大直径长距离泥水平衡顶管施工工法

1、实用标准天津市市级工法申报资料大直径长距离泥水平衡顶管施工工法文档天津三建建筑工程有限公司2013年8月目 录1、 申报表 12、 工法内容 8天津市建设领域工程建设施工工法申报书（2013年度）工法名称大直径长距离泥水平衡顶管施工工法申报单位天津三建建筑工程有限公司主管单位 天津市建工集团（控股）有限公司申报时间2013年8月31日天津市城乡建设和交通委员会工法名称大直径长距离泥水平衡顶管施工工法二0三年印制主要完成单位天津三建建筑工程有限公司通讯地址河东区八纬北路17号邮编300170联系人宋红智电话24142423主要宀完成者姓名职务职称所在工作单位李锦春总工高工天津三建公司赵淮伟技术经

2、理工程师天津三建公司何志宏项目经理助工天津三建公司徐双燕技术负责人工程师天津三建公司郭岩川技术负责人助工天津三建公司本工法应用的工程名称及时间2013年津南污水处理厂（纪庄子污水处理厂 迁建）配套进出水管网工程本工法关键技术名称及鉴定时间顶管泥水平衡施工工法关键技术于年月 日通过天津市建委组织的鉴定。本工法关键技术获成果奖励的情况工法内容简述：本工法为大直径长距离泥水平衡顶管施工工法，原理为：顶管施工中，采用水力输送弃土，同时利用泥水压力来平衡地下水 压力和土压力进行施工。大直径长距离泥水平衡顶管施工工法理论就是以含有一定量粘土的且具有一定相对密度的泥浆水充满掘进机的泥水舱，并对它施加一定的压

3、力，以平衡地下水压力和土压力进行施工，按照 该理论，泥浆水在挖掘面上能形成泥膜，以防止地下水的渗透，然 后再加上一定的压力就可以平衡地下水压力， 同时也可以平衡土压 力。关键技术及保密点：（有专利法权的，请注名专利号）：泥水平衡式顶管施工最大的优点是：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，对顶管周围的土体扰动比较 小。因此，采用此方法顶管引起的地面沉降较小。3、与其它类型的顶管比较，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、工作坑内的作业环境较好，作业比较安全，由于它

4、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。技术水平和技术难度（包括与国内外同类技术水平比较）：最长顶管长度为400m，管道直径为3m，跨度及直径较大， 在天津地区同类工艺中比较少见。工法应用情况及推广应用前景：本工程为天津市纪庄子污水处理厂迁建工程，共计10个标段，对此顶管施工做出了专门的工法要求，此工法对今后天津市 顶管工程中有相当大的推广作用，比较利于天津市的土层。经济效益或社会效益：1. 应用本工法达到了设计图纸的设计意图，满足了质量要求, 同时使工程施工顺利的进行下去，避免了明开施工的放坡，缩小 了施工占地，节约了占地费用以及美

5、化了管线周边的环境。工 法 主 要宀兀 成 单 位意 见同意申报市级工法年月日（公章）主 管 单 位 推 荐 意 见同意申报市级工法年月日（公章）专 家 评 审 意 见评审组长：年月日市建交委审定意见年月日（公章）工法内容大直径长距离泥水平衡顶管施工工法天津三建建筑工程有限公司/、八1、前言顶管工程分为若干个分部、分项工程，本工程为天津市在施的重点工程之一，我公司承建项目的第六标段，标段全长3200m，工程穿越津港公路及南引河，其中WE7WE8长度400m为工程顶管距离最长 的部位。大直径长距离泥水平衡顶管施工工法是利用泥水平衡原理通过设 置中继站采取泥水触变减阻等技术措施进行 400m管道的

6、顶进。2、工法特点2.1話柚辭賦酬机由主礼绷藏.耕辭张抑赭10.2长黑腌葩与輒力殖道的长軸正比 嶼紙増帆 吻ID大项九 隸进 长度达肝瞬離b頂力加她便管帧繭聃魏勰水平術如管工艺就诙瞬洲 劇和中雅接力技札抄典側扛中囂勧J助Mil吐 烷成軻師溯枝术2.1泥水平衡顶管 可有效地保持挖掘面的稳定，对顶管周围的土体 扰动比较小。因此，采用此方法顶管引起的地面沉降较小。2.2与其它类型的顶管比较，泥水 平衡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。2.3工作坑采用水泥搅拌止水帷幕加冒梁、水平撑支护，坑内的作业环境较好，作业比较安全，由于它采用泥水管道，输送弃土，

7、不存在 吊土，搬运等危险的作业。2.4泥水输送弃土为连续作业，因此进度比较快。2.5管道直径为3m,是目前天津市污水管道中最大的顶管管道，采 用NPD3000型顶管机，千斤顶配备610个。2.61曲柑0H?除魂曽与其他工具管相比,財评效報，结號热 林先进，耐咄土 方式是用水力MMftO出士.剋顶进MS忆对土及的酬性抽无讹是粘性土还是砂性土， 的能收到也好的皱孰3、适用范围适用的土质范围比较广，在地下水压力很高，以及变化范围很大的 条件下，都可适用。4、工艺原理視水平窗赠机卿肢水平前理強盒通过改变泥水餡感 讎术MUM度柚 耕土比锲漱仓内維桶力d號般制蜥设定师能乩从而达到开脯械哉帕碾力顶述 mtw

8、mm 分段抑艸觑加从而榊j肋槐踊中能间的千斤醃在飙朋卅用獗前朋髄支袖.狀前眩道向删迅 釉这种方淙糖i酚段執推迟师实瞅瞅顶苏酬狀早向，计轲押撫嚨匸 赫m般与腿准甌5、施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程第工“祥逋顶逊测检K设#全部试运轉；U|顶爸机头!入丄心机头連接主皿站施I U设备实喪调试2.设各在轨道堆度爲程;比况：U制定幵対塀蜡嚨，册啟屮堆站頂进站臬 - /：: p ：-,2噩顶管机头液压设备油缸泥浆泵7、质量控制标准7.1给水排水工程顶管技术规程CECS246-20087.2给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-20087.3纪庄子水厂迁建配套管网工程岩土工程勘察报告7.4顶管施

9、工技术及验收规范(试行)7.5土压平衡和泥水平衡顶管工程施工技术规程J10498-20048、安全措施标准8.1建筑施工安全检查标准(JGJ59-2001)8.2施工现场临时用电安全技术规范(JGJ46-2005)8.3天津市建设工程文明安全施工管理暂行规定8.4天津市建筑施工现场安全防护基本标准9、施工常见风险及应急措施9.1工程风险分析：9.1.1支撑变形较大或失稳9.1.2地面沉降、隆起9.1.3地质发生很大的变化，突然间变硬或变软9.1.4在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效9.1.5支护桩侧向位移9.1.6顶进管道渗水9.1.7注浆措施9.2应急措施：9.2.1支撑变形较大

10、或失稳现场备足钢支撑、型钢、水泥及砂石料，并确保挖掘机、点焊接、 搅拌机、喷浆机运转良好，放置在不影响施工的地方。对支撑除按规定频率进行检测外，暴雨后应加强对支撑端头的检 查，若有脱落或移位的迹象应及时整改。加强司机安全教育严防挖掘机 和其他工程机械碰撞钢支撑，造成钢支撑脱落。支撑失稳或脱落后，在设计位置的左右及下方及时架设临时支撑， 然后再恢复设计位置的支撑。9.2.2地面沉降、隆起在顶管通过路面设置观测点，发现沉降超过警戒值应立即停止作 业，必须找出原因，及时调整方案并采取相应措施后才可继续施工。如 沉降发生得到控制，则按调整方案继续施工。如沉降发生不能得到控制，应停止顶管作业，马上进行换

11、浆工作， 保证地面的稳定，确保路面的安全。在顶管的施工过程中做好换浆工作，在一段管道顶进完成后，及时 换浆，一般以3天为一个周期，将水泥浆从注浆高于膨润土注浆的压力 注入，把顶管前面的第一节的注浆孔打开，使膨润土泥浆流出，直到有 水泥砂浆压出时，再把注浆孔塞上，换浆后管的周围有充分的水泥浆， 经过一段时间后，水泥浆溶入粉砂土中，最终改变了土质和管壁合成一 体，可充分保证塌陷问题的产生。在顶通前应做好出洞前的准备工作，在机头出洞后及时将机头和连 接的管道分离，机头及时吊出井外，在第一时间抓紧处理井内泥浆和进 行洞口封门，保证洞内土体和水量不流失，保证管道沉降得到控制。根据检测数据调整减阻泥浆注浆

12、量，减少管节背土现象，控制地面 沉降。923地质发生很大的变化，突然间变硬或变软。可以通过刀盘的扭矩来判断，如果突然变硬了，则像水仓加入水或 泥浆，掘进机上设有加浆孔，其目的就是用来加泥的。如果太软，可把 第一至第三节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性，从 而可避免机头突然沉陷。924在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效的质量措必须在允许偏差标准以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶 进，切不可盲目行动。操作人员必须严格遵守这样一条规定：无论何种 情况，超过允许偏差一律停下来，并且如实汇报情况，以便分析原因， 找准对策。925支护桩侧向位移的质量措施基坑开挖过程中，边开

13、挖边架设钢支撑，支撑连接处要可靠，每层 开挖深度不超过设计深度，确保支撑体系稳定；施工时严格控制钢支撑 各支点的竖向标高及横向位置，确保钢支撑轴力方向与轴线方向一致； 在基坑开挖期间要加强对支撑的观察、每班要有专人巡察、当支撑轴力 超过警戒值时，立即停止开挖，分析原因，制定对策；支撑施工要严格 按设计要求架设。对支撑材料要严格把关，杜绝使用有缺陷的支撑材料。应急措施：出现险情时，现场人员立即从安全通道有序疏散；在失稳的钢支撑旁加设钢支撑，进行坑底加固，如采用注浆、高压喷射注 浆等，提高被动区的抗力，同时对周围支撑复查，查找是否有支撑松弛， 如果发现有支撑松弛，应立即采取加固措施；如由于支撑失稳

14、已经引起基坑坍塌，立即对基坑坍塌处回填土方，并清理基坑周边的超载，如 果围护结构背土发生土体流失，要立即填充砂或砼，同时对周围支撑复 查，查找是否有支撑松弛，如果发现有支撑松弛，应立即加垫木楔，防 止失稳现象扩散。926顶进管道渗水安全预防措施：顶进过程中地层受力变化、顶进机头突然出现栽头若发现出现渗漏，应后进行纠偏造成管口接口错口位置设专人监视； 及时处理。应急措施：当漏水量较小时，采用在漏水处附近钻孔，向管外注入 聚氨酯，利用聚氨酯遇水固化的化学特点，进行止水；当漏水较大时， 采用高效速凝水泥临时封堵部分漏洞，并加设引流管，控制漏水尽量少 冲刷高效速凝水泥封口，待速凝水泥达到一定的强度时，

15、在漏点附近钻 孔注入速凝液浆进行堵漏。927注浆措施布孔原则注浆孔眼的位置及数量，则需根据不同地质情况进行合理安设。打 孔的方法可视施工条件采用机械（钻岩机）方法。灌浆孔眼的小则需根 据灌浆嘴或灌浆钢管大小确定，一般钻孔孔径要比灌浆嘴或灌浆管 1 2mm.灌浆是整个化学灌浆的中心环节，须待一切准备工作完成后再进 行，灌浆前必须有组织地进行分工，固定岗位，尤其需要有专职熟练人 员进行操作，其操作程序如下：灌浆前应对整个灌浆系统进行全面检查，在灌浆机具运转正常，管 路畅通情况下，方可进行灌浆。对于垂直裂缝一般自下而上灌浆，水平裂缝（横向缝）由一端向另 一端或从两端向中间进行灌浆， 对集中漏水应先对

16、漏水量的孔洞进行灌 浆，在有条件的情况下，横缝也可以几个嘴同时灌浆。将灌浆系统和灌浆嘴牢固联结，打开排水阀门，使水从排水阀门中 流出。开放灌浆系统的全部阀门并起动压力泵， 待浆液从排水阀门中流出 后，即关闭排水阀门，继续加压进行正常灌浆。10、环保措施10.1施工垃圾应每天清理，堆放在指定的地点。10.2现场泥浆、污水不得随意排放，应排到甲方指定地点，并经常 进行处理，防止对周围环境的影响。10.3注意操作面的卫生，工人不得乱扔垃圾、杂物，做到日站日清, 活完料净。10.4做好施工周边绿化工作，对现场树木进行保护。10.5建立健全的环保规章制度，确定环保管理人员。11、效益分析满足了质量要求，同时使工程施工顺利的进行下去，避免了明开施 工的放坡，缩小了施工占地，节约了占地费用以及美化了管线周边的环 境。12、应用实例本工程坐落于天津市津南区、西青区两个区域，污水进水输送干管。起点为污水 WE1井。终点为WE10井，管