顶管专项方案支架评审.doc

学习 东莞市常平镇截污次支管网工程 石马河流域 东莞市常平镇截污次支管网工程 石马河流域 顶管专项施工方案顶管专项施工方案 审核 校对 编制 广州市水电建设工程有限公司 2016 年 2 月 26 日 学习 目目 录录 目 录 1 第 1 章 编制依据 4 1 11 11 1编制依据编制依据编制依据 4 1 21 21 2编制过程中采用相关的标准 规范和规程编制过程中采用相关的标准 规范和规程编制过程中采用相关的标准 规范和规程 4 第 2 章 工程概述 5 2 1 工程简介工程简介工程简介 5 2 2 工程概况工程概况工程概况 5 2 3 主要工程量主要工程量主要工程量 6 2 42 42 4 工程地质与水文条件工程地质与水文条件工程地质与水文条件 6 2 5 施工总平面布置施工总平面布置施工总平面布置 8 第 3 章 组织机构 10 3 13 13 1 项目组织机构图项目组织机构图项目组织机构图 10 3 23 23 2 岗位责任制岗位责任制岗位责任制 10 第 4 章 主要施工技术 12 4 1 顶管井顶管井顶管井 12 4 2 顶管施工工艺顶管施工工艺顶管施工工艺 12 4 2 1 顶管工艺 泥水平衡顶管系统 12 4 2 2 顶管施工工艺流程图 17 4 34 34 3 顶管主要施工设备顶管主要施工设备顶管主要施工设备 17 4 3 1 主顶系统 17 4 3 2 止水洞口 穿墙止水环 21 4 3 3 进排泥系统 22 学习 4 3 4 顶铁及护口铁 23 4 3 5 中继间 23 4 3 6 触变泥浆减阻系统 25 4 3 7 管内测量装置 26 4 3 8 管内供电 26 4 3 9 吊装设备 27 4 44 44 4 顶力计算顶力计算顶力计算 27 4 54 54 5 平面布置平面布置平面布置 28 4 6 1 顶管机现场吊运 组装及调试 31 4 6 2 进出洞口加固 33 4 6 3 初始顶进 33 4 6 4 正常顶进 35 4 6 5 顶管进洞施工 37 4 6 6 泥浆置换 37 4 6 7 其他附属施工方法 38 4 74 74 7 顶管管材顶管管材顶管管材 38 4 7 1 钢筋混凝土运输及现场存放 38 4 7 2 钢筋混凝土管技术要求 39 4 7 3 钢筋混凝土管顶进控制措施 39 4 7 4 管材吊装下井安全措施 39 4 84 84 8 顶进施工质量控制措施顶进施工质量控制措施顶进施工质量控制措施 41 4 9 质量检查验收措施质量检查验收措施质量检查验收措施 48 4 104 104 10 工程难点的技术保证措施工程难点的技术保证措施工程难点的技术保证措施 49 学习 4 114 114 11 安全保证措施及操作规程安全保证措施及操作规程安全保证措施及操作规程 51 4 124 124 12 施工工期安排施工工期安排施工工期安排 56 第 5 章 监 测 方 案 58 5 1 周边构筑物监测及收敛监测 58 5 2 观测频度及时间安排 59 5 3 基坑支护监测 61 第 6 章 机械设备及劳动力配置 67 6 16 16 1 工程机械配置工程机械配置工程机械配置 67 6 26 26 2 人力配置人力配置人力配置 67 第 7 章 应急预案 70 第 8 章 安全施工保证措施 77 8 18 18 1 施工安全管理机构施工安全管理机构施工安全管理机构 77 8 28 28 2 施工安全管理措施施工安全管理措施施工安全管理措施 77 学习 第第 1 1 章章 编制依据编制依据 1 11 11 11 1 编制依据编制依据编制依据编制依据 1 东莞市常平镇截污次支管网工程 石马河流域 设计施工图纸 2 施工现场的实地考察情况 3 招标文件中要求执行的国家 及有地区现行的技术标准 施工规范 规定 规程 验收标准 4 市政工程质量检验评定标准 CJJ9 85 5 给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268 2008 6 给水排水构筑物工程施工及验收规范 GB50141 2008 7 给水排水工程顶管技术规程 CECS246 2008 8 东莞市常平镇截污次支管网工程 石马河流域 勘察报告 1 21 21 21 2 编制过程中采用相关的标准 规范和规程编制过程中采用相关的标准 规范和规程编制过程中采用相关的标准 规范和规程编制过程中采用相关的标准 规范和规程 1 给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268 2008 2 给水排水构筑物工程施工及验收规范 GB50141 2008 3 工程测量规范 GB50026 2007 4 混凝土结构工程施工及验收规范 GB50204 2015 5 混凝土强度检验评定标准 GB T50107 2010 6 给水排水工程顶管技术规程 CECS246 2008 7 建筑基坑工程监测技术规范 GB50497 2009 8 钢筋焊接及验收规程 JGJ18 2012 9 施工现场临时用电安全技术规范 JGJ46 2012 10 建筑机械使用安全技术规程 JGJ33 2012 11 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 2012 12 给水排水工程顶管技术规程 CECS246 2008 学习 13 给排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程 CECS 137 2015 第第 2 2 章章 工程概述工程概述 2 12 1 工程简介工程简介工程简介工程简介 工程名称 东莞市常平镇截污次支管网工程 石马河流域 工程地点 东莞市常平镇 建设单位 东莞市常平镇水务工程建设运营中心 设计单位 中国市政工程东北设计研究总院有限公司 监理单位 广州筑正建设工程管理有限公司 施工单位 广州市水电建设工程有限公司 质量标准 合格 2 22 2 工程概况工程概况工程概况工程概况 为了有效解决石马河流域水环境问题 实现城市可持续发展的战略目标 东莞 市常平镇人民政府根据省人大常委会 关于加强淡水河 石马河流域污染整治的决 议 和 南粤水更清行动计划 2013 2020 年 要求 决心对整治工作中的薄弱环 节进行重点突破 其中 截污次支管网建设进度缓慢 未能实现流域全覆盖是当中 最薄弱的环节 为切实提高污水收集率及进水浓度 由东莞市水务局牵头 组织石 马河流域各镇街建设截污次支管 本项目即常平镇石马河流域截污次支管网工程 本工程纳污范围为常平镇石马河流域 地处东莞市常平镇东部地区 属于东部 污水处理厂污水处理系统 工程范围除包括司马村 陈屋贝村 九江水村和朗洲村 四个行政村外还包括白沙涌干渠 朗洲排水干渠 司马联围排水渠以及废旧东深渠 等 6 条支涌 总汇水面积为 21 04km 计污水管网总长度 15 42km 含预留支管 管径 DN400 DN800 其中顶管段约 2 26km 学习 2 32 3 主要工程量主要工程量主要工程量主要工程量 本工程所含顶管工程数量详见下表 项目名称项目名称管材管材型号型号 数量数量 m m 备注备注 WA15 WA17 井段 级钢筋 砼内衬 PVC 管 DN80080 WF1 WF2 井段 级钢筋 砼内衬 PVC 管 DN800217 WK16 WK17 井段 级钢筋 砼内衬 PVC 管 DN60069 WL7 WL10 井段 级钢筋 砼内衬 PVC 管 DN800147 WL10 WL11 井段钢管 DN80076 WL11 WL16 井段 级钢筋 砼内衬 PVC 管 DN800262 WN34 WN35 井段钢管 DN80045 WP10 WP11 井段钢管 DN80045 WQ1 WQ2 井段钢管 DN80075 WQ2 WQ3 井段 级钢筋 砼内衬 PVC 管 DN80048 WQ5 WQ7 井段 级钢筋 砼内衬 PVC 管 DN800101 5 WQ9 WQ10 井段钢管 DN800248 WQ16 WQ21 井段 级钢筋 砼内衬 DN800253 学习 PVC 管 WQ22 WQ23 井段钢管 DN80032 WQ28 WQ29 井段钢管 DN80056 项目名称管材型号 数量 m 备注 顶管工作井 7 0m 3 5m 12 座沉井 顶管接收井 3 5m 3 5m 10 座沉井 倒虹顶管工作井 7 0m 5 0m 9 座沉井 倒虹顶管接收井 5 0m 5 0m 8 座沉井 2 42 42 42 4 工程地质工程地质工程地质工程地质与水文条件与水文条件与水文条件与水文条件 2 4 1 地质情况 根据钻孔揭示 按岩土层性质 可将勘探深度范围内的地层分为 6 个单元层 层号为 1 6 上覆第四系土层由人工填土 冲积粉质黏土 淤泥 粉砂 细砂和残 积土等组成 勘察深度范围内揭露之基岩主要由白垩系 K 之泥质粉砂岩组成 基 岩按风化程度分为全风化 强风化岩 中风化岩 现由上至下分层描述如下 1 素填土层 Qml 层号 1 灰黄色 浅黄色 紫红色 湿 松散 稍密 主要由粉质黏土间夹少量碎石 砂砾石 砖块组成 局部由全风化泥质粉砂岩 强风化泥质粉砂岩填筑而成 填筑 时间大部分大于 5 年 且大部分已完成自重固结 其中大部分孔上部 0 00 0 30m 为道路砼 本层除陈屋贝村 CWB 31 司马村 SM 3 5 18 未钻遇外 其他钻孔均 有分布 本层厚度变化较大 层顶深度 0 00m 层顶标高 8 07 24 34m 层厚 0 65m 7 50m 平均层厚 3 0m 本层作标贯试验 68 次 标贯实测击数 N 5 14 击 修正击数 N 4 4 13 2 击 修正击数标准值 7 2 击 本层建议地基土承载力特征值 fak 80kPa 2 冲积层 Qal 层号 2 按其土性可划分为 4 个亚层 现分述如下 1 粉质黏土层 层号 2 1 学习 黄色 浅黄色 呈可塑状 局部软塑状 粘性较强 切面光滑 有光泽 无摇 振反应 韧性中等 干强度中等 属中压缩性土 本层分布广泛 除陈屋贝村 CWB 10 11 16 25 34 朗洲村 LZ 4 15 17 24 31 36 司马村 SM 16 18 22 26 30 32 未钻遇外 其他钻孔均有分布 埋深变化较大 层顶深度 0 00m 7 50m 层顶标高 5 06 16 01m 层厚 1 40m 12 65m 平均层厚 5 48m 本层作标贯试验 91 次 标贯实测击数 N 3 9 击 修正击数 N 2 5 8 1 击 修正击数标准值 4 8 击 查表地基土承载力特征值 fak 145kPa 本层取样 28 组 主要物理力学统计指标 32 3 e 0 93 IL 0 54 a1 2 0 50MPa 1 Cq 22 05kPa q 12 88 查表地基土承 载力特征值 fak 150kPa 主要物理力学统计指标详见附表 4 本层建议地基土承载力特征值经验值 fak 150kPa 2 淤泥层 层号 2 2 深灰色 灰黑色 饱和 呈流塑状 具粘性 不均匀 含少量腐殖质 具腥臭 味 夹淤泥质粉细砂薄层 本层局部分布 仅在陈屋贝村 CWB 13 14 朗洲村 LZ 2 3 司马村 SM 33 34 36 37 孔钻遇 埋深变化较大 层顶深度 4 50 7 70m 层顶标高 1 07 8 25m 层厚 1 10 5 00m 平均层厚 2 49m 本层作标贯试验 9 次 标贯实测击数 N 1 击 修正击数 N 0 8 0 9 击 修正 击数标准值 0 32 击 本层取样 3 组 主要物理力学统计指标 70 7 e 2 00 IL 1 71 a1 2 1 20MPa 1 Cq 4 50kPa q 3 5 查表地基土承载力 特征值 fak 45kPa 主要物理力学统计指标详见附表 4 本层建议地基土承载力特征值的经验值 fak 40kPa 3 粉砂层 层号 2 3 灰白色 饱和 松散 不均匀 含较多粘粒 粉粒 主要成分为石英 本层仅 在陈屋贝村 CWB 1 朗洲村 LZ 1 司马村 SM 7 孔钻遇 埋深变化较大 层顶深 度 5 50 16 30m 层顶标高 0 68 8 32m 层厚 2 20 4 00m 平均层厚 2 80m 本层作标贯试验 3 次 标贯实测击数 N 5 9 击 修正击数 N 4 4 6 4 击 修 学习 正击数平均值 5 6 击 查表地基土承载力特征值 fak 115kPa 推荐本层地基土承载力特征值经验值 fak 110kPa 4 细砂层 层号 2 4 灰白色 灰色 饱和 松散 稍密 不均匀 含较多粘粒 粉粒 主要成分为 石英 本层仅在陈屋贝村 CWB 1 司马村 SM 8 11 孔钻遇 埋深变化较大 层顶 深度 5 50 18 50m 层顶标高 2 88 3 18m 层厚 21 20 3 00m 平均层厚 1 92m 本层作标贯试验 5 次 标贯实测击数 N 6 13 击 修正击数 N 5 2 9 2 击 修正击数平均值 6 8 击 查表地基土承载力特征值 fak 121kPa 推荐地基土承载力特征值的经验值 fak 120kPa 3 残积土层 Qel 层号 3 粉质黏土层 黄色 浅黄色 黄褐色 湿 呈可塑状 局部硬塑状 主要由泥 质粉砂岩风化残积而组成 遇水软化 风化不均匀 局部夹少量风化岩碎屑 碎石 砂砾石 粘性较强 切面较光滑 稍有光泽 无摇振反应 韧性中等 干强度中等 本层属中压缩性土 本层在陈屋贝村 CWB 10 12 16 25 34 朗洲村 LZ 1 4 17 20 22 25 30 33 34 36 司马村 SM 16 22 26 30 32 35 38 41 钻遇 埋深和厚度变化大 层顶深度 0 00 7 70m 层顶标高 2 93 22 84m 层厚 0 90 8 70m 平均层厚 5 02m 本层作标贯试验 92 次 标贯实测击数 N 6 15 击 修正击数 N 5 4 13 7 击 修正击数标准值 7 1 击 查表地基土承载力特征值 fak 200kPa 本层取样 18 组 主要物理力学统计指标 27 6 e 0 74 IL 0 54 a1 2 0 40MPa 1 Cq 27 5kPa q 14 9 查表地基土承载 力特征值 fak 245kPa 主要物理力学统计指标详见附表 4 推荐本层地基土承载力特征值经验值 fak 220kPa 4 基岩 C 场地基底岩石按其风化程度及岩性可划分为全风化 强风化岩 中风化岩现分 述如下 学习 1 全风化泥质粉砂岩 层号 4 紫红色 岩芯呈坚硬土柱状 遇水软化崩解 风化不均匀 局部夹强风化岩碎 屑 碎块 岩石风化强烈 原岩结构基本破坏 但尚可辨认 风化裂隙发育 岩质性软 本层仅在陈屋贝村 CWB 11 21 22 朗洲村 LZ 5 9 30 孔钻遇 埋深和厚度变 化较大 层顶深度 4 020 11 90m 层顶标高 1 32 13 42m 层厚 0 60 5 0m 平 均层厚 2 91m 本层作标贯试验 8 次 标贯实测击数 N 31 33 击 修正击数 N 26 4 29 2 击 修正击数标准值 26 8 击 推荐本岩层承载力特征值 fa 350kPa 本层岩石坚硬程度为极软岩 岩体完整程度为极破碎 综合评定岩体基本质量 等级为 类 2 强风化粉砂岩 层号 5 紫红色 浅黄色 岩芯呈半岩半土状 少量碎块 碎石状 遇水软化 崩解 风化不均匀 局部夹中风化泥岩 泥质粉砂岩薄层 岩石风化强烈 原岩结构大部分 破坏 矿物成分显著变化 风化裂隙发育 岩质性软 本层仅在朗洲村 LZ 21 31 35 司马村 SM 16 18 孔钻遇 埋深和厚度变化较大 层顶深度 0 00 6 50m 层顶标高 8 55 16 76m 层厚 2 10 5 60m 平均层厚 2 10m 本层作标贯试验 8 次 标贯实测击数 N 60 71 击 修正击数 N 51 6 63 2 击 修正击数标准值 54 6 击 推荐本岩层承载力特征值 fa 600kPa 本层岩石坚硬程度为极软岩 岩体完整程度为极破碎 综合评定岩体基本质量 等级为 类 3 中风化泥质粉砂岩 层号 6 紫红色 灰黄色 岩芯极破碎 破碎 呈碎 块状 饼状 少量短柱状 岩石风化不均匀 局部夹强风化泥岩 泥质粉砂岩薄层 岩石节理裂隙极发育 岩质较软 属极软岩 泥质 钙质胶结 砂质结构 层状构 造 本层仅在朗洲村 LZ 18 19 21 32 34 司马村 SM 18 孔钻遇 未揭穿 埋 深和厚度变化较大 层顶深度 1 50 8 80m 层顶标高 5 83 16 13m 层厚 2 学习 0 6 80m 平均层厚 5 0m 本层因岩石极破碎 呈碎块状 饼状 未能采取到岩石作天然抗压强度试验 推荐岩石抗压强度标准值 frk 5MPa 推荐本岩层承载力特征值 fa 1500kPa 本层岩石坚硬程度为极软岩 岩体完整程度为极破碎 较破碎 综合评定岩体 基本质量等级为 类 2 4 2 水文条件 1 本次勘察深度范围内之地下水主要为上层滞水 孔隙水和基岩裂隙水 上 层滞水赋存于 1 人工填土层中 受降水和地表水回渗量影响较大 孔隙潜水主要 赋存于 2 2 粉砂 2 3 细砂层孔隙中 具微承压性 因其含较多粉粒 粘粒 属弱透水性 其水量贫乏 基岩裂隙水主要赋存于下部基岩裂隙中 其补给主要来 源于大气降水 河水 地表水向下渗透补给 排泄方式以侧向径流和蒸发为主 地 下水与地表水有水力联系 基岩裂隙水的补给 排泄作用较弱 水量贫乏 2 勘察期间正值旱季 实测钻孔稳定水位埋深为 1 40 5 20m 标高 6 62 21 71m 2 52 5 施工总平面布置施工总平面布置施工总平面布置施工总平面布置 2 3 1 施工总平面布置的构思 施工总平面布置图按施工方案和施工总进度计划合理规划施工便道 材料堆场 仓库 钢筋加工场 临时房屋建筑 临时用水用电管线敷设等 为使现场总平面布 置科学合理 使用方便 做到整齐美观 清洁畅通 文明施工 在施工总平面布置 时应遵循如下几点原则 1 结合施工现场能利用的场地实际情况 尽量减少占用工程用地 避免临时设 施的重复搭建 保证办公 生活服务设施相对固定 2 工作井平面布置充分考虑顶管工具头吊装 预制管材吊装 泥浆外运所需施 工空间 考虑大构件吊装所需的吊装半径要求 3 临时用水用电的管线架设应尽量避免对交通造成影响 4 总平面布置要充分考虑生产 生活设施和施工中的劳动保护 技术安全 防 火要求 卫生要求及环保要求 学习 5 总平面布置要符合省市政府有关文明施工的要求 2 3 2 施工平面布置 1 本工程场地有限 现场不设置办公生活区 项目设置临时指挥部 基地内可 设置管理人员办公及生活区 工人生活区 以及材料加工厂等设施 顶管施工现场 布置有集装箱式移动工棚 供守卫人员驻守 2 顶管井位 利用现状道路作为施工道路 倒虹井位利用现况河堤路通行 3 顶管工作面均进行围蔽 围蔽采用钢制围挡板 高度 2 5m 其中工作井围蔽 范围为 30 18m 接收井围蔽范围为 15 15m 2 3 3 临时供水 供电 施工用水采用水泵抽取河水后 经净化后使用 施工用电 就近借用市电 考 虑到现场能满足两台顶管机同时作业需要 借电容量不小于 100KW 所有电缆均采用 架空敷设 禁止将电缆放在其他管道上面或下面平行铺设 配电箱分布在有用电设 备的地方 箱内需设置自动空气开关 漏电开关 闸刀 三相或单相根据负荷类型 确定 各配电箱必须作重复接地 现场所有设备必须实施一机一闸一漏电开关制 并配备 1 组发电机组 施工用电的主干线按三相五线制架设 供电电压 380V 井内 及顶管动力采用 380V 交流电 但其内部的照明用电采用 12V 安全电压 学习 第第 3 3 章章 组织机构组织机构 我公司针对本工程特点 组织有丰富施工经验的管理人员和专业队伍 依据项 目法组建工程项目经理部 贯彻执行 ISO9000 质量保证体系 严格管理 精心施工 确保按期完成施工任务 3 13 13 13 1 项目组织机构图项目组织机构图项目组织机构图项目组织机构图 项目经理项目经理 项目总经济师项目总经济师项目副经理项目副经理项目总工项目总工 经营预算部经营预算部技术质量部技术质量部工程部工程部物资设备部物资设备部综合办公室综合办公室 施工作业队施工作业队 学习 3 23 23 23 2 岗位责任制岗位责任制岗位责任制岗位责任制 本工程施工以项目法施工为核心 以项目成本核算为依据 不断优化生产要素 加强动态管理 科学组织 精心施工 大力推广先进施工技术 有效推行全面质量 管理 强化质量 安全两个保证体系 在保证质量优良的同时 力争提前完成 各 级人员岗位职责 项目经理唐炎明统筹安排现场处的管理工作 在施工中灵活采用网络技术控制工 程进度 落实抓好 三级 管理制度 提高全体管理人员及工人对质量 安全意识 落实各级管理人员的岗位生产责任制 技术负责人唐炎明解决施工中的重大关键技术问题 项目副经理姚新丰协凋安排控制人力 物力和总体进度 质检员陈南负责工程质量工作标准的制定及监督检查 专职安全员黄铁智负责工程安全以及文明施工检查 施工人员安全教育 工伤事 故处理 材料员李永航负责施工材料 劳保用品的选购 保养 发放及统计管理 电工及机修工等技术工人负责工地生产 生活用电及工地机械设备的保养 维修 学习 安装 拆卸工作 并具体指导工人正确安全使用施工机械 内业管理人员负责资料整理 报表核算及往来单据汇总 学习 第第 4 4 章章 主要施工技术主要施工技术 4 14 1 顶管井顶管井顶管井顶管井 顶管工作井和接收井均采用沉井结构 施工方法另见专项方案 在此不再赘述 4 24 2 顶管施工工艺顶管施工工艺顶管施工工艺顶管施工工艺 本工程顶进管道管径有 600mm 800mm 两种 顶进井段长度最短 45m 最长 253m 管材均采用钢筋混凝土内衬 PVC 管 本工程顶管施工全部采用泥水平衡式机 械化顶管施工 4 2 1 顶管工艺 泥水平衡顶管系统 顶进系统 泥水平衡顶进系统主要由以下几部份组成 泥水加压平衡顶管机 送泥 泵 排泥泵 井内泥水旁通 减摩剂搅拌注入机 主千斤顶动力站 主千斤顶 激光定位器 钢后背板 基坑导轨 油缸架子 进排泥系统 主要由以下几大部份构成 泥水分离设备 沉淀箱及分离器等 进水 泵 排泥管 进水管 基坑旁通 流量计 排泥泵 进排泥泵 学习 控制柜 进排泥软管 流量调节器 图 4 2 泥水平衡进排泥系统图 基本原理 顶管施工是从地面开挖两个基坑井 然后管节从工作井安放 通过主顶千斤顶 或中继间的顶推机械的顶进 推动管节从工作井预留口穿出 穿越土层到达接收井 的预留口边 然后通过接收井的预留口穿出 形成管道的施工 泥水平衡顶管施工时 通过位于工作井内的后座主顶油泵和主顶千斤顶产生推 力 推动管道向前推进 在管节推进的同时 顶管掘进机大刀盘切削前方土体 切 削下来的土体进入顶管掘进机的泥土仓内 经刀盘的搅拌与进浆管送入的泥浆搅拌 成浓的泥浆 再通过排浆管道将浓泥浆排出机头 通过管节一节一节向前推进 顶 管掘进机不断推进最后到达接收井 形成整段管道 通过调整进排泥水量 或调整 顶进速度 调整顶管掘进机泥水仓的泥水压力 从而保持了挖掘面的稳定 泥水平衡顶管施工前需先在地面上的泥浆池内搅拌一定量的比重 1 1 1 2 左 右的泥浆 顶管施工时打开泥浆池的阀门 泥浆通过进泥泵加压 经进浆管进入到 顶管掘进机的泥水仓 泥水仓的泥浆在工作井内的排泥泵抽排作用下 泥浆经排泥 管排到地面泥水分离器处理 泥渣分离外运 泥浆留在泥浆池内 形成了泥水循环 系统 泥水平衡顶管主要依靠泥水在挖掘面上形成一层不透水的泥膜 既可阻止泥水 学习 向挖掘面里面渗透 同时又可通过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 施工特点 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 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 与其他类型顶管相比 泥水顶管施工时的总推力比较小 尤其是在粘土层 表现得更为突出 适宜较长距离顶管 工作坑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 可在大气常压下作业 也不 存在采用气压顶管带来的各种问题及危及作业人员健康等问题 泥水输送弃土的作业连续不断地进行 其施工进度快 能有效的保证工期 本工程拟采用的顶管机技术参数如下表所示 切削刀盘纠偏油缸 型号 外径 总 长 mm 重 量 t 驱动电 机 转 T m 回转 数 推力 t数量 纠偏 角度 纠偏泵 站 Kw D800 DN600 980 340 0 67 5 22 952642 5o0 75 顶管机实物照片如下 学习 该型顶管机技术特点如下 1 该机可专门用于对付以粉土 砂及淤泥质粘土混合地层为主的地质 特别 是在流沙层中顶进 采用加强型刀盘 可耐土压达 300kPa 2 顶管掘进机在任何状态下所有铰接处的密封装置应能够承受 0 3MPa 水压 保证在顶管掘进机顶进时不漏水 3 地面操作式 用电视摄像系统监视顶管机内状况 各类参数的表示和操作 通过电气控制系统实现 使操作员远离机头 4 设备的安全性和可靠性 人身安全的保证 顶管机的顶进面通过隔仓板和机内完全隔离 顶进面的 砂土和泥水只能通过送排泥管路进出 送水和排泥管路上均设有阀门和压力 流量 仪表 顶管操作人员通过电视摄像系统和电气系统在地面操控室内进行监视和操作 施工精度的保证 机内激光接收板设置在顶管中心轴线上 以防止顶管机 在顶进过程中旋转引起激光偏离接收板 顶管机内设有倾斜仪和姿态仪 通过监视 仪器监视顶管机的倾斜角度和机头旋转角度 5 刀盘上使用的刀具 学习 刀具的选择和配置以保证最长顶程 L 200m 为原则 考虑到在高水头的环境中 顶进 不宜采用机内中途更换刀的方法 采用提高刀具耐摩性措施 刀头和母体之间采用银溶接 强度大于铜溶接 母体表面采用双层堆溶 厚度 达 3mm 硬度相当于 HF 800K 刀盘上设置有可更换刀具的内主切削刀 24 把 外主 切削刀 8 把切削滚刀 4 把 不可更换辅助刀具一套 刀盘面板 采用硬质合金堆溶 以对付在砂层中顶进时的摩擦损耗 正面耐压 达 300kPa 止水密封 纠偏部前后筒体间采用 Y 型止水圈双层密封 4 2 2 顶管施工工艺流程图 学习 泥水平衡式顶管工艺流程图 4 34 34 34 3 顶管主要施工设备顶管主要施工设备顶管主要施工设备顶管主要施工设备 4 3 1 主顶系统 1 主顶系统装置由 后背铁 导轨 主顶镐及顶镐架组成 其作用是提供 推力 完成管道的推进 学习 工作井系统考虑的主要是顶管机及中继间顶进速度 顶力匹配 同时工作井后 座能承受 工作井内管子在顶进时不失稳 主顶进系统由底架 油缸组 顶进环 钢后靠 顶铁及液压泵站等组成 主要 任务是完成管节顶进 底架 承托顶管机 顶进环 中继间 钢管管节 底架设有微调千斤顶和水平 支撑 可以调节底架高程和水平位置 底架顶部设有内 外两副轨道 内轨做顶管 机 中继间 钢管管节的承托及导向之用 外轨则为顶进环往返行走之用 主顶油缸组 油缸组由 4 只油缸分两列左右对称布置 每列各 2 只油缸叠积而 成 并用分式结构支座固定 用连接梁连成一体 主顶油缸选用国产双冲程 双作用等推力液压千斤顶 每只油缸的最大推力为 2000kN 装备推力为 8000 12000kN 主顶油站选用手动变量轴向柱塞油泵 配备 Y180L 4 型电机 通过变频调速可 以改变油泵的流量 根据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速 并可遥控操 作 顶进环 由顶环和顶座组成 顶环用螺栓固定在顶座上 顶座底设有滚轮 可 沿底架上的外侧轨道往复运动 顶进时 油缸将顶环顶入钢管管节尾部 与钢管端 部环垫板相贴 起对中和导向作用 并传递油缸顶力 均匀地作用在钢管管节上 钢后靠 管节顶进时 油缸的反力通过钢后靠均匀传递到工作井井壁上 避免 井壁受力不均匀或局部受力过大造成井壁结构破坏 钢后靠安装时 应与顶进轴线 保持垂直 与井壁间空隙用速混凝土或木板填实 确保整体接触 后背铁 顶镐架 主顶镐 导轨 学习 2 设备安装调试 a 导轨安装 1 导轨用 45kg m 重型钢轨制作 导轨基座焊于方钢上 钢横梁置于工作井 底板上 并与底板上的预埋件焊接 使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的 牢固的整体 2 导轨安装要求如下 1 导轨选用钢质材料制作 安装后的导轨应牢固 不得在使用中产生位移 并应经常检查 2 两导轨应顺直 平行 等高 其纵坡应与管道设计坡度一致 3 导轨安装的允许偏差为 轴线位置 3mm 顶面高程 0 3mm 两轨内距 2mm 3 基坑内导轨在顶管施工过程中有时会产生左右或高低偏移现象 防治措施 如下 1 对导轨进行加固或更换 2 把偏移的导轨校正过来 并用牢固的支撑或焊接锚固钢筋固定 3 垫木应用硬木或型钢 钢板 必要时要焊牢 4 对工作井底板进行加固 b 顶镐架 顶镐架是用来支撑并固定主顶镐的构件 用槽钢及钢板加工而成 支架固定在 导轨之上并形成整体构件 便于整体吊装 支架体要有足够的刚度 要稳定性好 两支架应平行 等高 其纵坡应与管道设计坡度一致 学习 附图 导轨与顶镐架 c 主顶镐安装 根据不同管径 不同顶距选用不同的顶进设备 泥水平衡顶管机主顶进设备一 般选用 2 6 台二级等推力液压油镐 行程 3500mm 单缸推力为 200t 最大总推力 为 6 200 1200t 主顶镐固定在稳固的顶镐支架上 千斤顶着力点应在管轴圆心高度外壁上 对 称布置 其合力的作用点在管道的中心上 每个千斤顶的安装纵向坡度应与管道设 计坡度一致 使用前应进行调试 要对缸体内进行多次排气 使到缸体伸缩自如 不出现爬行现象 设定工作压力为 25Mpa 最高压力不能超过 31 5Mpa 防止超压 损坏千斤顶 d 主顶泵站安装 主顶泵站是给主顶千斤顶供油以及回油的设备 为千斤顶提供动能 该泵站压 力最大 31 5MPa 安装在工作井操作室内 方便机手操作 可自动化控制 最大主顶动力系统采用 2 台 SCY14 1B 型 额定容量 25L 额定压力 31 5MPa 的柱塞式高压油泵并联控制 其中一台使用变频调速机 当不使用中继间时 开一 台油泵顶进速度可在 62mm min 124mm min 调整 当使用中继间时 主顶系统只起跟 进作用 两台泵同时开跟进速度为 186mm min e 后背铁安装 学习 选用整体式后垫铁 后垫铁用 20 30mm 厚钢板焊成纵横加劲肋的箱形体 为 顶管的反力提供一个垂直的受力面 后垫铁安装无误后 在后垫铁与工作井后墙之 间摆放一块 100mm 厚钢板 钢板与工作井墙体空隙间填充浇注砼 以使井壁受力均 匀 不受破坏 4 3 2 止水洞口 穿墙止水环 穿墙止水环安装在工作井预留洞口 具有防止地下水 泥砂和触变泥 浆从管节与止水环之间的间隙流到工作井 穿墙止水圈的组成部分为 预埋钢板环 橡胶圈 钢压板 钢压环 螺栓 详见下图 中间夹装 20mm 厚的橡胶止水环 该橡胶环具有较高的拉伸率 大于 300 和耐 磨性 硬度为 45 55 永久性变形不大于 10 借助管道顶进带动安装好的橡胶板 形成逆向止水装置 安装固定好后 预埋钢环板与混凝土墙接触面处采用水泥砂浆 堵缝止水 4 3 3 进排泥系统 1 泥水式进 排泥系统主要设备 包括进排泥浆泵 进水管 排泥管 泥水处 理装置 泥水箱等 排泥系统有两个作用 一方面是排土 另一方面是平衡地下水 进水管与排泥管均采用 4 寸无缝钢管制作 接头处采用活动卡环连接 卡环内 设置止水胶圈 学习 2 安装调试 泥水处理是指泥水平衡顶管过程中排放出来的泥水的二次处理 即泥水分离 一般采用振动筛与旋流器组合起来进行泥水分离的方法 由振动筛把 较粗的颗粒 一般在 1 0mm 以上的颗粒分离出来 然后由旋流器把较细的颗粒再分 离出来 如果颗粒比较细 分离出来的土的含水量比较高 可在其中掺入一定比例 的吸水剂 如丙稀酸盐 这种吸水剂可吸去土中的水分 使原来流淌的土变成可运 输的干土 泥水分离设备 拟采用 ZSZY280D 3P 型钻井液直线振动筛和 ZQJ200 2 型除砂清洁器联合分离 泥水系统的进排泥水的调配是确保挖掘面稳定的条件 之一 同时也是确保泥水能正常输送不可忽视的一个重要 环节 根据地质资料 顶管穿越的土质为流塑性细砂淤泥 层 含泥量较大 所以 进浆泥水的比重调配在 1 05 1 10 之间 在施工中测试 排浆泥水的比重在 1 25 1 30 之间 此排浆泥水的比重能确保细砂在输送 管内不易沉淀 也能确保挖掘面的稳定 同时 地层含有较多杂物和贝壳 进入泥水循环系统 的杂物和贝壳 容易堵塞排泥管和泥浆泵 所以 在排泥泵前需加装滤石箱 防止 杂物和贝壳堵塞泵叶轮 同时还需及时清理滤石箱里的杂物和贝壳 保证循环系流 排泥泵 排泥管进水管 进水泵 学习 无堵塞 4 3 4 顶铁及护口铁 为满足泥水平衡式顶管出泥需要 顶铁选用马蹄形顶铁 同时为确保管体安全 使管体端面传力均匀 采用 1 块圆形钢护口铁 4 3 5 中继间 为确保施工安全和顺利推进 顶力过大时通过加设中继间来减小顶力 实行分 段顶进 中继间结构 中继间结构的耐磨损性能一般要求较高 密封防水效果必须良好 因此 选用 双气囊组合密封式钢制中继间 其主要特点 a 整体结构刚度大 加工制作精密 可提高总推力 减少中继间的使用数量 提高施工速度 b 密封装置可调节 可组合 可在常压下对磨损的密封圈进行调换 中继间 密封装置由左右两组复合密封组成 两组复合密封均由外圈的耐磨环和内圈的充气 环组成 充气环上设有充气管 只要向充气环内充气或使充气环内保持一定的气压 耐磨环就会紧贴中继间的壳体行成一道可靠的密封 即使是耐磨环有些磨损或中继 间的壳体有些变形 该密封装置都会自动加以补偿 在平时的使中 只向左边的充气环内充气 中继间就可以正常工作 如果左边 的耐磨环损坏需要更换时 才向右边的充气环内充气 然后把左边的充气环内的气 放光 把中继间油缸回缩 拆去左边的法兰就可更换耐磨环了 更换工作结束以后 须向左边的充气环内充足气后才能把右边的充气环内的气 放光 然后再按前述的方法继续使用中继间 中继间油缸的行程为 1000mm 总推力为根据不同管径设置安装千斤顶数量 但 中继间总推力不应小于主顶力 中继间采用集中统一的控制方法控制 中继间使用 前 外防腐按特加强级要求进行外防腐处理 中继间的布置 为确保顶管机顶进安全 提高顶管机破除障碍物能力 计划在顶管机后方紧跟 1 中继间 且中继油镐伸出 30 50cm 后锁死 该中继间可为顶管机提供顶力储备 在顶进阻力加大情况下首先启动 1 中继间可有效降低管道摩阻力对管道顶进的影响 此外 中继间伸出部分在顶进遇到障碍物时可回撤 通过反复伸出及回撤操作 可 在顶管机旋转挤压作用下将块石等障碍物逐步挤压旋推除顶管机范围 学习 之后 当顶力达到允许顶力的 80 时 依次安装后续中继间 当顶力达到允许 顶力的 90 时 启用中继间 分段顶进 减少顶进阻力 中继间的使用 中继间放入基坑后 认真检查各项工作部件是否正常 安装完毕后进行试顶 对中继间的使用进行编组作业 从顶管机头向后按程序依次将每段管节向前推进 当一组千斤顶伸出时 其他中继间保持不动 在所有中继间依次完成顶伸后 主顶 千斤顶完成最后顶进作业 中继间拆除 管道贯通后 从前往后逐步拆除中继间 中继间内部拆除的油泵 千斤顶等设 备 割除突出的钢构件 钢板 若顶进管材为钢管 则在中继间内按设计涂刷内防 腐即可 若顶进管材为钢筋砼管 则在中继间空档内浇制填充钢筋砼 中继间外壳 留置土层中 砼浇筑厚度与钢筋砼管内壁齐平 采用 C40 P6 高强度混凝土 布置 18 100 双层 双向钢筋 并在混凝土初凝前安装内衬 PVC 胶板材料 4 3 6 触变泥浆减阻系统 在顶进过程中 随着距离的增长 管道的摩阻力也随之增大 为了提高顶进施 工的效率 在施工过程中尽可能地降低管道外侧的阻力 通常情况下往管外侧喷谢 触变泥浆 降低顶进的阻力 1 触变泥浆系统设置 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 注浆孔的形 状及布置 在每节管的前端布置一道触变泥浆注浆孔 数量为 4 个 孔的大小呈 90 度布置 经过不段压浆 在管外壁形成一个泥浆套 触变泥浆管设置在顶管机后面 4 节管每节管都设置触变泥浆管 在管节外壁形 成完整的浆套 以后的管节间隔 3 节管设置一道 用来对浆套进行补浆 2 浆液配置 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 1 1 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 触变泥浆由膨润土 水和掺合剂按一定比例混合而成 施工现场按重量计的触 变泥浆配合比为 水 膨润土 8 1 膨润土 CMC 羧甲基纤维素钠 30 1 本 工程拟购置膨润土袋装复合材料 在现场施工加水拌和 学习 3 注浆流程 造浆静置 注浆 顶管推进 注浆 顶管停顶 停止注浆 泥浆罐由压力恒定罐压力表控制 向泥浆罐大压力泥浆 压力恒定罐压力表上 下压力可人工设定 设定后低于设定下限泵自动工作 高于设定上限泵自动停止工 作 压力恒定罐内有气 能在泥浆泵停止工作时向管道输送压力泥浆 输送管道在 工作井下设闸门 顶管内每个中继间后设一闸门 下管时关闭工作井内闸门和管内 第一个闸 拆除胶管 润滑泥浆管就不影响下管 顶管内不够长时接钢管 钢管采 用管螺纹联接 在中继间处设 2 1 三通 装单向阀 闸阀并用胶管与中继间补 浆管联接 润滑泥浆 50 钢管在中继间附近装高压软管补偿因中继间伸缩影起的管 道伸缩 注浆工作时注意事项 最主要的是有专人开关闸门 把闸门手轮全去掉防止误 操作 顶进开始时 操作手观察润滑泥浆流量 无流量时马上停顶 检查管路 管 路正常才能顶进 4 数量和压力 压浆量为管道外围环形空隙的 1 5 倍 压注压力根据管顶水压力而定 4 3 7 管内测量装置 采用日本 TOPCON GTS800A 型全站仪 4 3 8 管内供电 为避免在钢管道内采用高压送电 发生安全故障 危机人身安全 本工程采用 380v 三相 50Hz 送电 现场配备柴油发电机一台 作为电力储备 4 3 9 吊装设备 顶管施工现场配备 25t 汽车吊 用于吊装设备及顶管管材 4 44 44 44 4 顶力计算顶力计算顶力计算顶力计算 根据 给水排水工程顶管技术规程 CECS246 2008 顶管顶力估算一 条件 DN800 最长顶距 80m 覆土 4m L 0 F 1 D k f F N 4 F N 2 g D SsH r 学习 2 1 3 14 0 96 80 53 14 1 018 4 4 1262 3KN 顶管顶力估算二 条件 DN800 最长顶距 213m 覆土 7m L 0 F 1 D k f F N 4 F N 2 g D SsH r 2 1 3 14 0 96 213 53 14 1 018 7 4 3309 2KN 顶管顶力估算三 条件 DN800 最长顶距 140m 覆土 3 5m L 0 F 1 D k f F N 4 F N 2 g D SsH r 2 1 3 14 0 96 160 53 14 1 018 3 5 4 2159 6KN 4 54 54 54 5 平面布置平面布置平面布置平面布置 一 地面布置 顶管工作井安排一台汽车吊 负责混凝土管及顶铁吊运和井内 地面的吊装工 作 现场内另设临时堆场 供管材及其他半成品 周转材料等堆放 顶管现场考虑 一定混凝土管的贮存量 工作井围蔽内布置工具间 修理间 试验室及水泵房 空 压机房 泥浆房等 自动控制台 通讯 中央控制 主顶油站均在顶进控制室集装 箱内 二 工作井内布置 学习 工作井内沿顶管轴线方向在临时后座墙上装刚性后座 主顶千斤顶 导轨 刚 性顶铁 环形顶铁等顶进设备 工作井边侧设置下井扶梯一座供施工人员上下 管内供电及工作井内电力配电箱均位于工作井内 管内测量起始平台安装在主 顶千斤顶之间轴线上 独立与砼底板连接 与千斤顶支架分离 确保顶进时测量平 台的稳定 沿井壁依次安装 1 5 寸压浆管 4 寸供水和出泥管 供电 1 5 寸供气管线 井内二侧工作平台布置配电箱 电焊机 泥水旁通装置 后座主顶油泵车和顶铁 管内进 排泥管 压浆管 供电 通风管分别安装于混凝土管左右偏下侧 采 用 L75 75 角钢支架固定 管内照明采用 36 伏低压照明灯 每 8m 布置 1 只 工作井内照明采用高压 水银灯 施工期间在工作井内及管道内应配置足量的排水设备 以保证雨季汛期的 管道安全 1 工作井内机具明细表 名称单位数量规格 主推进千斤顶台 4 单台推力 2000kN 主推千斤顶泵站套 1 顶环套 1 自制 顶铁套 2 自制 油缸架套 1 自制 底座套 3 自制 电焊机台 4500A 洞口密封环套 1 自制 学习 名称单位数量规格 进 排泥泵台 2 2 工作井内管线及电缆明细表 泥水管 100 排泥管 100 润滑泥浆管 50 空气管 硬质 PVC 150 集水坑排水管 75 动力电缆2 条 150mm2 控制电缆1 条 有线通讯电缆1 条 3 管内断面布置 名 称规 格材料数量 泥水管100 4 寸 钢管 1 排泥管100 4 寸 钢管 1 通风管 150 塑料软管 1 润滑泥浆管50 2 寸 钢管 1 水密封清水管4 分镀锌铁管 1 动力电缆 100mm22 学习 名 称规 格材料数量 控制电缆五芯线 1 有线通讯电缆 1 照明线 36V10mm21 4 64 64 64 6 管道顶进管道顶进管道顶进管道顶进 4 6 1 顶管机现场吊运 组装及调试 1 顶管机吊运 顶管机机头吊运属于大型设备运输 在吊运前制定详细的吊运方案并进行以下 工作 运输路线选择与考察 主要有所经路途的架空线缆情况 运输路线桥梁限高 及限重 运输时间安排 向路线所经地区交通管理部门提出申请备案 如必要请其进行协助维持交通 吊装起止地点支放吊车处的地基承载力验算及加固 以往施工中管线布置以往施工中管线布置 学习 运输时跟车设有经验的吊装起重工一名 根据我公司以往吊运顶管机的经验 顶管机吊装初步选用 75t 吊车一次整体 吊运 大型平板车运输 2 顶管机及泥水分离设备调试 砂水分离设备 本工程顶进断面部分段为粉砂 细砂及粗砂 这种土质对砂 水分离是比较容易的 处理泥量按照顶进 50mm min 时的排泥量考虑 排泥量 1 37m3 min 其中分离固体 0 28m3 min 旋流器 管道在旋流器口收缩断面 泥砂浆液以 8 5m s 的速度沿圆锥形旋流器 周壁射出 粒径大的中 粉砂沿旋流器周壁旋转下沉 泥浆由旋流器中心排入沉淀 池 沉淀下的砂经两层振动筛 筛分大于 0 2mm 的砂 排出 已接近干砂 外运 筛下的泥浆 流入沉淀池 沉淀池设 2 个 钢质结构 2 个沉淀池轮流使用 上清液 排除 表层泥用泵抽入泥浆搅拌机测比重 重配泥水 下层挖掘机挖出 晒干后外 运 顶管准备工作 轨道及顶进后靠背安装 安装导轨 测量中心 高程误差在 3m