某道路排水工程_顶管施工工艺流程(仅供投标参考).doc

第一章指导思想与实现目标 1.1指导思想 我公司施工组织设计的指导思想是：“以质量求信誉，以信誉求发展”。以质量为中心按照ISO9001质量管理和质量保证系列标准，建立工程质量保证体系，选配高素质的项目经理，项目工程师及工程技术管理人员。按国际惯例实施项目管理，科学管理，优质高速地完成本工程施工任务，创河南省第一流水平的工程。 1.2实施目标 发挥我公司整体优势，科学地组织各工序的交叉作业,精心施工、严格履行合同,确保实现以下目标： 1.2.1质量目标 确保本工程达到工程施工质量验收规范优良标准。 1.2.2工期目标 根据公司现有的技术、设备及管理水平，确保该工程工期为120日历天。 1.2.3安全施工目标 采取有效的措施，杜绝死亡事故及重伤事故，轻伤频率控制在0.5以下。 1.2.4文明施工目标 确保文明施工，达到文明工地标准。 1.2.5环保目标 采取有效措施减少施工噪音和环境污染，确保施工期间不扰民，不影响城市道路及环境卫生。 1.2.6科技目标为实现质量、工期和安全文明施工等目标，充分发挥科技是第一生产力的作用。在工程施工中，积极采用新技术、新工艺、新设备,以保证工程质量，加快施工进度。第二章 编制说明 2.1编制目的本施工组织设计的编制目的是：为本工程施工组织提供完整的纲领性文件，用以指导本工程的施工与管理，确保优质、高速、安全、文明地完成工程的建设任务。2.2编制依据2.2.1南阳市XX路市政工程全套图纸。2.2.2本工程施工招标文件。2.2.3国家现行的技术政策，技术标准，施工及验收规范，工程质量评定标准及操作规程。第三章 工程概况3.1工程概况南阳市XX路排污工程位于南阳市区，包括泵站及配套排污管道。由于XX路交通繁忙,交通疏解困难，地下管线密集，明挖施工无法进行，因而在全线采用顶管法施工，排污管采用直径D2000mm和直径D2000mm混凝土管，一标段为0+0001+560，顶管长度约1560米.泵房尺寸8.4*16.4m。工程包括泵站土建及设备的安装和调试。3.2场地工程地质情况工程场地位于XX路沿线，场地地层自上而下依次为素填土、杂填土、淤泥质粉土（局部）和含卵粒粗砂。各土层简述如下：1、素填土（Qml） 黄褐色、灰褐色，较湿，松散，埋深在4.0-7.4米。 2、杂填土（Qml )灰黑色，稍湿，松散。主要以建筑垃圾和生活垃圾为主。该层埋深在4.5-6.2M，只是个别存在。 3、淤泥质粉土（Q4al+pl） 灰黑色，稍湿，软塑，该层埋深在6.2-10M，只是个别存在。 4、含卵粒粗砂（Q4al+pl ） 灰黄色，饱水，稍密-中密，卵砾石含量在20%左右，可见粒径20-100MM，可见最大粒径150MM,该层埋深在4.20-10M，未揭穿。 管道沿线水文地质资料表明：该工程场地地质结构杂，管道穿越土质为含卵粒粗砂，地下水在地表以下4.0-7.5m，管道处于地下水位以下。3.3工程特点 3.3.1 全部为野外作业，施工受自然条件影响较大。3.3.2工期紧，质量标准要求高。3.3.3基坑支护降水开挖难度大，有沉井和顶管施工。第四章 施工部署 4.1施工组织机构 4.1.1本工程按国际惯例实施项目法施工，根据项目法施工的要求成立项目经理部，全面履行合同，对工程施工进行组织、指挥、管理、协调和控制。项目经理部本着科学管理，精干高效，结构合理的原则，选配具有改革开拓精神，施工经验丰富、技术过硬，勤奋实干的工程技术和管理干部组成。项目经理部设有工程技术科、质量安全科、计划统计科、材料设备科、财务劳资科等，组成项目管理层。施工组织机构见附表。4.1.2劳务作业层由公司选配的高素质的、技术强的专业队伍组成。 4.2施工部署 针对本工程的特点，将本工程分段组织流水施工。流水施工生产专业化强，劳动效率高，操作熟练，工程质量好，生产节奏性强，资源利用均衡，工人连续作业，工期短，成本低，是建筑行业缩短工工程工期，提高工程质量，降低工程造价的关键，我公司在以往的工程施工中，均采用流水施工，取得了较好的效果。为使该工程尽早发挥投资效益，早日投入使用，根据本工程的特点和我公司的施工能力，计划本工程工期为120日历天。 第五章 施工准备5.1施工现场准备工作现场“三通一平”已基本完成。根据工程施工需要，混凝土采用商品混凝土。根据施工现场平面布置图的要求，搭设其它临建设施。 5.1.1施工用水 因市政给水管道水压力较小，故施工用水采用水车由市区供给。 5.1.2施工用电 根据施工要求所使用的机具设备，室内外照明等，现场配备额定量为不少于200KVA的变压器可满足施工要求。现场配置一台发电机备用。 5.2其它准备工作 5.2.1技术准备 5.2.1.1组织有关技术人员，熟悉图纸，参加图纸会审。 5.2.1.2编制分项工程的作业指导书。 5.2.1.3编制施工组织设计，以及施工进度计划。 5.2.1.4熟悉图纸，对新技术、新工艺进行技术交底。 5.2.1.5根据甲方提供的座标点，建立永久性测量控制网。 5.2.2施工设备准备 5.2.2.1根据工程的需要，组织施工机械进场。 5.2.2.2机械设备基础施工。 5.2.2.3机械设备安装就位，调试。 5.2.2.4作好设备的安全防护措施。 5.2.3材料准备 根据施工现场条件以及施工进度计划，编制材料进场月、旬计划，同时各类材料进场时间就应有一定余地，且避免由于原材料检验不合格而影响施工。 5.2.4劳动力准备根据工程的需要，以及季节性限制，对劳动力采取动态管理的原则，组织高素质专业队伍进场施工。第六章 分部分项工程的主要施工方法第一节 顶管施工顶管法是依靠人工或机械在管内端部挖掘土壤，然后在工作坑内借助顶进设备，把敷设的管子按设计中线和高程的要求顶入，并用水力或小车将土从管中运出。掘进顶管采用企口钢筋混凝土管。一、管节与接头由于本管道为污水管道，为防止污水渗漏和地下水涌入，管节间必须有可靠的防水措施。顶管管材采用企口加强型钢筋混凝土管，双层钢筋网在端部加密。接头采用“T”形钢板套环。钢套环厚度6毫米，管端面安装“O”形橡胶止水环，顶进完毕后填塞环氧树脂砂浆。 二、工作坑的布置及工作坑的尺寸施工图纸已考虑，能够满足施工要求。三、工作井的施工顶管法施工的工作坑，它作为临时施工过程进、出口以及建成永久性地下管线检查井。工作井采用沉井法施工。考虑到此处地下水位较高，且井穿透砂层，为防止流砂，采用排水下沉的施工方法，必要时还可向井内注水，使井内水位稍高于地下水位。为防止井筒倾斜，挖土时注意对称均衡挖土。且锅底深度不应超过0.5米。待下沉到施工所需高程时，立即在水下封底。封底时，先铺垫碎石垫层和进行混凝土垫层的水下浇筑，并留钢封水管，待混凝土达到应有强度后将水抽去，封闭钢封水管，再做底板。四、沉井施工方案 4.1 概述(1)情况介绍本工程沉井结构为矩形，圆形两种形式。根据我公司以往的施工经验，为降低沉井下沉深度，先将基坑开挖2m，待砂垫层和素砼垫层完成后，制作沉井。沉井制作完成后，待沉井井壁混凝土强度达到100后方可进行下沉施工，沉井分二至三次制作一次下沉施工，第一节浇捣高度2.5m，第二次浇捣高度为4m，第三次浇捣其余部分。本工程沉井根据沉井深度分别采用管井井点或轻型井点降水，采用排水下沉施工方案。（见下图） (2) 工程地质，见前章所述(3) 沉井施工工艺流程图 沉井下沉拆除井管沉井封底第三次浇捣砼第二次浇捣砼拆模第一次浇捣砼 立模、扎筋素砼垫层 砂垫层放样、定位管井井点降水施工开挖基坑4.2 下沉系数计算(1) 沉井的下沉系数计算(略)：由上述计算表可知，沉井下沉时，沉井自重能克服摩阻力，刃脚下土体可不挖，下沉到位后，尽快井内回填砂，保证沉井不继续下沉。沉井下沉过程中，均采用井外壁灌砂的办法，以减少井周边摩阻力，以利沉井稳定下沉。(2) 抗浮稳定性计算（略）由上述计算可知，沉井封底后将依靠沉井自重及土体与井壁的摩阻力保持稳定。4.3 砂垫层、素砼垫层厚度及宽度(计算略) (见下图) 为保证沉井第一次制作时的重量，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，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。根据我公司长期积累的施工经验，素砼垫层，砂垫层厚度、宽度分别为：砂垫层： 工作井厚度 h1=0.4m 宽度b1=2.0m 接收井厚度h1=0.4m 宽度b1=2.0m素砼垫层：工作井厚度H1=0.2m 宽度B2=1.6m 厚度H1=0.2m 宽度B2=1.5m4.4 沉井制作工艺 如前所述，沉井分二三次制作，一次下沉。(1) 砂垫层的铺设和素砼垫层的浇筑。a 砂垫层应分层铺设洒水夯实。b 砂垫层密实度控制以砂的干容重为准，对中砂可取1.60t/m3，粗砂应适当提高。C 砼垫层标号采用C15，浇捣时必须用振捣机振捣密实，厚度与宽度见6.3.3。(2) 模板工程(见下图)在模板拼装前,先搭脚手架,支架底铺设垫板，脚手架采用满膛支架，材料、钢管、扣件、搭式多边形，支架邻边与井壁的最大距离为1.5m，以防生成弯矩影响质量。横钢管每1.8m一道，竖钢管每2.0m一道，另设剪刀撑加强，以保证支架稳定。井壁钢模板采用定型钢模板组装而成，以保证拼缝严密，不漏浆。内外模的稳定采取竖向和横向分节支设，内外模板横围令、竖围令采用脚手管，对拉螺杆采用18 A3钢，并在对拉螺杆处设3片止水板，以防渗水。横围令和竖围令的每一道间距都为0.75m，内模板与内脚手作支撑稳定，钢模板组装，支架搭设，通过计算，并经监理部门同意后方可施工。(3) 钢筋工程 a 严格按设计施工图和国家规范的标准编制出钢筋加工的清单规格，按清单进行来料加工制作。 b 加工好的钢筋必须进行整理、分类，按照施工设计划分点堆放整齐，并挂牌标明种类及使用部位。c钢筋可采用来料现场制作或加工厂预制运抵工地两种方法，进场的原材料钢筋必须有钢材保证书、试验报告，并批量做好原材料试验，经现场技术部门及监理单位认可后方可使用，进场成型钢筋的质量资料需齐全。d 井壁钢筋绑扎必须具备下列条件：(a)模板验收合格(b)轴线、墙、柱截面尺寸必须符合设计施工图。(c)绑扎钢筋时，弹出钢筋绑扎控制线，以保证钢筋间隔尺寸，其偏差值应控制在允许范围内，钢筋保证质量应符合规范要求。(d)钢筋绑扎后，立即进行隐蔽工程验收，合格后方可进行下道工序，以免造成返工，影响进度要求。(e)在沉井预留孔处要预埋洞口止水钢法兰，预埋件应有足够锚固强度，钢筋的搭接长度符合设计和国家的规范规定。(f)所有钢筋应在浇捣混凝土前，按设计图纸绑扎完毕，并在适当部位加以电焊固定，防止振捣混凝土时，钢筋移位。(g)各种设备的预埋件位置要准确。(h)只有通过各个方面的验收合格后，才能浇捣混凝土。（4）混凝土浇捣工程a浇捣前对模板、钢筋、预埋件完成后，必须由监理单位按隐蔽工程验收，经合格签证后才能进行砼浇捣。b商品砼选择质量有保证的搅拌站，砼到达后核对报码单，并在现场做塌落度核对，允许2cm误差，超过者立即通知搅拌站调整，严禁在现场任意加水，并按规定做好抗压和抗渗试块。c沉井砼分三次浇捣，第一次为刃脚高度2.5m，在浇捣之前检查模内是否干净。经检查无问题方可浇捣，浇捣采用2辆32m泵送车，10台插入式，并控制每层初凝时间，每层砼浇捣应控制在0.5m，并应均匀向上。严禁单侧浇捣，并有专人负责商品砼质量，严格按操作规程施工，以保证砼的浇捣质量。d做好施工缝施工，施工缝采用凹缝。在第二次浇捣时必须将松散部分除去，并用水冲洗干净，充分湿润，然后铺上一层同级配（除去骨料）的水泥砂浆，厚约23cm，再浇捣砼，要求仔细振捣，保证新老砼的良好结合，以防施工缝渗水影响质量。(见下图)e 混凝土质量保证技术措施由项目经理部组成一个混凝土浇捣领导和施工生产班子，负责混凝土施工全过程，确保混凝土浇捣顺利进行。要求各尽其职，责任明确，奖罚分明。对供料拌站统一混凝土配合比，严格控制水泥用量，优选同厂标号，低水化热品种水泥，合理使用外渗剂，砂、粉煤灰、外掺剂等原材料质量要达到国家规范要求。严加控制混凝土坍落度，严禁有任意加水现象产生。向搅拌站反馈现场混凝土实际坍落度、可泵性、和易性等质量信息，以有利于控制搅拌站出料质量。按照浇捣方案，组织全体操作人员进行技术交底会，使每个操作工人对技术要求、混凝土下料方法、振捣步骤等做到心中有数。混凝土拌车进场，混凝土品质严格把关，检查混凝土装车时间、混凝土坍落度、混凝土到场时间等是否达到规定要求。对不合格者坚决予以退车，严禁不合格混凝土进入泵车输送。按规定要求批量制作混凝土试块，按R7、R14、R28三个期试压混凝土强度。混凝土浇捣工程中质量部门要巡回监督检查，发现质量问题苗子，立即督促整改。混凝土浇捣前只有各项准备工作完善到位，现场各级验收工作顺利通过，混凝土才能开泵进行浇捣。4.5沉井挖土和下沉方法4.5.1基坑开挖(1) 根据设计图纸测量放样，定出沉井中心桩纵横轴线控制桩及基坑边线。(2) 基坑分层开挖a.基坑开挖深度2m，基坑壁坡1:0.8。b.基坑底部的平面尺寸，刃脚外侧至基坑底边的距离为2m。c.基坑底部四周应布置排水沟和集水井，并及时抽水，保持坑底土层的疏干。d.制作沉井的地基土必须有足够的承载力，开挖基坑底部若遇松软的土质必须全部予以清除，并以砂性土回填、整平、夯实，以防止在沉井制作过程中发生不均匀沉降，造成井壁开裂。e.基坑开挖采用夜间1m3挖掘机挖土，土方直接由15T自卸车外运，基坑边坡和底部由人工修平，禁止超挖。4.5.2沉井下沉如前所述，沉井分二至三次浇捣一次下沉，下沉采用排水下沉法。沉井下沉，刃脚及井壁砼应完全达到设计强度，沉井下沉前拆除刃脚砼必须对称同步进行，并且要求将砼全部拆除干净，特别是洞口处更应注意，否则当顶管机头进洞碰到未拆除的砼将会造成严重的后果。在沉井下沉前做好监测的准备工作，安排好监测人员和仪器。沉井下沉过程中，施工人员应树立“防偏为主，纠偏为辅，勤测勤纠，有偏必纠”的指导思想。沉井标高每班至少测量三次，轴线位移每班测二次。当沉井每次下沉稳定后应进行高差和中心位移测量。沉井初沉阶段每2小时至少测量一次，必要时连续观测，及时纠偏；终沉阶段每小时至少测量一次。当沉井下沉接近设计标高时应加强观测。沉井下沉过程中，应根据不同的土层性质，井底工作面高低状况，采取正确合理的挖土顺序与深度，避免因破土不均匀造成正面阻力大小不对称而发生偏斜。沉井发生摩阻力过大，偏斜位移时，应分析原因，及时制订有力的对策措施。 对于偏斜位移的沉井可根据实际情况选用偏侧挖土，偏心压重等方法进行纠偏。4.6 井点降水和地基加固措施（1） 概述沉井降水的目的为了降低沉井附近区域的地下水位，使沉井锅底无水，达到干施工的效果。根据我单位多年的施工经验，这是一种行之有效的方法。沉井降水采用管井井点，井管在基坑内环形布置，抽汲设备设置在地面上。 （2） 管井井点布置（见下图）a. 本工程降水布置在井壁制作完成后进行。井管环形布置，井管距井外壁为2m，井管间距2.5m，共设一套泵和管路。沉井下沉时井点系统，应由专人管理和捉漏。管井井点按降水曲线Il10进行估算，降低后的水位在底梁标高以下，可满足底梁及底板处于干燥状态进行施工。b由于本工程地基土质状态不良，故井点管应在底板混凝土强度满足设计要求后再行拆除。c管井井点系统由排水总管、进水总管、高压水泵、集水池、井管等组成。d.每套井点总管长度根据各沉井的具体布置，综合a点所述本工程管井井点共设55KW多级泵2台（其中1台备用）。井点管沿总管内侧布置，为提高降水效率，井点管间距设为2.5m，井管与沉井外壁距离为2m。e预先将井点总管布置沿线挖深300x300沟槽，将总管置于沟槽中，并做好保护措施，以便于车辆的出入。3) 管井井点施工流程试 抽降 水钻 孔安装管路灌 砂埋设井管施工准备4) 井点系统的埋设a. 埋设井点程序：先安排放总管，在埋设井点管，用弯联管将井点管与总管接通，然后安装抽水设备。b. 井点管的埋设采用钻孔，井点管长，以保证沉井、坑底土体以7.50cm内土体干燥为准（不包括滤网），钻孔时，先用起重设备将直径5070mm的冲管吊起并插在井点位置，然后开动钻机钻孔。钻孔时钻管应垂直插入土中，边钻边沉，钻孔直径为400mm。钻孔宜比滤管底深0.5m左右，以防钻管拨出时，部分土颗粒沉于孔底而触及滤管底部。c. 井孔冲成后，立即拨出冲管，插入井点管，并在井点管与孔壁之间迅速填灌砂滤层，以防孔壁塌土。砂滤层的填灌选用干净粗砂，填灌均匀，填至滤管顶上l一15m，防止周土颗粒堵塞滤管，以保证水流畅通。井点填砂后，须用粘土封口，以防漏气。d每根井管沉设后，要检验其渗水性能，在填粗砂滤料时管口应有泥浆水冒出，管口注水后，管内水位下沉。e用弯联管将井点管与总管接通，然后安装抽水设备。5) 抽水a. 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。b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。c用真空度作为判断井点系统良好与否的尺度，应经常观测，一般不低于400-500mm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拨出重新埋设。d水位下降情况通过观测水位观测孔来掌握。e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要求，才能保证挖土顺利进行。6) 井点系统的拆除a. 当沉井下沉及顶管结束，底板混凝土强度达到设计强度时，可拆除管井井点。b所留孔洞用砂或土填塞。拔出井点管可借助于倒链，起重机等。7) 基坑排水措施a. 在基坑外侧要设置环形500x300明沟，并在基坑四周及后浇带处设800x800x1000集水井。b在基坑边用水泥砂浆砌筑一条护岸，以防雨天降水流入坑内，对护坡壁造成影响。将水引至集水井内，用抽水设备将水排出基坑。4.7 使用膨润土或类似润滑剂的措施根据沉井下沉系数的计算，不采用膨润土或类似润滑剂的措施,采用沉井外壁灌砂的助沉措施。4.8 沉井过程中常见问题的处理（1）井筒倾斜的观测及校正：由于刃脚下面的土质不均匀井壁四周的土压力不均衡，挖土操作不对称以及刃脚下有障碍物，可能造成井筒倾斜。因此在沉井过程中，必须随时观测倾斜情况。采用垂球观测的方法。由于井筒内四周挖土不均或土质不均，地耐力不一致导致的井筒倾斜，可采用挖土的方法加以校正。即在下沉较慢的一侧多挖土。如此法不足以校正时，可在井筒外壁一边开挖土放，相对一边回填土方。此外还可以采用加载的方法加以校正。（2）井筒不沉或突沉如井壁四周的土不易下滑导致下沉缓慢或不能下沉时，采用高压水枪进行冲射，水枪沿井壁布置，冲动刃脚部分的土，使井下沉。若是由于障碍物阻挡，则挖去障碍物。为防止突沉，锅底开挖深度一般不得超过0.5米。（3）井筒裂缝由于井筒四周土压力不均，挖土时遇到障碍物支撑井筒的若干点而混凝土强度较低都有可能产生裂缝。因此，施工时应使井筒达到规定强度后，方可下沉。也可在方便挖土的前提下在井筒内安设支撑。井筒产生裂缝后，必须在井筒外面挖土，减少该向的土压力，或拆除障碍物，防止裂缝继续扩大。同时用水泥沙浆，环氧树脂或其他补强材料涂抹裂缝进行补救。（4）沉井的抗浮 由于沉井位于地下含水层内，可能产生上浮。施工过程中，可以采取增加构筑物的附加荷载，增加下沉摩阻力，减少刃脚开挖深度，防止地面水流入等措施抗浮。 4.9沉井封底按设计要求施工。当沉井沉到设计标高，经23天稳定后，经沉降观测沉降率在允许范围内即可进行封底。封底前整理好“锅底”和清除浮泥，新老砼接触面凿毛清洗。设置好集水井，砼封底要一次浇筑，对称进行，中途不能停顿，避免产生施工缝造成渗漏现象。保留集水井继续抽水，使砼不受浸泡。钢筋砼达到设计强度要求后停止井点降水。五、 顶管施工方案顶管施工工艺流程 工 作 开 始测 量 放 线放样复核基坑构筑 地面设备安装工作坑设备安装2#管出洞准备 注浆材料准备1#管出洞准备 注浆材料准备挖土运土挖土运土注 浆推 进推 进注 浆卸管、接口安装卸管、接口安装进 洞进 洞取工具管取工具管 砌筑检查井工作结束5.1工作井顶管设备布置（见下图） 5.2管材的选择我们选择*制管厂的生产的管子。 (1) 制管前，对钢模进行整修，以使管子的尺寸和形位误差符合设计要求。 (2) 加强对钢套环制作质量的检查，焊缝连接处平整、光滑、无折边、焊缝强度不小于母材强度。（3）钢套环锚固材料应由螺纹钢改为840带勾的带钢，以增加焊缝强度和锚固力，避免钢套环走动。 (4）在钢套环内侧的TPU弹性密封胶浇注前，应清洁槽内表面，按设计要求的配方材料浇注在槽内，密封胶要求饱满，无凹坑。 (5）在钢套环涂刷防腐层以后，应保持内表面平整光滑。 (6）选择优质的脱模剂。 (7）钢筋笼制作按操作规程执行。 (8)混凝土选材，级配，水灰比按操作规程执行。 5.3顶管工程力学参数确定顶管过程是一个复杂的力学过程，它涉及材料力学、岩土力学、流体力学、弹塑性力学等诸多学科。但顶管计算的根本问题是要估算顶管的推力和后背承载能力。顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻力及工具管气水压力。工具管切土正压力：与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形态及管内挖土状况有关。根据有关工程统计资料，软土层一般为20-30t/m2,硬土层通常在30-60t/m2。大于40t/m2 时表明土质较好，可考虑取消格栅,采用开敞式工具管。F1=S1K其中 F1-顶管正阻力(t) S1-顶管正面积(m2) K-顶管正阻力系数(t/m2)管壁摩擦阻力：管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。根据有关工程统计资料，管壁摩擦阻力一般在100-500kg/m2之间。通常减少管壁摩擦阻力的措施有：管壁与泥土间加泥浆套减阻，使管外壁形态规则和表面光洁、减少管道拐弯等。 泥水平衡压力：在封闭的冲泥舱内加泥水压力平衡地下水压力，是防止泥砂涌入的重要方法。泥水压力一定要合理。压力过小，大量的泥砂涌入，会造成路面破坏，压力过大，会增大主千斤顶负荷，严重的可能产生冒顶现象。泥水平衡压阻力计算如下：F3=pD2P/4 其中 F3-顶管泥水阻力(t) D-顶管外径(m) P-一顶管泥水最大压力(t/m2) 在考虑最大一次顶进距离为170m时，顶管总阻力为以上三种阻力之和：F=F1+F2+F3考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取2倍能力储备，设备顶进能力应为700t。5.4后背结构及抗力计算后背作为千斤顶的支撑结构。因此，后背要有足够的强度和刚度，且压缩变形要均匀。所以，应进行强度和稳定性计算。本工程采用厚钢板后背，这种后背设置简单，安装时应满足下列要求:A.使千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3；B.后背垫铁可用70mm钢板。C.后背后松散砂层灌注水泥砂浆。后背的计算后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向相一致。当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形现象是正常的。顶管时，后背不应当破坏，以免产生不允许的压缩变形。后背不应出现上下或左右的不均匀压缩。否则，千斤顶支承在斜面后背的土上，造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工安全，应进行后背的强度和刚度计算。根据顶进需要的总顶力，运用朗肯土压力公式核算后背受力及挡桩的长度，使土体所受的力小于土壤的允许承载力。关于后背详细计算，可分为浅覆土后背和深履土后背。具体计算可按挡土墙计算方法确定。5.5顶进设备选择适合本工程的顶管机头及其配套设备，中继间类型的选择及应急时所采取的技术措施 (1) 选择顶管掘进机 选择好顶管掘进机对顶管施工是至关重要的。本工程选择1500、1200及泥水平衡（Telemole）掘进机。Telemole掘进机的开挖面具有二种平衡机理，大刀盘平衡开挖面的土压力，使之在主动土压力和被动主压力之间。泥水系统的压力平衡开挖面的地下水压力，这种二重平衡机理的掘进机对地表隆沉控制精度是很高的，一般地表隆沉控制值小于1cm。此外，该掘进机的操作是在地面控制室进行的，采用激光导向，闭路电视监控，还具有自动化程度高，质量易控制等特点。由于管内实现连续出土，日推进进尺大于30m。 (2) 主顶进系统主顶进系统共有4只1500KN双冲程等推力油缸，行程3500mm，总推力6000KN，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，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，主顶和中继环实现联动。为应付顶管时的特殊情况，特制定以下应急技术措施。a. 准备足够的易损零部件，使施工中的修理时间缩到最短。b. 在机头的主轴密封和中继间密封中增加了油脂供油系统，一旦发生渗漏泥水，可以通过压注润滑脂，以润滑脂压力封堵渗漏通径。顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、顶铁等。千斤顶千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程拟采用4台320t液压千斤顶。千斤顶的工作坑内的布置与采用个数有关，如一台千斤顶，其布置为单列式，应使千斤顶中心与管中心的垂线对称。使用多台并列式时，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。根据施工经验，采用人工或机械挖运土方，管上半部管壁与土壁有间隙时， 千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的1/41/5处。高压油泵由电动机带动油泵工作，选用额定压力为62MPa的ZB500柱塞泵，经分配器，控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致。顶铁顶铁是传递和分散顶力的设备。要求它能承受顶压力而不变形，并且便于搬动。根据顶铁旋转位置的不同，可分为横顶铁、顺顶铁和U形顶铁三种。1)横向顶铁安装在千斤顶与方顶铁之间，将千斤顶的顶推力传递给两侧的方顶铁上。使用时与顶力方向垂直，起梁的作用。横顶铁断面尺寸为300300mm，长度按被顶管径及千斤顶台数而定，本工程选用长度为1.6m的横顶铁；用型钢加肋和端板焊制而成。2)顺顶铁(纵向顶铁)放置在面铁与被顶的管子之间，使用时与顶力方向平行，起柱的作用。在顶管过程中起调节间距的垫铁，因此顶铁的长度取决于斤顶的行程、管节长度、出土设备等而定,通常有100、200、300、400、600等几种长度。横截面为250300mm，两端面用厚25mm钢焊平。顺顶铁的两顶端面加工应平整且平行。防止作业时顶铁发生外弹。3)U形顶铁安放在管子端面，顺顶铁作用其上。它的内、外径尺寸与管子端面尺寸相适应。其作用是使用顺顶铁传递的顶力较均匀地分布的到顶管端断面上，以免管端局部顶力过大，压坏混凝土管端。大口径管口采用环形，小口径管口可采用半圆形。其它设备工作坑上设活动式工作平台，平台用25号工字钢梁，上铺1515cm方木。工作坑井口处安装一滑动平台，作为下管及出土使用。在工作平台上设起重架，上装电动卷扬机，其起重量应大于管子重量。工作棚用帆布遮盖，以防雨水。5.6顶进施工5.6.1顶管工作坑设施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。其高程和平面安装误差小于5mm。承压壁是承受和传递全部顶力的后座墙，更应具有足够的强度和刚度，并有足够安全度。本工程的承压壁设计先用混凝土浇平，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，承压壁的面积HB4.24.2m。（见下图）5.6.2 洞口止水装置在洞口外侧，要设置钢封门，钢封门采用20槽钢，密排布置，在洞内侧，根据设计要求，先制作钢筋混凝土墙，再砌砖墙，顶进开门时，用风镐破除钢筋混凝土墙和砖墙，不留隐患。在预留洞底部，还应设置延长导轨，以免机头出洞时嗑头。根据设计预留的法兰，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。（见下图）在机头将要到达接收井时，要精确测出机头姿态位置，尽量满足橡胶法兰与机头同心的要求。5.6.3 注浆系统注浆为机头同步注浆和管道补浆二部分。采用同一根总管和同一种浆液配方。触变泥浆由地面液压注浆泵通过2”管路压送到各注浆孔。在机头处应安装隔膜式压力表，以检验浆液是否到达指定位置，在所有注浆孔内要设置球阀，软管和接头的耐压力5Mpa，支管通径为G1。在工作井洞口止水装置前的建筑空隙处设置4个注浆孔，当管道外壁进入洞内，未与土体磨擦之前就先浸满浆液。触变泥浆随管外壁向土体渗入。在整个管道中每间隔3个管子设1个补浆断面共4个注浆孔，补浆应按顺序依次进行，每班不少于2次循环，定量压注。触变泥浆的配方和性能指标配方膨润土纯碱掺加剂漏斗粘度(秒)视粘度CP失水量ml终切力(达因/mm3)比重A浆126CMC适量36”30.591301.073 注浆压力：大于地下水压力，注浆量为建筑空隙的68倍。5.6.4工作井平面布置本工程采用12T吊车下管。在吊车的一侧设一座沉泥箱，在工作井实行全封闭隔离，并建筑必要的生产临时设施。要保持施工现场的文明、安全和卫生整洁。（见下图）5.6.5最大顶推力及其限制在分析了主顶油缸推力，管子允许顶力，沉井允许顶力以后，我们可以确定顶管的最大顶推力。由于地下工程的不可预见性。5.6.6顶管进出洞口地基加固措施 (1) 概述本工程顶管进出洞口措施是施工成败的关键，在进出洞口先进行压密注浆地基加固，工作井加固范围为LBH544.5m=90m3，接收井加固范围为LBH2.544.5m=45m3，强度为0.15Mpa，地基加固采用压密注浆法，此外在进出洞口过程中还应保留管井井点降水措施。 (2) 压密注桨施工由于顶管进出洞口土体软弱，强度低，含水量高，因此采取压密注浆来进行土体加固。注浆浆液采用425#普通硅酸盐水泥浆，水灰比0.6，外加2水玻璃，2膨润土，水泥掺量8。a. 压密注浆施工工艺流程图 灌封 闭泥 浆钻 孔钻机与灌浆设备就 位 插注 浆芯 管冲 洗塑 料阀 管注 浆 下次再行重复以上流程，对于不宜用清水冲洗的场地，可考虑用纯水玻璃或陶土浆灌满阀管内。b. 施工方案 (a) 布孔原则(因压密注桨影响半径600，有效半径500)：排距和孔距均为lm，在深层搅拌桩之间采取压密注浆方式，改善土体性质，从而达到地基加固的目的。 (b) 注浆时采用先从外围，后内部的注桨施工方式，以防止浆液流失。(c) 改进压浆喷头，将常规直喷式改为滤网式喷头。改进压浆喷头，旨在增加压浆压力，扩大有效半径，增加水泥浆的渗透力。 (d) 压密注浆施工在水泥土搅拌桩结束以后，这样避免了浆液扩出压浆区范围。 (e) 每孔注浆时，自下而上逐段注浆，每次拨管间距不大于05m，注浆压力为025035Mpa。 (f) 先将注浆管压入土层至设计深度，然后接上压浆机，边向上拨起注浆管边向土层内注浆。通过控制注浆量和注浆压力来达到设计要求。5.6.7建筑物和构筑物及管线沉降控制保护措施 (1) 地表沉降预测由派克法，地面沉降的横向分布似正态分布曲线。 Smax=V/(2.5I) Smax - 最大沉降量 V - 地表损失量 I - 沉降槽宽度系数 IR(Z/2R)0.8 0.72（6.92/2*0.72）0.82.53地表损失量V与以下因素有关开挖面引起的vf0.013.140.7220.02纠偏引起的V2(1/2)RrL%1/23.140.720.810.01工具管与管子外径空隙引起的V3D.ak3.141.440.010.20.01其它因素引起的V40.02 V0.06Smax0.06/2.52.530.01m9mm (2) 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，出土率等）进行比较，从而优化掘进机参数指导以后的顶管推进。 (3) 注浆稳定措施除了在初始推进阶段，优化推进参数以外，在顶进过程中加强同步注浆也是有效手段之一，必须尽可能将膨润土泥浆套随机头向前移动，形成连续的环状浆套。要选择触变性能良好的膨润土制浆材料。 (4) 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.Q=0.4m3/m 水灰比：0.45.6.8处理顶管机头碰到原有地下障碍物的措施和方法对Telemole掘进机，由于该掘进机采用面板式大刀盘结构,而且切土口的开启量又小，所以一般较大的地下障碍物无法进入掘进机，而是被挤到开挖面以外去了。较小的障碍物则能通过管道排出来。另外，刀盘上的硬质合金刀头能够切削强度为0.5Mpa加固体。5.6.9顶进过程中，采用中间接力顶进的中继间设置情况 (1) 顶力计算和中继间设置F1rHtg2(45o+/2)A1.86.2 tg2(45o+12o/2)(/4)1.44 2 28T（设定土的容重r=1.8t/m3，土面至管中心深度H6.2m，土的内摩擦角12o ）管道周边摩阻力F2DLfD-管外径 L-顶进长度 f-单位面积周边阻力。根据大量顶管工程实例，取经验数据f=0.5t/m2， L（F控-F1） /Df 252/ 1.440.5114m由以上计算，结合工程实例，本工程1500及2000根据顶距，不考虑安排中继间。5.6.10顶管注浆工艺顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效方法是注浆。我们设想在管外壁与土层之间形成一条完整的环状的泥浆润滑套，变原来的干摩擦状态为液体摩擦状态。这样就可以大大地减少顶进阻力。要达到这一目的，就必须严格执行顶管注浆操作规程，由专人操作，质量员检查严格把好质量关。工作坑内设备安装完毕，经检查各部处于良好状态，即可进行开挖和顶进。首先将管子下到导轨上，就位以后，装好顶铁，校测管轴线和管底标高是否符合设计要求，合格后即可进行管前端挖土。顶进利用千斤顶出镐。在后背不动的情况下将被顶进管子推向前进，其操作过程如下:安装好顶铁挤牢，管前端已一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。卸下顶铁，下管，用钢套环连接混凝土管，在混凝土管接口处放一圈麻绳，以保证接口缝隙和受力均匀或彩和其他防渗漏措施，保证管与管之间的连接安全。重新装好顶铁，重复上述操作。5.6.11顶进时应注意事项:顶进时应遵照“先挖后顶，随挖随顶”的原则。应连续作业，避免中途停止，造成阻力增大，增加顶进的困难。首节管子顶进的方向和高程，关系到整段顶进质量，应勤测量，勤检查及时校正偏差。安装顶铁应平顺无歪斜扭现象，每次收回活塞加放顶铁时，应换用可能安放的最长顶铁，使连接的顶铁数目为最少。顶进过程中，发现管前土方坍塌、后背倾斜，偏差过大或油泵压力表指针骤增等情况,应停止顶进，查明原因，排除故障后，再继续顶进。(5)管前挖土是保证顶进质量及地上建筑物安全的关键，管前挖土的方向和开挖形状，直接影响顶进管位的准确性，因为管子在顶进中是循已挖好的土壁前进的。因此，管前周围超挖应严格控制。对于密实土质,管端上方可有1.5cm空隙，以减少顶进阻力，管端下部135中心角范围内不得超挖，保持管壁与土壁相平，也可预留1cm厚土层，在管子顶管过程中切去，这样可防止管端下沉。在不允许顶管上部土壤下沉地段顶进时，管周一律不得超挖。管前挖土深度，一般等于千斤顶出镐长度，如土质较好，可超前0.5m。超挖过大，土壁开挖形状就易控制，容易引起管位偏差和上方土坍塌。在顶进时，应采取管顶上部土壤加固或管前安设管檐，操作人员在其内挖土，防止坍塌伤人。管内挖土工作条件差，劳动强度大，应组织专人轮流操作。(6)管前挖出的土，及时外运。管径较大时，可用双轮手推车推运。管径较小，应采用双筒卷杨机牵引四轮小车出土，土运至管外，再用工作平台上的电动卷扬机送至平台上，然后运出坑外。(7)顶管遇流砂层或淤泥层时，采用泥水压力平衡顶管，使工具管内保持一定压力，平衡土体和地下水压力，使土体保持稳定。应及时封闭工具管，采用水力出泥。在工具管中接入含有一定泥量的泥浆，通过水枪射水冲泥，泥水通过吸泥泵排到地表泥浆池中沉淀，反复循环使用，泥浆用槽车运走。(8)冲泥和吸泥泵稳定工作时，调节冲泥和吸泥的泵量，冲泥舱内应保持一定压力，舱内泥水压力应与地下水压力相平衡，泥水压力过大，将增加主千斤顶负荷，泥水冲破上覆地层，达到地表，造成突顶事故；泥水压力过小，地下水涌入冲泥舱，工具管前方塌方，将破坏上覆地层，造成地面建筑物破坏。(9)在顶管过程中，由于泥水平衡压力控制不当或停顿时间过长，可能会造成突水冒顶事故和工作面塌方事故。发生突顶时：应该逐渐降低工具管内泥水压力，使泥水压力略小于地下水压力，关闭冲泥水枪和吸泥泵，启动千斤顶缓慢顶进一缎距离，待顶力升高，采用小水力冲泥，间歇启动吸泥泵排泥，做小量排泥。发生塌方时：应该逐渐升高工具管内泥水压力，使泥水压力略大于地下水压力，关闭冲泥水枪和吸泥泵，启动千斤顶缓慢顶进一缎距离，待顶力升高，采用小水力冲泥，间歇启动吸泥泵排泥，做小量排泥。5.6.12管道渗漏的治理 对管道渗水和漏水点，先凿V形槽，埋入导水水管，用双快水泥封闭管周，待水泥由一定强度后，用手动泵压入水泥水玻璃浆液封堵。5.6.13顶管作业面通风顶管作业面通风采用压入强制性通风措施，用风机通过1.5英寸铁管向工作面压风。5.6.14顶管坑内检查井的砌筑管道完成后，按设计图在坑内用砖砌筑检查井，井内外批防水砂浆。待砂浆达到一定强度后，回填石屑至管顶面，用水冲实，其上用土回填，分层夯实。5.6.15 顶进过程中，线型控制及量测设备1. 测量仪器配备与检验顶管施工需进行三维动态测量，其精度要求特别高，必须采用精度高，性能优良的测量仪器。为此，特配备了Leica TC2002型全站仪（测角+1”，量距1+1ppm），Leica T2经纬仪，Leica 铅垂仪（精度1/40000），NA2 水准仪等一系列精密高档仪器。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。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。(b) 利用空导点和地面导线点建立平面控制网。导线测量采用TC2002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。(c) 井上座标点向井下传递采用联系三角形方式，点位由Leica铅垂仪垂直投设。 (d) 井下控制顶进方向的基准点用钢架埋设成固定点，采用全站仪跟踪观测机头平面偏差方向。3.高程控制 (a) 利用施