并避免杂物掉入池中 堵塞管道。 7) 二级沉淀池：注意泥浆浓度及水位的变化，避免杂物掉入池中堵塞管道。 8) 泥浆浓度调整：根据地勘报告和排出的泥浆，来判断挖掘面面土层的变化， 以便对泥浆浓度及时的进行调整，确保挖掘面的土体稳定。根据泥水顶管 的技术要求，泥浆密度需达到 1.121.25g/mm3。 9) 触变泥浆配置：根据施工情况配置触变泥浆，及时进行壁后注浆以减阻， 并根据挖掘面的土质情况对泥浆成分进行改良调整。基本是每隔一根管就 进行一次注浆。 5.4 触变泥浆系统 本工程顶距长，顶进过程中使用中继间和触变泥浆减阻，但中继间的增加 加大了设备的投入，同时给供电带来比较多的困难，如果触变泥浆系统做得好， 减阻效果明显，会加大中继间之间的距离，减少中继间数量，减少设备投入， 26 同时减轻供电压力。 如触变泥浆配比适当，压力控制的合理，在砂层中的减阻效果同样能达到 在粘土层中的减阻效果，提高触变泥浆减阻效果的因素有浆液配比、静置时间、 加浆压力、保证在全部顶进管路上任何时间都有膨润土压入。 泥浆配比 泥浆配制主要材料是膨润土，在货源上要优选颗粒细、胶质价高的膨润土， 在制作过程中，搅拌要充分均匀，触变泥浆配比如下表： 触变泥浆配表 膨润土胶质价膨润土（kg）水（kg）碱 naco3（kg） 607010052423 70801005241.52 809010061423 901001006141.52 触变泥浆储浆罐 预计每天顶进 12m，需加浆液体积为： v= 式中：3*12)( 4 1 22 dd d-顶管机外径 d-管外径 渗入量按 3 倍加浆量计。 储浆要保证 24 小时的静置时间，至少做 2 个 3m3储泥罐，轮流使用。 加浆压力 触变泥浆压力大于地下水压力，泥浆会以溶胶状渗入土层，静止后会以凝 胶状封住土层孔隙，触变泥浆压力大于主动土压力，触变泥浆会托住土层，触 变泥浆压力大于被动土压力，土层会破坏。触变泥浆压力设定在主动土压力加 水压与被动土压力加水压之间。基准线按管底。 触变泥浆以顶管机头的同步加浆非常重要，机内人员在机头顶进时要观察 注浆压力和流量，并作记录。每次下管后顶进前，机头操作人员要开启触变泥 浆与排泥管联通阀门 515 秒，以使管内触变泥浆由凝胶变成胶体，减少压力损 27 失。计算触变泥浆用量时，应考虑管道外皮与机头外皮的直径差，产生的缝隙 填充量，考虑 1kg 的液压力，理论用量为:缝隙填充量*3=实际触变泥浆用量。 5.5 测量 详见测量章节。每次下管后对工作井中心线校测，同时人工测量机头后第 一管口、第二管口中心、高程，与计算机中记录数据对照，同时绘制机头、第 一节管、第二节管中心、高程测绘曲线，作为纠偏方案的依据。 5.6 纠偏 本工程使用的顶管机带纠偏功能，纠偏原理是：激光经纬仪发射激光到机 头中心光靶，通过机内摄像头，操作手能看到机子的姿态，在顶进过程中控制 纠偏千斤顶工作。就顶管机本身而言，高程、中心控制在30mm 是没问题的， 但我们以往的经验是，机头走机头线路，管子走管子线路，即机头与前进方向 倾斜前进，尤其顶混凝土管，这种现象更为严重。 根据以往的经验，我们采取如下措施：一是机头外径比管径大 70mm，即管 外与土体有 70mm 的触变泥浆膜；二是顶管机刀盘又比顶管机外筒大 20mm，便 于纠偏。 当机头纠偏时，机头前进产生的侧向压力 n 的分力要克服土体对管子的约 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，管子比较容易纠偏。 5.7 砂水分离和泥浆再生 在顶进过程中，泥浆系统是一直不停的，砂水分离工作也必须一直不停， 并有专人负责。排出砂土直接外运，而泥浆存储罐中泥浆将由配浆技术员测定 比重，保证一定的比重（1.121.25g/mm 才可重复使用。 6 6 6 6贯通掘进贯通掘进贯通掘进贯通掘进 刀盘速度控制在 1020mm/min，此阶段重点是找正管子中心、高程，偏差 控制在5mm 之内，所以速度不要太快。 进入加固区后，操作人员须与接收井观察人员随时保持联系，确保能及时 停止泥水置换。 28 7 7 7 7接口处理接口处理接口处理接口处理 顶进完成后，进行接口处理。两管端接口处使用 200mm 宽， =13mmr 橡胶圈置于管壁外端，管壁内端接缝使用 ps852 双组 份聚硫密封膏填充密实。密封膏技术参数如下： 密度，g/cm3 1.500.1 适用期，h 26 表干时间，h 24 渗出性指数 4 流变性 下