城市副中心水环境治理PPP建设项目截污管道施工组织设计.doc

城市副中心水环境治理PPP建设项目截污管道施工组织设计城市副中心水环境治理PPP建设项目截污管道施工组织设计第一章 编制依据11.1 编制依据11.2编制过程中采用相关的标准、规范和规程1第二章 工程概况12.1工程综述12.2工程概况22.3 主要设计情况22.4 工程地质、水文情况22.4.1土层概况22.4.2地下水情况32.5 主要工程量32.6供电系统4第三章 施工部署43.1 工程目标43.2 组织管理机构43.3 主要施工方案选择73.4 施工段划分与安排7第四章 施工准备74.1 施工现场准备74.2临时用水、用电74.3 临时围挡及交通组织84.4机械配备84.5人员配备84.6 进度计划9第五章 主要施工技术95.1 顶管井95.2顶管施工工艺105.2.1顶管工艺泥水平衡顶管系统105.2.2 顶管施工工艺流程图115.3顶管主要施工设备125.3 1 主顶系统125.3.2 止水洞口穿墙止水环145.3.3 进排泥系统155.3.4 顶铁及护口铁175.3.5 中继间175.3.6 触变泥浆减阻系统185.3.7 管内供电195.3.8吊装设备195.3.9 设备二次拆装195.4 平面布置205.5 管道顶进225.5.1顶管机现场吊运、组装及调试225.5.2 进出洞口加固245.5.3初始顶进245.5.4 正常顶进255.5.5顶管进洞施工275.5.6 泥浆置换275.5.7其他附属施工方法285.6顶管管材285.6.1 钢筋混凝土运输及现场存放285.6.2 钢筋混凝土管技术要求：285.6.3钢筋混凝土管顶进控制措施295.6.4管材吊装下井安全措施295.7 明挖施工方案305.7.1 施工技术各项参数305.8 明挖段施工断面图305.9 机械拉管施工方案315.9.1 施工工艺315.9.2 设备就位315.9.3导向钻孔和跟踪调查315.9.4 扩孔325.9.5泥浆护壁325.9.6管材焊接325.9.7回拖铺管34第六章 安全保证措施及操作规程346.1顶管机操作安全规程346.2施工用电安全保证措施35第七章 检测方案367.1周边构筑物监测及收敛监测367.2观测频度及时间安排36第八章 安全文明施工378.1安全管理目标378.2 现场安全管理措施37第九章 附图39第一章 编制依据1.1 编制依据1、某某城市副中心水环境治理（某片区）PPP 建设项目六马沟黑臭水体治理工程实施方图册（另册）；2、国家颁布的法律法规、有关技术性文件；3、地方政府有关的法律法规、有关技术性文件；4、国家、某市施工技术规范、规程、标准，有关安全、环境保护的法律法规。5、市政工程质量检验评定标准(CJJ9-85)；6、给水排水管道工程施工及验收规范 (GB50268-2008)；7、给水排水构筑物工程施工及验收规范 (GB50141-2008)；9、 给水排水工程顶管技术规程 (CECS246：2008)；9、施工现场实际情况及我单位类似工程施工经验；1.2编制过程中采用相关的标准、规范和规程1)、给水排水管道工程施工及验收规范 (GB50268-2008)；2)、给水排水构筑物工程施工及验收规范 (GB50141-2008)；3）、工程测量规范（GB50026-2007）；4）、混凝土结构工程施工及验收规范（GB50204-2002）；5）、混凝土强度检验评定标准（GB/T50107-2010）；6）、给水排水工程顶管技术规程（CECS246：2008）；7）、建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-2009）；8）、钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2003）；9）、施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）；10）、建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2012）； 11)、建筑基坑支护技术规程（DB11/489-2007）；12）、给水排水工程顶管技术规程（CECS246:2008）。第二章 工程概况2.1工程综述根据某区马驹桥镇农村地区雨污水排除方案（某工程股份有限公司，2016 年 10 月），凤港减河六马沟流域农村（小杜社、六郎庄、西马各庄）属于流域内规划西马各庄 7#污水处理站的服务范围。污水经管网收集输送后进入7#污水处理站，处理后出水排入受纳水体凤港减河。二支分沟流域农村北小营村、西太平庄村、麦庄村和大地村已经拆除完毕，没有生活污水排放问题。徐庄村属于流域内规划徐庄 9#污水处理站的服务范围。污水经管网收集输送后进入 9#污水处理站，处理后出水最终排入凉水河。 主干污水管道布置按规划接小村社村西侧企业排放污水，沿漷马路自西向东布置D=400mm 管道，接小村社村内污水后，管道折向南沿六马沟左岸现状漷柏路布置 D=400500mm 污水干管，收集纳沿线六郎庄村及西马各庄村污水，最终全部接入西马各庄村南侧新建7#污水处理站，杜绝污水直排入六马沟。共计约3.5km。2.2工程概况六马沟截污主管线位于现况道路东幅路设置，因道路宽度约10米，按设计原方案采用钢板桩明开槽施工，需占用半幅主路，对现况交通影响较大，仅能保证单向通行；且道路东侧有民房、围墙、变压器及高压杆等距离较近，施打钢板桩震动对周边影响较大。基于以往施工经验，可结合参照非开挖工艺实施，减少道路开挖范围，少占路宽，减少对道路交通及周边建筑物的影响。2.3 主要设计情况1）WA2WA17(KA0+010KA0+535) 采用自然放坡、明挖施工。施工中局部遇见障碍物采用锚喷支护。管道埋深小于3.5m。2）WA17-WA91（KA0+535KA3+026.52）采用泥水平衡法械顶管施工。管道埋深为3.5-5m。3）WA45-WF1（KA1+515-KF0+000.00）和WA0WA2(KA0+000KA0+010)采用采用定向钻拉管施工。2.4 工程地质、水文情况2.4.1土层概况本次勘察揭露的地层情况如下：表层为人工堆积的杂填土层、粘质粉土素填土1层；人工堆积层以下为新近沉积的粉质粘土层、一般第四纪沉积的砂质粉土层、粉质粘土1层、细砂2层、砂质粉土层、粉质粘土层、粉细砂层。现将各土层描述如下：人工堆积层：杂填土层：杂色，松散，稍湿，粘性土混砖块、碎石、灰渣等，大部分钻孔表层20cm为混凝土或沥青路面。粘质粉土素填土1层：黄褐色，稍湿，以粘性土为主，含少量砖渣、碎石、植物根系，大部分钻孔表层20cm为混凝土或沥青路面。新近沉积层：砂质粉土层：褐黄色，中密，湿，含云母、氧化铁，局部夹粘质粉土。一般第四纪沉积层：粉质粘土层：灰色，局部灰色，可塑，局部软塑，含氧化铁和有机质。粉质粘土1层：黄褐色，可塑，含氧化铁。砂质粉土层：褐黄色，中密，湿，含云母、氧化铁，局部夹粉质粘土薄层。粉质粘土层：褐黄色，可塑，含云母、氧化铁。2.4.2地下水情况该区地下水的补给主要为大气降水入渗和潮白河地下径流补给。地下水的排泄以向下游径流排泄为主。区域地下水由北西流向南东。本次勘察深度范围内地下水埋深5.8-6.4米，地下水类型为潜水，局部不排除局部存在上层滞水。2.5 主要工程量主要工程量序号名称规格数量备注1钢筋混凝土柔性钢承口顶管D10502841.04m级顶管2PE管DN300432.78m3顶管工作井4m8m8座4拉管工作井12m2.5m5座5顶管接收井4m5m13座2.6供电系统本次工程管道全场3.5km，设计施工分为3个专业工种同时施工。给施工带来诸多不便，且每台机械设备功率大，给供电系统无形增加了一道屏障。为了不影响工期和施工需要，及时有效的交叉工作，在不影响周边居民的情况下，全线所有施工用电采用静音发电机供电系统。第三章 施工部署3.1 工程目标3.1.1 质量目标合格3.1.2 工期目标计划工期：2017年4月15日开工，2017年6月15日竣工，总工期60天。具体安排见施工进度计划网络图。3.1.3 文明安全施工目标某市建筑工程安全文明样板工地；3.1.4 现场环境管理目标营建绿色花园工地，添一幅别致风景，建立环保体系，杜绝污染环境。3.1.5 新技术应用目标争创市政行业新技术应用示范工程。3.2 组织管理机构项目经理： 项目总工副经理资料员云彩 安全员 范华质检员张晓东技术员王涛测量员杨浩平施工员陈銮道专业施工班组项目组织结构精简、务实、合理、科学是保证工程实现的前提和关键，因此公司总部将选择具有改革开拓精神，丰富施工经验，工作协调，严谨务实的工程技术人员和管理干部组成本工程项目部。3.3.3项目岗位职责（1）项目经理职责项目经理是公司总部在项目上的全权代表，受公司法人委托行使项目管理权，在授权范围内负责项目的全方位、全过程管理，达到目标责任管理的各项指标，实现公司对业主的合同承诺。科学地组织和管理进入施工现场的人、材、物等生产要素，协调好与业主、设计、地方主管部门的关系，做好各生产要素的合理调备、供应和使用。深入现场及时解决施工中出现的问题。（2）项目总工程师的职责全面负责项目的技术质量管理工作，完成所确立的技术进步及效益指标。负责组织工程技术人员及各专业工程人员学习技术标准。落实施工图、合同及施工组织设计的现场实施。主持编制施工方案、工程技术措施，并向作业班组进行技术交底，检查指导按施工组织设计、施工方案和各项技术措施进行施工，发现问题及时解决。绘制加工及节点施工大样，进行深化设计满足定货和施工需要。主持质量事故的分析和整改方案的制定，组织验证和评价效果。（3）项目生产经理的职责负责项目工程的生产管理，协助项目经理做好“人、材、物”的合理调配与供应，以现场的生产管理为主，同时对各阶段的施工设备和工程物资需求及时提出计划，保证供应。组织工程部及各专业施工队，进行安全文明施工，处理解决施工现场的生产问题，对现场的土建、安装配合进行具体安排和协调。（4）项目材料员的职责主要负责后勤保障和安全管理，包括物资、设备供应，施工现场安全生产和文明施工管理，对外协调及民扰控制。保障工程项目的正常施工，创造和谐、安全的施工环境，协助项目经理处理外部事务及接待工作，保持内外部信息的及时沟通传递。（5）技术员的职责在项目工程师的领导下，完成工程的各项技术工作，负责办理工程的设计变更、洽商手续，深入现场，及时处理施工中出现的一般技术问题，负责工程翻样工作和编制工具、模具及半成品加工计划，负责工程技术档案资料的收集审查整理、保管。（6）项目施工工长的职责负责组织施工人员严格按照设计图纸、施工验收规范、安全技术操作规程、施工组织设计及施工方案、施工进度计划的有关内容要求组织施工，发现问题及时处理或提请项目总工解决。（7）项目安全员职责积极贯彻执行各项安全法规和规章制度，并监督检查。组织安全活动和检查，制定项目安全生产管理制度，对职工进行安全教育，协助对特殊工种的培训考核和取证。监督落实安全技术交底，及时处理施工中的安全隐患。实施本项目环境措施的落实及执行中的监督工作。（8）项目试验员的职责负责原材料的取样和送检及施工试验工作，对现场拌制的混凝土、砂浆配比进行交底和调整，并监督过程中的实施。（9）项目测量员的职责负责单位工程定位测量、高程抄测和过程测量放线工作，对所使用测量器具进行维护、保管，按规定进行检定，作好测量记录，整理归档，保管好测量档案。（10）项目专业质检员的职责负责对工程用材料的进场验证，对施工过程进行跟踪检查，进行分部分项工程的交接检、预检、隐检验收或评定，对现场质量事故进行调查分析。对工程质量信息状况及时向公司主管部门进行传递。3.3 主要施工方案选择 本工程根据现场实际情况及地质水文条件，截污主线深度大于3.5m采用泥水平衡法机械顶管管材采用D1050 III级顶管管材，工作坑为锚喷支护逆作法施工，尺寸为8*4m，工作坑双向施顶；因管径增大，检查井间距可调整至5060m。拉管管材采用PE管，管径与设计管径一致，造斜段采用钢板桩支护开挖竖井，尺寸为12*2.5m，单次拉管长度约150m。明挖施工采用1：5自然放坡，遇到局部有障碍时采用锚喷支护的方式，保证施工的安全性。3.4 施工段划分与安排根据工程管线的分部情况，路由特点，施工环境和工期的要求，为了不影响道路交通，便于工、料机的及时调配与供应。将本工程按照工艺划分三个施工段。序号部位施工工艺1WA2WA17(KA0+010KA0+535)明挖施工2WA17-WA91（KA0+535KA3+026.52）泥水平衡法机械顶管施工3WA45-WF1（KA1+515-KF0+000.00）WA0WA2(KA0+000KA0+010)机械拉管第四章 施工准备4.1 施工现场准备为了不影响交通和施工安全，施工前对各施工段的施工场地进行围挡，培训专人进行交通指挥和安全施工。4.2临时用水、用电 临时用水：施工用水必须保证机械顶管的注浆需要，后期闭水试验的需要。现场必须配备4辆8T水车满足施工用水。临时用电：本工程机械多，功率大、电量高，每个施工段都必须配备静电发电机，6台发电机作为施工，2台作为备用。以满足施工用电的需求。4.3 临时围挡及交通组织为了搞好文明施工，保证社会行人安全，每个顶管工作坑处设围挡。施工临时占地范围：顶管坑尽量靠近空地，避免占用公路。施工现场与社会人保证分离。4.4机械配备机械设备计划表序 号名 称规格型号数 量1顶管机GDDT泥水平衡式42注浆设备套43空气压缩机（低噪音）0.5m3/min44吊车75t、25t85千斤顶200t8-206钢筋弯曲机Q4047钢筋切断机JL4068电焊机500A69水泵3KW610自卸汽车斯太尔311洒水车解放水车1辆125m储浆罐10mm厚钢板制成41324m泥浆沉淀罐10mm厚钢板制成414静音发电机100KW84.5人员配备序号工种数量备注1项目部管理人员102顶管操作手43机械工25测量工26电工27电焊工49钢筋工1010壮工2511特种机械司机3合计61人4.6 进度计划第五章 主要施工技术5.1 顶管井1、工作坑为锚喷支护逆作法施工，因本次工程师双向顶坑后后背墙，不用考虑出水墙。2、工作坑封底，顶进工作坑在开挖支护到设计管底+管壁厚+机头导轨高后，按要求配置地板钢筋，预埋导轨、坑下设备的固定地脚，地脚与地板钢筋网焊接，然后浇筑C25混凝土，与预留集水坑、槽。5.2顶管施工工艺5.2.1顶管工艺泥水平衡顶管系统 顶进系统泥水平衡顶进系统主要由以下几部份组成： 泥水加压平衡顶管机； 送泥泵； 排泥泵； 井内泥水旁通； 减摩剂搅拌注入机； 主千斤顶动力站； 主千斤顶； 激光定位器； 钢后背板； 基坑导轨； 油缸架子。 进排泥系统主要由以下几大部份构成： 泥水分离设备（沉淀箱及分离器等）； 进水泵； 排泥管； 进水管； 基坑旁通； 流量计； 排泥泵； 进排泥泵控制柜； 进排泥软管； 流量调节器。图4-2 泥水平衡进排泥系统图 基本原理顶管施工是从地面开挖两个基坑井，然后管节从工作井安放，通过主顶千斤顶或中继间的顶推机械的顶进，推动管节从工作井预留口穿出，穿越土层到达接收井的预留口边，然后通过接收井的预留口穿出，形成管道的施工。泥水平衡顶管施工时，通过位于工作井内的后座主顶油泵和主顶千斤顶产生推力，推动管道向前推进。在管节推进的同时，顶管掘进机大刀盘切削前方土体，切削下来的土体进入顶管掘进机的泥土仓内，经刀盘的搅拌与进浆管送入的泥浆搅拌成浓的泥浆，再通过排浆管道将浓泥浆排出机头。通过管节一节一节向前推进，顶管掘进机不断推进最后到达接收井，形成整段管道。通过调整进排泥水量，或调整顶进速度，调整顶管掘进机泥水仓的泥水压力，从而保持了挖掘面的稳定。 泥水平衡顶管施工前需先在地面上的泥浆池内搅拌一定量的比重 1.11.2 左右的泥浆。顶管施工时打开泥浆池的阀门，泥浆通过进泥泵加压，经进浆管进入到顶管掘进机的泥水仓；泥水仓的泥浆在工作井内的排泥泵抽排作用下，泥浆经排泥管排到地面泥水分离器处理，泥渣分离外运，泥浆留在泥浆池内，形成了泥水循环系统。 泥水平衡顶管主要依靠泥水在挖掘面上形成一层不透水的泥膜，既可阻止泥水向挖掘面里面渗透，同时又可通过调节泥水压力来平衡地下水压力和土压力，达到稳定挖掘面的目的。 施工特点 适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高以及变化范围较大的条件下也可适用； 可有效的保持挖掘面的稳定，对所顶管周围的土体扰动比较小，因此施工引起的地面沉降很小； 与其他类型顶管相比，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其是在粘土层表现得更为突出，适宜较长距离顶管； 工作坑内的作业环境比较好，作业也比较安全。由于它采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、搬运土方等容易发生危险的作业；可在大气常压下作业，也不存在采用气压顶管带来的各种问题及危及作业人员健康等问题。 泥水输送弃土的作业连续不断地进行，其施工进度快，能有效的保证工期。5.2.2 顶管施工工艺流程图5.3顶管主要施工设备5.3 1 主顶系统顶镐架主顶镐导轨后背铁（1）主顶系统装置由：后背铁、导轨、主顶镐及顶镐架组成，其作用是提供推力，完成管道的推进。 工作井系统考虑的主要是顶管机及中继间顶进速度，顶力匹配，同时工作井后座能承受。工作井内管子在顶进时不失稳。主顶进系统由底架、油缸组、顶进环、钢后靠、顶铁及液压泵站等组成，主要任务是完成管节顶进。底架：承托顶管机、顶进环、中继间、钢管管节。底架设有微调千斤顶和水平支撑，可以调节底架高程和水平位置，底架顶部设有内、外两副轨道，内轨做顶管机、中继间、钢管管节的承托及导向之用，外轨则为顶进环往返行走之用。主顶油缸组：油缸组由46只油缸分两列左右对称布置，每列各23只油缸叠积而成，并用分式结构支座固定，用连接梁连成一体。主顶油缸选用国产双冲程、双作用等推力液压千斤顶，每只油缸的最大推力为2000kN，装备推力为800012000kN。主顶油站选用手动变量轴向柱塞油泵：配备Y180L-4型电机，通过变频调速可以改变油泵的流量，根据顶进时的工况要求及时控制主顶油缸的顶速，并可遥控操作。顶进环：由顶环和顶座组成，顶环用螺栓固定在顶座上，顶座底设有滚轮，可沿底架上的外侧轨道往复运动，顶进时，油缸将顶环顶入钢管管节尾部，与钢管端部环垫板相贴，起对中和导向作用，并传递油缸顶力，均匀地作用在钢管管节上。钢后靠：管节顶进时，油缸的反力通过钢后靠均匀传递到工作井井壁上，避免井壁受力不均匀或局部受力过大造成井壁结构破坏。钢后靠安装时，应与顶进轴线保持垂直，与井壁间空隙用速混凝土或木板填实，确保整体接触。（2）设备安装调试： a、导轨安装1、导轨用 45kg/m 重型钢轨制作，导轨基座焊于方钢上。钢横梁置于工作井底板上，并与底板上的预埋件焊接，使整个导轨系统成为在使用中不会产生位移的、牢固的整体。 2、导轨安装要求如下： 1）、导轨选用钢质材料制作，安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常检查。 2）、两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。 3）、导轨安装的允许偏差为：轴线位置：3mm；顶面高程：0+3mm；两轨内距：2mm。 3、基坑内导轨在顶管施工过程中有时会产生左右或高低偏移现象，防治措施如下：1）、对导轨进行加固或更换。 2）、把偏移的导轨校正过来，并用牢固的支撑或焊接锚固钢筋固定。 3）、垫木应用硬木或型钢、钢板，必要时要焊牢。 4）、对工作井底板进行加固。 b、顶镐架顶镐架是用来支撑并固定主顶镐的构件，用槽钢及钢板加工而成。支架固定在导轨之上并形成整体构件，便于整体吊装。支架体要有足够的刚度，要稳定性好，两支架应平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致。c、主顶镐安装根据不同管径、不同顶距选用不同的顶进设备，泥水平衡顶管机主顶进设备一般选用26台二级等推力液压油镐，行程3500mm，单缸推力为200t，最大总推力为6200=1200t。主顶镐固定在稳固的顶镐支架上，千斤顶着力点应在管轴圆心高度外壁上，对称布置，其合力的作用点在管道的中心上。每个千斤顶的安装纵向坡度应与管道设计坡度一致。使用前应进行调试，要对缸体内进行多次排气，使到缸体伸缩自如，不出现爬行现象。设定工作压力为25Mpa（最高压力不能超过31.5Mpa），防止超压损坏千斤顶。d、主顶泵站安装主顶泵站是给主顶千斤顶供油以及回油的设备，为千斤顶提供动能，该泵站压力最大31.5MPa，安装在工作井操作室内，方便机手操作，可自动化控制。最大主顶动力系统采用2台SCY14-1B型（额定容量25L、额定压力31.5MPa）的柱塞式高压油泵并联控制，其中一台使用变频调速机。当不使用中继间时，开一台油泵顶进速度可在62mm/min124mm/min调整；当使用中继间时，主顶系统只起跟进作用，两台泵同时开跟进速度为186mm/min。e、后背铁安装选用整体式后垫铁。后垫铁用2030mm厚钢板焊成纵横加劲肋的箱形体，为顶管的反力提供一个垂直的受力面。后垫铁安装无误后，在后垫铁与工作井后墙之间摆放一块100mm厚钢板，钢板与工作井墙体空隙间填充浇注砼，以使井壁受力均匀，不受破坏。5.3.2 止水洞口穿墙止水环 穿墙止水环安装在工作井预留洞口，具有防止地下水、泥砂和触变泥浆从管节与止水环之间的间隙流到工作井。 穿墙止水圈的组成部分为：预埋钢板环； 橡胶圈； 钢压板； 钢压环； 螺栓。详见下图：中间夹装20mm厚的橡胶止水环，该橡胶环具有较高的拉伸率（大于300）和耐磨性，硬度为4555，永久性变形不大于10。借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置。安装固定好后，预埋钢环板与混凝土墙接触面处采用水泥砂浆堵缝止水。5.3.3 进排泥系统1、泥水式进、排泥系统主要设备：包括进排泥浆泵、进水管、排泥管、泥水处理装置、泥水箱等。排泥系统有两个作用：一方面是排土，另一方面是平衡地下水。进水管与排泥管均采用4寸无缝钢管制作，接头处采用活动卡环连接，卡环内设置止水胶圈。进水泵进水管排泥管排泥泵2、安装调试：泥水处理是指泥水平衡顶管过程中排放出来的泥水的二次处理，即泥水分离。一般采用振动筛与旋流器组合起来进行泥水分离的方法。由振动筛把较粗的颗粒，一般在 1.0mm 以上的颗粒分离出来，然后由旋流器把较细的颗粒再分离出来。如果颗粒比较细，分离出来的土的含水量比较高，可在其中掺入一定比例的吸水剂，如丙稀酸盐，这种吸水剂可吸去土中的水分，使原来流淌的土变成可运输的干土。 泥水分离设备：拟采用ZSZY280D-3P型钻井液直线振动筛和ZQJ2002型除砂清洁器联合分离。 泥水系统的进排泥水的调配是确保挖掘面稳定的条件之一，同时也是确保泥水能正常输送不可忽视的一个重要环节。根据地质资料，顶管穿越的土质为流塑性细砂淤泥层，含泥量较大。所以，进浆泥水的比重调配在 1.051.10 之间。在施工中测试，排浆泥水的比重在 1.251.30 之间，此排浆泥水的比重能确保细砂在输送管内不易沉淀，也能确保挖掘面的稳定。 同时，地层含有较多杂物和贝壳，进入泥水循环系统的杂物和贝壳，容易堵塞排泥管和泥浆泵，所以，在排泥泵前需加装滤石箱，防止杂物和贝壳堵塞泵叶轮，同时还需及时清理滤石箱里的杂物和贝壳，保证循环系流无堵塞。5.3.4 顶铁及护口铁为满足泥水平衡式顶管出泥需要，顶铁选用马蹄形顶铁，同时为确保管体安全，使管体端面传力均匀，采用1块圆形钢护口铁。5.3.5 中继间本工程顶管距离基本设置在150m以内，为确保施工安全和顺利推进，顶力过大时通过加设中继间来减小顶力，实行分段顶进。 中继间结构中继间结构的耐磨损性能一般要求较高，密封防水效果必须良好。因此，选用双气囊组合密封式钢制中继间，其主要特点：a. 整体结构刚度大、加工制作精密，可提高总推力，减少中继间的使用数量，提高施工速度；b. 密封装置可调节、可组合、可在常压下对磨损的密封圈进行调换，中继间密封装置由左右两组复合密封组成，两组复合密封均由外圈的耐磨环和内圈的充气环组成，充气环上设有充气管，只要向充气环内充气或使充气环内保持一定的气压，耐磨环就会紧贴中继间的壳体行成一道可靠的密封，即使是耐磨环有些磨损或中继间的壳体有些变形，该密封装置都会自动加以补偿。在平时的使中，只向左边的充气环内充气，中继间就可以正常工作。如果左边的耐磨环损坏需要更换时，才向右边的充气环内充气，然后把左边的充气环内的气放光，把中继间油缸回缩，拆去左边的法兰就可更换耐磨环了。更换工作结束以后，须向左边的充气环内充足气后才能把右边的充气环内的气放光，然后再按前述的方法继续使用中继间。中继间油缸的行程为1000mm，总推力为根据不同管径设置安装千斤顶数量，但中继间总推力不应小于主顶力，中继间采用集中统一的控制方法控制。中继间使用前，外防腐按特加强级要求进行外防腐处理。 中继间的布置为确保顶管机顶进安全，提高顶管机破除障碍物能力，计划在顶管机后方紧跟1#中继间，且中继油镐伸出30-50cm后锁死，该中继间可为顶管机提供顶力储备，在顶进阻力加大情况下首先启动1#中继间可有效降低管道摩阻力对管道顶进的影响，此外，中继间伸出部分在顶进遇到障碍物时可回撤，通过反复伸出及回撤操作，可在顶管机旋转挤压作用下将块石等障碍物逐步挤压旋推除顶管机范围。之后，当顶力达到允许顶力的80%时，依次安装后续中继间；当顶力达到允许顶力的90%时，启用中继间，分段顶进，减少顶进阻力。 中继间的使用中继间放入基坑后，认真检查各项工作部件是否正常，安装完毕后进行试顶。对中继间的使用进行编组作业，从顶管机头向后按程序依次将每段管节向前推进，当一组千斤顶伸出时，其他中继间保持不动，在所有中继间依次完成顶伸后，主顶千斤顶完成最后顶进作业。 中继间拆除管道贯通后，从前往后逐步拆除中继间，中继间内部拆除的油泵、千斤顶等设备，割除突出的钢构件、钢板。若顶进管材为钢管，则在中继间内按设计涂刷内防腐即可。若顶进管材为钢筋砼管，则在中继间空档内浇制填充钢筋砼，中继间外壳留置土层中，砼浇筑厚度与钢筋砼管内壁齐平，采用C40、S6高强度混凝土，布置18100双层、双向钢筋，并在混凝土初凝前安装内衬PVC胶板材料。5.3.6 触变泥浆减阻系统在顶进过程中，随着距离的增长，管道的摩阻力也随之增大。为了提高顶进施工的效率，在施工过程中尽可能地降低管道外侧的阻力，通常情况下往管外侧喷谢触变泥浆，降低顶进的阻力。 1）触变泥浆系统设置：顶进过程中，需要经常进行压触变泥浆工作，以减少顶进的阻力。注浆孔的形状及布置：在每节管的前端布置一道触变泥浆注浆孔，数量为 4 个，孔的大小呈 90 度布置，经过不段压浆，在管外壁形成一个泥浆套。触变泥浆管设置在顶管机后面4节管每节管都设置触变泥浆管，在管节外壁形成完整的浆套。以后的管节间隔3节管设置一道，用来对浆套进行补浆。2）浆液配置： 触变泥浆系统由拌浆、注浆和管道三部分组成。拌浆是把注浆材料兑水以后再搅拌成所需的浆液(造浆后应静置 24 小时后方可使用)。注浆是通过注浆泵进行的，根据压力表和流量表，它可以控制注浆的压力(压力控制在水深的 1.11.2 倍)和注浆量(计量桶控制)。管道分总管和支管，总管安装在管道内一侧，支管则把总管内压送过来的浆液输送到每个注浆孔上去。 触变泥浆由膨润土、水和掺合剂按一定比例混合而成。施工现场按重量计的触变泥浆配合比为：水：膨润土8：1，膨润土：CMC(羧甲基纤维素钠)30：1。本工程拟购置膨润土袋装复合材料，在现场施工加水拌和。 3）注浆流程：造浆静置注浆顶管推进(注浆)顶管停顶停止注浆。 泥浆罐由压力恒定罐压力表控制，向泥浆罐大压力泥浆，压力恒定罐压力表上下压力可人工设定，设定后低于设定下限泵自动工作，高于设定上限泵自动停止工作，压力恒定罐内有气，能在泥浆泵停止工作时向管道输送压力泥浆，输送管道在工作井下设闸门，顶管内每个中继间后设一闸门，下管时关闭工作井内闸门和管内第一个闸，拆除胶管，润滑泥浆管就不影响下管，顶管内不够长时接钢管，钢管采用管螺纹联接，在中继间处设21三通，装单向阀，闸阀并用胶管与中继间补浆管联接，润滑泥浆50钢管在中继间附近装高压软管补偿因中继间伸缩影起的管道伸缩。注浆工作时注意事项。最主要的是有专人开关闸门，把闸门手轮全去掉防止误操作。顶进开始时，操作手观察润滑泥浆流量，无流量时马上停顶，检查管路，管路正常才能顶进。4）数量和压力 压浆量为管道外围环形空隙的 1.5 倍，压注压力根据管顶水压力而定。5.3.7 管内供电为避免在钢管道内采用高压送电，发生安全故障，危机人身安全，本工程采用380v，三相，50Hz送电。现场配备一台200kw柴油发电机，作为施工用电电源。5.3.8吊装设备顶管施工现场配备75汽车吊，用于吊装顶管机，配备25t汽车吊，用于吊装设备及顶管管材。5.3.9 设备二次拆装本工程中工作井多为双向顶进用，即一个工作井内要进行两个不同方向的管道顶进。由于顶进轴线方向不同，顶进必须按新的轴线方向重新布置。即在完成一个方向的管道顶进后，井内导轨、顶镐架、钢后背必须全部拆除吊出井坑，然后按下一顶进段轴线方向重新测量复核底板预埋件位置，逐一安装导轨、钢后背，浇筑新钢筋砼后背墙，破除原钢筋砼后背墙，重新安装止水洞口等。因此，双向顶进时井内设备的安装是不可重复利用的两次独立的设备安拆过程。5.4 平面布置一、工作井内布置工作井内沿顶管轴线方向在临时后座墙上装刚性后座，主顶千斤顶、导轨、刚性顶铁、环形顶铁等顶进设备。工作井边侧设置下井扶梯一座供施工人员上下。管内供电及工作井内电力配电箱均位于工作井内。管内测量起始平台安装在主顶千斤顶之间轴线上，独立与砼底板连接，与千斤顶支架分离，确保顶进时测量平台的稳定。 沿井壁依次安装 1.5 寸压浆管、4 寸供水和出泥管、供电、1.5 寸供气管线。井内二侧工作平台布置配电箱、电焊机、泥水旁通装置、后座主顶油泵车和顶铁。 管内进、排泥管、压浆管、供电、通风管分别安装于混凝土管左右偏下侧，采用L7575 角钢支架固定。 管内照明采用 36 伏低压照明灯，每 8m 布置 1 只。工作井内照明采用高压水银灯。施工期间在工作井内及管道内应配置足量的排水设备，以保证雨季汛期的管道安全。1）、工作井内机具明细表名称单位数量规格主推进千斤顶台16单台推力2000kN主推千斤顶泵站套4顶环套4自制顶铁套8自制油缸架套2自制底座套12自制电焊机台6500A洞口密封环套4自制进、排泥泵台42）、工作井内管线及电缆明细表泥水管100排泥管100润滑泥浆管50空气管（硬质PVC）150集水坑排水管75动力电缆2条，150mm2控制电缆1条有线通讯电缆1条3）、管内断面布置名 称规 格材料数量泥水管100（4寸）钢管4排泥管100（4寸）钢管4通风管150塑料软管4润滑泥浆管50（2寸）钢管4水密封清水管4分镀锌铁管4动力电缆100mm28控制电缆五芯线4有线通讯电缆4照明线36V10mm24以往施工中管线布置5.5 管道顶进5.5.1顶管机现场吊运、组装及调试1）顶管机吊运顶管机机头吊运属于大型设备运输，在吊运前制定详细的吊运方案并进行以下工作：运输路线选择与考察，主要有所经路途的架空线缆情况、运输路线桥梁限高及限重；运输时间安排；向路线所经地区交通管理部门提出申请备案，如必要请其进行协助维持交通；吊装起止地点支放吊车处的地基承载力验算及加固；运输时跟车设有经验的吊装起重工一名。根据我公司以往吊运顶管机的经验，顶管机吊装初步选用75t吊车一次整体吊运，大型平板车运输。2）顶管机及泥水分离设备调试砂水分离设备：本工程顶进断面部分段为中砂，夹粘性土薄层及粉砂，这种土质对砂水分离是比较容易的。处理泥量按照顶进50mm/min时的排泥量考虑，排泥量1.37m3/min，其中分离固体0.28m3/min。旋流器：管道在旋流器口收缩断面，泥砂浆液以8.5m/s的速度沿圆锥形旋流器周壁射出，粒径大的中、粉砂沿旋流器周壁旋转下沉，泥浆由旋流器中心排入沉淀池，沉淀下的砂经两层振动筛，筛分大于0.2mm的砂，排出（已接近干砂）外运，筛下的泥浆，流入沉淀池，沉淀池设2个，钢质结构，2个沉淀池轮流使用，上清液排除，表层泥用泵抽入泥浆搅拌机测比重，重配泥水，下层挖掘机挖出，晒干后外运。顶管准备工作轨道及顶进后靠背安装安装导轨，测量中心、高程误差在3mm之内。安装后靠背，并检查后靠背端面与导轨垂直度小于3%，检查顶铁接触面接触有无缝隙，有缝隙调正到无缝隙为止。机头组装机头就位前：机头在工厂验收合格后运至现场可进行安装，在导轨上先放机头滑动支架。用75t吊车把机头整体调到滑动支架上，用千斤顶、垫铁调正机头，使机头中心误差在2mm。在机头后装第一节管，安装标准同机头。接通自控系统，检测倾斜角、姿态仪、纠偏千斤顶、实际数值与计算机显示数值是否相符。各系统安装调试润滑泥浆系统。按照泥浆配比配制，搅拌机搅拌、2罐储浆罐润滑泥浆。用润滑泥浆泵向恒压罐泵送流浆，调试压力继电器，使罐压小于345kPa，泥浆泵启动，罐压大于800kPa，泥浆泵停泵。调好压力后放压两次检查，启动压力和停止压力无误准备就绪，有误差重复以上程序。泥浆压力、流量在计算机中显示准确，数据不对，计算机调正数据。泥水及砂水分离系统调试安装好泥水搅拌机及砂水分离设备；安装好地面泥水泵和排泥泵，安装好工作井内排泥泵及管线；按货源做好的配比，用泥水搅拌机拌和一储泥罐112m3泥水浆液；关闭1、2电动调节阀，打开3电动调节阀，开动输泥泵和变频调速排泥泵，检查泥路循环是否正常。按照上述操作投入自控，检查电磁流量计Q通过PLC系统对变频调速排泥泵流量控制情况并作调正。按照上述操作投入自控，检查压力计C2通过PLC系统对变频调速排泥泵流量控制情况并作调正。工作井顶进系统调试工作井油路、泵、千斤顶安装完，装好油；在第一节管上安装好顶进环；检查千斤顶动作；工作井顶进系统接入自控系统，检查顶进速度控制情况，并调正顶进速度。供电系统：发电机、配电柜、电缆，分别作绝缘、耐压试验，发电机做负荷试验。工作井内高程、中心桩校核；5.5.2 进出洞口加固在顶管从工作井的孔洞中出去进入土层时，应事先在孔洞附近注入水泥浆，固结其附近的土体，防止土层在出洞施工时流进工作井，同样的在机头进入接收井时，也应在孔洞附近作注浆处理，注浆范围为5m，注浆点间距1m，梅花形布置。5.5.3初始顶进顶进准备工作完成后，开始初始顶进。初始顶进在顶管工作中起着很重要的作用，一要穿过工作井洞口，在这过程中保证洞口结构不被破坏，洞口橡胶瓦套不被破坏，同时水和流砂不进入顶坑。二要保证高程、中心偏差最小，为正常顶进打下良好的基础。初始顶进长度包括机头和第一节管。凿除洞口钢筋砼，首先在洞口底部先凿除一个小洞直通结构层外面，观察是否漏泥漏水，然后在洞口两腰及中心各凿一个小洞，观察洞口是否漏泥水，如无漏泥漏水现象，即可全面实施凿除洞口砼工作。如有泥水渗漏现象，应立即封堵样洞，处理井壁外土体，待处理完毕无安全隐患后才能打开洞门。顶管机的操作全部采用在管道外(工作井上)控制台控制，只需一个机手操作，可实现对工具头刀具的转动、纠偏控制、压力显示、实时监控(工具头安装了摄像头、控制台上安装了电视机)。顶进千斤顶，观察工作仓的土压力表，调节渣浆泵的流量达到工作仓的泥水平衡，其平衡的原理是，当进泥和吸泥泵稳定工作时，调节进泥和吸泥的泵量，使工作仓内应保持一定压力，仓内泥水压力应与地下水压力相平衡，泥水压力过大，地面隆起；泥水压力过小，地面沉陷，所以控制顶进与出泥的速度相当关键。一、初始顶进速度控制：顶进用工作井顶进设备进行速度控制，分为两个部分，机头入洞阶段速度控制在35mm/min，影响速度因素：一是刀盘切削洞口砼厚度，当刀盘转速2.2转/min时，顶进速度35mm/min，洞口砼切下厚度1.42.3mm，在这样厚度下砼成粗粉末状，便于泥浆带出；二是机头没入土时，机头克服刀盘旋转产生的扭矩，靠的是机头重量产生的与轨道摩擦力，吃刀太深扭矩大，机头会旋转。第一节管进洞阶段，机头顶进速度控制在1020mm/min，此阶段重点是找正管子中心、高程，偏差控制在5mm之内。二、工作井洞口密封安装：开启穿墙管闷板，快速连接上洞口密封钢压板及止水胶圈，将机头缓缓推过橡止水胶圈，刀盘切入微膨胀砼缓慢进行顶进。推进前需要注意将周边主切削刀用木板进行覆盖，以防止在出洞时破坏止水胶圈。三、初始顶进泥水控制机头刀盘切入填充物前500mm，顶进时泥水流量控制在1.41.5m3/min，作用润滑刀，切削填充物杂物泥水带出，由机头出泥管排入砂水分离装置。初始顶进时，泥水流量控制在1.01.2m3/min，泥水容重：=1.2，泥浆由顶管机出泥管排入砂水分离设备。顶管机泥水仓压力控制在248KPa。4）测量：初始顶进后20mm，顶进测量开始，测量仪器使用日本TOPCON GTS-800A型全站仪，每顶进50mm做一次中心、高程记录，并及时向技术负责人汇报，以便采取措施。5）纠偏：顶管机头没有全部进入洞时，在机头中心、高程偏差不大于20mm，不考虑纠偏，因此时轨道在控制前进方向，另外因机头没有全进管，此时纠偏如不采取措施，纠偏没效果反而使第一节管偏离轨道。如中心、高程偏差大于20mm，要停止顶进，由项目技术负责人主持研究是否纠偏及纠偏方案，此时纠偏高程时，轨道上管要加配重，纠偏中心时，轨道管要加两侧支撑。机头全部入土后，高程、中心偏差大于10mm要纠偏，此时纠偏用机头纠偏设备，但应用人工操作、全站仪测量。初始顶进终点，中心控制在5mm以内，高程控制在10mm以内，为以后掘进打下好基础。6）注浆减阻：通过注浆孔向钢管外壁注润滑泥浆，润滑泥浆压力初始顶进时控制在457KPa，流量控制在0.1m3/min。5.5.4 正常顶进一、顶进主要参数：泥浆在整个顶管过程中起着关键作用，泥浆的压力、浓度影响挖掘面的稳定性。泥浆浓度、流量影响到切削下土体能否正常送到地面。泥浆配比要在优选货源的前提下优化配比，并能根据土质变化及时变化。泥水仓泥浆压力取决于地下水压力，施工过程沿顶进方向100m挖一地下水观测井，及时测得观测数据，确定泥水压力，使泥水仓压力始终大于水压力。泥水初定参数：泥水比重 1.15t/m3泥水仓压力 255KPa排泥流量 Q1=1.1m3/min排泥流量 Q2=1.37m3/min润滑泥浆严格按配比配制，为保证管外泥浆套的形成和有2.8cm厚泥浆（2.8cm厚润滑泥浆主要为纠偏考虑）。机头顶进速度设定50mm/min，如要加大顶进速度，在保证泥水仓泥压的条件下，要先加大泥浆流量，再计算顶进速度，否则排泥管会堵塞。流量计设定1.37m3/min。二、顶进操作程序：启动刀盘系统；启动输泥管和排泥管道泵，V1、V2电动阀关闭，Z3电动阀打开，泥路循环，自控系统调正管路压力，使V2阀处压力达到设定压力并稳定；机头顶进：当没加中继间时，工作井顶进千斤顶设定顶进速度50mm/min，在手动控制下，千斤顶以50mm/min速度顶进。如加中继间，中继间J设定顶进速度50mm/min。同时，流量计测量流量，通过PLC调整工作井变频泵，使排泥管流量保持在1.37 m3/min。压力计C1测量压力，通过PLC系统，控制V1电动阀的开启度，保持泥水仓压力。三、润滑泥浆系统只要管开始出洞，润滑泥浆只有在下管焊管时不补浆，其他时间全部补浆。润滑泥浆以顶管机头的同步加浆非常重要，操作人员在机头顶进时要观察注浆压力和流量，并作记录。四、排风系统：排风系统下管后马上接通送风，在顶管焊管过程中保持不间断送风。五、测量：每次下管后对工作井中心线校测，同时测量机头后第一管口、第二管口中心、高程，与已记录数据对照，同时绘制机头、第一节管、第二节管中