矩形顶管施工监理工作实践

矩形顶管施工监理工作实践矩形顶管施工监理工作实践 上海轨道交通六号线龙阳路车站是一个比较重要的站 车 站共有 4 个出入口 其中 4 号出入口穿越东方路 入口设在车 站西侧的东方城市花园小区内 由于东方路为浦东的交通主干 道 两侧管线复杂 为此 业主与设计单位经多次研究后 决 定该通道采用 4m 6m 矩形顶管方式施工 通道的设计单位为上 海地下设计研究院 施工单位为上海隧道股份浦东有限公司 监理单位为上海上咨建设监理有限责任公司 1 工程概况工程概况 本通道横跨东方路 长 40 5m 顶管外形尺寸 4m 6m 顶管推进坡度 7 平均覆土厚度 5 7m 顶管始发井建在东 方城市花园小区内 东贴东方路人行道 西贴小区网球场 南 北分别贴近小区住宅和会所 施工场地十分狭小 环境保护要 求很高 始发井净尺寸为 8m 9 2m 深度 11 7m 接受井与 龙阳路车站主体西侧连通 受通道顶进方向影响 该井的平面 呈五边形 深度 11 2m 两井均采用 smw 工法桩围护 桩长 25m 用 850 三轴搅拌机施工 插入 h700 300 型钢 井底板 采用 600 钻孔桩固定抗浮 基坑根据深度变化 设置了三道 609 钢管支撑 2 地质及管线情况地质及管线情况 该顶管主要推进区域在 层淤泥质粉质粘土层和 层淤泥 质粘土层中 该区域浅部地下水属潜水类型 主要补给来源为 大气降水 水位随季节变化 年平均一般在 0 5 0 7m 之间 地下水对混凝土无腐蚀性 通道穿越东方路两侧沿线的地下管线有煤气 给水 污水 电力电缆 通信等共十根管线 其中埋深最深的是 450 污水 管 距顶管顶部距离约 0 9m 3 主要机械设备工作原理及管片情况主要机械设备工作原理及管片情况 通道施工选用上海隧道股份公司自行开发 设计 制造的 土压平衡式矩形顶管机 顶管机机头由两个 3m 3m 的大刀盘组 成 刀盘由两组 4 根共 8 根偏心轴连接 可分别驱动 液压 并 能进行相对和相反运动 在对前方土体进行全面切削的同时支 撑开挖面 整个系统以土体平衡为工作原理 刀盘切削的土体 进入土压仓 通过调整两只螺旋机的转速及顶进速度来控制出 土量 使土仓的压力值稳定在设定的范围内 使机顶与开挖面 的土体取得平衡 从而有效防止正面土体倒塌 该机械采用机 电 液压一体化技术 由结构紧凑的闭式液压系统和 pcl 电气 控制系统组成 顶管机刀盘最大扭矩 44tm 2 纠偏系统由 16 个千斤顶组成 管片由钢筋混凝土整体浇注成型 在工厂预制加工 外形 尺寸 4000mm 6000mm 管壁厚度 500mm 长度 1500mm 混 凝土强度 c40 抗渗等级 p8 本工程共用管片 26 节 4 主要施工程序与主要施工难点主要施工程序与主要施工难点 4 1 主要施工程序 地面准备工作 顶管机就位调试 顶管机出洞 正常段顶 进施工 顶管机进洞 顶管机进洞后施工 4 2 主要技术难点 本工程主要技术难点是 地面准备工作 顶管机进场吊装 就位 调试 顶管机出洞段控制 顶管过程中轴线控制 顶管 机进洞 进洞后的工作 5 监理工作实践监理工作实践 矩形顶管在目前施工中使用不多 主要是由于矩形顶管的 外形受力不很合理 在顶进过程中易产生背土效应 造成土体 破坏 通过一些工程实践 也总结了一些经验 故此次施工 引起了各方的高度关注 建设方申通集团与六号线项目公司 专门召开了研究会议 对施工方案进行了细致讨论 针对此次 顶管工作的特点 监理组在按常规开展监理工作的同时 着重 对下列几项工作进行强化管理 5 1 做好认真细致的准备工作 施工前 请设计 施工方进行设计思路 施工方案与工艺 安全与文明施工的交底 并与施工单位进行技术交流 编写监 理实施细则 认真审核施工方案 对施工人员进行技术和安全 交底 从而保证了全体监理和施工人员对即将实施的施工过程 控制方法做到心中有数 5 2 监测方案的编制与实施 由于东方路沿线管线情况复杂 依据合同及施工方案的要 求 选择了第三方作为本工程的监测单位 在工程实施前 我 们要求该单位制定详细的监测方案 由于东方路上不允许埋设 深层沉降桩 所以通过设置地表沉降监测点来间接反映管线沉 降情况 根据监测方案要求 从始发点出发 沿推进轴线每间 隔 5m 设置一排地表沉降监测点 每排设三个 点与点相距 5m 为加强对重要管线的监测 又专门在 1200 给水管 450 污水管和 800 雨水管在推进轴线位置上 增设了观测点 同时要求监理单位在顶管施工期间 每天不少于两次对所有观 测点进行监测 在机头逼近重要管线时 增加对深沉沉降观测 点的监测密度 直到机头远离管线且沉降值稳定后 再恢复原 来的频数 由于各参建单位都对监测工作比较重视 整个过程 重要部位的沉降值 都控制在设定范围以内 5 3 洞门安装和基座安装 根据设计 洞圈与管节间存在 114mm 的空隙 在顶管出洞 和正常顶进过程中极易出现外部土体涌入始发井的事故 为防 止此类事故发生 设计在洞圈上加了帘布橡胶板密封圈 并用 厚 12mm 的钢板压盖 监理对洞圈施工严格要求 重点检查 以确保帘布橡胶板在顶管施工过程中保证密封性能 基座是为顶管机提供推进反力 目的是要求其在顶进过程 中 在承受各种负载的情况下 都能保持不位移 不变形 不 沉降 基座后靠与内衬间预留了一定的空隙 固定后需在空隙 内填 c20 素混凝土 使顶管在顶进过程中产生的反力通过后靠 均匀地分布在内衬墙上 钢后靠的高程偏差不超过 5mm 水平 偏差不超过 7mm 5 4 主顶定位及机械调试 顶进轴线主要靠主顶来控制 故在主顶定位时 要求与管 节中心轴线形成对称分布 以保证管节均匀受力 顶进轴线偏 差控制 高程 800mm 100mm 水平 100mm 主顶定位后 需进行调试与验收 出洞前对机械进行反复 调试 保证 12 个千斤顶的性能完好 使顶管机在工作中能始终 保持最佳状态 调试与验收工作 由专业单位实施 监理对其 试验与验收过程做好相应记录 5 5 顶管出洞的施工程序与出洞控制 设备调试 顶管机头靠上洞口 洞门处围护 h 型钢拔除 顶管机削地加固土体 适当提高正面推进压力值 机头切口进入 原状土 逐步减少正面土压力值至理论计算值 始发井围护水泥土设计强度为 1 2mpa 型钢拔除前应充 分了解实地情况 对可能发生的漏水情况予以充分准备 制定 拔桩顺序和方法 过程中作到岗位分工明确 并做好相应记录 在顶管机进入加固区时 应对刀盘在穿越加固层时 在洞圈内 的型钢拔除后 机头开始顶进洞 由于正断面为水泥土 为保 护刀盘 顶进速度较慢 且由于螺旋机出土困难 加入了适量 水来软化或湿润水泥土 5 6 顶进段的施工控制 在顶管机进入原状土后 为防止机头 磕头 适当地提高 顶进速度 使正面土压力稍大于理论计算值 以减少对正面土 体的扰动及出现地面沉降 在顶进过程中 应尽量精确地统计 每节出土量 力争使之与理论出土量保持一致 确保正面土体 的相对稳定 减少地面沉降 在顶进过程中 还应密切注意对顶进轴线的控制 每节顶 进结束后 都要对机头状态进行测量 以便能随偏随纠 每次 纠偏量不宜过大 以避免因土体出现较大扰动及管节出现张角 造成渗漏水后果 由于本工程采用的是矩形顶管 故对管道的横向水平要求 较高 在顶进过程中应对机头转角密切关注 机头一旦出现微 小转角 便立即采取刀盘反转 加压铁等措施进行回纠 为使顶进过程保持连续均衡施工 监理 24 小时值班 记录 每天的顶进速度 防止出现长时间搁置情况 并与施工管理密 切配合 根据监测数据进行土压力设定值的调整 使顶进过程 始终保持最佳状态 同时做好每节管片出土量统计 严格控制 出土量 防止欠挖或超挖 通过各方相互配合严格把关 有效 地控制了地面沉降 为减少土体与管道间的摩阻力 防止出现背土现象 在每 节管节环内共设置了 8 只压浆孔 压入专门配制的触变泥浆 使浆液在管片外壁形成泥浆套 以达到减摩效果 泥浆要求达 到不失水 不沉淀和不固结 压浆时须遵循 先压后顶 随顶随 压 及时补浆 的原则 考虑到泥浆流失及地下水等影响 泥浆 的实际用量一般取理论值的 3 5 倍 泥浆压力控制在 0 05mpa 左右 在实际过程中 还需根据土质情况 顶进泥浆 状况及地面沉降等要求 进行动态调整 5 7 顶管进洞段控制 在顶管机逐渐靠近接收井时 应增加测量的频度与精度 减少轴线偏差 确保顶管机能准确进洞 为防止机头进洞内土体的塌方 在接收井洞门内预先浇筑 30cm 厚的混凝土挡土墙 作为接收井的封门形式 顶管机进洞 前 除应拔除 h 型钢外 还要凿除混凝土档墙 顶管机进入接 收加固区域内 适当地减缓顶进速度 调整出土量 减少机头 正面土压力 以保证机头设备完好和洞口稳定 顶管机进洞后 对机头再进行切割分解 安全吊出 5 8 浆液置换 顶管施工完成后 应迅速将两头门洞封住 并通过注浆管 道 注入双液浆 置换出触变泥浆 对管节外的土体进行加固 注入的双液浆玻璃与水泥的重量比为 1 6 浆液置换结束后 应尽快将管节与工作井洞门用钢筋连成一体 浇筑混凝土 并 与工作井内壁浇平 5 9 管节间嵌缝 为防止内壁渗漏 顶管施工完成后 管节间的缝隙应采用 双组分聚硫密封膏填充 嵌缝前应先将缝隙内的杂质 油污清 理干净 做到平整 干净 干燥 用配制好的聚硫膏在缝两侧 先刮涂一遍 第二次在缝中刮填密封至所需厚度 6 监理工作体会监理工作体会 6 1 预控工作是项目顺利展开的基础 监理组对该项目高度重视 在施工前 对施工设计及施工 工艺进行充分了解 制定监理实施细则 对施工环节进行分解 落实监理工作岗位和工作职责 针对本工程特点 监理组对施 工方案进行反复讨论 在认真审核施工方案的基础上 提出监 理工作要求 并在实施过程中不断予以补充完善 每道工序开工前 监理都组织数次技术 安全工作交底会 议 将施工中应注意的问题 可能发生的情况及应采取的措施 进行书面交底 使所有参建人员都能做到心中有数 在实施过 程中 对可预见的问题 及时召开专题讨论会 进行分析 交 底 在下道工序开始前 明确应做的工作和预防措施 6 2 过程中严格要求 加强检查 杜绝隐患 矩形顶管施工过程中 监理人员岗位明确 对重要工序 重要节点 监理组都事先做好交底布置 过程中进行跟踪检验 检测 对现场发现的不合要求和应予整改完善之处 积极采取 应对措施 除每天安排统计监测报表外 还组织当班人员 对 报表数据进行分析 及时告知施工现场人员 讨论应对措施 并要求每天将监测数据和现场施工情况 下道工序应注意的要 点写入日记 做到班班有交接 人人都清楚每天的工作内容和 关注的重点 有效地杜绝了施工中质量与安全隐患 使整个工 程始终处于受控之中 6 3 及时进行总结 做好项目资料工作 此项较大面积的顶管工程在我们工作中首次遇到 且该施 工工艺有良好的市场推广前景 对其中存在的一些问题 亦须 进一步改进与完善 如本次顶管中 矩形预制钢筋混凝土管节 使用的是 f 型承插式接口 在顶进过程中和顶进后由于管节拼 接和后支座拆除 造成管节间的松动 部分接缝处有微渗漏情 况 因此我们要求施工单位在顶管施工完成后 及时快速做好 两端封堵和注入双液浆置换触变泥浆的工作 对管接缝