机械顶管(人工顶管)施工组织设计

0 目 录 第一章 编制依据及编制原则 1 1 1 编制依据 1 1 2 编制原则 2 第二章 工程概况 3 2 1 工程简介 3 2 2 工程地质情况 3 2 3 水文地质条件 3 2 4 主要工程数量 4 第三章 施工部署 5 3 1 施工组织 5 3 2 环保目标 5 3 3 文明施工目标 5 3 4 劳动力计划 5 第四章 施工准备 6 4 1 技术准备 6 4 2 生产准备 6 4 3 物资材料及设备的准备 6 4 4 施工队伍准备 8 第五章 主要施工方案 方法和技术措施 9 5 1 总体方案设计 9 5 2 顶管工作坑及接收坑竖井主要施工方法 9 5 3 机械顶管主要施工 10 5 4 人工顶管施工 18 5 5 沉井施工 27 5 6 雨季施工措施 30 5 7 边坡变形监测措施 32 第六章 质量目标及质量保证体系 33 1 6 1 建立完善的项目经理部质量保证体系 33 6 2 建立良好的施工配合机制 33 6 3 质量保证措施 33 第七章 安全保证措施 35 7 1 安全目标 35 7 2 建立安全保证体系 35 7 3 加强安全教育工作 35 7 4 安全保护管理工作标准化 35 7 5 建立班组安全管理制度 35 7 6 安全管理措施 35 7 7 机电设备的使用 36 7 8 施工用电措施 36 7 9 有限空间施工防范措施 37 7 10 安全预案 40 第八章 文明施工管理体系及措施 44 8 1 文明施工组织措施 44 8 2 文明施工具体保证措施 44 8 3 文明施工管理体系 49 8 4 现场文明施工措施 49 第九章 环境管理体系及环境保护措施 52 9 1 环境保护保证体系 52 9 2 对影响环境保护的几个主要因素的控制措施 54 附图 表 57 0 第一章第一章 编制依据及编制原则编制依据及编制原则 1 11 1 编制依据编制依据 污水管线顶管专项施工方案依据以下内容编写 一 工程图纸 1 污水工程 二 污水工程 岩土工程勘察报告 三 施工现场实地考察资料 四 我公司下发的管理文件 1 质量 环境职业安全健康综合管理手册 2 公司程序文件 五 本工程适用的现行规范及标准 1 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 2 工程测量规范 GB50026 2007 3 建筑边坡工程技术规范 GB50330 2002 4 建筑基坑监测技术规范 GB50497 2009 5 建筑工程施工现场供用电安全规范 GB50194 93 6 市政基础设施施工质量检验与验收统一标准 DB5J01 90 2004 7 市政工程资料管理规程 DB11 T808 2011 8 建设工程施工现场安全 防护 场容卫生 环 境保护及保卫消防标准 DBJ01 83 2003 9 建筑施工测量技术规程 DB11 T446 2007 10 建筑工程施工现场安全资料管理规程 DB11 383 2006 11 危险性较大的分部分项工程安全管理办法建质 2009 87 号 12 北京市实施规定 京建施工 2009 841 号 1 1 21 2 编制原则编制原则 1 满足业主在工程质量 进度 安全 文明施工 环境保护等方面的要 求 以设计文件及有关规范为依据 紧密结合本工程现场实际情况 编制经济 科学 切实可行的施工方案 做到先进科学 2 质量目标明确 施工中采用先进技术和设备 严格管理 保证措施完 善 确保工程质量达到优质工程标准 3 安全目标明确 安全措施可靠 制度完善 确保施工安全 4 工期目标明确 统筹部署 合理高效安排施工进度 协调统一 确保 工期顺利实现 5 施工中做到保护环境 保护文物 文明施工 整个工地达到北京市安 全文明施工工地标准 6 根据当前形势认真落实执行国家及北京市有关建设工程施工现场生活 区设置和管理的要求 考虑突发公共卫生事件的影响 2 第第 2 2 章章 工程概况工程概况 2 12 1 工程简介工程简介 本工程污水管线根据施工现场实地考察 采用顶管施工 干管采用 D1050 D1200 D1400 钢筋混凝土钢承口管 级 长 2576 米 支线采用采 用 D1050 钢筋混凝土钢承口管 级 长 275 米 橡胶圈接口 干管采用机械 顶管施工 支线采用人工顶管施工 根据施工图纸 现场环境及机械顶管施工工艺特点 拟将 3 7 10 12 14 17 22 24 26 28 31 32 合计 12 座设为顶管工作坑 将 1 5 9 1 B 10 A 30 33 1 33 2 33 3 合计 10 座设为顶管接收坑 其余主线检查井 2 4 6 C 8 10 1 11 13 15 16 18 19 21 23 25 27 29 合计 17 座检查井设为沉井 施工 详见顶管施工平面布置图 2 22 2 工程地质情况工程地质情况 本工程位于北京市 根据地质勘察报告 土层划分为人工堆积层 新近沉积层和第四纪沉积层三大类 2 32 3 水文地质条件水文地质条件 新建管线东侧天堂河河水水位标高约为 28 21 28 81m 水深约 0 50m 1 50m 地勘报告现场实测的各层地下水类型 稳定水位标高及埋深参见下表 地下水稳定水位 序号地下水类型 水位埋深 m 水位标高 m 1 潜水6 00 9 2023 57 25 65 2 层间水9 80 13 5018 41 21 89 按地勘报告显示 本工程场区层间水天然动态类型属渗入 蒸发 迳流形 主要接受地下水侧向迳流方式补给 以地下水侧向迳流及越流为主要排泄方式 其水位年动态变化规律一般为 6 月份 9 月份水位较高 其他月份水位相对较 低 其水位年变幅一般为 1 2m 3 2 42 4 主要工程数量主要工程数量 机械顶管 2576m 人工顶管 275m 锚喷 C25 顶管工作竖井 平面内净尺寸 7 0m 6m 12 座 锚喷 C25 顶管接收竖井 平面内净尺寸 7 0m 6m 10 座 沉井 17 座 4 第三章第三章 施工部署施工部署 3 13 1 施工组织施工组织 根据本项目的特点 我公司将抽调具有丰富施工经验的技术和施工人员组 成项目经理部 代表公司对工程实施管理 项目经理部设项目经理 项目总工 项目副经理各一人 下设工程部 技术质量部 物资设备部 安保部 试验室 五个职能部门和各专业施工班组 具体见附图 施工组织机构框图 3 23 2 环保目标环保目标 本项目工程将以维护北京市的良好自然环境及业主的良好社会形象为中心 思想 最大限度降低施工区域的扬尘 施工现场散装材料和土方堆放覆盖率 100 办公生活区黄土不露天 施工场界噪声排放达标 固定使用机械设备 100 采取降噪措施 3 33 3 文明施工目标文明施工目标 按建设部 北京市文明施工的管理规定要求 严格做好施工现场的各项文 明施工措施 争创 安全文明工地 3 43 4 劳动力计划劳动力计划 根据工程预算定额 并结合我公司现况管理水平及本段的实际情况 我单 位拟设项目经理 1 名 项目副经理 1 名 技术总工 1 名 施工工长等技术管理 人员 6 名 安全员 3 名 顶管作业班组 4 个 每班组配备劳动力 30 人 采用两 班制 每组 15 人 5 第四章第四章 施工准备施工准备 4 14 1 技术准备技术准备 1 组织技术及施工管理人员现场勘察地形 地貌情况 2 认真审核施工图纸后 组织有关施工人员进行工程主要及关键部位的 施工技术交底 3 组织测量人员进行桩位交接验收及复测工作 测基坑土方开挖控制点 测放开挖边线 4 召开技术交底专题会 明确主要工序的施工时间 施工方法及施工要 求 5 备齐工程技术资料管理软件 及各种试验设备和计量设备资料齐全 检验合格 4 24 2 生产准备生产准备 调查现场内地下管线情况 清除现场地上地下障碍物 根据现场情况及周 围环境 施工要求组织临建 落实现场临时占地 明确项目部各职能部门的要 求及相互责任范围 确定施工期间协调的方式方法 根据现场行人及车辆情况 及时向业主及监理提供场区内和附近建筑物保护措施 4 34 3 物资材料及设备的准备物资材料及设备的准备 1 组织并落实施工设备及材料的进场调试和检查工作 保证设备运转正 常 进场材料满足合格要求 做好进场前的各项报验工作 2 做好施工全过程的物资供应计划 落实并保证进场物资的成品保护工 作 本工程所需材料设备详见下表 本工程所需材料设备一览表 序号设备及机具名称规 格数 量 使 用 状 态 备 注 1 千斤顶 200T 8 台套良好 2 吊车 25T 4 台良好 3 钻进机头JNSPD1000B 型4 套良好 4 后背梁3 0 米4 根良好 6 5 顶柱32 米良好 6 环行护口4 套良好 7 横梁1 5 米4 根良好 8 导轨5 米16 根良好 9 激光经纬仪4 套良好 10 水准仪4 套良好 11 液压泵站4 套良好 12 泥浆管800 米良好 13 各种胶管若干良好 14 污水泵及清水泵8 台套良好 15 制浆机4 套良好 16 制浆罐4 个良好 17 储浆罐4 个良好 18 客货车2 辆良好 19 操作台及监视系统4 套良好 20 振动筛4 台良好 21 压浆泵4 台良好 22 电焊机4 套良好 23 发电机4 套良好 24 大货车 10T 4 辆良好 25 办公用车1 辆良好 26 变压器360 伏4 台良好 27 电闸箱4 个良好 28 碘钨灯4 套良好 29 照明线400 米良好 30 锚喷集2 台良好 镐8 把良好 铁锹20 把良好 31 手使工具 小爬镐8 把良好 7 4 44 4 施工队伍准备施工队伍准备 1 选择技术水平高 施工经验丰富 工种齐全的施工队伍进场 2 根据开工日期 进度计划和劳动力需用量计划安排 组织项目部有关 人员对进场人员进行入场教育 8 第五章第五章 主要施工方案 方法和技术措施主要施工方案 方法和技术措施 5 15 1 总体方案设计总体方案设计 综合考虑本工程的特点 现场环境及水文地质条件等因素 主线 D1050 D1200 D1400 长 2576 米拟采用泥水平衡机械顶管 支线 D1050 长 275 米 采用人工顶管 主线采用机械顶管该方法有如下优点 1 施工速度快 施工精度高 2 不受地下水影响 只需在顶管工作坑处局部降水即可 3 较之人工顶管工艺 施工安全性好 并节省大量人力 支线人工顶管两侧进行降水施工 本工程共设 12 座顶管工作坑 10 座接收坑 工作坑 接收坑均按 10 米深 考虑 工作坑平面尺寸设计为 7 0 6 0 米 内净空 接收坑平面尺寸设计为 7 0 6 0 米 内净空 根据现场情况 竖井工作坑及接收坑拟采用上部大开 挖土钉支护 下部锚喷支护的方式 1 地表下 0 6 7 米采用钢格栅 钢筋网 锚喷混凝土支护形式 格栅主 筋采用 4 20 钢筋 场制加工 现场安装 钢格栅详细构造详见附图 钢格栅 自锁口圈梁下每 50cm 设置 1 榀 钢格栅竖向采用 22 竖向连接筋连接 竖向 连接筋内外双排布置 间距 1 0 米 梅花状布置 竖向连接筋需与锁口圈梁内 预留连接筋可靠连接 2 锁口圈梁 锁口圈梁截面尺寸为 0 6 0 9m C30 混凝土模筑 主筋采用 26 22 箍 筋采用 12 钢筋 间距 150mm 5 25 2 顶管工作坑及接收坑竖井主要施工方法顶管工作坑及接收坑竖井主要施工方法 1 竖井土方开挖采用人工开挖 采用 25 吨吊车出土 土方开挖时采用 对角跳挖的方法 每次开挖深度不大于 70cm 2 现浇锁口圈梁采用现浇 C30 预拌混凝土 在地面以下 1 7m 位置设置 圈梁施工时先绑扎钢筋 然后用组合钢模或木模支内侧模板 外侧以土壁为外 模 经验筋后浇筑预拌混凝土 3 竖向按上部按 0 7m 一步 下部按 0 5m 一步安装钢筋格栅 垂直焊 9 接 22 竖向连接钢筋 竖向连接筋内外双排梅花状分布 水平间距为 1m 挂 钢筋网片 然后进行锚喷 C25 砼施工 依次循环以上工序施工 直至锚喷至坑 底 4 竖井封底前在对角坑底预留集水井 集水井为矩形 平面尺寸为 0 5m 0 5m 深 0 6 m 采用潜水泵明排法抽排集水井中的积水 5 竖井封底采用现浇 C30 混凝土 上下各设一层双向 16 150mm 钢筋 网 待后背墙板安装完后 上铺回填层 6 顶管后背墙 板 施工 本工程顶管后背墙 板 高 4m 宽 3m 厚 0 9m 采用 C30 混凝土浇筑而 成 内配 16 150mm 双层双向钢筋网 待顶完一个方向的混凝土管后 再将后 背墙 板 拆除 设置在另一顶管方向的后方 7 竖井支撑 为保证竖井施工安全 从圈梁以下第二榀开始 在每座竖井四角设置工 30b 工字钢角撑 角撑根据竖井平面尺寸由大至小 分别焊接在距四角 2m 预留 的预埋铁件上 角撑每隔两榀钢格栅设置一组 5 5 3 3 机械顶管主要施工方法机械顶管主要施工方法 5 3 15 3 1 顶管工作坑布置顶管工作坑布置 1 在工作竖井范围内实行全封闭隔离施工 并布置以下必要的设施 仓库 配电间 管材及材料堆放区 顶管配套设备等 布局要合理 环境整洁 卫生 并有专职人员进行管理 2 竖井内布置 工作竖井内布置主要有后靠背 导轨 主顶镐 油泵动力站 钢制扶梯 泥浆泵 U 形顶铁和 O 形护口圈等 3 管内布置 顶管时管内设置低压照明系统 通风主要采用自然风 根据实际需要较深 的竖井可增加通风管道和强力鼓风机通风 4 吊装设备 工作坑布置及吊放混凝土管均采用 25 吨吊车 5 3 25 3 2 顶管设备的选用与安装顶管设备的选用与安装 10 1 顶管掘进机的选择 选择好顶管掘进机对顶管的施工是至关重要的 根据工程地质勘察报告 及现场情况 选择泥水平衡顶管掘进机 该机具有质量控制精度高 顶进速度 快 便于操作和维修 施工可靠性能好等特点 并且我公司根据大量施工实践 改进设计了主轴密封 采用 H 型迷宫密封和 YX 型聚胺脂密封的双道密封形式 从而解决了主轴密封性能不可靠的难题 掘进机的灵敏度也是设计的重要参数 对顶管的纠偏影响很大 灵敏度根据顶管穿越土层的 N 值来确定 2 主顶进系统设置 主顶进系统由油缸组 顶进环钢后靠及液压泵站等组成 其主要功能是完 成管节顶进 是顶管设备系统的主要组成部分 A 油缸组 油缸组由 2 只油缸分两列左右对称布置 其中两只作备用 并用可分式结 构的支座固定 用联接梁连成一体 备用油缸作用 防止油缸故障替换 防止 顶进过程中地质变化和其他因素 加强顶进 油缸选用国产的双冲程 双作用等推力液压千斤顶 每只油缸最大推力为 2000KN 装备最大推力为 2000 4000KN 满足顶管最大允许顶力的要求 B 液压泵站 选用 2 台 A2F28RP2 柱塞变量油泵 配备 Y200L 6 型电机 通过调速阀可 改变油泵的流量 其中一台备用 据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶 速 以满足开挖面土压平衡的条件 从而起到控制地面沉降的作用 C 钢后背 管节顶进时油缸的反力 通过钢后背均匀地传递到工作井井壁上 避免井 壁受力不均或局部受力过大造成井壁结构破坏 钢后背安装时 应与顶进轴线 保持垂直 并在钢后背和砼之间进行柔性处理 D 主顶进装置主要技术参数 油缸数量 2 只 油缸尺寸 D d L 325 280 2200mm 油缸行程 S 1 75m 最高工作油压 Pmax 31 5Mpa 11 顶进速度 V 50 100mm min 油缸型号 FY001 280 210H 1750 Pmax 31 5mpa Q 28L min 电机型号 Y180L 4 N 22KW n 1470rpm 3 注浆设备系统 对长距离顶管能否及时有效地向管外传触变泥浆 以形成和维护好泥浆套 起到高效的减摩作用 往往是顶管成败的关键 为确保本工程的顶管外壁能形 成良好的泥浆润滑套 二套注浆系统和一套管内增补浆泵 一套专门用于掘进 机尾部的同步注浆 另一套用于补浆 本顶管施工用的膨润土触变泥浆 是在地面压浆站配制后通过二台液压注 浆泵压入二根输浆总管 一根总管压到机头后的储浆箱内 再由螺杆泵把储浆 箱内的浆液压入掘进机尾部的同步注浆口 另一根总管压注到管节上设置的环 形分管的各个注浆孔 不断补充管外壁渗透到土层中的泥浆 以便形成管节外 完整泥浆套 地面储浆箱外形尺寸 L B H 2 0 1 5m 2 0 6m3 膨润土泥浆 搅拌时间必须大于 30 分钟 经过充分搅拌的泥浆抽入储浆箱进行发酵 发酵时 间大于 6 小时 再通过液压注浆泵压入管内 在膨润土泥浆压入以前 储浆箱 内径发酵的泥浆再一次搅拌 以减少压浆管道的阻力 注浆站出 SYB50 50 2 型 注浆泵 注浆量 Q 80L min 注浆压力 P 0 008 0 1Mpa 输浆总管由 2 钢管 球阀 水暖管件等组成 与管节上各压浆孔接通的环形管 采用 1 高压软管 注浆设备主要技术参数 注浆泵型号 UB3 注浆流量 Q 50L min 注浆压力 P 1 5Mpa 电机型号 Y112M 4 N 4KW N 0r min 4 泥水出土系统 由于本工程采用泥水平衡掘进机施工 该设备为机外操作 提高顶进效率 和文明施工程度 机头部分泥浆仓掘进过程中自然生成泥浆 通过泥水管路系 12 统循环运行 使顶管能连续推进 泥水系统选用三台石家庄水泵厂生产的泥浆泵 一台放在地面上为送水泵 另一台入在基坑下为排泥泵 管路采用 4 钢管 管节接头为卡箍式活络接头 机内设有旁通装置等 泥浆泵型号 4 3C NH 电机功率 15KW 流量 90M3 h 扬程 21 8m 共三台 其中一台备用 5 3 35 3 3 洞口止水洞口止水密封措施密封措施 本工程止水采用橡胶密封 其作用是保证后端有一定的密封性 在注浆有一 定的压力的情况下保证浆液不从后端流出 确保泥浆充分起到润滑作用 进出洞口均安装止水圈 为阻止地下泥水及泥浆 从管外壁与土体形成的缝 隙流入井内 洞口处需安装洞口止水圈 采用 10 30 钢挡圈 50 300 遇水膨胀 橡胶圈 50 200 聚硫密封膏 将止水圈装置初步就位 临时固定在进洞孔井壁上 然 后推进管节至止水圈 根据管节外皮与止水圈内圆的周边等距离来固定止水圈 确保止水圈中心与管道轴线一致 止水圈里平面与井壁要密实 以防漏浆 影响 注浆效果 5 3 45 3 4 顶进测量顶进测量 本工程顶管 采用水准仪和激光经纬仪进行测量和线型控制 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 为此配备了全站仪 测角 1 量距 1 1ppm J2 JDE 激 光经纬仪 精度 1 40000 NA2 水准仪第一系列精密高档仪器 顶管施工测量 所使用的仪器设备及时送质检单位检验 做全面签定 并在使用过程中经常进 行检查 2 控制测量 平面控制 为确保两井间顶管贯通 横向 坚向误差小于 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 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 测加回 双向观测 测距相对误差 13 1 8000 对观测结果进行平差 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 井下控制顶进方向的基准点用钢架埋设成固定点 采用激光经纬仪跟踪观 测机头平面偏差方向 高程控制 利用施工区域附近的已知高程水平点 布设二等水准路线 将高程引测到 工作井附近 并设立施工高程控制点 水准测量采用 NA2 型带平行玻璃板测微 器水准仪配合钢尺进行 往返观测 地面高层传递到井下时 可用钢尺垂直悬挂 下系线锤至标准拉力 然后 地面 井下两台水准仪同时观测 钢尺应进行尺长 温度两项修正 井下布设 2 3 个地下起始高程控制点 顶管姿态测量 为保证顶管机严格按设计轴线推进 必须及时观测顶管动态数据 从而调 整顶管施工参数 指导顶管正确 安全推进 在顶管机头部纵向设一对水平横尺 利用布设的三维坐标控制点 测量各 尺读数 经精确计算得顶管转角 顶管中心方向偏差值 顶管坡度 顶管中心 高层等数据 从而相应调整顶管机的各个施工参数 顶管推进轴线应控制在允许偏差范围内 如有微小偏差 可按比例分段纠 偏 坡度 本工程坡度符合设计图纸要求 5 3 55 3 5 泥浆的制作和压注泥浆的制作和压注 顶力控制的关键是最大限度的降低顶进阻力 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环状的泥浆润滑套 变原 来的干磨擦为液体摩擦状态 这样就可以减少顶进阻力 要达到这一目的 就 必须严格执行顶管注浆操作规程 质量员检验严格把好质量关 触变泥浆由地面液压注浆泵通过 1 管路压送到各注浆孔 在机头外应安 装隔膜压力表 以检验浆液是否到达指定位置 在所有注浆孔要设置球阀 软 14 管和接头的耐压力 5Mpa 在工作井洞口止水装置前的建筑空隙处设置 4 个注浆孔 当管壁进入洞内 未与土体摩擦之前就先浸满浆液 触变泥浆随管外壁向大体渗入 在整个管道中每隔 9 15m 设 1 节有 1 个补浆断面 3 个注浆孔的管子 补浆 应按顺序依次进行 每班不少于 3 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 CNC 漏斗粘度 秒 视粘 度 CP 失水量 ml 终切力 达因 M3 比重 A 浆 15 6 2 42 32 561501 073 B 浆 12 4 1 5 36 30 591301 063 注浆压力 大于地下水压力 注浆量为建筑空隙的 6 8 倍 5 3 65 3 6 地上 地下挖弃土安排及处理地上 地下挖弃土安排及处理 由于本工程采用泥水平衡式顶管机施工方案 通过泥水管路系统循环运行 使顶管机连续推进 泥浆池的设计充分考虑到现场节约用水 池容积 300 500 M3即 10m 15m 3m 采用循环泥浆进行水力出泥 泥浆经初步沉积后 用泥浆 车及时运走 泥水系统选用三台泥浆泵 一台放在地面上为送泥泵 另一台放在基坑 下为排泥泵 地面建筑三个沉泥池 管路采用 4 无缝钢管 管节接头为卡箍 式活络接头 基坑内设有旁通装置等 送水排泥管路 4 钢管 法兰连接 软 管耐压 2Mpa 送泥浆 15KW 无堵塞泵 放在沉泥箱处 排泥泵 机头向后 60m 处 以后每隔 40m 放 1 台 15KW 无堵塞泵 共 3 台 工作井基坑内放 1 台 37KW 泥浆泵 直接垂直提升送到沉泥池 泥浆的外运因现场只有有限的泥浆池沉积 需采用泥浆泵抽到密封罐车内 泥浆的外运需每日 2 4 次 泥浆外运必须征得有关排污管理 交通管理部门的 认可并事先办好手续 5 3 75 3 7 顶管施工技术要点顶管施工技术要点 1 顶管机头操作要点 15 A 必须认真研究土质资料 精确计算出排水泵流量 B 采用调节顶管推进速度来控制刀盘土压 其特性较硬 变化较快 加 大进水流量 其特性较软 变化较慢 必要时同时使用这两种方法来控制 粘 性较大的 每节管起顶前先将刀盘浮动 3 5 次 C 在推进过程中 必须注意偏差发展的趋势 纠偏的原则是 务必让偏 差保持在较小的波动范围内 并且做到勤测勤纠 D 采用改良土体的浆液可以是粘土浆 也可以用膨润土浆 E 顶管机体偏转时 就必须用改变刀盘的转向来校正 校正方法是顶管 机向哪个方向偏转 刀盘就朝哪个方向转动 F 每班必须对顶管机所用润滑处进行检查 以确保润滑处于良好状态 润滑油脂少了应及时补充 2 顶管纠偏技术要点 纠偏操作方案是顶管操作员交接班时的重点 方案的依据为测量提供的机 头折角 倾斜仪基数和走动趋势 前后尺度数比较 机尾下地面沉降量等等 0 5 以上的大动作纠偏需尽量避免并慎重 不得已时也应争取在非重要地段进 行并加强观测 纠偏动作后无折角变动即停顶 会同电工 机修工检查电路和 液压管路 尽早排除故障 以防轴线偏差 纠偏应在下管后尽早进行 注意观 察倾斜仪读数的纠后趋势及光点滞后变化 同时通知地面和地下注浆人员注浆 3 顶管注浆减摩技术要点 A 机头后的第 1 号管子上的注浆断面为同步注浆 同步注浆的触变泥浆 应随机头向前延伸 形成整环泥浆套 同步注浆量位 0 6M3 min 左右 B 在机头后的 1 号注浆断面和地面注浆泵出口处各设置 1 只隔模式压力表 表头压力 P 0 6Mpa 1 号注浆断面和补浆断面的注浆口压力已控制在 0 9 1 2rh C 1 号注浆断面的 3 只压浆孔的压力要均衡 补浆断面的压浆孔压力也要 均衡 如果在压浆过程中从压力表上反映出该断面上的各压浆孔存在压差 就 及时给与调整 使之压力相等 并使每个压浆孔不存在堵塞现象 D 地面上的压力泵应选液压注浆泵 总管为 C65 白铁管 支管为 C25 橡胶 16 软管 额定压力不小于 0 7Mpa 每只注浆孔设 1 只 G25 球阀 E 顶管过程中应对每个压浆孔进行编号 管道补浆断面每隔 2 支管子设 1 只注浆孔管 补浆每班不少于 2 次 补浆也应逐孔均衡压注 即保持压浆量和 压力的均衡 补浆量为 0 6M3 min 应做好各补浆孔的压浆记录 F 顶管过程中还应在工作井内做好顶力变化曲线的记录 若顶力发生突然 升高或者经计算 F 4Mpa 应查找原因并采取相应对策 G 应确保工作井口止水装置的密封可靠性 在顶进过程中 通过洞口环形 空隙不断压注触变泥浆 避免管子入土后被土体握裹的情况发生 5 3 85 3 8 顶管过程中遇到特殊情况的技术措施顶管过程中遇到特殊情况的技术措施 1 处理顶管机头碰到原有地下障碍物 暗浜 暗沙地层的措施和方法 由于采用封闭式泥水平衡掘进机施工 根据我们的施工实践暗浜对我们施 工的影响不大 对于流沙地层 我们将采用膨润土注浆的方法 改善土层性质 对于古河床或塘沟 淤泥地层采用注入水泥浆或石灰浆改善土层性质 以利顶 管施工 2 顶管过程中方向偏差的技术措施控制 施工过程中坚持勤测 勤纠 微纠的原则 严格执行方向偏差报警制度 一旦施工中出现偏差值超过 5cm 时 作业人 员应立即停止顶进 并逐级向上汇报 经技术人员汇同有关施工人员研究分析 原因后 方可继续顶进 从而避免盲目顶进 3 进出洞口渗漏的控制技术措施 在顶管施工前 必须对进出洞口的土进行预加固 采取双液注浆法加固 加固强度为 0 3 0 4mpa 在顶进过程中 应注意对工作井洞口处的膨润土泥浆的压注 方法可以从 沉井预留孔的注浆点压法 通过完整的浆套形成来避免管道入土后管外壁啃土 从而产生土体移动和损失并引起管道下沉的情况 洞口止水装置的设计 选材 安装都必须按本公司标准图进行 每个环节 都要由专人进行检查 确保洞口不渗漏 顶管进入接收坑后 应尽快对洞口进行封堵 并利用前几节管子底部 预 埋注浆孔向管道下部土体压注水泥浆 同时也向洞圈进行压浆 17 5 3 95 3 9 顶管质量控制措施顶管质量控制措施 1 顶管施工前编制顶管施工组织设计 提交监理和业主审定后才能施工 2 一旦工程开工 项目部应尽快熟悉图纸 并组织设计 建设单位进行 图纸交底 未经设计单位书面同意 不得随意更改设计 3 项目部应认真分析地质资料 摸清地质的详细情况 并制定详细技术 措施 4 顶管前 项目部应向作业班组进行详细的技术交底 并办好书面手 续 5 顶管出洞口的地基加固 必须严格按方案实施 做好原始记录 6 项目部应派专人对砼管管材从质量 保管 安装进行全面监督 确保 管接口密封性能良好 7 顶管动态控制应在质量标准范围以内 如果在顶进过程中 发现方向 失控 应立即停止顶进 逐级上报 经研究同意后 方可继续顶进 8 顶管顶进时 应采用信息反馈技术 优化顶进参数 使沉降值降低到 最小限度 5 45 4 人工顶管人工顶管 5 4 15 4 1 主要施工工序 主要施工工序 管道降水 工作坑施工 导轨及后背墙施工 安装调试顶推设备 顶进施 工 工作坑改造竖井 土方回填 5 4 25 4 2 降水施工方法降水施工方法 5 4 2 1 降水井设计 根据基础埋置深度和拟建场地地层情况 本工程降水拟采用轻型井点降水 方案 降水井点位置为管道中线外 3 米 1 管井深度 L L HW1 HW2 HW3 HW4 HW5 HW6 其中 HW1 为管道深度 7 0m HW2 为地下水位降至槽底的深度 1 5m 18 HW3 i r0 I 为水力坡度 1 10 r0 为管径 HW4 为降水期间地下水位变幅 0m HW5 过滤器工作长度 1 2m HW6 沉砂管长度 0m 计算结果表明 降水管井深度为 10 6m 2 涌水量计算 以大井法计算最大出水量 Q 2KMSL R 上述公式中 Q 出水量 m d K 含水层渗透系数 0 5m d M 含水层厚度 m R 大井引用影响半径 R R0 r0 r0 基坑半径 L 管线长度 12m 由上述计算公式和勘察报告提供的计算参数可计算出水量 Q 11 13m d 5 4 2 2 降水井设计参数 1 井深 10 6m 2 孔径 D 300mm 井经 50mm 3 井数 n 14 眼 4 井中心距管线中 3m 5 井间距 2m 6 抽水泵 真空泵 5 4 2 1 3 单井井身结构设计 1 井点结构 成井深度 10 6m 成孔直径为 300mm 井管直径 50mm 井 管材料为钢管 其中井壁管长 8m 滤水管长 2 6m 滤水管外包棕皮和 80 100 目的滤水网 换隙上端 1 50m 段填粘土进行封闭 1 5m 以下填砾料 2 砾料规格 采用混合砾料 直径 0 3mm 7mm 3 抽水用泵 采用真空泵 每到支线 14 个轻型井点共用 1 个真空泵 真空泵数量 4 台 19 5 4 35 4 3 导轨 后背 顶进设备安装导轨 后背 顶进设备安装 5 4 3 1 导轨安装 工作坑由外管底以下 0 2m 挖成 4m 6m 土槽 采用 C15 砼浇筑枕木平基 枕木采用 3m 长 15 cm 15cm 方木 间距 70cm 方木用 油毡包住后 卧入砼中 方木面高程比外管底高程低 2cm 且符合管道坡度要求 砼面比方木面低 2cm 待砼强度达到 50 方可安装导轨 导轨采用 30Kg m 钢轨 长度不小于 6m 要求光滑 直顺 导轨安装中心偏差为 3mm 采用道钉固定在 枕木上 导轨探入工作坑壁 50cm 以保证管子顺序连接 导轨间距计算公式 A 2 Dhh e e 2 1250 140 20 140 20 762mm 式中 A 两导轨间距 mm D 管外径 mm h 导轨高 mm e 管外底距枕木的距离 mm 5 4 3 2 后背安装 后背较坑底深 0 8m 采用长 5m 断面 15cm 15cm 方 木码放 高度为 4m 尽量贴紧墙壁 后背平面要求垂直于管道中心线 如有空 隙用砂石填充严密 方木前加设 2cm 厚的钢板 再埋设立铁 5 根 间距 1 0m 立铁码放横铁 横铁要求码放平整 顶镐后座与横铁结合处严密 以便均匀地将 顶力传到后背上 后背厚度不小于 800mm 顶力设备为 320t 油压千斤顶 行程 L 700mm 根据顶力计算 一般安装 2 台 土质取砂石 n 为 4 5 4 3 3 顶进设备安装 护铁及顶铁 故护铁均选择圆形钢护铁 确保管 体安全 保护管子端面 使端面传力均匀 顶铁选用圆形顶铁 导轨后背墙布设详见 工作坑断面示意图 20 5 4 45 4 4 顶进施工顶进施工 顶管施工过程中要边顶进边出土 并对顶管掌子面进行预注浆加固 管壁 刃角始终吃土 5 4 4 1 准备工作及顶进设备的选用 顶进前对各种工作进行检查确认 包括后背情况 顶进设备情况 现场 照明等 顶镐安放在顶管后面的预埋钢板上 顶镐位置以顶管管材中心线为轴放 置 各行顶柱与顶镐顶力线安装成一条直线 并与后背墙垂直 顶铁采用 横 铁 工字钢环撑 顺 铁 顶 镐 后背方木 后背顶铁 坑道板 导 轨木轨基 圆形顶铁 工作坑断面示意图 锁口圈梁 锁口圈梁 钢格栅 刃角 1 8钢筋锚杆 长1 5m 1 8钢筋锚杆 长1 5m 21 4m 2m 1 2m 0 8m 0 4m 0 2m 共六种长度 随顶进随加适当长度的顶铁 为使顶柱均匀地传力 增加稳定性 在后背墙处及顶柱长度每隔 8m 处排设横梁 一道 每隔 4m 设置连接板一组 并使横梁与顶进管材轴线垂直 顶柱与顶进管 材轴线平行 顶进设备选用 最大顶力计算 本工程管道管径最大为 D 1050 管外径以 1250mm 计 最长顶距为 30 米 根据公式顶进阻力可按下式估算 P fD 2H 2H D tg2 45 0 5 w rD L PF 1 58 12 12 2 64 tg2 45 0 5 135 46 2 54 15 7 1 58 12 12 2 64 0 333 135 46 2 54 15 7 1 58 12 4 87 20 36 54 15 7 1 58 1068 15 7 3192KN P 计算总顶力 KN r 管道所处土层的重力密度 KN m 砂土取 17 5 D 管道外径 m 取 1 25 H 管道顶部在上覆盖土层厚度 m 取 6 管道所处土层内摩擦角 砂取 30 W 管材单位长度自重 KN m 取 105 L 管道最大顶进长度 m 取 30 f 土质摩擦系数 砂土取 0 6 PF 顶进迎面阻力 KN 取 15 7 计算总顶力为 3192KN 325 吨 千斤顶利用系数取 0 6 0 7 千斤顶个数 325 0 6 320 2 个 本工程顶进设备选用双作用千斤顶 320t 顶镐 拟采用 2 台 安置大型油泵 1 台 总流量为 256L min 后背采用 40cm 40cm 顶铁布置 6 路 顶进设备使用 22 前 特别是油压表必须进行检测 合格后方可使用 后背墙允许抗力计算 后背墙设为 B 5m H 4m 埋深 0 8m h 6 0m Ep B K 0 5 H2Kp HhKp 2CH Kp 1 2 Kp tan2 45 2 Ep 6400KN P 3192KN Ep 后背墙允许抗力 KN 后背土体重力密度 20 KN m3 H 后背墙高度 4m h 后背墙顶端到地面高度 6m Kp 被动土压力系数 后背土的内摩擦角度 30 C 后背土粘聚力 C 0 B 后背墙宽度 5m K 安全系数 1 5 后背墙被动土压力合力作用点计算 HOE H 3 H 3h Kp 1 2 6C H 2h Kp 1 2 4C 2 08m HOE 后背墙被动土压力的合力作用点距后背墙底端的距离 m 后背土的重力密度 20 KN m3 H 后背墙高度 m h 后背墙顶端到地面高度 m C 后背土粘聚力 Kh m2 Kp 被动土压力系数 Kp tan2 45 2 后背土的内摩擦角 根据计算 工作井后背墙尺寸定为 B H 5 4m 埋后背横排方木 卧 埋到工作井底 0 8m 深 5 4 4 2 顶进 1 顶进的实施是整个工程的关键环节 因此开顶前先进行试顶 试顶顶力 23 不能过大 一般是管结构自重的 0 6 1 0 倍 开始启动时不能突然增到此数值 应使顶镐同步逐渐加压 并派专人对设备及导轨和管材进行检查 如一切正常 方可加压正式顶进 2 各行顶柱与顶镐顶力线安装成一条直线 并与后背墙垂直 顶柱 顶镐 的横断面要与后背墙 顶管管材接缝横断面平行一致并密贴 3 在顶镐处 采用顶铁长度随顶进随加适当长度的顶铁 接换顶铁时 以 管中线为轴两侧对称排列 做到平 顺 直 4 顶进时昼夜三班不间断施工 防止因中途停置而导致摩擦力增加 造成 顶进困难 5 施工程序 1 检查砼管 顶管所用砼管应无破损及纵向裂缝 端面要平直 管壁无坑 陷及鼓包 管壁应光洁 检查合格的管子方可用起重设备吊到工作坑的导轨上 就位 2 检查起重设备 起重设备经检查 试吊 确认安全可靠方可下管 下管 时工作坑内严禁站人 当距导轨小于 50cm 操作人员方可进前工作 吊运时应 用专用吊钩或柔性吊锁 严禁用钢丝绳穿入管内起吊 3 管子就位 第一节管子下到导轨上 测量管子中心及前端和后端的管底 高程 确认安装合格后方可顶进 第一节管作为工具管 顶进方向与高程的准 确 是保证整段顶管质量的关键 经监理工程师验收合格后 方可进行下一步 工序 5 4 55 4 5 触变泥浆减阻触变泥浆减阻 1 顶管过程中 宜采用在管节四周注触变泥浆 减少顶力和防止土层坍 塌 2 采用触变泥浆顶管应包括以下设备 泥浆封闭设备 注浆泵 输浆干 管 分浆罐及注浆孔等灌浆设备 拌和机及储浆罐等调浆设备 3 采用触变泥浆减阻时 宜用顶管机或工具管作前封闭管 前封闭管外 径宜比管节外径大 40 60mm 顶进时应切土前进 注浆后 使土体与管节间形 成 20 30mm 厚的泥浆环 4 工作坑内管节进入土层遇易坍塌土质时 宜灌注混凝土挡墙 代替后 24 封闭圈的作用 在混凝土墙中应预埋注浆孔及为安装橡胶板封闭圈的螺栓 混 凝土墙预留洞的直径宜比前封闭管的外径大 10 20mm 5 顶混凝土管时 应在接口处衬垫麻辫或橡胶板等材料 防止接口漏浆 内胀圈宜用分块组成的胀圈 以便于和管壁贴紧 垫放防漏材料 6 灌浆应从顶管的前端进行 待顶进数米后 再从后端及中间进行补浆 7 灌浆用注浆泵进行 输浆管宜用钢管或高压胶管 布设至注浆孔 加 装注浆分闸门 注浆孔个数根据所顶管节的管径而定 宜为 4 6 个 均匀布置 8 触变泥浆宜采用膨润土配制 膨润土在使用前应测定其胶质价 测 定方法应符合下列规定 1 将蒸馏水注入直径 25mm 容量 100mL 的量筒中 至 60 70mL 刻度处 2 称膨润土试料 15g 放入量筒中 再加水至 95mL 刻度 加盖封闭 摇 动 5min 拌合均匀 3 加入氧化镁 1g 再加入水至 100mL 刻度 加盖封闭 摇动 1min 4 静置 24h 使之沉淀 沉淀物的界面刻度即为膨润土的胶质价 9 触变泥浆拌和应符合下列要求 1 应按试验确定的触变泥浆配合比 称量水 膨润土及碱的质量 2 取称量水的一部分与碱配制碱溶液 3 将剩余水与膨润土拌和均匀 4 将制配好的碱溶液 注入膨润土浆内 继续搅拌至均匀 形成触变泥浆 5 拌制好的触变泥浆应静置 12h 后方可使用 5 4 65 4 6 顶进挖土 出土顶进挖土 出土 本工程施工作业面较小 采用人工挖土 装小型运输机出土 挖土时严格掌握切土量 管身 刃角必须吃土顶进 挖土坡面不陡于 60 先两侧后中间 形成向洞内凸入弧形 待管身顶进时才能挖除凸入土方 此时 先上后下 开挖时 由测量人员给点控制好高程 严禁超挖 少挖 如出现偏差 纠 25 偏过程中听从顶进技术人员的指挥 按要求挖土 一切工作就绪后 需顶进时 由质控及测量人员复核后方可顶进 钢筋混凝土管顶入中 测量员每顶一镐对钢筋混凝土管材的中线和高程进 行测量复核 与顶进施工人员密切配合 保证管材按规定就位 5 4 75 4 7 管内掘进掌子面预加固管内掘进掌子面预加固 为防止顶进中掌子面塌方 在每一掘进循环之前 必须先对周围土体进行 小导管水泥水玻璃注浆加固 以提高其抗剪强度 增大复合土体的内摩擦角 有效加强掌子面土体的稳定性 5 4 85 4 8 管道接头止水管道接头止水 管道与管道之间接头止水为管道制造厂家提供的橡胶圈 垫圈 5 4 95 4 9 测量放线与纠偏测量放线与纠偏 5 4 9 1 测量放线 根据监理单位审核批准的桩点施测顶管轴线及高程桩 根据中线控制桩用 经纬仪将顶管中线桩分别测设在顶管工作坑的前后 使前后两桩互相通视 并 与管线在一条直线上 顶管工作坑内的水准点由坑上一次引测 经校核后方可使用 没做顶坑内 设 2 个水准点 5 4 9 2 顶管测量与纠偏 在顶第一节管时 以及在校正偏差过程中 测量间距不宜超过 30cm 以保 证管道入土的位置正确 管道进入图层后的正常顶进 测量间隔不宜超过 100cm 中心测量 本工程最大顶进长度为 60m 采用 3 条红外线进行轴线控制 顶部 管身两侧各布置一条 高程测量 用水准仪根据工作坑内设置的水准点 测量首节管前端与后端 的管内底高程 以掌握首节管道的走向 测量后应与工作坑内另一个水准点闭 合 每班做好顶管记录和交接班记录 全段顶管完成后 应在每节管道接口处 测量其中心位置与高程 有错口时应测出其错口高差 顶管误差校正逐步进行 形成误差后不可立即将已订好的管道校正到位 应缓慢进行 使管道逐渐复位 26 切记猛纠硬调 以防产生相反的结果 纠偏过程中应加强测量密度 每 10 20cm 测量一次 根据实际情况采取有针对性的纠偏方式 管顶进主要通过 首节调整 后节微调紧跟 的方式进行控制 常用的方法有以下三种 1 超挖纠偏法 偏差 1 2cm 时 可采取此法 即在管道偏向的反侧适 当超挖 而在偏向侧不超挖甚至留坎 形成阻力 使管道在顶进中向阻力小的 超挖侧偏向 逐步回到设计位置 2 顶木纠偏 偏差大于 2cm 时 在超挖纠偏不起作用时采用 用方木的 一端顶在管道偏向的另一侧内壁上 另一端斜撑在钢板或木板的管前土体上 支顶牢固后 在顶进过程中配合超挖纠偏发 边顶边支 利用顶进时的斜支撑 分力产生的阻力 使顶管向阻力小的一侧校正 3 千斤顶纠偏法 方法基本同顶木纠偏法 只是在顶木上用小千斤顶强 行将管道慢慢移位纠正 5 55 5 沉井施工沉井施工 5 5 15 5 1 原因 原因 由于地质状况特殊 周围地上有构筑物 树木 不能进行大放槽施工 比 较合理的施工方法是采用 沉井 施工方法建造提升井 5 5 25 5 2 总则 总则 利用预制的钢筋混凝土管 做为提升井的井室 采用人工下挖整体下沉的方 法 将 2 3 节 2000 的钢筋混凝土管就位 这种施工方法的优点是 1 安全 由于施工人员是在管内施工 不会因基坑塌方造成危险 2 成本低 不用进行 锚喷护壁处理 3 工期短 由于土方量开挖少且不需要砌筑 5 5 35 5 3 降水施工方法 降水施工方法 5 5 3 1 降水井设计 根据基础埋置深度和拟建场地地层情况 本工程工作坑四周降水拟采用轻 型井点降水方案 降水井点位置为墙壁外 2 米 1 管井深度 L L HW1 HW2 HW3 HW4 HW5 HW6 其中 27 HW1 为管道深度 7 0m HW2 为地下水位降至槽底的深度 1 5m HW3 i r0 I 为水力坡度 1 10 r0 为管径 HW4 为降水期间地下水位变幅 0m HW5 过滤器工作长度 1 2m HW6 沉砂管长度 0m 计算结果表明 降水管井深度为 10 6m 2 涌水量计算 以大井法计算最大出水量 Q 2KMSL R 上述公式中 Q 出水量 m d K 含水层渗透系数 0 5m d S 降水井内水位降深 m M 含水层厚度 m R 大井引用影响半径 R R0 r0 r0 基坑半径 L 基坑长度 6m 由上述计算公式和勘察报告提供的计算参数可计算出水量 Q 5 13m d 5 5 3 2 降水井设计参数 1 井深 10 6m 2 孔径 D 300mm 井经 50mm 3 井数 n 4 眼 4 井中心距墙壁中 2m 5 井间距 2m 6 抽水泵 真空泵 5 5 3 3 单井井身结构设计 1 井点结构 成井深度 10 6m 成孔直径为 300mm 井管直径 50mm 井 管材料为钢管 其中井壁管长 8m 滤水管长 2 6m