顶管穿越新角浦河专项施工方案(北区).doc

1. 工程概况本工程位于上海市虹桥机场北，工程主体构筑共同沟采用明挖法和暗挖法（顶管工艺）施工，顶管工艺选用钢和砼两种材质实施，穿越机场内申滨路、申虹路、舟虹路等7条路。本工程砼顶管为7根砼顶管，管径内径为4000mm、外径为4640mm，壁厚为320mm、节宽2.5m。钢顶管为5根，管径内径为4200mm、外径为4280mm，壁厚为40mm、节宽6m。其中南区过新角浦河段4280钢顶管长约100.752m，穿越段管顶最小覆土厚度仅为2.93m，穿越土层为和1a。因河面较宽，水流较大，且为通航河道，施工时需特别注意，确保安全。因覆土较浅，未达到规范1.5D（D为钢管外径）的抗浮覆土要求，故穿越顶进时考虑进行河道堆载处理，目前该钢顶管已顺利顶进完成。因之前北区钢顶管过河段设计方案考虑最小覆土厚度大于1.5D，故之前穿越方案未考虑对其进行压载。而根据目前调整后的最新设计方案，北区过新角浦河段4280钢顶管长约88.775m，穿越段管顶最小覆土厚度约为4.6m，穿越土层为和1a。因覆土较浅，未达到规范1.5D的抗浮覆土要求。为安全起见，故穿越顶进时也考虑进行河道堆载处理，确保顶管顺利穿越新角浦河。同时查获北区新角浦河护岸防汛墙基础方桩桩底标高约为-3.0m，顶管穿越防汛墙处管中心标高约为-9.142m，管顶距桩底距离较大，但顶管穿越时必须加强监测，严格控制各项顶进施工参数。2. 北区过河段钢顶管压载2.1抗浮压载新角浦河河床底标高于2011年5月24日由测量队测获主航道河槽标高为-1.3m，含淤泥厚度，基本与2010年8月29日下午测量相似，个别测点误差约为0.1m。测量常水位约为2.5m2.8m，河床通航河槽30m，河面宽60m。根据地基基础设计规范（DGJ08-11-2010）要求顶管覆盖层厚度在不稳定土层中宜大于管道外径的1.5D，故按1.5D实施管顶压荷载，来满足顶管穿越河道时的覆土及抗浮要求。2.2堆载宽度根据总包提供河道底标高并对该标高进行现场复测,知河道最深处底标高约为-1.0m,同时根据顶管轴线标高计算得知河道最浅处覆土4.6m，同时经计算得知堆载高度为0.84m。以最深处顶管管顶为中心，两侧进行45度放坡扩散，故河道纵向压载宽度为7.54m。见图， 压载范围纵向示意图2.3堆载方式因新角浦河为虹桥机场外围通航河道，压载施工必须保证河道通航及机场泄洪等要求，故压载高度不能太高，否则影响通航泄洪断面，经多方案比选，拟采用河床底厚钢板进行河底平整，然后在厚钢板上面施加荷载。压载采用压仓铁、重轨等高密度的重物。经计算需压铁、重轨等高密度重物2386.5吨，压载高度为84cm。具体堆载方式见附图（附堆载计算书）。3. 河道堆载施工3.1施工流程测量顶管轴线两岸设置导向标浮吊进场抛锚、测量定位潜水员压载区域内水下操平河床浮吊移位至驳岸内陆上压载型钢运输车辆卸载并吊运至沉放区依序沉放压载型钢（原则上先水下铺设大型钢板后沉放大型压载型钢）辅以潜水员水下依序拼缝衔接定位和水下拆除吊装卸扣顶管穿越新角浦河顶进结束浮吊吊除河床压载型钢辅以潜水员水下型钢吊耳、千斤及卸扣的安装浮吊依序吊压载型钢运至驳岸浮吊启锚拆场压载型钢装车运离施工现场。3.2施工示意图一、浮吊定位抛锚示意图二、浮吊卸载、转向、吊压铁示意图三、压铁水下沉放示意图3.3堆载施工安全注意事项1、型钢、钢板吊耳焊接必须牢固，焊缝不允许存在漏焊，焊缝必须饱满，以防吊装时脱焊；2、潜水员水下作业应统一指挥，作业时必须与信号员保持联系，充分利用信绳之功能；3、吊放型钢、钢板下水时，潜水员不得在拔杆吊装范围内停留，重物落于河床低后潜水员方能进入沉放区；4、本工程施工期内遇6级以上大风时，应禁止水上、水下操作；5、非水上施工人员禁止登船，动用船上机具设备；6、船上必须配备救生、防火等设备；7、吊浮作业前必须认真检查传动设备、锚系、索具、锚链、拔杆、导向滑轮、牵引机具、救生设备等；8、河床面沉放压载型钢、重物与河床面接触面积较大，压载型钢拆除时会导致吸附力长生，增加起吊力，故原型钢、钢板放置4点吊（吊耳），只允许使用单边起吊，即同一侧两吊点起吊；9、水上作业施工时，安全员必须到位，做好施工安全工作。4. 穿越前准备工作为保证顶管顺利穿越河道及防汛墙，在穿越前，对顶管机等主要施工机械进行一次全面的检查保养，对于易发生故障的机械、管线部件实施监控，加强数据管理和强化应急措施的实施经常化，确保机械在实施中处于完好状态，在顶管穿越中，配备经验丰富的维修人员进行保驾，确保安全顺利穿越。同时穿越前，应与新角浦河相关管理单位建立联系，便于施工中突发事件的应急处理。同时，在施工中互通信息，保证顶管施工安全和河道的正常使用。5. 施工监测措施在施工过程中，必须加强对新角浦河的监测工作，实施中及时收集、分析和反馈河道及周围环境信息，实现信息化施工，确保施工安全，对新角浦河泊岸设置沉降监测点，并且对顶管穿越河道的轴线上，采用在压铁上焊接标杆，将标杆露出水面，并在标杆上刻画标记作为沉降观测点，每隔5米布设一个沉降观测点。监测管理可分为通过前、通过时、通过后三个阶段来实施。如发现监测值或监测变化值超过报警线时，需停止顶进施工，查明原因，并及时采取有效措施，确认安全后再开始顶进。通过后的监测，一般此时变化数值逐步变小，在变化逐渐稳定之前一直进行，可以适当减少监测频率。监测点布点图如下：6. 穿越过程总体措施（1）顶管穿越前应获取河浜处详细的工程地质和水文地质勘探资料，以便根据不同地层情况采取相应的工艺措施。（2）施工前会同河道管理单位、顶管监测单位充分协商，制定切实可行的安全应急预案，把顶管施工作业风险降低到最低。（3）若发现异常情况，立即按程序启动应急预案，保障施工安全。7. 穿越过程主要技术措施7.1防止河底冒浆(防冒)措施（1）合理控制顶进速度：初始顶进时，顶进速度应缓慢调节至正常顶进速度。根据顶进穿越时的潮位变化情况对其进行相应调整。 （2）严格控制触变泥浆的注浆压力：注浆压力不易过高，以免注浆压力过高而发生泥浆冒顶现象。7.2穿越河道及防汛墙时管道纠偏采用勤测微纠原则进行精心施工，避免穿越段纠偏量过大而引起穿越段地面较大沉降。（1）勤测微纠：每顶进一定距离(不大于1m)，测量一次工具头轴线及标高偏差情况。用电话通知工具头纠偏人员。纠偏人员依据工具头存在的偏差角度，前几个冲程的偏差数据等资料输入微机，由微机进行综合分析后，由纠偏程序给出各油缸纠偏力大小，进行纠偏。（2）角度纠偏：每次纠偏角度要小，一般情况每次纠偏角度宜为10-20，不得大于0.50度。（3）纠偏操作中不能大起大落。如果在某处已经出现了较大的偏差，这时也要保持管道以适当的曲率半径回到轴线上来。避免管道产生过大的弯曲应力。必要时可就地采取措施，将工具头纠正后再行顶进。7.3顶管穿越时轴线控制及机头上浮控制穿越施工要根据穿越段土质和覆土厚度，配合管道轴线监测信息的分析，结合顶力、顶进速度和出土量三者的相互关系，控制纠偏量，减少对土体的扰动，同时根据施工速度，出土量和顶力的变化，及时调整施工参数，从而将对河道的影响控制在允许范围内。在穿越施工时，采取4组纠偏千斤顶控制机头姿态，并根据实际顶进情况，在机头尾部一定范围内（含机头）采取管底压载措施来控制机头上浮目的。8. 施工过程中质量管理措施在穿越过程中采取24小时不间断的顶进施工，班组实行井下交接班制，在班组交接过程中，各类操作人员应把施工中遇到的问题及时反映出来，及时解决。顶进穿越期间，所有技术、管理部全到位，24小时待命，同时配备必要的抢险物资以备不时之需。常务副经理项目总工程师项目经理施工副经理施工质量技术安全材料合约资料设备测量各操作班组9. 应急预案本次顶管施工在穿越新角浦河及防汛墙桩基期间，施工难度和风险都是较大的，针对有可能发生的突发性事件，特制定本应急预案。9.1 对于顶管穿越新角浦河施工过程中可能发生的风险，成立应急小组，防范风险事故的发生。本工程按下图所示组建应急指挥机构。 9.2 顶管穿越段的主要土层为第层淤泥质粉质粘土，土质软弱，透水性较差，具流变、触变特征，易造成开挖面失稳，同时土层高塑性易粘着设备或造成管路堵塞，针对该情况必须严格控制土仓压力及出土量，防止超挖、欠挖。9.3 针对穿越时的风险进行分析，制定预防措施及方案，对于可能引起的施工安全、结构安全、人生安全、环境安全的关键部位、关键工序、应用成熟工艺并技术交底明确，由高素质人员严格按规范操作实施，认真检查，做到监控信息及时反馈，由于穿越时采取24小时不间断施工，所以派专人进行值班加强监控。9.4 顶管穿越期间，机械必须能够连续施工，一旦出现故障，派人在最短时间内修复，避免顶管机停等时间过长，引起沉降。9.5 配备足够的值班维修人员，及时处理顶管设备的故障，确保顶管顶进顺利进行。9.6 应急措施： 9.6.1 建立好相应的人员网络，成立专门的抢险小组，具体责任落实到人。9.6.2 及时上报总公司、现场监理、建设单位以及管线单位等相关部门。9.6.3 设备及物资准备我公司将在穿越前对顶管机及其他辅助设备进行一次全面彻底的检修。对顶管机存在的机械故障和缺漏，会同有关领导和专家共同检测修理，并对可能产生的故障预先做好修理准备。在穿越顶进期间，与零配件供应商建立24小时有效的联系及供应渠道。在其他物资供应上，公司及分公司物资部门将通力合作，确保施工物资材料的及时供应。9.7实施计划9.7.1 针对发生的具体问题，对施工人员进行交底，做到专心施工，同时加强值班管理及相应的监测。9.7.2 组织专门人员进行24小时现场监控。9.7.3 设立专线电话，确保各方联络畅通。9.7.4 根据实际情况进行抢险方案的制定，