K800-K1800标段顶管施工组织设计(修改)难点.doc

包头市城市排水防涝系统及老旧管网改造工程包伊公路污水管线顶管方案审核人：李国胜编制人：王成海编制单位：内蒙古隆升建筑安装工程有限公司编制时间：二O一七年二月二十日目 录第一章、编制依据及编制原则-3第二章、工程概况-4第三章、施工准备工作-4第四章、施工部署-7第五章、顶管施工方案及措施- -9附件一 拟投入本项目的主要施工设备表 附件二 拟配备本项目的试验和检测仪器设备表 附件三 平面布置图 第一章、编制依据及编制原则1、编制依据1.1根据包头市城市排水防涝系统及老旧管网改造工程设计图纸及招标文件，参照国家行业现行施工及验收主要规范、规程、标准，结合我公司质量体系ISO9001：2000标准制定的管理手册、程序文件以及我公司施工能力、技术装备状况进行编制。1.2、工程执行规范、标准根据设计文件要求，本招标工程项目的材料、设备、施工须达到现行中华人民共和国以及内蒙古自治区或行业的工程建设标准、规范的要求。在施工过程中，如国家有新法规规范颁布，应以新颁布的法规规范为准。本工程执行下列有关技术标准、规范、规程但不限于以下技术标准、规程、国家和行业现行施工及验收主要规程、规范、标准：1、城市道路工程设计规范 CJJ37-20122、城镇道路路面设计规范 CJJ169-20124、公路工程技术标准 JTG B01-20035、城镇道路工程施工与质量验收规范 CJJ1-20086、沥青路面施工及验收规范 GB 50092-967、城市道路路基工程施工及验收规范 CJJ44-918、城市道路设计规范 CJJ37-909、给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-200810、预应力混凝土管 GB5696-200611、市政道路工程质量检验评定标准 CJJ1-90 12、城市道路设计规范 CJJ37-90 13、设计施工图中涉及到的规范、规程和标准及相关技术要求。14、发包人或监理工程师依据本工程的特点和具体情况以及国家现行规范、规程和标准制定的本工程特定适用的有关补充规定或要求。以上提供的标准、规范如与现行的、最新的标准、规范不一致时，投标人以现行的、最新的为准。投标人在投标文件中必须详细列出所使用的技术标准和规范。2、编制原则2.1认真贯彻国家对工程建设的各项方针，严格执行建设程序和施工顺序。遵循建筑施工工艺及其技术标准，坚持合理的施工程序。2.2施工中密切与市政各管理部门配合，搞好城市环境保护工作。2.3结合本工程特点，配备具有类似施工经验的专业队伍，选择性能良好的机械设备，科学合理的配备生产各要素来提高劳动生产率。2.4采用先进施工技术科学地制定施工方案，高效、有序、优质、安全、文明地组织施工。严格按照质量保证体系标准及程序对施工过程实行动态管理和严密监控，力保工程按工期完成并全部达到国家验收标准。2.5采用先进的施工组织管理技术，统筹计划，合理安排，组织分段平行流水作业，均衡生产目标顺利实施。合理储存物资，减少物资运输量。第二章、 工程概况1、工程内容概述包头市城市排水防涝系统及老旧管网改造工程二道沙河污水收集干管改道工程（包伊公路-二道沙河）起止段落（W-1W-18）。原设计为开槽埋管，涉及管材为DN1800钢筋混凝土管，拟建管道埋深8米。鉴于本管线途径南绕城道路以东（交通流量较大及开挖占地面积大无交通便道），开槽埋管涉及到交通压力及征地问题且埋设较深地下水位较高等原因，拟K0+800至K1+800一公里全部改成顶管施工。K0+000至K0+800为开槽埋管，拟建管道总长度1800米（具体以实际施工路面为准），检查井为矩形混凝土井。2、工程建设地点工程建设地点位于包头市万水泉。3、工程施工条件3.1自然环境、地形地貌：该段管线沿道路铺设，均呈现为东北向西南向，场地总体地形略呈现出东北高西南低。主导风向为西北风，地形平坦。3.2地质条件根据地勘资料土质为1-2类土，土层主要为上部的粉土、粉砂层及下部的粉土、粉砂层，经勘察地下水均在4.5米左右。3.3道路交通本工程地处市区，交通虽然十分方便，但仍需要协调交管部门办理施工车辆通行的相关手续。3.4工艺比对开槽埋管（施工方案附后）综合上述本管线途径南绕城道路且埋设管线较大（DN1800）、埋深较深（8米）、地下水较丰富且此区域土层根据本项目的地勘显示为砂性土，透水性较强。在水的作用下极易发生管涌及流砂现象。再加上开槽埋管特有的工艺性质，势必在施工过程中大面积挖除已建成的道路（土方开挖面宽度12米）。另外结合地勘需在开槽的单侧或两侧增设井点降水来确保钢板桩支护的稳定性和下道工序的施工。一旦启用井点降水，其上部的构筑物在长期受地下水下降的前提下，势必会随着土体密实度的增受到沉降的影响，从而难以保证整条管线四周道路的安全性。其二，用于开槽的施工机械在开槽埋管施工工艺中，为减轻支护的侧压力保证支护的稳定性，势必将大量土方反复地翻运至离支护沟槽安全距离外，造成支护沟槽周围道路的大量损毁，导致路面二次修复。其三，正因为开槽埋管所具有的特性，其涉及的征地范围、道路协调及交通压力将大大增加。其四，K1+000至K1+800段临街底店密集开挖后直接影响底店不能正常营业，且没有绕行的临时便道影响出行。顶管施工（施工方案附后）顶管施工则会大大减少道路的开挖面，同时也大大降低交通压力、缩小征地范围及道路协调等方面事宜。顶管施工井的位置可根据现场实际情况酌情调节，其施工工艺不受地下水高低的限制，可连续施工且施工周期较短。在施工井的范围内可增设临时便道（短距离）来保持交通通畅。同事也大大避免因施工工艺带来诸多的安全隐患。3.5施工用水、用电本工程顶管施工用电采用2台300KM柴油发电机，沉井及降水采用75KM若干台。施工用水方面，附近没有水源接点，施工现场计划打深井与用车买水相结合的方法满足施工用水（顶管用水量为80m3/h）,其他用水配备拉水车拉水到施工用水区域。第三章、 施工准备工作1、开工前准备工作开工前认真熟悉图纸，对设计图进行会审，编制机具计划及劳动力调配计划，做好机械、材料及施工配合比的准备工作，搭好临建，做好三通一平工作。开工前还需要对施工现场及自然地质情况进行勘察。勘察的方法：一方面由建设单位负责提供地下部分的各种管道、光缆、电缆等地下城市基础设施的资料；另一方面施工单位对地下基础设施进行现场勘探，并对周边的居民进行调查，摸清施工现场所有的地下设施情况。掌握了地下基础设施的第一手资料，施工时根据这些资料采取各种应急措施，以防施工过程中破坏了地下基础设施，造成城市通讯中断，漏水冒水及停水停电等严重后果。2、施工测量准备2.1测量依据：施工前组织测量人员作好测量准备工作，认真复核图纸，掌握有关数据，根据业主提供的已知水准点、坐标点，核对永久性水准点、坐标点，并建立临时水准点，测定各断面开挖水准点。2.2测量放线根据设计提供的坐标及水准点，对全线实测放线, 把测量出各种施工位置和高程用红铅油标注在附近的不移动的建筑物上，做为整个工程施工的测量控制网点，并把测量成果如实记录。3、技术准备3.1深入现场进一步了解现场地形、地貌和水纹地质情况。3.2组织各部门有关人员认真学习，熟悉施工图纸，领会设计意图及时组织各专业共同进行图纸会审。3.3根据施工部署编制各分项工程施工方案及技术交底。3.4装备高精度施工测量仪器、工具，组建测量小组。3.5根据现场实际情况建立健全技术、质量、试验、测量、资料等质量保证体系，制定完善的现场技术管理制度。4、物资准备4.1根据施工预算及施工进度计划，制定材料采购及加工定货计划，列出各种材料、成品、半成品需用量计划，确定材料供应渠道和进场时间表。4.2落实各种施工机械的使用性能及进场时间，组织性能良好的施工机械，按计划进场投入使用。5、劳动力准备5.1根据工程的施工特点，加强企业内部劳动力结构的调整，组建适合本工程施工需要的各种专业队伍。5.2建立健全各施工项目的劳动组织，规章制度，对进场的人员进行技能考核，加强各专业工种的穿插流水，使施工队伍能够及时进入操作最佳状态。5.3结合本工程特点，项目部计划组建明确分工、相互协调、专业性强的施工队伍。6.机械设备配备6.1结合本程的特点选用适合的机具进行施工，各种机具、机械性能必须良好，做好进场的初步验收工作。6.2所用大型机具或数量较大材料必须提前制定计划，做到施工中不因材料而造成工期拖延。7.试验检测工具准备根据现场材料及工程特点制定相应得检测工具计划，所用检测工具必须有检测部门出具的检测报告方能用于工程中，不使用检测过期的工具。8.施工总平面准备工作布置根据施工总布署和作业计划，做到施工平面图布置紧凑科学，合理利用施工用地，满足施工需要。保证现场道路畅通，尽量使材料堆场、库房及施工机具等位置靠近施工现场，避免二次搬运。使生产区、生活区、办公区分开设置，符合生活卫生、安全防火、环境保护与劳动保护等要求。第四章、施工部署1、工程管理目标1.1质量目标：符合国家工程验收标准，确保整体一次验收合格。1.2安全文明施工目标 工程安全文明施工达到国家工程安全标准。我公司将采取切实可行的措施和充足的安全投入，通过严密的安全管理，强化施工现场科学管理，达到职业健康安全管理体系的要求，达到环境管理标准ISO14000的要求。在安全生中过程中杜绝施工现场发生重大伤亡事故，严格控制轻伤频率在千分之三之内，争创包头市安全文明示范工地。1.3工期目标：2017年 3月15日计划开工，2017年 7月 31日达到竣工。1.4现场管理目标我公司按照国家和包头市关于城市建设工程施工的各项管理规定，加强施工组织和现场安全文明施工管理。1.5服务承诺尊重监理，服从设计，信守合同，竭诚为业主服务，施工过程和工程保修回访期间认真协调好各方面的关系。2、施工现场总平面管理3.1对施工现场的总平面布置提出较高要求，我单位在施工现场的管理上有先进的管理方法和管理经验，在本工程的总平面布置上将坚持方便生产、文明卫生、位置合理、注重社会影响和环境影响的原则，实行分阶段的平面规划，确保本工程的平面布置科学合理。3.2本工程现场平面按施工部署部分的施工阶段划分原则进行布置，由于各施工阶段机械、堆场的布置均存在差异，因此我们将施工总平面按施工阶段进行动态管理，以确保本工程现场文明施工目标的实现。3.3沉井的工作井、接收井为8000mm、5000mm，加上混凝土的结构尺寸快10米，在0-800米段的道路宽7米，800-1800米段道路宽13米，设计管线中心为7米路宽中心偏南2.5米处。工作井施工时需要先进行土方的回填施工，沉井四周保证30米见方范围内平整，土方回填到土路面平齐时进行沉井的施工，回填密实度符合相关规定。南侧计划排泥浆，泥浆需要现场晾晒，在路得南侧需要征地10米宽，北侧需在工作井及接收井处征地30米长10宽。第五章、主要工程施工方案及措施 第一节、沉井方案及措施根据地勘报告中得知管线穿越土层为粉土，也称之为砂性土，此土层渗水性强，在水力作用下宜发生管涌，流砂现象。管道在穿越时，因土层原因摩阻力较大。故建议管道单向顶距控制在200米以内（安置中距间除外）。顶管施工井计划采用砼沉井施工。沉井设置为圆形8000工作井，接收井5000，部分顶管施工考虑交通流量大等因素需要做成矩形沉井，沉井平面尺寸工作井7500*4500，接收井4500*4500。两井间若设置检查井可设置骑马井。顶管施工井具体井位布置及尺寸见下图。 矩形工作井平面示意图圆形工作井平面尺寸图顶管施工井位置布置图（附施工图）3、沉井下沉方案的确定：本工程中沉井位置处的土质情况分为两种，一种为粉质粘土，。为使沉井下沉较为顺利，根据不同土质采用不同的下层方法，在粉质粘土段施工时采用干沉法，在粉砂夹粉土段施工时采用不排水法（湿沉法）。沉井下沉时必须克服井壁与土间的摩擦力、地层对刃脚的反力，本工程沉井施工拟采用不排水下沉的施工方法进行。（一）施工准备为方便施工，并减少沉井下沉工作量，采用上部机械开挖沉井基坑，深度控制在1.8米以内，外侧采用240砖墙砌筑支护土壁，砖墙外侧采用32号槽钢支护，打入深度超过沉井深度1.5米以上，必要时砖墙内侧垫钢板后对撑工字钢加固。防止上部的土体侧倾，并且在井壁四周采用压密注浆的方式对土体进行加固。防止周边构筑物因水土流失造成开裂、失稳等情况发生。（2） 沉井下沉 根据现有地质报告，沉井可采用挖机挖土，机械需要采用臂长23米反铲挖掘机，机械不能到位的地方需要人工挖土16T吊车配合出土，按比例的下沉，直至沉井的设计标高。水下混凝土封底：1） 混凝土坍落度宜为150200mm，在开始灌注混凝土时，宜用较小的坍落度。2）灌注封底水下混凝土时，需要的导管间隔及根数，应根据导管作用半径及封底面积确定，间距一般为2.54m,最深点应布置有导管。用数根导管灌注水下混凝土时，应依先低处、后高处，先周围、后中部的顺序进行。3）在灌注混凝土过程中，导管随混凝土面升高而徐徐提升，导管埋入混凝土的深度，应与导管内混凝土下落高度相适应，相邻两管混凝土的高差不得超过管距的1/151/20。4）用混凝土泵通过漏斗及导管灌注水下混凝土时，导管直径应与混凝土泵的输送能力相适应。混凝土的灌注应尽可能快地进行，导管拆除的间隔时间不宜超过30min。混凝土灌注将近结束时,应加大混凝土的坍落度和导管埋深。5）底板浇筑：在浇筑底板砼前可对井壁周围的槽钢进行钢筋的连接，成为相应的整体，砼标号采用C25砼。6）沉井回填 在提升过程中，为防止周边土体的坍塌，保证工程的安全，井内回填砂土工作与提升工作同步进行，并夯实。本工程沉井采用C20砼水下封底，垫层采用C20砼，沉井壁板和其余部分均为C25砼，抗渗等级为S6。为方便施工沉井制作采用分两节制作，沉井下沉采用不排水施工，一次下沉。4、工艺流程及施工方法测量定位基坑开挖处理砂、素砼垫层脚手架架搭设第一节沉井钢筋安装第一节沉井立模第二节沉井制作第一节砼浇注、养护测 量下 沉封 底底板浇注1）基坑处理沉井制作时首先应进行沉井处基坑处理，沉井在基坑内制作完成后开始下沉。沉井位置确定后，先采用机械开挖，边坡按1：1放坡，在挖至坑底标高以上20cm时，由人工整平夯实。基坑底部开挖平面尺寸：工作井：10m8m ，接收井：8m6m。2）基坑排水在沉井四周轮廓线外1.5m开挖300400mm（宽深）排水沟，坡度2%，内铺满碎石，形成滤水暗沟，在沉井两角设2只集水井，应比基坑低500mm以上，采用1寸潜水泵排水。3）砂垫层 砂垫层厚度应根据井壁厚度与基坑土层情况确定，其厚度可由计算确定。砂垫层选用级配较好的中粗砂，分层洒水夯实，层厚控制在20-30cm，砂的干容重不低于16.5kN/m3。砂垫层施工结束后在井壁下部位置浇筑C15素砼垫层，在刃角部位砌筑砖胎模，砖胎模表面铺设一毡两油。砌筑时，每隔0.9m预留一道20-30mm宽垂直缝，便于对拉固定外模及下沉前砖模拆除。 一毡二油 井壁刃脚 C15砼垫层 砖胎模H 砂垫层 4）沉井制作 （1）沉井分节制作 沉井砼设计标号C25抗渗等级S6，根据设计要求和施工需要，确定沉井分两次制作。 （2）模板及支架 沉井制作时采用木模板，模板固定采用12mm对拉螺栓，为防止井壁发生渗水现象，在拆除模板后对对拉螺栓孔的内外端部进行防水处理，即在对拉螺栓两端砼表面处设44cm垫木，在砼模板拆除后凿除垫木，在砼表面凹进部份以1：2防水砂浆抹平，外层作10mm厚防水砂浆灰饼后再刷2层防水浆。模板表面涂刷专用脱模剂，减小阻力便于下沉。 沉井内外四周搭设双排脚手，并设简易栏杆、安全网，所有脚手与模板脱离，防止沉井下沉与脚手架扯开。 （3）钢筋加工与绑扎沉井钢筋按图纸施工，在工地现场下料。沉井钢筋主要采用焊接，主筋d20，d20采用搭接焊。所有钢筋按图纸绑扎就位，保护层用垫块现场制作，平面尺寸5050，厚度根据不同部位要求确定，其中刃脚部位保护层垫块采用高标号垫块，以防被压碎。合模前应详细检查预埋件轴线、标高、数量，防止遗漏。 （4）砼浇注和养护 砼采用商品砼泵车输送至浇注工作面，浇筑时采用沿井壁均匀、对称、分层平铺法作业，砼面应保持同步均匀上升，并确保在下层砼初凝前浇注次层砼，同时密切观测沉井沉降，若不均匀沉降值较大，则应及时采取措施，严防井壁产生裂缝。 采用插入式振捣器振捣，不得漏振。混凝土浇筑完毕后12小时内应采取养护措施，可对混凝土表面复盖和浇水养护，拆模时砼强度应达到规范要求。井壁侧模拆除后应悬挂草袋并浇水养护，每天浇水次数应满足能保持混凝土处于湿润状态的要求。施工缝处混凝土应凿毛并冲洗干净，混凝土残渣也应清除干净，保持浇筑面的清洁。5）井点降水 为确保底板基础施工，避免基础沉井封底砼因井内水抽干后造成井内外水压过大渗漏，影响封底质量，在沉井内抽水时采用井点降水，减小井内外水压。 （1）设备选用根据场区地质及地下水情况估算基坑涌水量：Q=1.366K(2H-S)SLgR-LgxQ为涌水量(m/昼夜)S为水位下降值(m)K为土层渗透系数(m/昼夜)H为蓄水层厚度根据地质报告确定。R为抽水影响半径取50mX为基坑周围群井的假想半径F/=16m井点管采用直径500mm的水泥管，计算单根井点管出水量为q=19.6d3K确定井点管的数量及间距数量n=1.1Q/q 间距a=L/n。 抽水设备的确定：根据井点管的埋管深度选择吸程与扬程，根据涌水量Q选择离心泵每小时流量10.015.0m3/h，扬程在50m以上。 （2）井点管的布置及深度 由于基坑面积较大，在沉井部位四周布置环形井点，共4套井点系统，根据计算公式确定井管深度为20米，滤水管比设计降水标高深3m左右。 （3）井管埋设 采用回转钻机钻进，下管前进行冲孔换浆，换浆后测量孔深，采用钢丝绳拖置下管法下管，静水投砾法填滤料，填料完毕开始洗井。洗井采用高压水冲法，洗井结束后测量井深，建井过程中保持泥浆排放有限，场地整洁活完场清。 （4）井点管的使用井点管一经开启使用，必须连续不断抽水，配备双电源，以防止断电。正常出水规律为先大后小，先浑后清，若有异常须拔出井点管重新埋设。6）沉井下沉 （1）准备工作 用实心砖封堵沉井预留孔，外侧用水泥砂浆抹至与沉井外壁平并压光。 待第一节沉井混凝土强度养护至设计强度的100%后，即可进行沉井下沉施工。 考虑到有地下水，在沉井时会将周围的土体带走，会造成局部路面塌陷，施工时采用SMW工法止水或搅拌桩止水。 （2）混凝土垫层及刃脚砖模的破除 采用风钻破除混凝土垫层及刃脚砖座，按从内到外的顺序破除分，破除时应对称施工，破除出的混凝土碎块及砖碎块应及时清除并吊运出井外，防止沉井初沉时即产生倾斜。 （3）下沉 采用不排水法，一次下沉。沉井下沉中应加强观测，发现倾斜位移随时纠正，沉井初沉和终沉应增强观测次数。 井内取土必须先挖锅底，后掏刃脚，必须对称取土，均匀下沉，在下沉过程中应加强观测，若发现偏移，应立即采取措施，进行纠正，井内取土不得堆放在基坑周围。 沉井下沉前井璧上所有预留孔建议用钢板封堵，同时对洞口用粘土和砖密实填筑。井璧上顶管进出洞口采用专用套管，盘根止水，所有井壁洞口套管与钢筋混凝土管壁之间，根据施工单位自身条件，应做好止水处理。 （4）下沉观测 沉井下沉过程中，要及时观测，并做好记录，当发现沉井倾斜、位移或扭转时，应及时进行纠正，使偏差控制在允许范围内，当沉井沉至离设计标高2m时，应对下沉情况加强观测，以防超沉。 （5）允许偏差 制作沉井允许偏差：井壁横断的尺寸允许偏差井壁厚15mm,井壁高50mm。对角线差异为60mm。 下沉后允许偏差：沉井水平位移不得超过下沉深度的1%，沉井四角中任何两角的刃脚踏面高差不得大于两角间距离的1%。7）封底 （1）沉井下沉达到设计标高，经8h沉降观测，当累计下沉量不大于10mm后，即应进行封底工作。 （2）沉井封底前应清除井底浮泥，并加强测量，保证素砼厚度。 （3）人工用水枪、钢丝刷对井体与素砼接触部位进行清扫，以清除附着在上的淤泥等杂物，保证素砼与井壁接触良好。 （4）按沉井结构特征，一次性完成砼封底，浇筑时力求对称、同步以利沉井稳定。8）底板浇注 经试块试压封底素砼达到设计强度后即可抽水进行底板施工，同时视地下水位情况考虑设置排水井点，按设计要求控制水位。 底板施工前应将封底素砼软弱层凿除，并将残渣清出井外，表面清洗干净，井体与底板接触部位凿毛干净，对可能存在的局部渗漏处采取措施，严密封堵，避免渗水影响底板质量。9）沉井下沉阶段常遇问题的预防及处理 在沉井下沉阶段，应及时采取相应措施予以纠正。 （1）沉井倾斜：即沉井垂直度出现歪斜超过允许限度。此时应加强观测资料的校核和分析；分区、依次、对称、同步拆除砖模；或在刃脚高的一侧加强冲泥，低的一侧少冲泥或不冲泥，待正位后再均匀分层取土，还可以在高侧配重加载等。 （2）沉井偏移：即沉井轴线产生位移现象。此时应首先加强测量资料的校核，然后控制沉井不再偏移方向倾斜，在刃脚高的一侧加强冲泥，低的一侧少冲泥或不冲泥。 （3）沉井下沉过快：即沉井下沉速率超过冲泥速度，出现异常情况，则应控制底梁等处冲泥，井外塌方及时回填并夯实，以增大侧面阻力，同时保证井内水位。附沉井制作详图： 5、接收井与检查井考虑沉井尺寸较大且在主路上，如利用沉井作为检查井使用会存在较大的安全隐患，所以在顶管完成后在工作井与接收井内再进行内井。工作井与接收井之间的检查井采用骑马井，骑马井施工采用沉井工艺进行施工。具体尺寸见相关图纸。 6、施工安全措施（一）自身施工安全措施： 1、施工现场进行封闭式围蔽，并派专人看守围蔽出入口，禁止无关人等进入施工现场。 2、所有机械进场后进行全面检查，不准带病作业。对机械设备在运转中应勤加检查，及时维修，保证正常运转。 3、严格交接班制度，防止因交接混乱而发生错误，造成安全及质量事故。 4、下班前所有机械应先切断电源，所有电气设备外壳必须接地，电气设备保险丝与其额容量相适应。 5、进入沉井施工现场必须佩戴安全帽，严禁赤脚或穿拖鞋进入施工现场。夜间施工设专人监护，并设有足够照明设备。 6、施工其间，路口及围蔽出入口处派专人指挥交通，以免因施工车辆造成交通堵赛及交通事故。 7、沉井顶部周围应设防护栏杆，沉井下沉后井口周围必须进行围蔽，防止堕井事故，井内的水泵、水力机械管道等设施，必须架设牢固，以防坠落伤人 8、抓斗抓土时，井孔内的人员和设备应事前撤出，如不撤出，应采取有效的安全措施进行妥善保护。 9、人工挖土机械运输时，土斗装满后，待井下工人躲开，并发出信号，方可起吊。 10、沉井水下混凝土封底时，工作平台应搭设牢固，导管周围应有栏杆。平台周围应有栏杆。平台的荷载除考虑人员、机具重量外，还应考虑漏斗和导管堵塞后，装满混凝土时的悬吊重量。 11、沉井下沉采用加载助沉时，加载平台应经过计算，加载或卸载范围内，应停止其他作业。（二）、周边建筑物沉降控制及保护措施 在推进过程中，引起建筑物沉降的主要原因，是推进土压力及泥水压力控制不稳定和管道内漏水，造成顶进区域内及其周围土体沉降，为更有效的防止道路的沉降及隆起。防止类似的情况发生，必须做到以下几个方面： 1、地面监测，优化掘进机参数，在掘进机的轴线上方，每隔2M设一个沉降控制监测点，在顶进时精心组织地表监测，通过测得地表沉降资料与相对应的掘进机主参数。（包括推进速度、土压力及泥水压力值）进行比较，从而优化掘进机参数指导以后的推进施工，控制地表沉降，也就是控制建筑物沉降的措施。 2、注浆稳定措施 除了沉降监测以外，还必须尽可能将膨润土泥浆套随工具管向前移动，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。 3、在顶进结束后，立即用纯水泥浆置换膨润土浆，以更好的控制管道的沉降。 4、对沉井位置进行适当调整，确保建筑物距沉井位置达到1:1（深度与距离）的最小安全距离。 5、顶管时的意外应急措施1）土质突变软 土质突然间变软，最大的问题是可能会造成机头突然沉降。为了防止土的承载力急剧下降，出洞时已把第一至第三节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。2）碰到地下障碍物 在进行一段顶管施工前，首先在该段管线位置处在地质报告的基础上进行走访了解，若存在地下障碍物，则要首先清除或制订周密可行的预案。在顶进过程中碰到障碍物时，会发现异常的偏差去势，这时首先停机，分析原因找出对策，探明物体的大小、形状然后采取气压仓清障的方法进行地下障碍物的清除。具体施工方法如下： 制作一气压仓放在工作井内与砼管连接，用主顶油缸顶住气压仓，通进压缩空气，使管道内保持一定气压，把机头前土体水分利用气压压回去，屏气一段时间，然后把气压释放，操作人员进入管道内，打开机头上部安装好的操作门，首先把土仓内泥土挖掉，完全暴露障碍物，清理完毕后关闭操作门；继续打开中部安装的操作门，用同样的方法清理障碍物；底部障碍物利用机头内原有出泥孔处理。根据本单位气压处理经验，气压一般设定在0.6kg-0.8kg之间。为确保安全起见，在使用气压前，可适当在机头前端先进行注浆加固土体。清障过程中如土体有松动、渗水现象出现，操作人员立即撤出管道后，立即进行气仓加压一定时间以后继续进行处理，直至完全处理完毕。3）道路沉降稳定措施 除前述道路降控制及保护措施外，在沿途重要建（构）筑物，在开始顶进前或顶进过程中，在有效范围内采用打木桩或钢板桩的方法进行保护，对可能发生沉降的地段可采取压密注浆的方式提前加固。 4）有害气体处理及承压水方法及措施（1）在地下工程施工中，碰到沼气是常有的事，所以必须引起高度重视，防止中毒、爆炸和休克事故的发生。 一般施工人员所吸入空气中氧气不能低于20%，而硫化氢（H2S）、甲烷（CH4）以及其他有害和有毒气的浓度，不能大于有害于身体健康浓度，并考虑时间、温度、湿度等综合作用的影响。可燃气体的浓度不能超过最小燃烧度的10%。（2）在管道施工过程中，应采取专用和多功能测试仪器对管道内的空气进行检测，正常情况下每班检测一次，并做好记录。当检测的结果超出上述两个极限中的任意一项，就应立即采取措施，加强通风和跟踪检测，保证管道内有足够的新鲜空气，新鲜空气不低于每人每小时25至30立方米。（3）管道内采取非易燃材料组成。（4）保证管道接口的完好性，以防止有害气体介入。（5）保证管道内的通讯畅通，做到有专人值班和守护，确保管道内与地面间的联络，并有直流应急。（6）根据防化要求分别在管道内和工作井上处置氧气急救装置，以防不测。（7）一般情况下，管道内禁止使用明火，如施工确需动明火（如气割、电焊），应事先按规定办理申报手续，经项目经理和总工程师共同签字和专用检测仪器测定确认没有隐患后，才能动用明火。动用明火时，必须做好监护工作。（8）关于沼气等有害气体，关键在于预防。如一旦遇到有害气体大于规定浓度时，就针对不同情况立即采取措施，包括以下几点：A、动备用通风系统加强管道内通风，减小管道内有害气体的浓度。B、采用注浆堵漏，防止有害气体继续介入。C、采用施打导气管和全气压手段等措施加以解决。 第二节、顶管施工方案一、顶管机选型 顶管机分为手掘式工具管、挤压式工具管、泥水平衡顶管机、土压平衡顶管机。 根据包伊公路污水管线工程的特点选用顶管机应具备以下性能：为防止路基下沉顶管机能有效的阻止开挖面坍塌，防止地面下沉。1800顶管长约1000m，埋深约7.58.5m。 因而根据上述特点选用NP式泥水平衡顶管掘进机，NP式泥水平衡顶管掘进机有以下优点：大刀盘泥水平衡顶管掘进机，利用具有一定的泥水与土的混合体作用在顶管开挖面上，在开挖面上形成一层泥浆层（泥浆护壁）。泥水压力透过泥浆层与开挖面上的水、土压力相平衡，保持开挖面不会发生坍塌，尽量减小由于土层损失、扰动等因素给地面造成的沉降。此种设备在顶管时，对周围土体影响最小，又是井外操作，可连续出土，施工时省时、省力、质量好。根据顶管管道埋深和地质资料，本工程遇到的砼管顶管主要在砂性土层中施工。根据以往的顶管经验，泥水平衡较土压平衡对地面的沉降控制更有保证，且施工进度大大提高。结合本工程的特点，特别是需穿越地面建筑物和众多地下管线（特别是铁路及输油管道），对地面的沉降要求较高；顶管出洞时需穿越土体加固区，对掘进机机头的切削能力也有一定的要求；全线顶管工程数量大，工期紧，对施工进度及连续作业要求高。综合以上因素，为了有效地保护地下管线、周围构（建）筑物，达到预期的工期要求保质保量完成本工程施工，故本工程中顶管掘进机选用大刀盘泥水平衡顶管掘进机泥水平衡顶管机结构及功能本工程准备采用大刀盘泥水平衡顶管机，适用于此次钢筋混凝土管顶管，其主要组成部分及功能如下：1、机壳：机身分前后两节，前后壳体通过纠偏油缸联结，纠偏油缸的各种组合动作可使壳体在需要的方向产生折角，再顶进过程中产生纠偏效果。本机有4台27吨推力的纠偏用千斤顶，纠偏角上向2度，下向2度，左向1.5度，右向1.5度。前后壳体间有橡胶止水圈确保壳外泥水不渗入机体内。2、刀架：顶管机的前端有一只锥形刀架，刀架上的合金刀用来切削土体和强度较低的障碍物，如腐烂木桩和三合土等。刀架和前机壳的另一个作用是用来平衡土压力。3、动力系统：刀盘是由两台电动机通过行星减速器减速后，有行星减速器主轴上的小齿轮带动刀架减速箱中间的大齿轮，再由设在大齿轮中心的主轴驱动刀架转动。刀头由刀架带动。4、泥水系统：主要由位于顶管机下方的二根进排泥管和一套用液压控制的机内旁通系统组成。其工作过程是由一定压力、流速的水流，通过进水管进入泥水仓稀释，搅拌泥浆，并将泥浆水通过排泥管带到地面的沉淀池，往返循环工作。 5、泥水的二次处理：采用泥水平衡式顶管机必须要解决泥水二次处理的问题。通常的做法是采取自然沉淀方式来进行泥水处理。具体做法是建造二个泥水处理池（箱），它们总体积在52m3左右，而且高度一比一个高，最低的一个沉淀池内安装进水泵。最后，经过自然沉淀后的泥水只要其比重不大于1.30，则可继续利用。如果比重大于1.3时，由泥浆车排出。 顶管进、出洞凿除围护结构本工程围护结构为沉井进、出洞时的凿除围护结构门洞砼顺序：在工具管安装到位后，采用空压机凿除已封砖墙预留洞口，制作延伸导轨，其作用是为了防止工具头叩头，第一节与工具管进行内外连接，防止在顶进过程中因土层变化或其他原因造成机头与管节脱节。工具管出洞时，轨道上的防腐垫块，前部要比后部的垫块高10mm。让工具头微翘。凿除洞口的尺寸按照内衬上的穿墙管尺寸进行，凿除采用人、机结合施工。 顶进系统主顶装置由底架、油缸组、顶进环、钢后靠及液压动力站等组成，是顶管施工的重要组成部分。1、底架主要承载顶管机、中继顶、管节之用，底架为拼装式钢结构件，设置8只微型千斤顶，每只起重量50KN，可以调整底架高度达到施工要求；底架前端和两侧设置10只水平支撑，能将底架与井壁撑实，防止底架移位。底架上部设置内外两付轨道，左右对称分布，内轨道作顶管机、中继顶、管节的承载之用，外轨道则为顶进环行走之用。2、油缸组本工程最大管径DN1800。顶进工作处于砂质土层，根据计算，掘进机正面阻力N=864.3KN，管壁每米摩阻力为33.9KN，按节段顶程200m计算，顶力需达到864.3+33.9*200=7644.3KN，考虑安全系数0.6，顶管机装备顶力暂定为9000kN。拟选用双作用双冲程等推力油缸6只，每只油缸最大推力为2000kN，施工时主顶最大顶力不超过9000kN，避免因顶力过大使砼管节碎裂，并确保工作井安全。油缸行程S=3500mm，油缸分两组，并用可分式结构的支座固定，左右对称分布，并用连接梁连成一体。3、顶进环由顶环和顶座组成，顶环用螺栓固定在顶座上，顶座底部设置4只滚轮，放于外侧轨道上可往复运行。顶进时顶环伸入管节尾部，起对中及导向作用，并传递油缸的顶力，使管节受力均布。4、钢后靠主要承受油缸顶进时的反力，并将其均匀地传递到工作井钻孔灌注桩身（或SMW型钢水泥搅拌桩墙、或沉井钢筋砼井壁）上，避免井壁因受力不匀而碎裂。钢后靠的受力区域设有加强板，应尽可能与主顶进油缸对准。钢后靠安装时应与顶进轴线保持垂直，与井壁留有约10cm空隙，并用素砼充填捣实。5、主顶装置液压系统液压泵站选用25SCY14-1B和10SCY14-1B手动变量轴向柱塞油泵各一台组合而成，分别配备Y160L-6和Y132M-6型电机。通过变频调速可自动改变油泵的流量，根据顶进时工况要求及时控制主顶油缸的顶速。 组合密封中继环与自动控制系统1）组合密封中继环及布置中继顶采用二段一铰可伸缩的套筒承插式结构，偏转角=2，长度约2000mm，外形几何尺寸与管节相同。在铰接处设置二道可径向调节密封间隙的密封装置，确保顶进时不漏浆，并在承插处设置可以压注1号锂基润滑脂的油嘴，以减少顶进时密封圈的磨损。在铰接处设置4只注浆孔，顶进时可以进行同步注浆，减小顶进阻力。在正常顶进时，只用第一道密封装置，第二道作为储备。当第一道密封圈磨损时，发现有漏浆点，即可用径向调节装置，调整密封间隙，使漏浆现象得以及时制止。当第一道密封圈失效时，即可启用第二道密封装置，从而保证顶进的连续性。由于顶进距离长，密封圈磨损相当厉害，为防止万一，第一道密封装置设计成可拆卸的，便于更换密封圈，从而达到万无一失。中继环止水橡胶可通过径向调节螺丝自由调节，在圆周方向可以根据需要进行局部或整体调节，具有良好的止水性能。每道中继环安装一套行程传感器及限位开关与DK-20自动控制台相连。2）自动控制台中继环自动控制采用我公司自行设计的ZD-20中继控制台进行程序控制，在顶管过程中按摩擦力的大小，分别可采用三段管子靠拢顶进前面一段管子或四段管子靠拢顶进前面两段管子两种程序顶进。在满足程序要求的条件下，由控制台自动发出信号自动控制中继环，中继控制台通过控制电缆、中继箱、行程传感器及限位装置与中继环油泵自控箱连接。按顶进程序自动控制中继环工作。中继环自动控制台具有如下功能：1、可以控制各中继环按程序要求自动/手动进行顶管。2、可以按要求改变顶进程序。3、可以按受力情况调整每环顶进距离。4、计算机可以从自动控制台自动取样，设置中继环自动/手动工作，并适时打印各类数据，供技术人员分析。 出泥系统泥水平衡式掘进机主要由位于顶管机下方的二根4寸进排泥管和一套用油缸控制的机内旁边系统组成。其工作过程是由一定压力、流速的水流，通过进水管进入泥水仓稀释，搅拌泥浆，并将泥浆水通过排泥管带到地面的沉淀池。 泥浆系统1）触变泥浆减阻用泥浆减阻是长距离顶管减少摩阻力的重要环节之一。在顶管施工过程中，如果注入的润滑泥浆能在管子的外围形成一个比较完整的浆套，则其减摩效果将是十分令人满意的。本工程采用顶管掘进机尾部同步注浆和中继环后面管段补浆两种方式进行减阻。补浆管一般于每三节顶管（长度控制在8m内）布置1道，补浆孔按90设置四只，每道补浆环有独立的单向阀门。润滑泥浆材料主要采用钠基膨润土、纯碱、CMC，为保证润滑泥浆的稳定，确保泥浆满足施工要求，每拌泥浆应进行测试，物理性能指标：比重1.051.08g/cm3，粘度3040s，泥皮厚35mm，PH值910，析水率2%。顶进时应贯彻同步压浆与补浆相结合的原则，掘进机尾部的压浆孔要及时有效地进行跟踪注浆，确保能形成完整有效的泥浆环套，管道内的压浆孔进行一定量的补浆，补压浆的次数及压浆量根据施工情况而定。压浆时必须坚持“先压后顶、随压随顶、及时补浆”的原则。2）迟缓泥浆减阻长距离顶管一般采用触变泥浆减阻，但触变泥浆易失水凝固，失去填充作用而引起地面沉降，若顶管沿线地面沉降量较大，拟采用迟缓泥浆减阻，迟缓泥浆不易失水凝固，能起减阻填充双重作用，但减阻效果较差。迟缓泥浆主要成分是钠基膨润土、粉煤灰、水泥、工业钙粉、CMC等，配合比视土质、地下水情况而定。3）泥浆置换顶进结束，对已形成的泥浆套的浆液进行置换，置换浆液为水泥浆，在管内用单螺杆泵压注。压浆体凝结后（一般为24小时）拆除管路封闭注浆孔，将孔口用环氧水泥堵抹平。迟缓泥浆置换每米管段压浆量的计算公式如下：V=2D=0.53 m3式中：V要求压浆量（m3）； D掘进机外径； 掘进机外径与砼“F”管间隙（为0.02m）。压浆压力可按下式设定：P=h/98+(0.120.13)MPa4）注浆设备符合物理性能要求的润滑泥浆用BW-200压浆泵通过总管、支管、球阀、管节上的预备注浆孔压到管壁与土体之间，包住砼管。 顶管施工工艺流程泥浆房吊车安装调试顶管准备顶进设备进场导轨拼装后座顶板安装顶管掘进机就位后座千斤顶安装井内其它设备安装机头调试拆除闷板顶管掘进机穿墙管后座顶进工具头进行试运转安装出泥系统轴线高程控制网测 量拌 浆压 浆出泥系统顶管掘进机推进排 泥通风系统供 气供 电配电间管段顶进砼管验收管段拼装止水圈安装加入中继环中继泵站安装中继千斤顶安装继续顶进，至设计位置顶管机吊出接收井 供电系统每个工作井需400KVA变压器供电，为适应供电要求配置电容补偿柜。输出端电缆分三路，分别供工作井上供电系统井下顶管、门吊及主千斤顶。第一路：拌浆房：128KW 水泵：37.5KW=22.5KW 现场照明：10KW第二路：后座油泵：22KW 变压器：115KW=15KW 电焊机：117KW=17KW 控制操作台：122KW=22KW 顶管机：325KW=75KW管内用三相五芯式50m2电缆双拼供电。顶管后期为解决电压降，采用6台63KVA调压器升压。管内供电系统配备可靠的触电、漏电保护措施。井上井下与管内照明用电采用36v的低压行灯。 通风在本工程施工中，由于顶管管路较长，空气流通不畅，工具管头部操作人员进入头部，应向操作头部管的中部，输送新鲜空气。具体方式为用鼓风机通过100PVC管道向内输送空气，使空气产生流通。如不够理想，再配置抽风机一并使用，确保管内空气新鲜。 通讯：工业电视监视系统1、管内通讯与工作面现场通讯采用HE系列自动程控交换机一台，用电话机互相联系。电话设置在空压机房、压浆棚；各工种间、掘进机、每道中继环、工作井内。2、配备2只低照度摄像头，一只安装于掘进机操作台处，监测操作台各项数据；一只安装于工作井内，监测主千斤顶的动作，监视器安装中央控制室，以利技术人员正确指挥。 测量系统1）平面控制网的建立地面上按设计院提供的井位轴线控制桩定向。采用T2经纬仪测量。工作坑（接收坑）制作完成后，按2个穿墙孔间的实际坐标测量放线，定出管道顶进轴线并将轴线投放到工作坑的测量平台上和内衬上。在工作坑四周建立测量控制网，并定期进行复核各控制点。工作坑上下点的投放采用索佳PD-3天底仪（精度1/200000）。投放顶管测量始测点和2个后视点，始测点设在顶管后座专用测量平台上，后视点设于穿墙孔上部的井壁上，定期互相校核。2）管道轴向测量1、直线段施工中管道轴向测量采用高精度激光经纬仪进行测量，测量主要用导线测量法，测量平台设在顶管后座处。测量光靶按装在掘进机尾部，测量时激光