大垣泥水平衡方案

1、中油管道四公司 LNG天然气管道工程泥水平衡施工方案大 垣 公 路泥水平衡法顶管穿越施 工 方 案编制单位：中油管道四公司LNG三标段项目部编 制 人：审 核 人：编制日期： 2005年9月30日目 录第一章 工程概况第二章 施工总体安排第三章 各主要分项的设备投入第四章 施工前期准备工作第五章 施工现场准备第六章 施工方案第七章 质量保证措施第八章 安全施工措施第九章 文明施工措施第一章 工程概况一、 概述本次工程为LNG天然气管道穿越大垣公路工程，地点位于东莞市中堂镇。经过现场实际勘察，地下土质为流沙，需要采用泥水平衡法工艺进行施工。按现场地形、地貌、设计图纸而定顶管部分的长度，全部采用砼

2、管。每一段顶管的工作井1座，接收井1座，全部采用方井。工作井的开口尺寸为6.5m×6.5m，接收井的开口尺寸为5.5m×5.5m。二、 地质情况以淤泥、流沙为主，基本上为全液化土质。三、 施工临时用水、用电本工程施工用水在施工现场根据实际地点，就近解决，施工用电采用移动式发电机，随施工地点移动，确保现场顶管施工机械的用电。第二章 施工总体安排一、施工部署本工程采用一井两顶，即一个工作井内分别顶进DN1200和DN1000两种管径的水泥管。两管中心间距为2.5米。二、施工进度计划本工程的生产计划：正常施工每日进度为1525米。计划于10月十五日之前完工。第三章 各主要分项的设

3、备投入1、基坑支护需投入钢筋弯曲机、钢筋切断机各2台、电焊机1台。2、出土工作井、检查井、基坑土方挖运需投入1台自卸汽车，1台ZL-40B型装载机。顶管所处的泥浆需用3-4台泥浆运输车运走。3、顶管施工配备2台300吨油压千斤顶及油泵，配备DN1200砼管机械顶管头1个 ；配备相关配套设备。- 15 -第四章 施工前期准备工作一、组织准备（1）施工管理人员 本工程施工管理人员根据人员配置要求进行进场施工。第一批进场人员包括项目经理、总工程师在内的项目管理人员共10人在开工前7天进驻现场组织工程开工前的准备工作。第二批管理人员为项目部的其余管理人员将于开工前1天到达施工现场。（2）施工队伍 本工

4、程施工队伍根据专业要求进行划分，各专业施工队伍在各专业施工前3天进入现场。二、技术准备工作（1）复核施工图纸当甲方提供施工图后，项目总工程师立即组织有关人员进行图纸复核，形成图纸复核记录。同时提交现场监理工程师。设计单位对需要澄清、修改的问题书面答复后，工程施工严格按照修改后的施工图及设计变更图进行。（2）桩点交接及复核测量 在现场与设计单位进行本工程测量控制桩点交接后，测量工程师领导测量组及时按照测量三级复核制度的要求组织控制桩点的复测，形成控制测量文件，报监理工程师审核批准后，进行施工放样和测量交底。第五章 施工现场准备一、施工、生活用水、用电因各单项顶管段距离远，施工点较分散，用电采用发

5、电机设备，用水抽去河涌或地下水。二、建立测量控制网在设计单位现场交接测量控制桩点后，组织对交接桩点的复核测量，建立三角测量控制网，并对位于路基施工影响范围内的控制桩点在施工影响范围外加设护桩。三、施工围蔽施工现场全线按照有关文明施工的要求，采用压塑钢板围蔽，分隔开外界与施工现场。四、修建临时设施（1）修建标准：办公和生活用房采用活动房，住宿不足部分在附近租用解决。（2）生产临设数量生产临设主要为材料堆放场，在暂未施工或已完工管段位置放置。五、保安和消防设施按照消防要求在各办公区和生活区设置足够的消防设施、包括灭火器和其它消防工具等。施工现场出入口设置门卫。第六章 施工方案一、施工测量及准备工作

6、根据甲方的交桩记录及有关本工程的图纸资料，检查施工现场的控制桩，导线点，水准点是否正确，并及时做好导线桩的保护措施，若发现问题及时汇报。测量临时水准点时，闭合偏差必须12K1/2mm，达到精度要求，并报请监理复核通过后方可采用。对需顶管地段进行地下管线的摸查，采用人工坑挖及地下管线探测仪2种方式进行探测，同时根据业主提供的地下管线情况，对管线的走向、大小、埋深、类型了解清楚，以确保施工前先解决地下管线对施工影响的问题。二、工作井、接收井设计 本工程的工作井及接收井的围护结构按实际要求采用拉森钢板桩支护，底部裙脚钢筋砼结构。 工作井采用方井，工作井的开口尺寸为6.5m×6.5m，接收井

7、的开口尺寸为5.5m×5.5m钢筋砼裙脚壁厚为400mm。 竖井的围护采用钢筋砼结构由于施工图设计中没有标明钢筋混凝土结构所采用的砼强度等级，因此，本设计图中所有结构砼的强度等均为C30。垫层砼按原设计采用C15。所有砼均采用商品砼。三、工作井、接收井施工1施工准备 在施工前进行场地平整，同时应预先进行桩位勘测，如发现浅埋障碍物应以消除。2结构工程 （1）基坑挖土 基坑挖土采用人机结合的办法，采用的机械有1M3挖掘机。每开挖0.75米浇筑钢筋砼（C30）一次，循环施工至设计标高。 （2）素砼垫层及底板浇筑 基坑开挖至设计标高时要仔细施工，不得破坏坑底土体结构。挖土结束后要对地基土进行

8、填平。挖土结束后4小时内要进行素砼垫底浇筑。工作井及接收井的素砼强度等级为C15。 浇捣前后墙（C30），墙均厚50cm，双层双向配筋。四、顶管施工1、概述 本次顶管管径1200，段管长为2米。2设备及材料选用 （1）机头选型 根据本次工程地质情况、施工图说明及管径的情况，我们选择DN1200型的泥水平衡式顶管掘进机。泥水平衡式顶管掘进机采用了先进的泥水平衡原理，是具有泥水平衡地下水压力，以机械平衡土压力的双重平衡功能的顶管机，主要是在机头前部的刀盘附近安装隔板，形成泥水压力仓，将加压的泥水送入泥水压力仓，来谋求开挖面的稳定，同时将旋转刀盘切削下来的土砂以泥水形式用流体输送方式输送到地面为特征

9、的顶管工法。该机在大量施工中证明对稳定开挖面土地，控制地表隆沉量以及对恶劣地质条件，如流沙影响都是有效的，而且施工进度快，效率高。 （2）成品管根据设计要求，本次顶管工程采用的管材为砼管，管材在制造和运输中还应严格把关，确保质量。 （3）主顶进系统本次主顶系统共设置2只300t双冲程等推力油缸，总推力可达600t。2只双冲程油缸组装在油缸架内，根据其顶进阻力沿纵轴线作对称布置，以使顶进受力都保持良好状态。安装后的油缸中心误差应小于有关的规定。 （4）中继环由于中继环的总推力主要是由顶进周边摩租力及迎面阻力决定的。若本工程顶管长度较长，经计算迎面阻力和顶进周边摩阻力较大时，则安设中继环，以免顶力

10、过大影响砼管的结构强度。 （5）洞口止水装置根据设计，我们在法兰上安装工作井洞口止水装置。该装置必须与导轨上的管道保持同心，误差应小于5mm。工作井洞口止水装置密封为橡胶止水法兰。在橡胶止水法兰之前应预埋注浆孔，以便压注膨润土泥浆。在机头将要达到接收井时，要精确测出机头姿态位置，满足预留孔与机头同心的要求。3、顶管主要施工机械和设备表序号设备名称型号数量备注1泥水平衡顶管掘进机TCC12001台2主顶油泵车1台3主顶双冲程等推力油缸300T×1500mm2只4吊车16T1台5液压注浆泵SYB-50/501台6污泥泵32台7电焊机交流1台8拌浆设施2套4、顶管施工工艺流程图测量放线施

11、工 准 备导轨安装顶进设备安装后座顶板安装后座千斤顶安装洞口止水装置安装掘进机试运行掘进机井内就位开闷板后座千斤顶顶进掘进机穿墙出泥准备轴线控制偏差测量管道顶进管内出泥顶进纠偏管道进场验收接口检验管道拼接竣工测量管道顶进结束设备转移5顶管施工准备工作 （1）测量仪器配备与检查 顶管施工前，要按照计划要求及工作井、接收井的实际位置放样顶管管道中心线及高程，对其精确度要求较高。为此，配备J2级经纬仪、DS3级水准仪、钢尺等测量仪器。 顶管施工测量所使用的仪器须及时送质检单位检查，做全面鉴定，并在使用过程中经常进行检查。 （2）工作井平面布置 本工程利用吊吊运管道。在工作井实行全封闭隔离，并设置必要

12、的临时设施。要保持施工现场的文明、安全和卫生整洁。 （3）顶管工作坑布置 本工程基坑导轨由型钢和钢板焊接而成。基坑导轨按设计坡度进行矫正，并保证具有足够的强度和钢度。在工作井底板基础上应事先预埋钢板，预钢板的位置与基坑导轨相吻合，以便导轨与之焊接。预埋钢板上的锚固定钢筋要焊牢并有足够的锚固强度，导轨安放后，还应在两侧用型钢支撑好必须时再浇筑混凝土，确保导轨在受撞击的条件下，不走动，不变形。6掘进机穿墙 掘进机穿墙前必须对所有的设备，液压、电气、压浆、照明、通讯的操作系统均能正常工作，电表、压力表、换向器、流量器等能正确显示工作状态，然后进行联动调试，确认没有故障，方可进行掘进机穿墙工作。7管道

13、顶进 （1）顶力计算 我们根据施工的要求，对DN1200顶管顶力进行计算，最大长度为150米为例计算如下： 顶进阻力由二部分组成FF1F2 其中：F1为机头迎面阻力 F2为管道周边摩阻力 机头迎面的土压力控制在主动土压力和被动土压力之间，我们忽略C值影响，机头迎面阻力 F1rHtg2A1.8×3.5×(/4)×1.227.12t设定：土的容量r1.8t/m3土面至管中心深度H3.5m；管道周边摩阻力F2DLf其中：D-管外径L-顶管长度f-单位面积周边阻力取f0.6t/F2DLf3.14×1.2×150×0.6340tFF1F27.1

14、2340347.12t由于数值不大，故不需设置中继环。（2）注浆减摩系统注浆减摩是顶管施工中非常重要的一个环节，在顶管中，触变泥浆由地面液压注浆泵通过1管路压送到各注浆孔。在整个管道中每间隔3个管子设1个补浆段面共4个注浆孔，每个注浆孔上安装一只1寸球阀，由橡胶软管与液压总管相连，液压总管是一根2寸镀锌铁管，相连液压泵。液压系统上设有流量、液压调节阀。触变泥浆选用标准配方的浆料，在搅拌筒内按一定比例兑水充分拌制后，储放24小时后方可使用。触变泥浆的配方和性能指针：膨润土纯碱掺加剂漏斗粘度（秒）视粘度CP失水量1/t终切力(达因/mm3)比重12%6CMC适量3630.591301.073泥浆液

15、压控制在主动土压力与被动土压力之间，各作业班在顶管施工时做好压浆量、点的纪录，确保压浆工程到点到量，以降低管外壁摩擦阻力，提高管道质量。（3）顶进过程中，线型控制及测量设备A测量仪器配备与检验顶管施工需进行测量，其精度要求较高，必须采用精度高，性能优良的测量仪器。为此，必须配备J2级激光经纬仪和DS3水准仪。顶管施工测量所使用的仪器、附件需及时送质检单位检验，做全面鉴定，并在使用过程中经常进行检察。B控制测量平面控制为确保两井间顶管贯通，横向、竖向误差小于100mm，在两端头井附近埋设地下导线点，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。用空导点和地面导线点建立平面

16、控制网。导线测量采用SET2B全站仪，方向观测6测回，测角精度1，测距6测回，双向观测，测距相对误差1/180000，对观测结果进行平差。井上坐标点向井下传递采用联系三角形方式。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级水准点，布设二级水准路线，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DS3型水准仪配合水准尺进行，往返观测。地面高程传递到井下时，可用钢尺垂直悬挂，下系线锥，然后地面、井下两台水准仪同时观测。井下布设一个地下起始高程控制点。C顶管姿态测量保证顶管机严格按设计轴线推进，必须及时观测顶管动态

17、数据，从而调整顶管各施工参数，指导顶管正确、安全推进。在顶管机头部设测量靶，位于基坑的J2激光经纬仪和DS3水准仪观察测量靶，将观测值与设计值进行比较，得出改正值。操作人员根据改正值进行纠偏。另外，在机头前方还安转有倾斜仪传感器，向操作人员显示机头的倾斜角度，以指导纠偏。顶管推进轴线应控制在操作规程允许偏差范围内，勤测勤纠。（4）地面监测，优化掘进机参数在掘进机初始推进的20m范围内，要精心组织地表监测，在横截面沉降槽断面宽度为10m上布点，间距为2.5m。在轴线方向每隔5m布一个沉降槽断面。通过地表监测得到隆沉量与相对应时的掘进机主参数（包括推进速度、设置刀盘土压力值，出泥率等）进行比较，从

18、而优化掘进机参数指导以后的顶管推进。地表沉隆量控制在每小时隆起2mm/小时，每小时沉降量4mm/小时；每昼夜累计：隆起4mm/昼夜，沉降量10mm/昼夜。顶管结束后继续进行沉降观测，最终地面沉降量20mm，隆起10mm。（5）置换泥浆措施在顶进结束后，我们必须立即用纯水泥浆置换膨润土泥浆，以减少后期沉降。第七章 质量保证措施一、质量目标顶管施工的质量目标：合格并达到工程设计要求。二、质量方针我公司顶管施工的质量方针：以质量求信誉，以质量求发展。三、质量保证措施1、全体施工人员牢固地树立起“质量第一”的意识，确保本工程质量合格并达到工程设计要求。2、认真执行、实施质量保证体系，实行项目经理、项目

19、工程师质量负责制，施工技术员岗位责任制，并制定严格的奖罚制度。3、工程施工质量实行工序质量控制管理方法。对主要工序实行施工技术员事先技术交底；现场质量跟踪控制；质量员对工序质量过程检查，做到以工作质量保证工序质量，以工序质量保证整个施工质量。4、工程质量验收严格实行三级管理验收制度。先由班组自行检查经质量部门和技术部门复检合格，再报请监理最终验收通过后，才能进行下一道工序施工。5、严格执行材料验收制度和原材料取样封存管理方法及计量管理制度。6、技术资料管理归档必须准照公司有关规定标准并按企业管理标准，做到及时、齐全、正确、规范。7、顶管施工前编织顶管组织设计，提交监理和业主审定后才能施工。8、

20、工程开工前，项目部应尽快熟悉设计图纸，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。9、顶管前，项目部应向作业坑班组进行详细的技术交底，并办好书面手续。10、洞口止水装置的同心度误差小于1cm。机头到达接收井，应避免管子叩头现象。11、顶管姿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。第八章 安全施工措施安全生产指导思想：贯彻“安全第一，预防为主”的方针，有效地控制和防止事故的发生。一、安全目标（1）无工伤、死亡事故。（2）无交通死亡事故。（3）无等级火警事故。二、保证安全的具体规定及技术措施1、

21、由资深安全员担任专职安全条线负责人，全面负责施工全过程的安全检查、安全布置、安全监督和安全奖罚。2、全体管理人员牢固树立起“抓安全一刻不忘，管理安全理直气壮”的观念，做到施工现场“发现隐患立即整改，发现违章立即制止”，确保项目安全目标的达到。3、严格执行公司等上级机关颁发的有关安全生产法规，特别是在生产区域必须严格遵守安全生产六大纪律，严格执行安全生产规则。4、认真做好安全生产教育，对所有参加施工生产的职工均应进行生产安全和消防安全教育，未经教育不能上岗，同时应结合工程进度及不同施工工艺，进行针对性的安全知识与遵章守纪教育。5、做到无施工方案不施工，有方案没交底不施工，班组上岗没安全交底不施工

22、。施工班组要认真做好安全上岗交底活动纪录。6、严格执行起重机械三限位、两保险、十不吊规定。7、严格遵守“十不烧”规定，执行工程多机多监护制度（操作证、动火证、灭火证、监护人）。8、严格执行现场“四口”、“五临边”的防护措施规定。9、所有洞口、临边的安全设施在解除前，应征得安全部门的同意。10、各施工操作面均应设若干灭火器，实行统一管理。11、制定有效的防火、防盗、防爆的措施，在各防火重点部位设防火责任人。12、各管线、班组对各自所使用的危险品负责。13、凡政府规定的持证上岗人员，必须持证上岗。14、配备工地保安人员，实行三班值勤和夜间巡逻制度，以保证施工现场安全，井口围蔽，上下扶梯。15、为确保安全，项目部在施工现场布置足够的照明灯光，警示标志，围护设施。16、现场机电维修人员应该经常检查设备触电漏电保护是否有效。17、电线不得乱拖、乱拉。材料运输、堆放时，一定要注意保护好电线，防止碰砸电线，造成电线包皮破碎剥落，一经发现有电线露芯或电线包皮破损要及时更换。18、现场施工用的机电设备均应有良好的二级防护装置。19、电动机械及工具应严格按一机一闸制接线，并设安全漏电开关。20、吊机等起重机械必须配备专业指挥人员，