下穿西六环安全专项施工方案(修改后)

阳上35KV线路入地工程下穿西六环工程段顶管工程安全专项施工方案北京市利达超强电力安装有责任限公司2015年6月审批_年_月_日审核_年_月_日编写_年_月_日目录第一章编制依据111施工图及设计说明书112现行有关规范113现场考察及本工程地质勘探资料114本工程施工组织设计1第二章工程概况221工程简介222顶管工程概况222工程地质及水文地质条件223结构形式设计328施工总体部署5第三章主要施工方法和施工工艺1031施工测量1032工作井施工以58M竖井为例1133顶管施工主要方法23第四章穿越地下管线及道路保护措施5041受地层变形影响管线的保护措施5042穿越西六环道路技术措施51第五章监控量测5351监控量测目的5352监控对象及监控手段5353巡视检查项目及方法5454仪器监控量测项目及方法5555监控量测管理及信息反馈61第六章施工安全保障措施6461组织保障6462主要施工工序的安全技术措施6463安全应急救援预案7564安全应急物资8065预约急救医院81第七章质量保证措施8271质量保证体系及组织机构8272施工质量控制程序8273质量保证技术组织措施8374主要工序专项质量保证的技术措施84第八章、雨季施工措施90第一章编制依据11施工图及设计说明书12现行有关规范序号标准、规范、规程名称颁布部门及时间1市政工程质量检验评定标准CJJ1902给水排水管道工程施工及验收规范GB5026820083给水排水构筑物工程施工及验收规范GB5014120084混凝土模块式排水检查井YBJPS0620105混凝土和钢筋混凝土排水管GB/T1183620096地铁工程监控量测技术规程DB11/49020077给水排水工程顶管技术规程CECS24620088混凝土结构工程施工质量验收规范GB5020420029建设工程施工现场供用电安全规范GB501949310测量规范GB50026200711建筑基坑支护技术规程DB11/489200712建筑基坑监测技术规范GB50497200913建筑机械使用安全技术规程JGJ33200113现场考察及本工程地质勘探资料14本工程施工组织设计第二章工程概况21工程简介新建排管（顶管）起点位于温阳路与沙阳路交叉路口西北角的拟建电缆终端塔，排管（顶管）向南穿越沙阳路后折向东，后沿沙阳路南红线北侧20M向东穿越西六环，后沿沙阳路南红线南侧70M继续向东，穿越前章村支沟至现状电缆隧道甩口南侧后向北穿越沙阳路，与现状电缆隧道甩口相接。工程名称阳上35KV线路入地（阅兵村环境整治项目）工程建设单位国网北京市电力公司昌平供电公司设计单位北京电力经济技术研究院监理单位北京吉盛安电力工程咨询有限公司施工单位北京市利达超强电力安装有限责任公司22顶管工程概况采用顶管工艺敷设管段有本标段顶管长约480米，穿越六环主路段157M，辅路80M，竖井共计4座（其中5080M竖井2座、3060M竖井2座）；设计断面D1000MM。22工程地质及水文地质条件221土层概况根据现场勘察报告显示勘察深度（最大2000M）范围内的土层划分为人工堆积土、新近沉积层和一般第四纪沉积层三大类，并按岩土及工程特性进一步划分为5个大层。场地地层自上而下描述如下1）表面为人工堆积层。粘质粉土、砂质粉土素填土层和杂填土1层。2）人工堆积层，包括粘质粉土、砂质粉土、粉质粘土1层、粉砂2层。本段主要位于粘质粉土、砂质粉土层。222地下水情况本次勘察期间实测地下水位到3层地下水。第1层类型为上层滞水，稳定水位标高46474871M（埋深170200M），主要含水层为粘质粉土、砂质粉土素填土层、杂填土1层；该层地下水分布不连续、仅在第二处、第三处地表水地段附近的钻孔中有所揭露，受周边地表水影响严重。第2层地下水的类型为层间潜水，稳定水位标高41034840M（埋深310850M），主要含水层为粘质粉土、砂质粉土层、粘质粉土、粘质粉土、粉砂细砂1层。第3层地下水的类型为层间潜水，稳定水位为标高3791M4175M（埋深11301300M），主要含水层为粘质粉土1。本工程主要受第2层地下水层间潜水的影响，施工前需要进行降水作业。23结构形式设计231顶管工作井结构形式设计采取倒挂井壁法施工，井壁厚400MMM、底板300MM厚采用C20喷射混凝土钢格栅。工作井口设300MM500MM的C40现浇钢筋混凝土锁口圈梁。为保证始发井与接收井在开洞处附近的土体稳定，顶管进、出洞处竖井侧壁后2M范围内土体需注浆加固，为保证始发井后背梁后方土体能够承担足够的顶管顶力，始发井后背梁后方土体3M范围内进行注浆加固，采用竖井内侧壁注浆加固方式，注浆浆液为纯水泥浆液，水灰比为11，注浆压力不大于05MPA，注浆后的土体无侧限抗压强度不小于08MPA。圆形井壁开挖时须进行超前小导管注浆，小导管长度为2M，水平倾角100150，隔榀打设，水平间距500M，梅花形布置，浆液采用纯水泥浆，水灰比为11，注浆压力不大于05MPA。所有工作井均为临时支护，只设初期支护，施工前需核实工作井是否进入地下水范围，如已进入地下水范围，则施工过程中应采取有效的止水措施，保证工作井无水施工，具体措施为工作井开挖时采用竖井侧壁周圈超前注浆止水及井底注浆。注浆材料采用水泥水玻璃双液浆，工作井注浆范围为从潜水水位标高以上05M开始，工作井侧壁外及井底以下20M。小导管长度为35M，梅花型布置，水平倾角100150，隔榀打设，注浆压力不大于05MPA。232管材设计管材顶进法施工的管段，采用特制钢筋混凝土钢承口管（级）特制顶管除配筋增大外，管节外形规格、承口钢环的制作与防腐、橡胶圈等的要求同常规钢筋混凝土钢承插口（级）级管。具体做法为将D1000MM钢筋混凝土钢承口管的内侧环筋加密为32根8、内外纵筋为30根7，壁厚为160MM。上述特制管的混凝土标号为C50、S8，环筋钢筋保护层为20MM。233检查井设计检查井选自混凝土检查井YBJPS2006，管道覆土675检查井盖板、侧墙和底板厚度增厚50MM，钢筋直径均加粗4MM；管道覆土7585检查井盖板、侧墙和底板厚度增厚100MM，钢筋直径加粗4MM；管道覆土85105的检查井盖板、侧墙和底板厚度增厚150MM，钢筋直径加粗6MM。检查井踏步采用球墨铸铁踏步，检查井垫层混凝土标号为C15。所有检查井底板、侧壁和盖板混凝土强度等级改为C30。24施工总体部署241施工部署的原则根据本工程的项目组成内容、现场施工环境及工期、质量目标，工程实施应按以下原则组织部署贯彻建设精品的方针，实施更高的技术和质量标准，更加规范化、标准化的安全生产、文明施工、交通导流及环境保护措施，质量目标达到合格，实现精品工程目标。282项目部组织机构项目经理在公司的支持下组建一个精干的项目部，按照建设工程项目管理规范要求，采用矩阵式项目管理机构，对本工程进行组织管理。项目经理部以项目经理为核心，下设生产经理、项目总工、施工员、测量员、技术员、质量员、安全员、资料员，对本工程全面实行项目管理。为便于管理，确保工程质量、安全和进度，在项目部下设各专业施工班组。施工队分工明确，责任到人，确保工程顺利完成。243项目经理部组织机构图244施工平面布置2441布置原则（1）根据工程特点及施工条件合理布置，统筹规划，安排好为工程服务的各种临时设施，做到技术可靠、规模适中、干扰较小，满足工程施工的需要。（2）施工总布置方案应遵循因地制宜、有利生产、方便生活、易于管理、安全可靠、经济合理的原则，经全面系统比较论证后选定。（3）根据施工需要，分阶段逐步形成，注意作好前后衔接，尽量避免后阶段拆迁。（4）所有施工生产设施、辅助企业及施工道路均按招标文件要求，项目经理副经理项目总工施工员测量员技术员安全员质检员专业施工班组资料员结合现场考察信息，在指定的施工场地和征地范围内进行规划布置。（5）临建设施的规模和容量根据施工总进度及施工强度的需要进行规划设计。在满足施工要求的前提下，尽量做到精简实用。（6）所有临建设施采取相对集中、靠近施工场地的方式布置并尽量沿公路边布置，力求紧凑、合理、管理集中、调试灵活、方便使用。（7）各种临设、生产营地及施工场地均按有关规范要求配置足够的环保及消防安全设施。（8）充分利用现有荒地、少占耕地。砂石料系统及部分施工辅助企业等可布置在经过平整的弃渣场地。2442施工准备（1）施工前的现场准备工作，包括清理障碍、平整场地、修建暂设工程、调查确定施工运输路线、铺设临时供水供电线路、组织材料和机具进场等。这些工作的落实有良好的平面布置进行统一规划，都应根据施工平面图的部署逐一检点落实，才能不误施工。（2）本工程为地下顶管施工工程，顶管坑施工占地红线设置2M高钢制围挡。要求围挡安放整齐、坚固、具有抗风能力。（3）同时考虑好节水、节电、修建临时厨厕及其卫生管理等，并设专人进行管理，以使施工现场清洁卫生，文明施工。245施工进度计划（1）工程工期计划开工日期为2015年6月1日计划竣工日期为2015年7月15日工期为45日历天（2）工期目标积极与业主、设计及各相关单位配合，尽快办理交通导行、占掘路、占用河道、拆迁征地等前期手续，排除一切干扰，力保按期完工。246工程资源配置（1）工程主要材料配置施工需用材料可方便运至现场。商品混凝土、管材和构件等主要材料在符合业主和监理要求的前提下，采用招标形式确定中标的厂家的生产能力，可满足本工程的需求。（2）工程主要机械配置表主要施工机械配置表序号名称规格型号数量1顶管机NPD1000泥水平衡式23注浆设备套24空气压缩机（低噪音）台45吊车50T16吊车25T17千斤顶200T68钢筋弯曲机Q40114钢筋切断机JL40215电焊机500A416水泵3KW4017自卸汽车斯太尔518洒水车解放水车1辆19发电机2台3人力配置根据本工程的工程量和进度安排以及配备的机械设备，并结合本公司在类似工程施工中积累的经验，经过分析测算，拟投入总劳动力168人。具体如下表分工种劳动力投入表序号工种数量备注1项目部管理人员102顶管技工23机械工24电工25电焊工26钢筋工87管道工108壮工309混凝土工2010模板工20合计102人第三章主要施工方法和施工工艺31施工测量311测量控制本工程导线量测采用全站仪及经纬仪的坐标控制测量，工程定测线位采用II级导线点控制，对业主委托勘测单位所交付的基线桩、导线桩和水准点，及相关测量资料进行复核验算并定线标识，做好记录。对控制桩和水准点进行围护，保留至工程结束。312建立地面控制网本工程采用拓普康GTS311S型全站仪进行坐标定位、建立地面控制网。并根据工程施工的需要布设加密控制桩和临时水准点。加密点选在稳固、可靠的位置。加密控制点的施测采用附合导线测量方法。在施工过程中定期对控制点、水准点和加密点进行复测校核,确保点位的准确和施工精度。加强与相接结构线位的测量复核，交点坐标相互交叉验算，保证新建与旧结构的整体线位准确一致。313施工测量1）工作井测量（1）工作井采用全站仪坐标定位，竖井控制桩纳入地面控制网内。（2）工作井开挖采用直接丈量法进行几何尺寸放线。（3）在每个工作井附近位置设临时水准点控制桩，形成地面闭合的水准点网，以保证施工测量的需要。2）地下控制测量（1）通过工作井传递方向和坐标，采用三角形联系测量法。（2）经由工作井传递高程，采用重锤悬尺导入法。（3）在工作井内壁上设4个轴线测量基准点，在混凝土底板上设2个高程观测基准点。（4）在工作井下建立观测台，使用激光经纬仪，机手按照激光指向操纵机械顶进。（5）每顶进一节管，对激光进行校核，并检查高程、水平偏差。314对控制桩的保护措施（1）控制桩其四周采用有醒目的警示防护栏围挡，在施工中应随时检查校核。（2）在施工过程中定期对控制点、水准点和加密点进行复测校核，确保点位的准确和施工精度。若发现不稳固、被移动或测量精度不符合要求，及时上报监理工程师，并及时采取加固、补测或重新校测的方法，以避免发生质量问题。32工作井施工58M始发竖井为例321竖井施工方法1）工作井均为临时支护，只设初期支护，支护形式为钢榀架钢筋网喷射混凝土支护，采用倒挂井壁法施工，井壁及底板厚均为300MM。2）井口设1000MM600MM的C40现浇钢筋混凝土锁口圈梁，圈梁上设240MM厚砖墙，高于地表500MM。3）圆形井壁开挖时须进行超前小导管注浆，小导管长度为2M，水平倾角100150，隔榀打设，水平间距500M，梅花形布置，浆液采用纯水泥浆，水灰比为11，注浆压力不大于05MPA。4）方形竖井四角，设置水平临时钢支撑，临时钢支撑采用HW250250914，距角25M，沿竖向钢格栅隔榀设一道，最后一道钢支撑应位于紧邻设计管顶上方的一榀钢格栅处，距管顶不应超过600MM。5）竖井钢格栅榀距05M，封底钢格栅榀距05M。竖井底板钢榀架、连接筋与竖井侧壁拱架焊接牢固,如进入地下水范围，采用C30混凝土封底。6）如已进入地下水范围，采用竖井侧壁周圈超前注浆止水及井底注浆止水措施。注浆材料采用水泥水玻璃双液浆。7）钢榀架竖向连接钢筋25间距1M，搭接长度02M，沿榀架内外主筋梅花形交错放置。网片规格6015M015M，搭接不少于一个网格。8）喷射混凝土强度等级为C20，采用普通硅酸盐水泥，喷射混凝土中的石子粒径不大于16MM。竖井剖面图322竖井施工工艺流程砌砖护壁圈梁施工挂网片、焊连接筋喷射C2O混凝土井壁分层封闭至底板爬梯安装开洞门部位预处理封闭竖井底板竖井初衬施工工艺流程图圈梁部位土方开挖测量放线按06M分层对角开挖土方323竖井施工方法（以68M竖井为例）方竖井圈梁示意图3231圈梁部位施工首先按图尺寸放线，布置好竖井地面沉降观测点并注意保护，然后在锁口圈开挖范围内挖十字探坑，探明开挖范围内的地下管线，依据施工方案做好管线保护，搭好井口临时防护栏挂好密目网，准备好防水、防塌方等应急物质，最后采用人工将锁口圈部分土方全部挖出清理干净。锁口圈基坑开挖后，绑扎锁口圈钢筋。锁口圈梁规格1000600MM，内设20主筋22根，连环箍筋10间距200MM。锁口圈钢筋全部完成后，向井身初衬部位预插25连接筋，方法是向下将预留钢筋钉入土内，保证连接筋在圈梁内锚固不小于800MM，保证在圈梁以下钉入土内不小于200MM。钢筋验收合格支搭模板，做好支撑。在支搭模板的同时将下井用钢梯、管线架等预埋件安好，之后浇注锁口圈C40混凝土，并振捣密实。锁口圈混凝土浇注完成，砌挡土墙，挡土墙高15M，厚度024M，高于地面05M作为挡水墙。搭设工作井口正式防护栏杆，防护栏杆采用4835钢管焊接而成，设上、下两道栏杆，上栏杆离地高度12M，下栏杆离地高度0506M；栏杆柱间距不大于2M，与挡土墙顶预埋件焊接牢固；竖井口砌05M高的挡水墙即可作挡脚板。防护栏杆外安全立网，防护栏图见下竖井防护栏示意图10572满挂安全立网立柱48钢管间距25为宜,含水量一般57，使用前一律过筛。豆石采用粒径515MM的河卵石，最大粒径不得大于2CM。当使用碱性速凝剂时，石料不得含有活性二氧化硅。喷射混凝土的原材料进场，均应进行质量检验。进行速凝效果的试验，确定速凝剂的品种和最佳掺量，要求初凝不超过5分钟，终凝不超过10分钟。混合料进行配合比的选择试验，确定水泥用量和水灰比。水泥与砂石之重量比宜为14145，砂率宜为4555，水灰比宜为04045，水泥和速凝剂计量误差为2，砂石材料为5；混合料应搅拌均匀，搅拌机拌合时间不少于2MIN；混合料应随拌随用，掺有速凝剂的混合料应立即使用，存放时间一般不大于20分钟。3236竖井爬梯的设置竖井采用固定式直爬梯，32钢管焊制，钢梯宽为05M，踏步间距03M。钢梯顶端在竖井口防护栏处设活动门和高15M的扶手，钢梯高度超过18M以上部分加设护笼。直爬梯高度超过10M时，设梯间平台。钢梯脚置于竖井底板砼预埋件上，焊接牢固，钢梯上端与圈梁预埋件焊接牢固，沿井壁每2M设一组预埋焊接点。钢梯需接长使用时，必须有可靠的连接措施，且接头不得超过一处。连接后的梯梁强度、刚度，不低于单梯梁的强度、刚度。33顶管施工主要方法331泥水平衡顶管方式顶管机被主顶油缸向前推进，顶管机头进入止水圈，穿过土层到达接收井，电动机提供能量，转动切削刀盘，通过切削刀盘进入土层。挖掘的土质，石块等在转动的切削刀盘内被粉碎，然后进入泥水舱，在那里与泥浆混合，最后通过泥浆系统的排泥管由排泥泵输送至地面上。在挖掘过程中，采用复杂的土压平衡装置来维持水土平衡，以至始终处于主动与被动土压之间，达到消除地面的沉降和隆起的效果。顶管机完全进入土层以后，电缆、泥浆管被拆除，吊下第一节顶进管，它被推到顶管机的尾套处，与顶管机连接管顶进以后，挖掘终止、液压慢慢收回，另一节管道又吊入井内，套在第一节管道后方，连接在一起，重新顶进，这个过程不断重复，直到所有管道被顶入土层完毕，完成一条永久性的地下管道。顶管机在掘进过程中，采用了激光导向控制系统。位于工作井后方的激光经纬仪发出激光束，调整好所需的标高及方向位置后，对准顶管机内的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到机内摄像机的影像内，并输送到挖掘系统的电脑显示屏内。操作者可以根据需要开启位于顶管机内置式油缸进行伸缩，为达到纠偏的目的，调整切削部分头部上下左右高度。在整个掘进过程中，甚至可以获得控制整个管道水平、垂直向30MM内的偏离精度。当工作井完成以后，经调试完毕的液压系统，顶管机便通过运输至工地，并安装就位至导轨上，顶进设备还包括，操纵室和遥控台、液压动力站、后方主顶、泥水循环装置，激光定位装置，减摩剂搅拌注入装置，泥水处理装置；其他辅助装置包括起重机，发电机、卡车、电焊机等。泥水平衡式顶管突出的优点（1）适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高，以及变化范围很大的条件下，它都适用。（2）可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管子周围的土体扰动比较小，因而由顶管引起的地面沉降较小。（3）与其他类型的顶管比较，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其在粘土层这种表现得更为突出，所以特别适用于长距离顶管。（4）工作井内的作业环境较好，作业比较安全，由于它采用泥水管道，输送弃土，不存在吊土，搬运等危险的作业。（5）泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快。332施工工艺流程施工流程如下图所示333顶力计算和顶距确定工程顶管单元长度根据设计图纸的井室位置、地面运输和开挖工作坑的条件、顶管需要的顶力、后背与管口可能承受的顶力等因素确定单元长度。本工程土质参数基本相同，顶力计算时分不同管径取一个最大管径和最大单元长度进行计算。以D1000MM泥水平衡机械顶管顶力计算为例（1）顶力计算NFLKDF0F顶进阻力KND0顶管外径M,按线路管径D1000MM，取D0110ML管道设计最大顶进长度M，80MFK管道外壁与土的单位面积平均摩阻力KN/经验值FK6KN/NF顶管机的迎面阻力KN，查表得NF（4）DG2H0式中H0管道覆土厚度，取最大值87M土的湿密度，取18KN/M3解得NF（314/4）112871814875KN则F3141180614875KN180667KN即F1807T根据计算出总顶力为1807T，实际选用设备四支200T顶镐（根据施工经验和现场情况，顶力远小于计算顶力，因此无需增加额外顶力系统即可满足要求）。各种管径管道顶力计算表管径MM壁厚MM顶力KN计算顶进长度D1000100800330M施工前根据各管径顶力计算分别选用不同顶镐设备。334后座墙3341后座墙功能后座墙主要功能是在顶进过程自始至终地承担主顶工作站顶管前进时的后坐力。后座墙的最低强度保证在设计顶进力的作用下不被破坏，要求其本身的压缩回弹量为最小，以利于充分发挥主顶工作站的顶进效率。在设计和安装后座墙时，使其满足如下要求。（1）要有充分的强度，在顶管施工中能承受主顶工作站千斤顶的最大反作用力而不至破坏。（2）要有足够的刚度，当受到主顶工作站的反作用力时，后座墙材料受压缩而产生变形，卸荷后要恢复原状。（3）后座墙表面平直，并垂直于顶进管道的轴线，以免产生偏心受压，使顶力损失和发生质量、安全事故。（4）材质要均匀，后座墙材料的材质要均匀一致，以免承受较大的后从力时造成后座墙材料压缩不匀，出现倾斜现象。3342后座墙的强度及其影响因素后座墙的强度取决于千斤顶在顶进过程中施加给后座墙的最大后冲力，后冲力的大小与最大顶力相等。影响顶力的因素甚多，可分为客观因素及主观因素两类。客观因素包括管材种类、管径大小、顶距长短、覆土厚度、土的种类、地下水位、管节重量等；主观因素包括操作误差、顶进方法、中途停工与否、是否采用润滑剂等。（1）顶进误差在顶进过程中，由于土质、设备的操作等原因，导致管子的方向或高程出与偏差，这种偏差称为顶进误差，简称误差。这种误差将导致顶力增加。技术熟练的工人既能采取措施防止误差的出现，又能及时发现误差的趋势而加以校正，使误差发展不致过大，并保持在容许范围以内，顶力即使增加也不显著。否则，当误差出现时，校正易操之过急而造成管线上出现折线段、错口等现象，从而导致顶力不断增加，使后座墙遭到破坏。（2）中途停工顶进作业一开始，中途就不能停顿。如果停止一段时间后再顶进，其起始顶力要大大超过停工前的顶力。这主要是由于停工时间过长，使管顶土层坍落的缘故。在地下水位以下顶进时，因停顶而使液化的粉细砂将管周围包裹起来，顶力也会大大增加，如果顶力增加至后座墙的设计强度，此时就不能再顶进，必须对后座墙进行加固后方可再顶进。另外，在顶进过程是否采用注浆润滑措施，对顶力的影响甚大。如采用注浆润滑，施工中的顶进阻力将减小很多。3343后座墙的刚度要求顶管时要求后座墙具有充分的刚度，以避免往复回弹，消耗能量。要保证受最大顶力时不变形，或只有少量残余变形，后座墙尽量采用弹性小的材料。如果后座墙弹性过大，顶进的后冲力先压缩后座墙，直到后座墙被压紧而不能再压缩时顶力才向前发挥作用使管段前进，千斤顶卸荷，后冲力解除后，后座墙虽然有残余变形但不大，甚至可以恢复到未受荷载的状态，可是下一次顶进时，仍要先压缩后座墙，因而每次顶进都要浪费一段千斤顶行程于压缩后座墙。用短行程千斤顶，行程一般为2000MM，而后座墙压缩量为510MM，这样就可使千斤顶行程在顶管前进时的利用率只有7080，每顶进3M长的管节，需1214个行程。若再考虑到传力工具的压缩，需要的行程数还要增加。所以，要提高顶进效率，除采用长行程的千斤顶外，还设法增加后座墙的刚度。3344后座墙设计与验算本工程是将混凝土墙加垫钢板作为千斤顶的后座墙。后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和刚度，且压缩变形要均匀。所以，进行强度和稳定性计算。1）矩形竖井后座墙（1）后座墙设计根据最大管道直径（1000MM）选择厚80CM的钢筋砼后背墙，宽度5M，高度43M，埋入地下05CM，内置25双排主筋，间距10CM。外侧以预制钢后背为模板，两侧支模，内浇筑C40混凝土。顶砼管穿越钢筋砼后背范围，为便于调头顶进，采用膨胀水泥打眼处理。调头顶进时，用已顶进管子做后背，管前增设外加工特殊整体边圈。（2）工作坑后背的受力分析及验算后靠背受力计算公式2/PPPRBHKCHKH）式中R总推力之反力一般大于推力的1216A系数取1525之间，取2B后座墙的宽度M取5M土的容重KN/M3取180KN/M3H后座墙的高度M，此处取42MKP被动土压系数为TG2（45/2）C土的内聚力KPA一般情况下取18H地面到后座墙顶部土体的高度M，此处取62M则R25184242256/2218621618624225619634KN16F163346953552KN因此，工作井后背能满足要求。3）后座墙允许偏差335顶管导轨安装导轨安装是顶管施工中一项重要的工作，安装的准确与否直接影响管道的顶进质量。（1）将导轨直接平铺工作坑底部，测量导轨的中心位置与高程偏差，其允许偏差为导轨内距2MM；中心线3MM；顶面高程03MM。（2）使用25工字钢稳固导轨，工字钢一端须牢牢抵在工作坑侧墙上，另一端与导轨焊接，每根导轨不小少3根工字钢。（3）安装后导轨要牢固，不得在顶进施工中产生位移，且需设专人经常进行检查。（4）导轨内距的确定22/EHDA其中A两导轨内距（MM）；D管外径（MM），D1100MM；H导轨高度（MM），取140MM；E管外底距枕木面高程，一般取20MM则A6858（MM）导轨安装内距为686毫米。336掘进机就位（1）使用50吨吊车吊装，将掘进进机放入顶进坑内的导轨上，前端距井壁约400毫米。（2）就位后先检查掘进机的轴线是否与顶进坑轴线、导轨轴线以及主顶油缸的轴线保持一致，发现偏差立即调整。（3）机头必须对电路、油路、气压泥浆管路等设备进行逐一连接，各部位连接牢固，不得渗漏，安装正确，并对各分系统进行认真检查和试运行。337井壁开洞施工3371注浆加固为防止顶管机出洞、进洞时土体滑塌，在工作坑和接收坑洞门处均须进行超前小导管注浆加固。具体做法为顶管进、出洞竖井侧壁后2M范围内进行注浆加固。为保证始发井后背后方土体能够承担足够的顶管顶力，始发井后背后方土体3M范围内进行注浆加固。注浆加固高度从管顶以上15M直至井底。加固宽度根据竖井井型、作用分别如下图。3030806DD竖井中线竖井开洞处后背土体加固注浆设计管道初支结构6M始发井3372洞门注浆加固施工方法注浆要求及方法同竖井超前周圈注浆，注浆浆液选用纯水泥浆，水灰比11，注浆压力不大于05MPA，注浆后要求土体无侧限抗压强度不小于08MPA。3373矩形井壁开洞完成洞口加固后，开始穿墙洞口施工首先，在穿墙洞口位置放线出一个内环直径大于混凝土套管外径的圆环，圆环宽度03M；其次，分4段人工凿除圆环内混凝土、割除顶管坑钢格栅及网片、安装圆形格栅（圆形格栅与原格栅焊接牢固）、喷射C20混凝土并安装预埋件；第三，人工凿除穿墙位置的混凝土，将厚20MM的钢板与洞口周边预埋件焊接牢固用于挡土。井壁开洞施工如下图所示。第一步在穿墙洞口位置放线出一个内环直径大于混凝土管外径的圆环，圆环宽03M第二步分四段人工凿除圆环内混凝土、割除钢格栅及网片第三步同步安装圆形格栅（圆形格栅与原格栅焊接牢固）第四步同步喷射C20混凝土完成整个圆环格栅安装及混凝土喷射凿除穿墙位置混凝土圆形竖井开洞施工原理与矩形竖井基本相同，只是为了保证受力体系转换过程的结构稳定，需加设弯梁及立柱。井壁开洞如下图所示连接板佘同开马头门需切断竖井格栅圆竖井开马头门处加格栅图马头门上一榀完整竖井格栅弯梁立柱先施做洞门上台阶两根立柱及一根圆弧横梁（受力体系转换），并架设圆拱，圆拱格栅与竖井格栅采用“L”型25螺纹钢连接筋连接。连接板佘同开马头门需切断竖井格栅马头门上一榀完整竖井格栅弯梁立柱随后架设洞门下侧两边立柱，并架设圆拱的下段，圆形格栅与竖井格栅采用“L”型25螺纹钢连接筋连接。挂双层网片，喷射C20砼，封闭成环。人工凿除穿墙位置的混凝土，将厚20MM的钢板与洞口周边预埋件焊接牢固用于挡土。加强监控量测此部位的沉降、收敛数值，及时调整支护方式，确保受力体系转换过程的结构稳定。接收坑井壁开洞与顶管坑工序完全相同，只是为安装喇叭口，开洞尺寸稍大。338止水环安装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。穿墙止水环组成部分为预埋钢板环；橡胶圈；钢压板；钢压环；螺栓。止水环结构采用钢法兰加压板，中间夹装20MM厚的橡胶止水环，具体如下图。止水圈里平面与井壁要密实，以防漏浆，影响注浆效果。339机械顶进施工泥水平衡顶进示意图3391顶进中的方向控制有严格的放样复核制度，并做好原始记录。止水洞口平面图111橡胶止水圈钢压环预埋钢环板R54362R54320M6钢压板预埋钢环板布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。顶进纠偏必须勤测、多微调，纠偏角度应保持在1020不大于05。并设置偏差警戒线。初始推进阶段要减慢主顶推进速度,不断调整油缸编组和机头纠偏。开始顶进前必须确定坡度、每米、每节管的位置、标高。3392顶进调试及土体取样1顶管下井前应作一次安装调试，油管安装先应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。2机头下井后刀盘应离开马头门1M左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不超过5MM，既可开始凿除封门并应尽量凿除干净，不要遗留块状物，同时可进行土体取样，使用100，L500MM的两根钢管在洞口上下部各取长400MM的土样，取样工作完成后随既顶机头，使机头刀盘贴住前方土体。3机头属于刀盘不可伸缩型，土压力表所显示的土压力为泥仓土压，显示的土压力与实际顶进的土压力存在一个压力差P，此值一般取1530T，由于进泥口是衡定的，机头的土压控制主要通过顶速来调节，每次初顶时先调节好送水压力，然后打开机内止水阀，转动刀盘，关闭机内旁道，待流量达到额定值的80时既可开始顶进，送水压力可通过机内压力调节既可完成。3393掘进机出洞措施顶管机、顶进系统、泥浆系统调试完毕，其他各项准备工作就绪后，拆除挡土钢板，顶进掘进机到穿墙孔内，掘进机与第一节混凝土套管采用刚性联结，避免机头“磕头”，在掘进机最前端与掘进面之间压满泥浆。因出洞口处为加压注浆固结体，刚开始顶进时尽量慢，出洞1015米范围，工具头前端有土压力，并且由于管道较短，摩擦力比较小，为避免管道整体产生较大后退造成掘进机前端塌方，当后座千斤顶回收时，需要用2根108钢管顶住砼管，避免后退。3394正常顶进1土压仓内土的流塑性控制本机头具有可控流量的加泥系统，顶进时向土压仓加泥，粘土层和粘土砂石层加泥量控制在每方出土加泥量10，砂、砂砾石层每方出土加泥量3035，顶进时可视出土的流塑性增减加泥量。2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。3顶管施工中要根据不同土质、覆土深度和地面沉降的情况，配合第三方监测数据的分析，及时调整泥水与土压平衡值，同时要求坡度相对的平稳，控制纠偏量，减少对土体的扰动。根据顶进速度，控制排泥量和地层变形的信息数据，及时调整注浆压力和注浆量，从而将轴线和地层变形控制在最佳的状态。4顶进纠偏不断地观察光靶上的激光点是否偏移，如发生偏移2CM左右，预测机头倾角又是有向偏差大的方向发展趋势时，要考虑采取纠偏措施，中心偏差到4CM时，要测机头前后中心偏差，如中心偏差是向加大偏差发展趋势就要纠偏。纠偏时开动纠偏千斤顶。偏差方向的千斤顶顶出最大不超过15，纠偏时每30CM测量一次，并做机头和机尾数据比较，有回归趋势，保持一段顶进距离，就要停止纠偏，防止左右摆动。纠偏时做到勤纠、微纠。检查数量检查项目允许偏差范围点数检查方法无压管道151水平轴线压力管道30经纬仪测量或挂中线用钢尺量测无压管道10DI1000压力管道30无压管道152管底高程DI1000压力管道30每节管1点水准仪测量5顶进速度控制本工程顶进速度控制在30MM50MM/MIN，前30M和纠偏时用较低速度，以后视泥水仓泥压、泥浆流量情况适当加快顶进速度。下管时，机头在停止顶进的状态下，刀盘转35分钟，打开基坑旁通阀门，在停机时排泥液压门关闭，并断电以保证泥水仓，同时打开冲洗阀门冲洗排泥管路，待排泥管路冲洗干净后，停止输泥泵、排泥泵。3395注浆减阻（1）泥浆减阻土壤的性质决定泥水管理的难度与所顶管子直径比和土质有关。尽管本工程土质为粉质粘土层,砼管直径比不大,但仍需采取减阻措施，减少管子周边摩擦阻力，确保顶管顺利完成,同时起到控制泥浆的流失,防止地面沉降。根据本工程现场情况泥浆池采用10MM厚钢板制成8M3储浆罐，每个竖井设置两个，确保泥浆使用量及道路的清洁。（2）泥浆配置顶管过程中，须同步注入减阻泥浆，它是减少顶进阻力、提高顶进速度的重要一环，减阻泥浆采用膨润土配制而成。膨润土一般要求胶质价在80以上。膨润土进场后，先测定其胶质价，根据胶质价确定配合比，见下表（重量比）膨润土泥浆的拌和时间一般为10至20分钟。泥浆制备后，须静置24小时可以使用，使其充分吸水，膨润成胶体，使用比重计测其比重，掌握在12G/CM3为宜。膨润土泥浆重量配合比在机头尾部设置有触变泥浆注浆孔，顶进施工的同步注入触变泥浆，以形成原始浆套；每节混凝土管均有一个注浆孔，顶进过程中，通过注浆孔持续补浆。注浆使用挤压式注浆泵，注浆口压力控制在0204MPA。视储浆池内触变泥浆下降的速度及顶镐压力表读数调节注浆压力。3396泥浆外运泥水平衡顶管掘进机排出泥浆携带机头刀盘切削下来的泥土后，含泥砂量较大，需经过泥水分离设备分离后进入竖井上部设置的特制8M沉钢质沉淀罐中，分离后形成含泥量小于5的泥碴，经环卫清理车将泥浆抽入车内进行外运。本次施工现场必须保证道路的环保。出泥方式为泥水循环分离，泥浆膨润土胶质价膨润土水碱607010052423708010052415280901006142390100100614152经分离后变成颗粒物密闭式外运，水可以重复使用，可以保证不污染环境，高效节能。3397机头出洞1）顶管机出洞前洞口土体加固注浆加固措施见334。2）出洞穿墙止水为防止顶管机出洞止水效果不理想，改进穿墙止水环的结构，在井体侧墙施工时，先预埋圆台形（喇叭形）钢盒（如下图），上圆（背土）直径比管径大20CM，下圆（靠土）直径比管径大60CM，采用单边封板（上圆口），内填重量比为15的水泥黄粘土拌和料。当顶管机穿越预留孔时，顶管机外壳带到穿墙钢合内的土体及周边的土体往喇叭口挤压，使到管壁与预留口间的缝隙挤实土体，防止泥水从缝隙喷涌。穿墙是顶管施工中的一道重要工序。穿墙时，要防止井外的泥水大量涌入井内，严防塌方和流砂，因此必须做好洞口止水环节。首先在预埋钢盒上焊接钢套环（法兰），然后在套环上安装25MM厚橡胶法兰，用10MM厚钢压板通过M20螺栓压紧。当发现有地下水和泥砂流入工作井内时，可以收紧橡胶法兰和压板上的螺栓，达到止水效果。顶进方向预留口填充物止水环接收井穿墙管3）顶管机状态的复核测量掘进机进入接收井前的复核应测量顶管机所处的方位，当机头推进到距接收坑约2米处，拆除接收坑洞口处的墙壁，从接收洞口中心部位打进一根钢钎寻找机头，洞口处的土体开裂并向外凸出，仔细测量机头上、下、左、右的四个方向，与出洞口的大小、位置合适时，启动主顶油缸继续推进，至中心刀露出时，停止推进。安置机头接收托架，然后，慢慢将机头推入接收坑内。3310其他施工措施33101管道漏水对管道渗水和漏水点，首先检查橡胶密封圈是否出现问题，要确保管道接口橡胶密封圈处于正常状态，在局部管材有问题处，先从内壁凿毛，埋入导水管引水，用快硬水泥封闭四周，待水泥一定强度后，用手动泵压入水泥水玻璃浆液封堵。33102管内通风进管之前需要通风，采用压入强制性通风措施，用风机通过15英寸铁管向顶管机压风。33103用电及照明施工用电主干线采用380V三相五线制，接通地面、工作坑、管道内、顶管机，管道内照明采用36V低压电源供电，如遇管内潮湿和易触带电体的照明电源电压都不得大于24V。3311顶后处理33111泥浆置换在顶进过程中，管壁外的土体受到扰动，上层土体易形成松动或空洞，引地面沉降或塌陷。顶管工序结束后，从混凝土管内部通过注浆孔向管外土体注入加固浆液，对土体进行加固，可最大限度地消除因顶管施工造成的地面沉降。土壤加固施工流程图进浆孔空压机9M3高压管2M液浆压力罐3粉煤灰425水泥注浆所需的设备有空压机、搅拌机、压力罐、注浆管等，注浆设备加装隔膜型压力表，确认注浆压力，并为注浆记录提供参考压力数据。使用的注浆材料为水泥加粉煤灰浆，其配比为水水泥粉煤灰613。由管道内部的注浆孔压注，注浆次数不少于三次，两次间隔时间不大于24小时。注浆压力控制在0204MPA之间。每两节混凝土管编为一组，第一节管注浆孔注浆，第二节管注浆孔排浆，从管道一端开始，依次进行。将注浆泵清洗干净，吸浆龙头放入灰浆池内，开启注浆泵，打开第一组注浆口，当第一组排浆口冒出灰浆后，关闭阀门，再打开第二组，以此类推，直到全线完成。再关闭所有阀门，保压15MIN。待一次注浆初凝后疏通注浆管，进行二次注浆。注浆工作从开始至结束，都应有专职人员全过程控制，并随时到管内检查注浆管路、接头以及管内有无裂缝等情况，如发现异常要立即停止注浆，并将情况反馈。33112雷达检测泥浆置换完成后，需进行雷达检测。沿管顶上方及斜上方设定三条检测线，使用探地雷达对每条线进行连续不断地检测，在现场指出管外壁土体疏松及空洞的具体位置，在此处及时再次注入水泥粉煤灰浆充填。33113设施拆除管道顶进、换浆、检测全部完成后，拆除顶镐、后背铁等设备。33114管缝封闭顶管施工完成后，需对钢筋混凝土管节之间的缝隙进行填充处理，使用聚硫密封膏嵌缝。3312顶管质量通病防治（1）顶管机出洞防磕头措施顶管机出洞时因机头太重而下磕，为防止这一现象的发生采取以下措施出洞时观察顶管机状态，一旦发现下磕趋势，立即用调整后座千斤顶中心进行纠偏。由于距离较短，这一方法效果非常明显。（2）碰到地下障碍物顶管施工前，首先对待施工段地下情况进行调查，若存在地下障碍物，则首先清除或制定周密可行的预案。在顶进过程中碰到障碍物时，会发生异常的偏差趋势，这时首先停机，分析原因找出对策，探明物体的大小、形状以及具体位置，然后采取清障机进行地下障碍物的清除。（3）土质变化土质如果发生很大的变化，突然变硬或变软。这可以通过刀盘的转矩来判断，如果突然变硬了，则向土仓加入水或泥浆；如果太软，可以把第一至第三节混凝土套管与机头连接成一个整体，以增加刚性，从而避免机头突然沉陷。（4）顶进过程中压力突然增大首先分析原因是以下哪种情况引起的工具管前段遇到障碍物，管道轴线偏差形成弯曲；减阻介质注入不及时或不足；顶进设备发生障碍；停顿时间过久等。防止措施顶进过程严格执行勤量测、勤纠偏、小量纠偏的操作要求。按不同的地质条件配置适宜的泥浆，并做到“同次、及时、足量”。施工前对设备进行认真的验收保养，发生故障及时排除。总之，发生顶力过大的情况时，立即停止顶进，查明原因，判明情况后采取相应的措施进行处理。（5）泥水管内产生沉淀、堵塞现象现象泥水管内泥水流动不畅，顶管机推进因此也不顺利。原因此现象大多发生在砂土层中。一是排泥泵效率低下流量不足，在泥水管内的流速小于临界流速使泥砂产生了沉淀。二是在顶管机停止推进以前对管内冲洗力度不足致使泥砂产生沉淀。防治措施如果排泥泵达不到所需流量要求，更换排泥泵；停止推进前必须对排泥管进行彻底清洗。（6）顶管机旋转顶管机在顶进过程中发生旋转几乎都出现，将影响管内设备的使用，甚至使液体外溢。控制旋转的方法很多，本工程将采用两种措施。一是顶管时控制刀盘的旋转方向，将刀盘向机体旋转的反方向转动，使顶管机受反向扭矩，从而纠正机体，顶进过程中，不断正、反转刀盘，顶管机的旋转就可以得到有效控制。二是采取配种法，顶管机内的设备布置注意了重量的对称分布，以防顶管机旋转，但在顶进过程中机体旋转仍时常发生，处理方法就是在机头内摆放配重，若顶管机左旋，即在机内右侧摆放配重，若右旋，配重就摆在左侧。（7）地面沉降或隆起采用泥水平衡顶管机可有效保持挖掘面的稳定，对管道周围的土体扰动较小，因此引起地面沉降较小。控制沉降与隆起的主要技术措施有A为达到切削面的稳定，一定要在泥水仓中充满一定压力的泥水；B当掘进机停止工作时，一定要防止泥水从土层中或其他地方流失。在出洞时更应防止洞口止水圈漏水。C在掘进过程中注意地下水压力变化，并及时采取相应措施和对策，保持挖掘面的稳定。D在顶进过程中，随时注意挖掘面是否稳定，定期检查泥水浓度和相对密度是否正常，注意排泥泵流量及压力是否正常，防治排泥泵排量过小而造成排泥管的淤积和堵塞现象。（8）后背破坏后背破坏预兆在顶进过程中，出现管节在顶力作用下不向前进反而不断向后背压缩，纵向顶铁向上或下啃导轨的现象。后背破坏的原因后背安装不垂直，机头前方土质坚硬，顶力超出后背承受力而产生偏心荷载。当后背上部压缩大于下部时，顶力偏上，与管道轴线不一致，则顶铁向上拱起；反之顶铁向下啃导轨。防止和处理措施严格按照要求安装后背，仔细检测后背垂直度。顶进过程中顶进速度突然增加时，要查明原因，不能随意顶进。第4章穿越地下管线及道路保护措施41受地层变形影响管线的保护措施深基坑及顶管施工影响范围内的管线，在结构施工过程中不可避免的会受周围地层变形的影响。过量的地层沉降会导致管线破裂，影响正常使用，严重时将有可能造成灾难性事故的发生。针对上述情况，我单位将从控制施工引起的地层变形入手，将管线的被动变形控制在允许范围内（正负5MM以内）。由于管线对沉降影响的敏感性及耐受力因材料、连接方式、接口材料以及施工质量、使用年限的不同有较大差异。因此在施工中须对保护的管线，根据其不同的管线类型适应变形的特性，确定其在地层中的控制标准。1管线适应地层变形能力分析对管线适应变形能力，重点分析长管（如采用焊接接头的煤气、上水管等）的适应性与接头管（即管线采用管节构造接头）的适应性，对管线的适应变形能力的判断采用“允许曲率半径”来进行分析，两种管线的允许曲率半径可分别采用以下两式进行计算长管RPEPD/2P接头管RPLPDP/其中RP管道允许曲率半径；EP管道的弹性模量；D管道的直径；P管道的允许应力；LP管节长度；DP管道外径；管节接缝允许张开值。上述两式较为关键的两个值分别为管道的允许应力和管节接缝允许张开值，它们可分别依据管线类别、材质和相关的规范确定。2受地层变形影响的管线保护措施对地层变形影响的管线保护关键在于控制好施工过程中地层产生的变形及不均匀变形，因此确保基坑稳定和防止洞内坍塌是施工的重点，应采取以下措施顶管工作井开挖采取自上而下，分段分层，平衡对称，依次进行，随挖随撑，确保基坑稳定。土方开挖分层施工，根据现场情况选用不同支护方式，加强地下水监测。加强施工管线监控，根据不同的管线，建立各类管线的管理基准值，通过监控量测及时掌握管线变形状况，及时调整施工工艺，做好二次补压浆工作，确保管线保护管理在可控状态下有效进行。加强地面沉降监测，尤其对沉降敏感的管线要单独布点监测，并及时分析评估施工对管线的影响，根据施工和变位情况调节观测的频率，及时反馈信息指导施工。针对不同专业管线和地面的允许沉降量不同，特制定监控测量方案，后续将上报监理。当施工前预测和施工中监测分析确认某些重要管线可能受到损害时，将根据地面条件、管线埋深条件等采用临时加固、支吊或管下地基注浆等保护方案，并经工程师批准后实施。加强与有关管线单位的协同合作，顺利完成对管线的调查与保护工作。42穿越西六环道路技术措施（1）做好顶管施工前的施工准备工作，对工班进行技术、安全交底，从思想上首先提高质量和安全意识。（2）选用优质的管材，对到场材料做好现场检查验收工作