宁波江东北区污水厂施工方案.doc

宁波江东北区污水处理厂污水干管及其它配套基础设施标施工组织设计一、工程概况1.1 工程意义本工程为宁波江东北区污水干管工程，是改善宁波市民的生活质量和城市环境质量并为宁波实施持续发展战略提供保障。1.2 主要工程项目和内容穿甬江顶管：800钢筋混凝土F管，2个顶程，总长585.9m。过江管连接管城顶管：900钢筋混凝土F管，5个顶程，总长278m。消力井 3.243.24m 1座沉井： 工作井 内净尺寸 5.03.0m 3座 接收井 内净尺寸 2.02.0m 3座SMW工法： 工作井 内净尺寸 10.3m 1座 接收井 内净尺寸 9.0m 1座 闸门井 内净尺寸 9.2m 1座 内净尺寸 7.9m 1座铸铁管800敷设97.93m江东地区污水处理厂改建 地面建筑 287.46m2 机电设施安装、改建、调试 玻璃钢管、闸门安装。1.3 施工工期 按照招标文件条款规定，从开工通知规定日起至竣工的期限为150天。即计划开工日期为2000年9月1日，计划竣工日期为2001年1月28日。 根据施工进度计划的安装，拟定于2000年9月1日开工，至2001年1月20日竣工，比招标文件规定的施工工期提前8天。1.4 地质情况根据业主提供的地质资料，本工程的地层可分为：杂填土、松散，碎石、混凝土、砂、碎瓦片及生活垃圾等。粉质粘土、黄灰色、软塑状态，饱和。1淤泥质粉质粘土，黄灰色，含少量腐值物，层面夹薄层粉细砂，流塑，饱和。2淤泥质粘土，灰色，含少量贝壳碎片，中密，饱和。3淤泥质粉质粘土：灰色，含贝壳碎片，层面夹薄层粉细砂，流塑，饱和。1粉砂：灰绿色，含贝壳碎片，中密，饱和。2粉质粘土：灰绿色，含较多贝壳碎片，粉粒含量很高，软塑，局部流塑。二、施工准备 本标段工程的交通组织、地下管线的保护和地区排水等都有一定的难度。因此，在开工前做好施工准备就显得十分重要。2.1 做好现场调查 开工前务必根据招标文件和设计图纸进行详细地现场踏勘，认真做好下列各项施工准备工作。2.1.1 摸清施工范围内原有的排水系统情况及以往历年暴雨积水的情况，以便拟定好施工期间需采取的排水措施。2.1.2 核实各类地下管线的位置、数量、口径、深度和接头形式等，必要时开挖样洞进行核实；对各类的架空线的杆位、高度（地面至架空线的净高）、电压情况也需认真核实。开工前，在业主的支持下召开好地下公用管线单位的配合会议，落实好有关管线的搬迁或加固，现场监护等事宜。2.1.3 调查了解施工范围内道路的过境车辆及附近各单位行驶车辆的类别和数量，以及对施工的影响程度的情况，征得交通部门的同意拟订交通组织的打算，并召开交通配合会议，落实好施工期间的交通配合工作。2.1.4 调查施工现场的建筑物，估计施工期间对其的影响程度，对有碍施工的建筑物，应事先拆除，对安全受影响的建筑物，应作适当加固处理。2.2 施工测量2.2.1 管道中心线的测施开工前根据由业主和测绘院现场领桩给定的各座工作井和接收井的横座标和纵座标，以及设计图纸指定的管道中心与规划道路红线的距离，采用全站仪或经纬仪测施出管道中心线，并对管道中心桩进行攀线或引出固定桩加以保护。2.2.2 临时水准点设置开工前根据设计图纸中指定的水准点，放设临时水准点。临时水准点需设置在不受施工影响的固定构筑物上，并要妥善保护和详细记录在测量手册上。所设置的临时水准点都需进行测量校核，临时水准点必须闭合，闭合差不得大于12mm（K为两水准点间距，以KM计）。2.3 封拆管道头子封堵和拆除管道头子，W36井是原井利用，是本标段工程施工时要进行封、拆头子的一个井，它是保证分段施工，施工排水、截流、改道、联通等必须的技术措施，也是质量检验、磅水过程的必要手段，特别是对原有管道衔接、交汇等。封拆头子对安全威胁很大，其注意事项和安全要求如下： 1、施工中需封堵原排水管道头子，要先有制订解决地区排水的过渡措施，并事先向养护管理单位办理封堵手续经审定后才能封堵。 2、封拆头子还须填写“下窨井工作申请单”，并落实监护人员和抢救措施，经过有关部门审查和批准后实施。3、下井操作前需把前后窨井盖开启，使其适当通风，并用有害气体测量仪测定其浓度，井内照明灯具需使用低压行灯。下井人员按规定配带防毒面具和穿戴防护服，腰部系好悬托式安全带等。4、在封头子期间，用“吊水”法，来保原管道的排水畅通。 三、施工方法与技术措施3.1 W3#消力井的施工根据该井结构采用钢板桩围护、井点降水法施工。3.1.1 施工工艺流程 打钢板桩 打设井点基坑开挖 井底基础 井壁制作 窨井砌筑 顶管接收 井边还土 拔除井点 拔除钢板桩3.1.2 钢板桩围护与基坑挖土 钢板桩采用槽钢，根据现场支护条件和施工规范及实际经验，一般选用钢板桩的长度为6.5m7.0m。 计算公式为： L = H+(T/H)H L 钢板桩的长度 H 沟槽的深度 T 根据沟槽深度和土层物理力学性质选取的钢板桩入土深度。 钢板桩施打的方法为： 根据沟槽边线先开挖钢板桩槽，宽度为0.6m，深度挖到土层，并要暴露地下管线和障碍物，然后采用0.61.2吨柴油打桩机施打钢板桩。打设钢板桩时，若遇地下管线应请公用管线的监护人到现场进行监护，并采用适当的保护措施。钢板桩打设完毕后，可进行井点施工，当井点降水在沟槽底0.5m时可进行沟槽挖土。 钢板桩支护的沟槽挖土，采用人工与机械相结合的方法进行施工，头层土采用挖掘机挖至1m，然后进行头道支撑，以后采用5吨履带吊抓土机挖土，人工配合修边。支撑采用200钢管，在管顶净距离0.2m处设置最后一道支撑。为确保基坑稳定，在挖至沟槽底时，距离沟底30cm处设置一道临时支撑，待基础完成后，在排管前拆除。机械挖土是要严格控制挖土标高，挖土至基坑底标高30cm时，应停止机械挖土，采用人工挖土，然后修整槽底，清除淤泥和碎土。若有超挖和遇障碍物清除后，应采用砾石砂填实，不得用土回填。 2、井点降水与沟槽排水 管道施工过程中，为防止出现流砂，管涌现象以及因软土层承载力不够，而造成结构施工后的压缩沉降、变形，决定用井点降低地下水位。均采用轻型井点。轻型井点平面采用单排线型布置，井管间距1.6m，井管长H依据下式确定。 H H1+h-IL+0.2 H1 井点埋设面至槽底距离3.8m。 h 降低后的地下水位至基坑底的最小距离，取0.5m。 I 地下水降落坡度取1/4。 L 井点管至要降低水位点的水平距离。 计算得H = 5，故井管长度取5m，不包括滤管长度。轻型井点系统的主要设备由井点管、连接管、集水总管和射流泵等组成。 轻型井点降水施工的有关操作要求和规定详见“市政工程施工及验收技术规程”第四篇第三章。 为维持开挖的基坑内无水直到施工完成，必须认真做好基坑排水工作。首先在基坑外两侧填筑土坝，尽量减少路面上的雨水等流入基坑内；另外在基坑底设置集水坑，并配备污泥泵和潜水泵等设备进行抽水，确保基坑内无积水。 3、井底基础基坑底土基经验收后方可进行井底基础施工。基础包括砾石垫层和C25钢筋混凝土基础。砾石砂垫层厚度为10cm按规定的基坑长宽度满堂铺筑、摊平、拍实。砾石砂摊铺完成后安装混凝土基础的侧向模板，C25钢筋混凝土底层厚度为36cm规定长、宽度安装侧向横板（采用钢模板）。浇筑混凝土时采用平板振动器振实，抹平，并进行湿治养护。4、砖砌窨井待800管排入井底及900管顶入拉开后进行砖砌窨井。 5、基坑回填 回填材料要求：选用颗料直径不超过75mm的开挖材料，不含碎石，有机物及其他不适合的材料。 回填前注意事项：复土前应先把基坑内的水抽干，严禁带水复土。复土时管道二侧的复土应分层整平夯实，每层厚度为30cm松铺。卸土时不得直接卸在管道接口上，也不得单侧卸土防止引起管道的走动。管顶50cm以上的复土也应分层整平夯实，夯实工具根据密实度要求来确定，可采用人工夯，蛙式打夯机和火力打夯机等。 6、拔除井点和钢板桩 在基坑深度大于3m的管道进行回填后即可拔除井点，先拆除总管，井管采用5吨履带吊机直接拔出。 钢板桩拔除要在基坑填土达到密实后方可拔除。在拔钢板桩时，要及时灌砂，并可适当用水冲，防止地面沉降。3.2 工作井与接收井沉井施工3.2.1 工工艺流程基坑开挖砂石垫层模板制作立内模及立脚支架钢筋制作绑孔钢筋安装预埋件立外模及立脚支架浇筑混凝土混凝土养护打设井点破垫层沉井下沉至设计标高浇筑底板混凝土拆除井点浇筑井内混凝土井内砌筑砖墙结 束3.2.2 施工方法与措施 1、基坑开挖 基坑开挖其平面尺寸应根据设计图纸规定的工作井座标定为沉井中心桩和纵横轴线控制桩。设计地面基坑开挖深度为1.5m。基坑开挖采用挖掘机开挖人工配合平整基坑，基坑挖出的土方采用外运。 2、施工便道 本工程中大部分工作井、接收井处在原有的道路上，因此施工便道可根据现场的实际情况进行少量修筑。 3、设置垫层 基坑面在刃脚的垫层采用黄砂垫层，砂垫层上加砼垫层。砼采用C15强度。 (1)砂垫层的计算 砂垫层的宽度应为分布在井壁刃脚中心线两侧各一定距离范围内，宽度的计算公式为：B = b + 2H 厚度的计算公式为： + g砂H s B 砂垫层宽度； H 砂垫层厚度； b 砼垫层宽度； N 井壁自重及施工荷载（KN/m）； s 土层容许承载力（KPa），取110 KPa。 根据“市政工程施工及验收技术规程”要求，通过计算得本工程的工作井，砂垫层厚度为30cm；接收井沉井的砂垫层厚度为20cm。砂垫层宽度工作井为100cm，接收井为60cm。(2)砼垫层厚度计算 厚度计算公式：h = h 砼垫层的厚度（m）； G0 沉井第一节单位长度重量（KN/m）； R 砂垫层的允许承载力一般取100KPa； b 刃脚踏面宽度（m）。 砼垫层为厚度不宜过厚，以免影响沉井下沉，因此，一般取10cm。 砼垫层宽度，在确保刃脚踏面宽度的同时要考虑立模支撑的需要，因此，取6080cm。 垫层在施工时应做到平整密实，要严格控制C15混凝土的垫层表面标高和确保垫层厚度的均匀一致，若基坑内有淤泥暗浜等应挖到原土并用素土分层夯实填至基坑的标高。 (3)下沉系数K计算 K = 式中：G 沉井自重； Rf 井壁总摩擦力。经计算下沉系数为0.8，但采取相应的措施，下沉系数可达1.1，满足下沉要求。 4、沉井制作 沉井的制作高度按照每座井图纸上的要求进行制作，本工程九座沉井，其井高度都小于8.0m，需采取分二次制作。 沉井制作采用内模一次到沉井顶，外模和钢筋分节接长，内模支撑采用50钢管，外模采用12钢筋作为拉杆，中间设置5050mm的止水片。施工缝设置采用55的凹凸槽，在进行第二次浇捣混凝土前，先将凹槽的表面凿毛，并冲刷干净露出石子，然后在浇捣混凝土之前先浇一层原级配混凝土的砂浆，再进行混凝土的浇捣。 5、井点降水由于本标段沉井下沉深度为9.2210.43m，因此沉井按常规施工必需采用喷射井点为井点降水设备。根据计算，每只工作井点排水总量约60m3/d左右，用一套喷射井点设备，批1218根井管即可满足要求，接收井的排水总量约42 m3/d左右，用一套喷射井点设备，打1014根井管即可满足要求。井点为环形布置，让开进出洞洞口处。在淤泥质泥土中，井点抽水的效果来得比较慢，一般要7天以上才能达到予计效果，所以在沉井下沉前即要开始抽水，保证沉井到89米深时井点已经到效果。井点一直到沉井封底砼达到设计要求后才能停止抽水，拆除井点。 6、沉井下沉沉井下沉时，其井壁混凝土强度应达到设计强度的100%，即一般为井壁浇一星期之后，下沉控制时间应以试块强度为准。沉井下沉采用15吨履带吊和人工配合进行挖土，挖出的土方应及时外运。 (1)沉井挖土时采取先挖沉井中的井孔中间的土，保留刃脚下的土体，使沉井靠自重逐渐下沉，挖土要连续进行，以确保下沉的连续性。(2)当沉井偏斜达到允许值的1/4时，便要纠偏。沉井下沉过程中要根据资料随偏随纠，做到勤测、勤纠、缓纠。(3)做好下沉监控，沉井下沉时，应注意观测，刃脚标高每班至少测量一次，终沉阶段每小时测量一次。当沉井下沉接近设计标高时应加强观测，当8小时内沉井自沉累计不大于10mm时，方可进行封底。 7、沉井封底 当沉井自沉达到质量要求时，可进行沉井的封底。沉井封底前，先将井壁、地梁等与底板有接触的一面凿毛并清洗干净。当井内有格仓时，可将格仓分别浇捣底板混凝土。沉井封底，先铺碎石，由于是采取井点降水施工，因此底板须设泄水孔，待复土后再进行封闭。在浇捣底板混凝土前，安置好集水井筒。集水井筒可用300的混凝土管。集水井筒安置好后，铺设C10的素混凝土垫层，并当混凝土强度达到25%时，开始绑扎钢筋以及浇捣底板混凝土。 8、砌筑砖墙在顶管施工过程中，工作井井壁须用砖墙接高至地面，砖墙砌筑采用一砖半，待复土时再进行拆除。3.3 W1、W2# SMW工法施工顶管工作井采用SMW工法深层搅拌桩作基坑围护，水泥土搅拌桩直径850，中心间距为600毫米，纵横搭接为250毫米，搅拌桩深度为26.43m。本工程的型钢水泥土复合搅拌桩的型钢采用HM6003001220工字钢，其插入深度25.93m。其工艺流程见附图。3.3.1 SMW工法工艺流程图清除地下鄣碍物、平整场地水泥浆配置开 挖 导 沟搅拌、喷浆型钢插入型钢制作涂减摩剂搅拌机就位砌筑导墙、放出桩位压浆注入弃土处理3.3.2 水泥土搅拌连续墙施工（SMW 工法）采用日本进口设备850三轴搅拌机施工，墙体内插H型钢芯材。 1、SMW工法施工工艺（工艺流程见附图） (1)测量放线根据甲方提供座标基准点，按图施出桩位，设立临时控制桩，做好技术复核单，提请甲方验收。 (2)开挖沟槽根据基坑围护边线用0.4m3挖机开挖槽沟，并清除地下障碍物，沟槽尺寸如图一，开挖沟槽土体应及时处理，以保证SMW工法正常施工。图一：沟槽开挖示意图 (3)定位型钢放置在槽沟两侧打入地下4根10#槽钢深1.5m，作为固定支点，垂直槽沟方向放置两根型钢与支点焊接，长约2.5m，再在其上平行槽沟方向放置两根型钢，长约7-12m，两组型钢之间焊接住，具本见图二。图二：定位型钢示意图 (4)三轴搅拌桩孔位定位三轴搅拌桩中心间距为1200mm，根据尺寸在定位H型钢表面划线定位。 (5)SMW工法施工根据施工工艺的要求，采用日本进口的三轴深搅设备，根据工程的规格和工期的要求以及现场场地、用电等情况合理确定设备的投入力量和机器的配套工具。、施工顺序SMW工法施按图三顺序进行，其中阴影部分为重复套站，保证墙体的连续性和接头的施工质量，三轴水泥搅拌桩的搭接以及施工设备的垂直度补救是依靠重复套站来保证，以达到止水的作用。、桩机就位由当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清下、下、左、右各方面情况，发现有障碍物应及时清除，移动结束后检查定位情况并及时纠正；桩机应平稳、平正、并用经纬仪或线锤进行观测以保证钻机的垂直度；三轴水泥搅拌桩位定位偏差应小于2cm。、搅拌及注浆速度a、三轴水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度，根据有关技术资料下沉速度不大于1m/min，提升速度不大于2m/min，在桩底部分重复搅拌注浆，并做好原始记录，详见图四。 b、制备水泥浆液及浆液注入在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建水泥库，在开机前应进行浆液的搅拌，水泥浆液的水灰比按实际情况控制在0.50.6范围，每立方搅拌水泥土水泥用量为360Kg，土体加固后28天强度不小于1.2Mpa。、H型钢插入三轴水泥搅拌桩施工完毕后，吊机应立即就位，准备吊放H型钢。型钢应预涂减摩剂，以便回收。a、起吊前在距H型钢顶端0.7m处开一个中心孔，孔径约4cm，装好吊具和固定钩，然后用50t吊机起吊H型钢，必须保重垂直。 b、在槽沟定位型钢上设H型钢定位卡固定（见图二），定位卡必须牢固、水平，然后将H型钢底部中心对桩位中心并沿定位卡徐徐垂直插入水泥土搅拌桩体内，用线锤或经纬仪控制垂直度。c、当H型钢插放到设计标高时，用8吊筋将H型钢固定。溢出的水泥土必须进行处理，控制到一定标高，以便进行下道工序施工。d、待水泥土搅拌桩硬化到一定程度后，将吊筋与槽沟定位型钢撤除。、报表记录施工过程中由专人负责记录，记录要求详细、真实、准确。、每天要求做一组7.077.077.073试块，试样宜取自最后一次搅拌头提升出来的附于钻头上的土，试块制作好后进行编号、记录、养护，到龄期后送实验室做抗压强度试验。、为确保桩身强度和均匀性要求做到：a、严格控制设计要求配制浆液。b、土体应充分搅拌，严格控制下沉速度，使原状土充分破碎以有利于同水泥浆液均匀拌和。c、浆液不能发生离析，水泥浆液应严格按预定配合比制作，为防止灰浆离析，放将前必须搅拌30秒再倒入存浆桶。d、压浆阶段不允许发生断浆现象，输浆管道不能堵塞，全桩须注浆均匀，不得发生夹心层。e、发现管道堵塞，立即停泵进行处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提或下沉1.0m后方能注浆，等10-20秒后恢复正常搅拌，以防断桩。f、对溢出的泥土及时采取用内驳车运到施工现场集土坑内，临时集中堆放，待达到一定强度后方能在组织土方外运。2、在H型钢完成使用功能后，利用H型钢起拔设备回收搅拌体中的H型钢。3、施工质量保证措施(1)由专职测量人员负责测量放线及桩位的定位。(2)桩机必须端正、稳固、水平，用经纬仪或线锤保持其垂直度。(3)浆液配制必须按规定的配合比进行配制。(4)为保证水泥土搅拌均匀，必须控制好下沉提升速度。下沉不大于1米/分，提升不大于2米/分。若出现堵管、断浆等现象，应立即停泵，查找原因进行处理，待故障排除后须将钻井具提升或下沉1米方能喷浆，以防止断桩。(5)对溢出的泥土应及时处理，以保证SMW工法的硬化及下道工序的施工。(6)工序交接检查和隐蔽工程验收分自检、互检、专检三步进行。 4、钢筋砼压顶圈梁施工在圈梁制作前先凿除圈梁部位的水泥土，露出的H型钢表面用牛皮纸包扎。圈梁底部按标高凿平、清扫，然后绑扎钢筋、立模，浇捣砼，砼为C25，塌落度为68cm。浇好砼后用草包覆盖养护，浇筑好砼后三天内每天浇水。3.3.3 对工作井底部土体加固施工工作井底部土体加固采用双液分层注浆施工，加固范围：工作井搅拌桩内标高，从-14.00-19.00其强度要达到1.5Mpa。注浆加固在第二道临时围檩支撑砼浇捣好后进行。 1、工艺流程、 开槽，接通水电 根据布孔图放样 钻 孔 冲水泥浆护孔 插入塑料套管 插至孔底 封 孔 插入芯管 封顶层注浆 清洗塑管 加固区注浆2、主要施工参数注浆孔位间距为1m，梅花型布置。钻孔直径：110mm钻孔垂直精度：小于1/200注浆压力：0.10.6Mpa注浆流量：加固区810L/min浆液指标：比重：1.41.5 精度3040配方：（重量比） 水泥 粉煤灰 陶土粉 KA-2 水加固浆 1 ： 0.6 ： 0.12 ： 0.04 ：0.85(加固浆水灰比：0.53，粉煤灰掺量比37.5%)水玻璃浆：工业用中性水玻璃，玻美度3840。3.3.4 围檩圈梁施工围檩圈梁共设置二道，采用从上至下逐层的施工顺序。基坑挖土采用人、机相结合的办法，采用的机械为1m3履带挖掘机及12t履带起重机挖土，挖至第一道围檩梁标高时停止挖土，进行第一道围檩梁封高时停止挖土，进行第一道围檩梁的施工，围檩梁底部土面修平，清除杂物，然后进行扎钢筋、立模、浇捣砼。待到第一道围檩圈梁混凝土的强度达到70%后，再进行基坑挖土到标高-6.00浇筑第二围檩圈梁的钢筋混凝土的施工。在围檩圈梁浇捣前，要将20钢筋每隔2m预留出与H型钢焊牢。3.3.5 内衬井的施工基坑挖土施工至素混凝土垫层标高时已是注浆加固的土体层，已达到了混凝土龄期，土质较硬，采用人工修平底层，并观察井底土体渗水情况，若注浆在好的状态下不会渗水，若是有渗水现象，即刻采取双液补注浆处理，必须彻底封堵井底土层渗水才能进行内衬井的施工。1、素砼垫层施工基坑开挖到井底设计标高，在4小时以内浇筑200mm厚C20的素混凝土垫层，当素混凝土强度达25%时开始绑扎钢筋。2、内衬井施工内衬井的结构砼分二次浇捣完成，混凝土强度为C25，抗渗强度为0.8MPa。第一次，从C20混凝土表垫层面起到井底标高，井壁再上移30cm，在井壁横接缝处中心留有55cm凹槽。第一次，从浇筑到内衬井井顶，高度为3200mm，前后导墙及两根800顶管用的预留孔1170mm都一次成型。模板采用组合钢模板和钢管支架，其强度、刚度和稳定性符合要求，模板安装符合设计要求，结构和构件各部分形状尺寸和相互位置正确，模板的接缝严密合缝，特殊位置采用布条或砂浆嵌缝，确保不漏浆液。钢筋的绑扎和安装严格按照施工图进行施工，绑扎好钢筋要确保其有足够的刚度和稳定性，为了使在浇筑混凝土时不移位变动，增加扎结点或加撑筋。主筋混凝土净保护层厚度确保3cm，采用预制混凝土垫块。全部完成后经工程师代表检查批准后方可开始浇筑混凝土。混凝土的浇筑在浇捣混凝土之前，要做好各方面的准备工作。在浇捣混凝土全过程中，有专人负责看管模板及钢筋，一旦发现有模板漏浆、走动、变形、垫块脱落现象，立即纠正或调整。混凝土灌入模板中及时用插入振捣棒进行振捣，特别是钢筋和预埋件周围，以及模板的角隅处要避免漏振、欠振和超振。3.4 顶管施工3.4.1 顶管工程概况本工程有七个顶管施工，总长为863.9m。二长距离顶管顶程，每顶长度为292.95。甬江江底到管顶的复土还有2.8m，采用800钢筋混凝土管；5655m短距离顶程顶管有5个顶程，平均复土深度为2.65m，采用900钢筋混凝土管。 该标段顶管施工有以下几个特点： 1、顶管的上方复土层较浅，在顶进过程中有可能遇到障碍物。 2、从W3W36井顶管施工沿途管线多；地面建筑物较多，房屋结构简陋，平房、私房、墙身容易损裂。对地面的沉降控制要求很高，否则就会使管线或建设物遭到破坏。 3、W1W2顶管很深，上有甬江，江堤板抗。4、施工场地窄小。3.4.2 顶管掘进机选用 根据本工程特点，选用800、900土压平衡泥水加压顶管掘进机段针该工程的土质情况，管径小特点，选用机械式土压平衡泥水加压顶管掘进机，该机是以送入泥水压力平衡地下水压力，以机械方式平衡土压力而达到双重平衡。 (1)平衡地下水压力 当掘进机顶管工作时，切削刀盘转动，刀架开启，将工作面上的泥土送入仓内；进泥浆阀门不关闭，这时泥水（密度相应值较小，g值在1.031.10之间）从进泥水管道经过阀门送掘进机的泥水仓中。泥水与被刀架切削送入泥水仓中的泥土混合后又经阀门由排泥水管道排出（密度相应值较大，g值在1.301.35之间）。适当地调节好进排泥水的流量，就可以在掘进机的泥水仓中建立起一定的压力。通过进泥管道送入的泥水在掘进机刀盘前的挖掘面上的土可以形成泥膜，防止泥水仓内建立起的压力平衡掘进机所处于土层中的压力。 (2)平衡土体压力 当掘进机顶管工作时，大刀盘前受挖掘面土体的压力，随着此压力的增大，支撑大刀盘的油缸就会后移，使得刀盘前的挖掘面降低，油缸内的压力随着后缩逐步增大，油缸内的压力大于土体压力时，又将刀盘向挖掘面方向推移，又使得挖掘面上的土体压力升高；同时切削土体的刀架也随着刀盘的后移而开大进泥口；刀盘的前移而进泥量变小，这就更增加了土压力的灵敏性。我们只要将油缸的压力设定在相应控制值范围内，即可达到掘进机所处于土层推进时的压力平衡作用。 土压平衡泥水加压顶管掘进机3.4.3 施工工艺流程 工艺流程图：施 工 开 始测 量 放 样 YES NO放 样 复 核工作井设备安装地面设备安装出 洞 准 备注浆材料准备排 运 弃 土 推 进注 浆测量及方向纠正 卸管、接口安装、中继间安装进 洞 准 备取出掘进机、及附带设备全线、测量置换浆液、洞口、管缝处理 结 束 3.4.4 顶管测量 测量放样保证精度，采用三测回制。 1、地面测量： 必须选择天气晴朗，相对湿度较小的天气进行。 (1)两井通视，采用二秒级经纬仪按设计要求放出顶管轴线，在地面设控制桩，通过空导点用二秒级全站仪放出，通过控制桩对轴片复核，复测控制桩时，必须做到三测回以上，用经纬仪时，盘左，盘右要同时测，消除误差。在顶管施工期间必须对控制点进行复测，每顶100m对控制桩复测一次, 轴线测量仪器点每班都需校准。 (2)两井不能通视，无法直接利用井的预留孔中心测出顶进轴线，则采用空导点坐标来测出顶进轴线。 2、井内测量： 通过控制桩用仪器定出井下管道顶进轴线测量仪器的位置；同时在测量仪器的对面井沿口与井壁上分别设置测量仪器的复测较合点与线，以便在管道顶进轴线测量过程中对仪器自身位置的位移监察。 每隔6小时复测一次。 3、管道顶进轴线测量在井内设固定的测站，根据设计坡度，经纬仪调好垂直角度，一镜子看光靶上刻度。顶管掘进机内垂直面设置顶进轴线灯箱型光靶； 顶管掘进机内水平面设置坡度板，测量掘进机的倾斜和旋转。 在顶进过程中要经常对顶进轴线的测量，每顶进250300mm测量1次，并记录3次/节管子，顶进轴线与设计轴线一旦发生偏差，要及时采取纠偏纠正措施，减少顶进轴线与设计轴线的偏差数值。 在出洞、进洞及纠偏过程中，适当增加测量次数。 4、设置对工作井位移与倾斜的监察点，实行不定时监察，随着顶力的增加而增加工作井位移与倾斜的监察测量的频率。3.4.5 土压力值设定、顶管总推力值估算 1、从W1工作井顶向W2接收井两个顶程 管材：F砼管 顶程：2292.95mA、控制土仓压力值：Pmm Pmax被动土压力PPPP=htg2（45+ ）+2Ctg(45+) = 19.2015.36tg2(45+)+220(45+)=419KPaPP=htg2（45- ）+2Ctg(45-) = 19.2015.36tg2(45+)-220(45+)=197KPa 设定土舱压力P0为280 KPa 土舱压力控制值: Pmin = P0 - 15 = 265 Kpa Pmax = P0 + 15 = 295 Kpa B、顶管总推力值： 掘进机迎面阻力F0 F0 = D2Pmax = 0.992295 = 277KN 管道的综合阻力F1 F1 =DL = 60.97292.95 = 3571KN 曲线段附加阻力F2，F3 工作井可提供的最大顶力为2000KN，则中继间最大顶力为2000KN。S1 = =80mS1 = =115m则此顶程设置2只中继间，第一中继间设置在离机头80m处，第二只中继间设置在离机头195m处。 2、从W7工作井顶向W6接收井顶程 管材：900砼管 顶程：56mA、控制土仓压力值：Pmm Pmax被动土压力PPPP=htg2（45+ ）+2Ctg(45+) = 17.94.59tg2(45+)+214tg (45+)=146KPaPP=htg2（45- ）+2Ctg(45-) = 17.94.59tg2(45+)-214tg (45+)=36KPa 设定土舱压力P0为105 土舱压力控制值: Pmin = P0 - 15 = 60 Kpa Pmax = P0 + 15 = 90 Kpa B、顶管总推力值： 掘进机迎面阻力F0 F0 = D2Pmax = 1.12290 = 89KN 管道的综合阻力F1 F1 =DL = 61.156 = 774 KN 总推力F=F0+F1= 863 KN工作井可提供的最大顶力为2000KN，不需设置中继间。其他W7W36，W5W6，W5W4，W4W3顶程土仓压力值相同。3.4.6中继间设置： 使用中继间是完成长距离顶管中由于受到混凝土管材的抗压强度、工作井所能提供的后座力后方顶提供的推力的限制而采取的有效措施。 中继间旁的液压动力由主顶液压动力站提供，中继间工作时单独运行。 中继间的主要由前普通管、后特殊管、中继间壳体和油缸、均压环等组成。在前特殊管的尾部有一个与T型套环相类似的密封圈和接口。中继间壳体的前端与T型套环的一半相似，利用它把中继间壳体与混凝土管连接起来。中继间的后特殊管外则设有两环止水密封圈，使壳体虽在其上来回抽动而不会产生渗漏。 中继间油缸被夹箍固定在壳体上。油缸不论数是多少，总是均布在壳体内。油缸头尾两头均与均压钢环联接，均压钢环与混凝土管之间有环衬垫。在推进过程中，中继间油缸推到行程以后，自己不能缩回，因为它是单作用油缸。只有当主顶油缸或后一只中继间往前推进时，前一只中继间的油缸才能缩回。管子顶通以后，把中继间油缸拆卸下来管子可以直接合拢。 顶管掘进机在顶进过程中，顶力的变化会因土质条件的变化，或障碍物等变化而有较大的变化，顶管顶力达到工作井所提供的顶力的60%就要放中继间，若顶程有多个中继间，则后面的顶管顶力达到工作井所提供的顶力60%再安放中继间。中继间启用最迟，当主油缸的顶力达到工作井所提供的顶力的90%时必须启用中继间。3.4.7顶管管材,橡胶密封圈,木衬垫. 1、顶管前对钢筋混凝土管材成品进行检查：管接头的槽口尺寸是否正确，光滑平整。 2、钢套环上刃口无庇点，焊接处平整，肢部与钢板平面垂直。 管材现场堆放整齐、搁平。 3、橡胶密封圈外观和任何断面都必须致密均匀，无裂缝，孔隙或凹痕等缺陷。 橡胶密封圈保持清洁，无油污，不放在阳光下。 4、本衬垫采用胶合板材加工，厚度环的间隙符合要求。 5、在砼管上装橡胶密封圈前，先在砼管槽口上涂上胶水，使得装上橡胶圈后，用手剥脱不了。 6、在承插管口前，橡胶密封圈均匀涂薄一层硅油，承插时外力均匀，橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。3.4.8 进、出洞口和顶进措施 顶管施工中，进出洞口工作是一项很重要的环节，要加倍的认真对待，确保其安全性，可靠性。 1、出洞 如果出洞安全、可靠又顺利，可以说这节顶管施工已成功了一半。出洞前要做好以下工作： (1)对洞口外土体进行注浆加固处理，如图所示（第25页）； (2)安装洞口止水圈 先将止水圈装置初步就位，临时固定在出洞孔井壁上，然后推进掘进机至止水圈，根据掘进机外圆与止水圈板内圆的周边等距离来固定止水圈，确保止水圈中心与管道中线轴线一致。止水圈里平面与井壁要密实，以防漏浆，影响注浆效果。 (3)导轨水平铺设，按设计标高置放、撑牢、撑稳。 (4)在出洞孔砼上安装延伸导轨，其坡度和标高与道轨一致。(5)洞口采用钢封门，外侧用粘土填充预留孔，顶进时拔出钢封门。 2、顶进 (1)测定实际土层中的压力值 顶管掘进机徐徐推出洞口0.8-1.0m的土层后停止推移，要等上20小时后，观察顶管掘进机土层压力表上的值，若此时值与计算值不符时，要以实际测定值为准，并要对原来计算的推进压力控制值和总推力值进行相应的调整。 (2)砼管顶管施工前用2节管子与掘进机头用螺栓连接。 (3)严格执行控制值 a、顶进时出土率控制值95-98%，根据实际情况及时调整。 土压平衡泥水加压顶管掘进机用进泥水的比重与出泥水的比重差来计量出土。 b、管道每推进时采用连续测量系统测量中心轴线，若一发现偏移趋势就进行纠偏，若偏移量达到20mm时，立刻停止顶进，查明原因有措施保证后再顶进，确保顶管轴线的质量，勤测勤纠，每次纠偏角控制在1020。 c、土压力值控制在大于实测值-15Kpa，小于实测值+15Kpa范围内。 d、根据地面沉降监察反馈信息及时调整土压力控制值、出土量与顶进速度。 e、若发现沉降值超标，立即停止顶进，查明原因，采取相应措施后才能重新顶进，确保地下管线与地面建筑物安然无恙。f、刚开始向井下卸管、装管时，用钢支架固定已顶入的管节，防止油缩回过程中后退。 3、注浆减摩 为了减少推进过程中的阻力，在顶管掘进机外壳上涂沫仿瓷材料；在顶时中对管子外壁周围注入润滑浆，管壁上注浆孔设置如图所示。 注浆材料选用浙江临安地矿部门出产的成品膨润土粉。按粉：水=1：8（重量比）的比例拌成润滑浆。 为了防止注出的润滑浆和土砂倒灌，在“G1”放入一只单向阀。 膨润土经过拌浆设备与水拌匀后放入注浆贮存池，经充分的膨胀，有足够的稠度再用螺杆泵通过管道泵入管子的外壁上，形成浆套。 工作井附近搭建贮存注浆材料膨润土的防雨棚，贮存量为10t。拌浆桶、盛浆桶、注浆贮存池全布置在工作井的东西两侧，螺杆注浆泵放在工作井内。 注浆主管道采用2”镀锌钢管。 注浆混凝土管的安排： 在掘进机头后连续放四节注浆孔的混凝土管子，然后每隔二节管子排放一只有注浆孔的管，这样约有4次循环，以后每隔6节管子安放一只有注浆孔的管子。前面较密的注浆管功能是让其形成浆套，后面稀布的注浆孔管起补浆作用。 顶进过程中按具体情况适当地调整注浆量与注浆压力。补浆量视具体顶力大小情况而定。 4、弃土运输 弃工通过土压平衡泥水加压顶管掘进机配套的碴土泵、泥水输送管道直接通入泥浆贮存箱，沉淀后用汽车驳运出施工现场。 5、进洞 在掘进机到达接收井前，做好以下工作： (1)对接收井进洞口进行分层压密注浆加固土体。如图所示： (2)安置好接收导轨，主要防止进洞后的前面几节管子扭曲、磕头。 (3)预先在接收井壁预留孔封堵砖墙上钻出二个探孔，用探棒测量：当掘进机顶进到离洞口还有300mm处时停止顶进。将封堵砖墙敲留100mm厚层。 (4)将掘进机徐徐推入接收井内已辅设好的接收导轨上，直至砼管出井壁150mm为止。(5)起重机从接收井中吊出掘进机。(6)机头吊出后，将管顶到位，然后立即封堵洞口。3.4.9 通风 由于本标段中顶距较短，一般不采用通风措施，穿过甬江的顶程有292.95m长考虑通风，在顶进过程中有害气体能及时排出，管道内工作环境也大为改善。 采用926型离心通风机通过300专用管道向掘进机处输送新鲜空气。该型通风的技术参数:流量2536 m3/h,全(静)压:3765Pa，功率:5.5KW。随着顶进距离的增加，输送新鲜空气的压力，流量会逐渐地减小，但由于距离最大为292.95m，用一台通风机足够。向管内的输送空气量为30m3/h人。（如图所示）： 在管道内安装有害气体监察仪，随时都可直观地测量出管道内有害气体的含量，及早预警，杜绝管道内有害气体超标。3.4.10 管壁外浆液置换，管缝处理。 顶管完成后立即对管头进行处理，用砖头、砂浆、混凝土将管头固定在工作井与接收井的孔位中。 切掉接收井中多余的管子，立模将管头与井壁一起用砼浇筑成型。 用水泥、粉煤灰等配制的浆液从管线中部向两边转换出膨润润滑浆。 用堵漏王对管节缝道进行处理，确保不渗漏。3.4.11 障碍物的处理 若遇到障碍是的粒径在50mm左右的小障碍物及砖块等可直接从泥浆输送管道中排出，若遇到少数的朽木等也可以被刀盘切削打碎以后从泥浆输送管道内排出，这对进顶毫无影响。 若遇到比较大的障碍物以后，则应对掘进机前方进行物探，以查明障碍物的大小、形状、分布以及初步确定其性质，而后根据物探等资料综合制定排除障碍物的详细施工文件报请业主审批后再实施。3.4.12 管线保护，地面构筑物的保护 顶管施工过程中，对其自身的周围土体将产生扰动，使土体本身的强度发生变化和土体产生位移，从而导致地面沉降，同时波及顶管管道上方的地下管线及地上建筑物。 顶管引起地层移动的因素主要有：顶管掘进机开挖面引起的土体变化；掘进机纠偏引起的土体变化；掘进机后面管道外周因注浆填充引起的土体变化；管道在顶进中与地层摩擦而引起的地层变化；管道接缝及中继间接缝中泥水流失而引起的地层变化。上述的各种因素所引起的地层变化导致土体向开挖面及管道外周移动，从而引起地面沉降。 针对顶管施工的沉降要求，我们采取如下措施： (1)我们采取顶管掘进机外壳涂仿瓷涂料，机头后跟踪注浆，基本上可以消除机头带土损失。 (2)顶进时勤测勤纠，纠偏角度控制在1以内，使顶进轴线偏差越小好，减少掘进机纠偏引起的土体损失。 (3)严格控制好减摩注浆的压力、注浆量，使浆液充满管节与土体的间隙，顶通后，用粉煤灰、水泥等配置的浆液置换原有的浆液。 (4)顶进时管节止水橡胶圈必须安装好，保证节口不漏水、不漏泥，以减小土体损失。 (5)在地面顶进轴线上和建筑物四周设沉降控制桩，严密观测控制桩标高变化，测得的数据信息反馈，及时调整顶进参数，控制好顶进速度、出土量，使工具管与土体处于良好的平衡状态，使管线和建筑物沉降一直处于控制范围。一旦沉降接近规定值，立即停止顶进，分析原因，针对具体情况，拟写出采取相应措施的详细施工文件报请业主和工程师审批。 (6)由