DN2800钢筋混凝土管顶管方案

PAGE105目录第1章编制说明 11.1编制原则 11.2编制依据 11.3编制范围 3第2章工程概况 42.1工程简介 42.2工程地质条件 52.3施工环境 72.4现状道路检测报告分析 132.5主要工程量 16第3章施工总体部署 173.1总体施工流程 173.2施工准备 173.2.1组织准备 173.2.2技术准备 183.2.3人员准备 183.2.4生产准备 183.2.5材料准备 193.2.6机械设备 203.3场区规划 203.3.1施工现场 203.3.2现场照明 213.3.3降噪棚 213.3.4标识和标牌 213.4施工工期 223.4.1安装顶管机械设施及验收8天 223.4.2顶管施工 223.4.3顶后处理3天 223.4.4顶管进度计划（详见附件） 223.4.5工期保证措施 223.5施工环境调查 233.6渣土处理 233.7施工现场排水措施 233.8建立测量控制系统 233.9运输组织 243.10施工现场的保洁 243.11测量管理 24第4章顶管施工 264.1顶管施工设计 264.1.1顶管方式的选择 264.1.2顶管机的选择 264.1.3顶进顺序 274.2顶力估算 284.3顶管施工准备工作 284.3.1后背 284.3.2竖井导轨设计与安装 304.3.3止水环安装 314.3.4掘进机就位 324.3.5洞门处理 324.3.6机头入洞 324.3.7坑内布置 334.3.8管内断面布置 334.3.9管道进场的检查与验收 344.4顶管施工 354.4.1顶进试验段 354.4.2土仓压力的设定 354.4.3触变泥浆减阻 364.4.4顶进速度 384.4.5管节安装 384.4.6顶进测量 394.4.7顶进纠偏 394.4.8胶圈安装于就位方法 404.4.9顶进速度 404.4.10土体流塑化改造 404.4.11出土外运 414.4.12机头出洞 414.4.13机头出坑 424.5顶管施工技术要求 424.5.1下管 424.5.2主顶操作 424.5.3触变泥浆配置 424.6中继间的应用 424.6.1.中继间结构 42D2800中继间的结构是由前筒，后筒和24个推力为50吨的油缸组成，总推力为1200吨。中继间外径为3310mm，长度为952mm，总重量为4.2吨。 424.6.2.中继间参数 424.6.3.中继间使用注意事项 434.6.4.中继间安装位置 434.6.5.中继间启动 434.7顶后处理 434.7.1泥浆置换 434.7.2管缝封闭 444.6.3设施拆除 444.7顶管中的安全措施 444.7.1管内照明 444.7.2供风 454.8顶管中的技术措施 454.8.1停顶处置 454.8.2对地下管线的保护 454.8.3对京哈高速公路的保护 464.9顶管质量监控 474.10顶管施工常见病害的防治 474.10.1管道轴线偏差过大 474.10.2地面沉降与隆起 484.10.3顶力突然增大 494.10.4管道接口渗漏 494.10.5钢筋混凝土管节裂缝 494.10.6顶管前端正面土体坍塌 49第5章施工监测 505.1监控对象 505.2监控手段 505.3基坑监控 505.3.1基坑的巡视检查 505.3.2基坑的仪器观测 515.4顶管施工监测 545.5监测技术要求 585.5监测实施要点 59第6章质量目标及控制措施 606.1质量目标 606.2质量保证体系 606.3质量控制措施 606.3.1顶管施工中的管道 606.3.2施工验评标准 626.4顶管施工常见病害的防治 636.4.1管道轴线偏差过大 636.4.2地面沉降与隆起 646.4.3顶力突然增大 656.4.4管道接口渗漏 656.4.5管节裂缝 656.4.6顶管前端正面土体坍塌 656.4.7地下水的处理措施 65第7章安全防护施工措施 677.1安全保证体系 677.2安全管理目标 677.3安全作业措施 687.3.1机械作业措施 687.3.2焊割作业安全指导 687.3.3管内照明 697.3.4供风 697.4安全技术措施 707.4.1停顶处置 707.4.2对地下管线的保护 707.4.3对道路的保护 707.4.4顶管注意事项 727.5消防管理措施 727.5.1消防管理制度 727.5.2消防应急预案 737.6安全用电措施 747.7安全防护重点 757.7.1防触电伤害 757.7.2防机械伤害 757.7.3预防物体打击伤害 767.7.4预防土方坍塌 767.7.5停电处置 767.8有限空间作业安全保障措施 767.8.1有限空间主要危害物质 767.8.2有限空间作业程序 777.8.3有限空间作业相关人员职责 787.8.4有限空间作业的管理 80第8章文明施工措施 818.1建立文明施工体系 818.2现场场容 818.3施工现场材料、机具管理措施 828.3.1现场材料管理 828.3.2现场机具管理 828.4现场管理措施 83第9章冬季施工方案 859.1编制目的及使用范围 859.2冬期施工期限划分 859.3施工前准备 859.3.1技术准备 859.3.2材料准备： 869.3.3机械准备 869.3.4施工用电设备 869.4顶管冬季施工技术措施 87第10章实发事件应急预案 8810.1突发事件类型 8810.2应急预案的启动 8910.2.1预案启动 8910.2.2预案启动程序 8910.3组织体系及相关职责 8910.3.1组织体系 8910.3.2成员职责 8910.4应急救援实施措施 9110.5应急处理原则 9110.6紧急救护措施 9210.6.1路面沉陷事故 9210.6.2触电事故 9210.6.3机械伤害事故 9310.6.4土方坍塌事故 9310.6.5物体打击事故 9310.6.6火灾事故 9310.6.7食物中毒、传染病事故 9310.6.8有毒有害气体事故 9410.6.9地下管线事故 9410.6.10氧气、乙炔泄漏事故 9410.6.11高空坠落事故 9410.6.12涌水、涌砂事故 9410.7保证通信通畅 9610.8突发事件的现场应采取以下措施 9610.9事故调查报告、经验教训总结及改进建议 9710.10应急救援预案管理的措施和要求 9710.11应急资源与保障 97第1章编制说明1.1编制原则1.科技领先原则本工程质量要求高、工期紧，根据我公司顶管工程实践中的施工经验，同时以科学的工作态度，综合考虑施工方案，在实施中突出重点，突破难点，合理组织施工作业，以确保安全为前提，严格按照施工图纸进行施工。以先进的施工技术、现代化信息管理贯穿工程施工全过程。2.组织机构合理原则委派曾多次承担顶管施工任务、具有丰富顶管施工经验的人员担任顶管项目经理，组织精干而强有力的施工队伍，通过对劳动力、设备、材料、技术、方法和信息的优化处置，实现成本造价、工程目标、质量目标及社会信誉的预期目标。3.环境保护原则北京作为一个高速发展的现代化城市，环境问题日益受到全社会的普遍关注。我们将依据IS014001环境保护体系标准和建筑行业文明施工原则，系统地实施一系列环境保护管理手段，从土方运输、建筑垃圾处理、废水和废气排放、危险品的使用等多方面进行控制，以期将施工带给周边环境的负面影响降到最小。4.方案动态优化原则工程实施中，在工程施工组织设计、机械顶管施工方案的基础上，按照施工设计图纸和其他补充资料，需进一步完善、细化施工中的细节问题，根据现场实际情况、工程中出现的具体问题动态地进行方案调整，达到最优化的施工组织。1.2编制依据1.2.1施工文件《北京市南水北调配套工程通州支线工程施工第四标段合同文件》；《北京市南水北调配套工程通州支线工程施工第四标段技术条款》；《北京市南水北调配套工程通州支线工程施工第四标段平面图》；《北京市南水北调配套工程通州支线工程施工第四标段纵断面图》；《北京市南水北调配套工程通州支线工程工程地质堪查报告》；《北京市南水北调配套工程通州支线工程施工竖井结构图》;《北京市南水北调配套工程通州支线工程漏水断丝监测点布置图》；1.2.2工程应用的主要法律、法规1.中华人民共和国安全生产法；2.建设工程安全生产管理条例(国务院令第393号)；3.建设项目环境保护管理办法；4.北京市建设工程施工现场管理办法(北京市人民政府令第72号；)5.危险性较大的分部分项工程安全管理办法（建质[2009]87号）；6.北京市实施〈危险性较大的分部分项工程安全管理办法〉规定(京建施[2009]841号)；7.北京市人民政府关于维护施工秩序减少施工噪声扰民的通知；8.北京市建设工程施工现场安全监督工作规定；9.北京市建设工程安全生产重大事故及重大隐患处理规定。1.2.3施工中所涉及的有关规范、规程1.给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-2008）；2.工程测量规范（GB50026-2007）；3.混凝土和钢筋混凝土排水管(GB50204-2015)；4.预应力钢筒混凝土管（GB/T19685-2005）；5.混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2015）；6.建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）；7.钢筋焊接及验收规程（JGJ18-2012）；8建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）；9.施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005）；10.建筑基坑工程监测技术规范（DB11/T808-2011）；11.建设工程项目管理规范（GB/T50326-2006）；12.混凝土强度检验评定标准（GB/T50107-2010）；13.锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2015）；14.建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-2012）；15.《给水排水工程顶管技术规程》(CECS246：2008)；16.《地下管线非开挖铺设工程施工及验收技术规程第二部分：顶管施工》（DB11/T594.2-2014）；17.《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T11836-2009）；18.《工程建设标准强制性条文》（水利规程部分）2010年版1.2.4其它1.现场踏勘所获得的调查资料；2.公司质量保证体系文件；3.多年顶管工程的施工经验；4.公司科研成果。1.3编制范围本文的编制范围为本工程施工设计文件标明范围内的管道顶进施工，包括人员、材料、设备、管道、顶管施工、施工区域现有道路、设施及各种地下、地下管线的保护等的设计方案与对工期、质量、安全、文明施工的总协调及管理措施。1.4参建单位建设单位：北京市南水北调工程建设管理中心设计单位：北京市水利规划设计研究院勘察单位：北京市水利规划设计研究院监理单位：北京燕波工程管理有限公司施工单位：北京金河水务建设有限公司

第2章工程概况2.1工程简介通州新城是北京东部发展的重要节点，北京重点发展的新城之一，也是北京未来发展的新城区和城市综合服务中心。根据总体规划的水厂布局，将新建通州水厂为通州新城提供生活用水。2020年水厂建设规模为40万m3/d，远景规模60万m3/d。通州水厂将以汉江丹江口水库和密云水库为水源，经南水北调中线干线工程、京密引水渠、北京市南水北调配套工程输水环路和通州支线工程输水至通州水厂。通州支线工程规模按满足通州水厂2020年供水需求建设，为40万m3/d。通州支线是南水北调工程重要的配套项目，其工程任务是与南水北调中线干线工程、京密引水渠和供水环线一起向通州水厂安全稳定输水。工程起点为供水环线东干渠通州水厂分水口，终点为通州水厂。通州支线工程包括输水管线、调节池和提升泵站三部分。顶管位置顶顶管位置顶图2-1工程位置图管线从位于东五环化工桥东南角的东干渠通州水厂分水口取水，沿东五环绿化带向北，穿萧太后河，沿河路向东，在孙家坡闸桥上游穿萧太后河到达河道南岸，从孙家坡闸桥开始沿河道南岸巡河路铺设至铺外路桥。管线在铺外路桥上游折向北，穿过萧太后河，沿萧太后河北岸铺设,穿汽车影院、鱼塘、从铺大路桥和前营闸以北到达京哈高速路，穿越京哈高速路进入调节池提升泵，管线全长9km。本施工方案工程四标段穿越京哈高速段施工方案。穿越京哈高速段采用机械顶管方式铺设二根钢筋混凝土管道，作为DN18000钢管套管，钢筋混凝土管规格为DN2800，内径2800mm，管壁厚280mm，管外径3360mm，二根管中心距6.8m。钢筋混凝土管材强度III级，接口形式钢承口。顶管段自26#工作坑到27#工作坑（里程8+599.541至8+762.000），共计有2个顶管段，2个顶管段平行排列，单段长度162.46m，2段总长度324.92米，高速公路上方管顶覆土为10.8~11.1m。接收坑顶进坑接收坑顶进坑图2-2施工区域卫星图(26#为顶进坑，27#接收坑)2.2工程地质条件2.2.1地层岩性场区20m深度范围内表层普遍分布人工填土，下部均为第四系上更新统通县组上段地层（Q3t），自上而下岩性描述如下：①人工填土、素填土：杂填土为主，杂色，含炉渣、房渣土、圆砾、砖块、白灰粉，局部含少量生活垃圾。素填土以粉土为主，黄褐色，局部含植物根和少量砖渣。②粉土：褐黄~灰黄色，湿，密实，含云母、氧化铁及少量有机质。局部夹：②1粉质粘土：褐黄~黄灰色，湿，可塑，含云母、氧化铁、姜石；②2粉细砂：褐黄~灰褐色，湿，稍密~中密，含云母、氧化铁；②3粘土：褐黄色，湿，可塑，含云母、氧化铁。③粉质粘土：灰~黄灰色，湿，可塑，局部硬塑，含云母、氧化铁、姜石及少量有机质。夹粉土、粘土及粉砂透镜体。③1粉土：褐黄~黄灰，湿，中密，含云母、氧化铁。③3粘土：褐黄~灰，湿，中密，含云母、氧化铁。④粉细砂：褐黄~灰褐色，湿~饱和，上部中密，中下部密实，含云母、石英、及少量圆砾。未接穿，揭露最大层厚14.4m。④1粉土：褐黄色，湿，密实，含云母、氧化铁。④2粉质粘土：褐黄色，湿，可塑，含云母、氧化铁、姜石。④3粘土，褐黄色，湿，可塑，含云母、氧化铁。④4卵砾石：杂色，以圆砾为主，含少量卵石，中粗砂充填。图2-3地质剖面图2.2.2水文地质在勘察深度范围内（20m），场区地下水类型为上层滞水和潜水。上层滞水，主要赋存于上部的②1粉土和②2粉细砂层，水位高程变化相对较大。潜水主要赋存④粉细砂层，由于潜水含水层上部透水性较差的土层厚度变化大，导致局部段潜水具微承压性。萧太后河道常年有水，为污水和雨水，河水与地下水之间的水力系相对较强。地下水年变幅一般在2～4m，历史（自1955年以来）最高地下水位接近自然地面，近3～5年最高水位高程25.0～20.0m，自西向东逐渐降低。地下水天然动态类型分别为渗入～蒸发、径流型和渗入～径流型，两者均接受大气降水入渗、侧向径流补给。排泄方式主要为地下水侧向径流、越流和人工开采。总体流向自西北向东南。地下水标高15.1（2013.7），顶进坑底板标高10.8米，地下水高于顶进坑开挖深度4.3米，工作坑开挖受地下水影响。应采取降水或阻水措施，工作坑连续墙接缝应采取防水措施。2.3施工环境2.3.1地面环境管道自位于京哈高速K13+315.9处，垂直穿越京哈高速路，高速公路上方管顶覆土为10.8~11.1m。顶管施工不得影响京哈高速路的路基安全且不影响车辆正常行驶。接收坑顶进坑接收坑顶进坑DN2800L=172m×2图2-4穿越京哈高速公路顶段平面图图2-5高速路穿越现场27#为顶进坑，位于道路北侧，顶进坑南侧壁距离公路界59.8米、距高速路面87米。26#为接收坑，位于京哈高速公路南侧，其北侧壁距公路界37米、距路面53米。顶进坑、接收坑均位于公路绿化带内，现场为杨树林，现已拆迁，具备进场施工条件，工作场地平整。场地地形平整、开阔，利于施工，可以较为容易地解决临设、材料堆放、加工场地等用地问题。附近铺大路可通过高速路，交通便利。能够保证工程材料设备的运输。图2-627#顶进坑现场图片图2-726#接收坑现场图片2.3.2穿越土层从地质断面图中可知，顶管穿越土层③1粉土、④粉细砂，位于地下水以下，顶管施工难度不大。2.3.3地下管线26#接收坑周围，未发现地下管线。根据设计图纸、地下管线探测报告，距27#顶进坑南侧31米处有一条燃气管道，点号L5-3，埋深2.72m，与钢筋混凝土管垂直净距4.5m，管径1000mm，材质钢管。顶进坑顶进坑图2-827#顶进坑及燃气管线位置图图2-9顶进坑燃气管线现场图燃气管道现场已开挖暴露，施工前对其进行隔离处理，在燃气管道二侧打设二排隔离桩，隔离桩与燃气管道的中心距2.0米，桩直径1.0米，桩间距1.0米。采用混凝土灌注桩。施工时，对燃气管道进行沉降观测，随时掌握管道的稳定程度。2.3.4穿越京哈高速京哈高速公路是北京市东部一条主要的高速通道，连接着北京到哈尔滨及其沿线主要城市，京哈高速承担着进出东三省，沟通东北与华北的交通运输大动脉。京哈高速规划为高速公路，于1999年建成通车，设计速度120km/h。断面形式为两幅路，双向6车道布置。从投入使用至今，京哈高速公路已经历几次大修，最近一次与2010年完成，现状行驶条件良好。图2-10燃气管线的隔离处理1、垂直关系管道顶距高速路南侧边路面10.8m，距北侧边路面11.1m，管道顶距高速路南侧排水沟6.6m，距北侧排水沟7.3m。管道纵坡方向为北高南低，坡度为0.114%。图2-11管道与高速公路的垂直关系（单位：m）图2-12顶管穿越京哈高速横断面图（单位：m）2、平面位置关系26#接收坑位于京哈高速南侧，坑边缘距高速路面边缘距离为53m，距高速路排水沟40m。27#顶进坑位于京哈高速北侧，坑边缘距高速路面距离为87m，距高速路排水沟72m，距燃气管线距离为31m。顶进的二条管道垂直穿越京哈高速，长度162.46m。接收坑接收坑图2-1326#接收坑与公路的位置图道路横断面布置：穿越京哈高速公路的位置于道路桩K13+315.9，路基宽34.5米，设有中央隔离带宽3米，两侧车行道宽各宽15米，两侧土路肩各宽0.75米，公路地界内总宽度65米。道路主线采用高填方路基，两侧为1:2放坡。坡脚两侧2.5米外设有边沟。车行道横坡为2%，土路肩横坡为3%，坡向外侧。图2-14穿越处道路横断面图道路纵断面：穿越处位于路基段，道路纵坡为1.88%（西高东低）。距离前一边坡点长度为299.46米，距离下一边坡点长度为84.14米。道路路面结构：沥青玛蹄脂碎石混合料SMA-164cm粗粒式沥青混凝土AC-255cm粗粒式沥青混凝土AC-306cmPC-2乳化沥青稀浆封层：石灰粉煤灰稳定砂砾45cm石灰土（12%）20cm总厚度：80cm影响范围的确定：根据《穿越既有交通基础设施工程技术要求》的有关规定，沿道路路线方向，新建地下工程的结构外缘线外侧以45°+φ/2（φ为土体平均内摩擦角）向上至路面的交会线范围内，为穿越既有道路的直接影响范围。3、施工对道路的影响分析图2-15穿越工程剖面图（示意）图2-16顶管穿越影响范围输水管线穿越京哈高速公路处路面高为25.98米，穿越京哈高速路中处管内中心高为13.845米，输水管线纵坡为0.114%（北高南低）。穿越京哈高速段主要处于粉土地层中，根据上图计算该处影响道路范围如图所示，公路用地范围内范围为48米（延道路行车方向），宽65米（至公路界）。2.4现状道路检测报告分析中交路桥技术有限公司试验检测中心受北京市南水北调工程建设管理中心的委托，对现状京哈高速公路进行检测。2.4.1道路路面外观检查结果经检查，管线施工影响区域内出京方向路面未见明显病害，进京方向路面未见明显病害。路面外观状况检测结果表路线病害类型分级位置描述备注出京方向桥面/桥面铺装整体完好，未见明显病害边坡/边坡完好，未见明显病害进京方向桥面/桥面铺装整体完好，未见明显病害边坡/边坡完好，未见明显病害2.4.2路面下方土体密实性检测（地质雷达）通过对北京市南水北调配套工程通州支线工程穿越京哈高速影响范围内雷达探测，结果表明：施工影响区域内未见明显病害。2.4.3道路路面平整度检测根据《公路路基路面现场测试规程》和《公路技术状况评定标准》（JTGH20-2007）施工影响区域内的京加路进行计算平整度检测评价，结果如下：京哈高速影响区域平整度检测结果测线编号测线位置长度L（m）区间测定结果标准差σ国际平整度指数IRI(m/km)路面行驶质量指数RQI行驶质量评定等级P1出京方向4000.5490.91595.50优P2进京方向4000.6171.02893.17优2.4.4检测结论1）雷达探测表明施工影响区域内未见明显病害；2）管线施工影响区域内出京方向未见明显病害，进京方向未见明显病害。3）管线施工影响范围内道路平整度评价等级均为优。2.4.5道路安全性的要求为了避免输水管线施工影响道路交通的正常运营与安全，必须严格控制土基差异沉降量等技术指标要求。道路安全控制指标：1.路面差异沉降量要求路面最大沉降值应小于15mm；最大拱起值应小于5mm；最大速率控制值应小于2mm/d。2.路面裂缝的要求路面不能产生明显的局部变形和结构性裂缝，以防雨水渗透对路基强度造成影响。3.预警值、警戒值确定（F）预警值表管理登记控制指标管理责任ⅢU<预警值（0.6U0）正常施工ⅡU≥预警值（0.6U0）发出预警并及时报告、继续加强监测ⅠU≥警戒值（0.8U0）发出警报、停止施工、报送运营单位、建设单位，加强监测注：其中U为实测值，为U0控制值。监测要求：结合本项目的实际情况，工程实施前布设观测点，实测道路纵、横向高程。施工及后期运营要求：工程实施过程中应采取有效的技术措施，防止输水管线上方出现空洞现象，引起路基产生过大沉降。实施过程中应实时进行观测，工程竣工后应继续进行跟踪观测，直至沉降趋于稳定或完成。结论建议：1、输水管线穿越京哈高速公路的设计、施工、检测方案必须在得到道路管理单位认可后方能施工。2、施工中应按照咨询提出的监控要求进行监控，将施工对沿线道路的影响沉降变位控制在容许值以内。3、对输水管线穿越京哈高速公路施工有以下建议：(1) 工程实施前应在施工影响范围内布置观测点进行实时监测，实测现况道路纵、横向高程，监测方法及监测点布置由监测方根据咨询报告确定，具体监测频率应根据监测数据的变化情况而定。工程竣工后应继续进行跟踪观测，直至沉降趋于稳定或完成。加强监控，严格控制以上各项指标，一旦发现变形和沉降趋势异常，应立即停止施工，查明原因，采取恰当的防护措施。(2) 在工程实施过程中应采取确实可靠的技术措施，最大限度地保证路基、路面结构等结构物安全，防止输水管线周围出现空洞现象，引起路基产生过大沉降；并应制定切实可行的安全应急预案。若施工后造成路面结构损坏，应及时进行修复。(3) 工程实施过程中应征得公路管理单位同意，以保证施工顺利进行。(4) 施工前应对现况道路附近管线作充分细致的调查并征求相关管线管理部门意见，在征得相关管理部门许可后方可开工。(5) 施工前，应探明施工范围的地质条件及地下水，以确保工程顺利实施。(6) 施工过程中，对监测范围内的道路、检查井及其他附属设施进行定期巡查，结合监测结果综合判断施工对道路的影响，防范事故于未然。2.5主要工程量顶进坑1座接收坑1座顶管DN28002段344.5m

第3章施工总体部署3.1总体施工流程图3-3工程总体流程图根据工程特点，合理安排各施工工序，处理好施工中各工序和衔接，不仅能加快施工进度，也有有利保证工程质量。公司实行项目经理管理制，统一指挥，根据施工进度计划如时操作，形成分工明确的流水作业。3.2施工准备3.2.1组织准备1.根据本工程特点和技术要求，我公司选派施工经验丰富、责任心强、曾多次承接机械顶管施工的人员出任顶管项目经理，配备技术过硬、具有丰富施工经验的技术、测量、施工、质量控制、安全管理人员。2.组织有关部门的技术、业务能手到本工程部，在项目经理、总工的领导下，各尽其职。3.集中选拔操作水平高的整编制施工队伍，组建竖井、机械顶管专业施工队伍，确保本工程保质、保量、按期完成。4.本项目部组织机构由项目经理、总工程师及“三部一室”（即：技术质量部、材料设备部、办公室）组成。顶管工程统一协调，顶管段配套一个基坑队、一个顶进队，基坑队下设二个组，顶进坑与接收坑同时平行作业，提高速度，保证工期。5.项目部人员构成图3-1项目部组织机构3.2.2技术准备1.完成顶管专项方案的编制与审批；2.完成现场调查，特别是顶管基坑范围及可能与管线矛盾的现况管线的调查，在此基础上及时与监理、设计配合，确定处理方案和各方配合措施；3.完成测量桩位交接及控制网点的布设工作。3.2.3人员准备组织一个顶管专业队伍，分成二班24小时连续作业。工程施工人员计划表类别人员分配计划人数备注管理工长1人测量员2人技术员1人质检员1人安全员2人电工2人监控量测2人11人顶管机手2人白、夜二班坑内配合8人白、夜二班坑外配合8人白、夜二班起重工2人白、夜二班测量工2人白、夜二班泥浆工2人白、夜二班焊工2人26人总计37人3.2.4生产准备1.临时设施临时生活区建设：施工现场附近租赁民房，供施工人员居住。临时办公室建设：施工现场附近租赁民房，作为临时办公用房。2.用水、用电根据现场的具体情况确定。临时用水：施工用水从附近市政管线解决。临时用电：本工程生活用电现场提供的位置临时搭接，顶管机施工用电采用租赁发电机，每套顶管机组要求供电能力为400KW。3.临时通讯施工工地安装对讲机和视频监控设备；与公司总部的联系，使用移动通信设施；数据往来采用公司网上交流的方式。4.道路施工机械、材料的运输可以借用现有市政道路，工作坑已经构筑了临时时场道路，并进行了路面硬化，路面可以承载重型货车与大型吊车。施工的设备和材料进场、渣土清运等要求精心准备，仔细筹划，做到安全顺利，完成每天的运输任务，不影响后续工程的进行。对于道路遗洒，设专人清理，保证道路清洁。5.临时场地选好弃土暂存场地及施工配套设施的安装场地；确定配浆工作区、管材暂存区及顶管辅助设施排放位置。3.2.5材料准备根据工程实际需要提出材料计划，选择供货厂家，为材料及时进场做好前期准备。管材：根据设计要求，选用钢筋混凝土管材，III级，钢承口，管径DN2800，每节管长度为2.5m，每顶段需2节机头管、65节普通管。顶管施工所需管材表顶段长度管径普通管机头管合计备注东段162.46mDN280065节2节67节Ⅲ级管西段162.46mDN280065节2节67节Ⅲ级管总计324.92m130节4节134节Ⅲ级管对各种材料的进场时间及数量等根据工程进展情况提前做好安排计划，分期、分批进场，并派专人看守。进场材料均需进行质量检查验收，不合格材料不允许进场使用，所有材料均需有质量合格证。对各种材料的进场时间及数量等根据工程进展情况提前做好安排计划，分期、分批进场，并派专人看守。进场材料均需进行质量检查验收，不合格材料不允许进场使用，所有材料均需有质量合格证。3.2.6机械设备本工程所投入的主要机械为土压平衡顶管机及其辅助机具设备。顶管施工主要设备表序号机械设备名称规格单位数量备注1顶管掘进机TP2800套12电焊机22KW台23注浆泵挤压式台24灰浆搅拌机台25主顶泵站YG-200台16主顶油缸YG-200套87激光经纬仪GJG22台28水准仪DS3台19吊车50T台110吊车200T台1机头用200T11空压机9m3台212水泵台10基坑备用3.3场区规划3.3.1施工现场施工现场划分生产区与生活区，分区布置生活设施与生产设施。生产区根据现场施工需要及工作步骤的不同分时布置，基坑开挖期间，围绕基坑开挖区须布设临时土方堆场、水泥堆场、钢筋堆场、钢筋加工场、配料场、混凝土喷射场、吊车占位区等；顶管施工期间，在顶管坑周边布设临时土方堆场、管材堆场、注浆材料堆场、顶铁排放场、管内导轨排放场、泥浆配浆注浆场、配电区等。生活区设在顶进坑周边，包括宿舍、办公室、简易仓库、临时厨房等，按北京市要求配置合格的卫生用品、消防用品。办公室采用集装箱改造而成，配备有空调、电脑、打印机等现代化办公设施；宿舍采用帆布帐篷，施工人员分区居住；厨房及浴室也由集浆箱改建，方便运输、安放。现场布置要求：1．围挡：采用金属市政围挡，要求每间隔5块蓝色围挡设置1块带公司标识围挡；现场设置“五牌一图”。2．围挡下方砌砖抹面，高度20cm，预留泄水口。围挡要求顶部平直，上方20cm处悬挂红色警示灯，灯距3m。围挡支撑牢固，必要时应增设拉纤。3．施工竖井出入口设置大门，采用50×50cm砖砌门垛，6m宽大门（分两扇开启，其中一扇设置0.9×2.0m小门），大门口必须设门卫。4．大门口左侧墙上醒目位置悬挂项目部统一编号的井号牌和工程信息牌。3.3.2现场照明基坑围挡施工区域内及加工场区照明采用220V电压，1500W镝灯照明，镝灯的架设高度为2.5m，采用电缆做灯具线。围挡上悬挂警示照明，隧道内照明采用低于36V的安全电压。3.3.3降噪棚使用环保型低噪音空压机，设降噪棚，保证白天在70分贝、夜间在55分贝以内。3.3.4标识和标牌1.警告标牌安全警告牌共有6种：防塌方、安全帽、防坠落、禁止吸烟、防跌落、防触电。要求做钢管架统一挂设。钢管架规格为宽2m，高1.8m。2.机械操作规范标牌包括电焊机、空压机、拌浆机等操作规程。3.材料标识牌在堆放材料处设统一标牌，包括：锚喷混凝土配比牌，水泥、砂子、豆石、格栅、网片、连接筋等材料标牌。3.4施工工期3.4.1安装顶管机械设施及验收8天基坑导轨安装、洞口止水圈安装、顶管机就位、开洞门等工作。3.4.2顶管施工27#~26#（162m）计划平均每天顶进9米，二个顶段，共计划36天贯通。3.4.3顶后处理3天顶管设备拆除1天泥浆置换2天3.4.4顶管进度计划（详见附件）3.4.5工期保证措施1.落实施工组织、施工队伍、施工机具设备选派资历丰富的各类管理人员组成顶管项目部，提前落实施工队伍，同时根据本工程的特点，配备充足的施工机具、设备，做好顶管机组的配置、检修工作。2.尽快创造现场施工条件积极主动配合建设单位、监理、设计等部门作好开工前的准备工作，按时报送各种文件资料及开工前的各项手续。特别是做好交接桩等工作，积极创造现场开工条件。3.技术保证依靠科技进步，采用新技术、新工艺，按照施工现场条件、地质条件，采用先进的土压平衡机械顶管施工工艺，能大大提高顶进速度，平均达到每天顶进15m以上。4.设备与材料供应的保证提前作好施工设备的调研及有关技术准备工作，及时维护好顶管设备及辅助配套机具设备，确保按时进场。落实管材等材料的加工定货，确保质量与供应满足施工要求，有关检验试验工作提前进行。现场积极创造运输、存放条件，确保管材等主要材料提前进场，保证材料供应。5.加强施工管理，合理组织调度加强施工中的动态管理，利用计算机网络管理技术和网络进度计划技术进行施工过程的管理，突出重点、抓住主要矛盾，占满时间和空间，各工序尽快形成流水作业，做好现场组织调度，确保关键工期的实现。6.加强作业层管理，确保各项措施的落实在施工中加强对作业层的管理，作好技术交底、安全交底工作，监督各项技术保证措施的落实，确保工程质量和施工进度。3.5施工环境调查开工前根据设计图纸进行详细的现场勘察，做好：1.摸清施工范围内现有的排水系统、雨水排向及历年雨后积水情况，拟定好施工期间需采取的措施。2.核实各类地下管线的位置、数量、口径、深度和接头形式等，必要时人工探挖进行核实。落实好管线的搬迁、加固、保护及现场监护事宜。3.调查了解施工范围内交通状况，结合施工实际情况，制定合理交通运输方案。4.调查施工现场建筑物，估计施工期间对其影响程度，对受影响的建筑物，制定专项技术方案予以保护。5.对施工可能影响的较重要的构筑物可委托第三方监测单位全程监测、评估施工对其造成影响的程度。3.6渣土处理顶管施工会产生大量渣土，据施工计划，顶进中管道总计产生2271立方的渣土。施工过程产生的渣土应及时安排运输车运出场地。3.7施工现场排水措施1.本工程施工现场内废水主要是生活污水、混凝土养护用水及部分天然降水。要求在生活区和工地周围布置小型排水渠道，排水渠道采用浆砌砖墙水沟，在适当位置设置废水沉淀池，将水排入现况市政排污系统，注意不得将杂物和泥浆排入市政下水道内。2.施工场地内积水应及时导排，保证在干燥环境下施工，特别是开挖区须保证排水顺畅，无积水。3.8建立测量控制系统进场后，立即交接现场控制坐标点和水准基点。接桩后立即组织复测，按施工要求加密点位，布设平面控制网与水准控制网。测量结果提交监理工程师核查，对存在的问题报告监理工程师后再进行处理，保证测量控制点准确无误。在复核的同时，对控制点桩位进行加固和保护，并设置明显标志。3.9运输组织材料、设备进出场运输：顶管掘进机和成品管材进场前，先联系运输单位，察看现场、公路情况，确定运输车辆的行走路线、确定吊车的停机位置。渣土运输：在管道顶进过程中排出的渣土集中堆放在指定场地并覆盖，每两天向外运输1次，配备1台220钩机，3台18m³的渣土运输车辆，要求运输车辆合格，运输过程中必须保证周边环境的整洁卫生，不能遗撒、扬尘。现场垂直运输：因工程时间较短，选用汽车吊做为垂直运输的机械，顶管施工时，运输渣土、管道、顶管机、顶铁、导轨等。掘进机重量为18T，则200T吊车56.25T＞18T，所以可以完成此次掘进机的吊装工作。吊车进场后须对其使用年限、安全设施进行检验，并需核查司机证件，要求持证上岗。吊车支脚距工作坑侧墙距离不得小于5m，支脚下垫20厚的钢板，钢板尺寸不得小于2m×2m。吊车工作时，设专业人员负责指挥，随时观察地面、坑下动态，在工作坑内吊运时坑中不允许站人。3.10施工现场的保洁施工期间，应按文明施工的要求保持现场整洁、材料、设备妥善存储，废料、垃圾及不再需要的临时设施应及时清除、拆除、运走。施工造成环境轻微污染时，工作完成后，须及时清污，消除对环境的影响。施工完成后，运出所有装备、材料、垃圾和各种临时设施，达到现场整洁。3.11测量管理3.11.1复测对建设单位提供的施工区内的导线网与水准网及其控制点进行复测，经核对无误后方可使用，测量工作从外业到内业必须做到步步校核。3.11.2平面测量控制1.施工测量按《工程测量规范》GB50026的有关规定执行。根据施工需要，引测三个导线点至顶井坑附近，布设三级导线平面控制网（即采用原有控制网作为平面控制网），形成闭合导线网。2.为保证测量精度，对于钢尺测量的边长，需加入相应的修正，测量的平面导线需进行平差计算，测量角度精确至0.1º，坐标及高程精确到1mm。3.11.3高程测量1.高程控制采用城市四等水准测量的技术施测，使用DS3水准仪进行观测，往返各一次。高程闭合差在12mm之内（L为水准跨线长度，以千米计）为合格。2.井坑内的高程控制点采用长钢尺导入法将高程传入，向井坑内传递高程与坐标传递同步进行。先做趋近水准测量，再做竖井高程传递。竖井传递高程采用悬吊钢尺法，井上和井下两台水准仪同时观测读数，每次错动钢尺3-5厘米，施测三次，高差相差不大于3mm时取平均值使用。3.高程控制点的布设：可利用平面控制点的埋石作为高程控制点，也可单独设置，如特殊需要时可进行加密。加密的水准点精度不低于高程控制点的精度，其布设形式为附合水准路线。3.12.4测量要求1.对于坐标点、水准点现场需采取可靠的保护措施，需设立明显的标志；施工过程中要注意对测量控制点的保护，并定期进行校测。2.施工过程中要严格执行测量复核制度，特别是对中心线和高程、管线起终点、控制桩位、交叉点等更要严格控制，要提前做好内业，然后现场实施放样。3.竣工测量：竣工测量在已有的施工控制点上进行，测量人员认真做好原始记录，及时进行资料的整理、归档工作。

第4章顶管施工4.1顶管施工设计4.1.1顶管方式的选择根据顶管施工所穿越的土质及周边环境分析，确定采用土压平衡机械顶管方法施工。土压平衡机械顶管施工工艺流程见下图。图4-1土压平衡顶管施工工艺流程图4.1.2顶管机的选择根据本次顶管施工的特点与土质情况，选用TP2800土压平衡顶管机。1、选择TP2800土压平衡顶管机的原因；（1）顶管线路沿线紧邻萧太后河，地下水比较丰富，而且所穿越的土层含水量较大，而土压平衡顶管机最佳使用土层是具有流塑性的粘性土。（2）顶管所穿越的道路为城市主要道路，施工后地面沉降小，采用土压平衡式可以弥补这一缺点。（3）从环境保护角度考虑，泥水平衡废泥浆较多对环境影响很大，而土压平衡比较环保。（4）根据所穿越的土质从施工场地，从施工可操作性及经济上考虑，土压平衡较可靠、经济。2、TP2800顶管机的组成与特点TP2800顶管机主要由切削刀盘、液压系统、测量系统、螺旋输送机构成，TP2800具有以下特点；适用土质范围广。采用低速大扭矩传动方式，刀盘切削力较高。采用开舱式大刀盘，结构简单，主轴、减速机泥水密封性能好。采用螺旋输送机出土，出土容易，泥舱不宜堵塞。纠偏角度最大达1.5°，机头的仰俯和偏转角度均采用先进的电气系统控制，操作方便，反应灵敏。全断面切削，开口率达100%，土压力更切合实际。3、操控系统顶管机操作台和配电柜是顶管机在施工过程中不可或缺的电气组成部分，配电柜集成了用于电能分配的各种电气元件，配电柜主要有两方面的作用，一是对顶管机施工过程中基础用电设备进行配电和控制，二是在电路出现漏电，短路和过载时，提供漏电保护。操作台位于地面之上，可远程对顶管机机头的作业进行操控，同时可以通过监视器和触摸屏对机头内部的各类运行参数进行直观便捷的观察，具有安全、准确、高效等优点。TP2800顶管机参数编号项目参数备注1顶管机外径3310mm2顶管机长度5280mm3顶管机重量42T4刀盘切削外径3330mm5刀盘转矩1050kN.m6刀盘驱动电机5×30kW7刀盘转速1.36r/min8最大纠偏角度3°9纠偏油泵推力100t×8只10排土量58m3/h11总功率190kw4.1.3顶进顺序根据现场实际情况，选择27#为工作坑，26#为接收坑。有27#向26#顺序顶进施工。4.2顶力估算参照GB50268-2008的规范要求，确定机械顶管总顶力：而：其中：Fp—总顶力，(kN)D0—管道外径（m）Dg—顶管机外径（mm）L—顶距（m）fk—顶管机的迎面阻力（kN）P—土仓压力（kN/m2）本工程的各项取值：Do＝3.36mDg=3.38mL＝162.46mfk=7.0（kN/m2），粉土、细砂P=100（kN/m2），最大设定土仓压力则预测总顶力为：FP=×3.36×162.46×7.0+896.8=12901（KN）经过计算，管材承受顶力（14000KN）大于估算顶力值。根据招标文件、顶管使用说明书及GB50268-2008规范的要求，需要每100m设置一个中继间。根据各顶管段长度，确定顶管段采用中继间。4.3顶管施工准备工作4.3.1后背1.后背安全系数的核算土体的被动土压力：式中：p－土壤的总被动土压力r—土壤容重（KN／m3）r=19.6Ф—（土壤的内摩擦角度）Ф=15.65°c—土壤的粘聚力（KN／m2）c=18.91h—天然土壁后背墙高度 h=13.6m以上土质参数是根据岩土勘察报告中的数据，按不同的土层厚度加权平均，计算得出。土层岩性土层厚度密度g/cm内聚力c内摩擦角Ø顶面高程底面高程米单层加权单层加权单层加权2粉土21.5183.52.017.0352794.528983粉粘土1816.11.92.013.8192649.41426.6③1粉土16.114.81.32.022.6262532.52735.14粉细砂14.810.93.92.057.995831.238148.210.621.475257.13307.9加权平均2.0319.5829.05地勘数据加权平均则：＝3945(kN/m)顶进时所需最大后背宽度：式中：B—后背受力宽度F—顶管中的最大顶推力，F=11760KNP—土体被动土压力，P=3945kN/m经计算，顶管过程中，需要后背宽度为2.98m，实际施工时后背宽度4米，可以满足施工需要。2.后背安装基坑验收合格后，安装顶管设备，首先安装后背。（1）机械顶管后背结构为：锚喷墙+混凝土后背+后背铁。（2）混凝土后背为钢筋混凝土结构，与锚喷墙浇筑成为一个整体，长度与顶进坑宽度相当，高度为4米，厚度0.5米。Φ20钢筋双向双层排列，混凝土强度C25。（3）在混凝土后背前垂直地面放置后背铁，后背铁与锚喷墙面之间的空隙以C10素混凝土浇灌填充。（4）后背墙表面要平顺，并且垂直于顶进管道的轴线，避免产生偏心受压。（5）后背的安装允许偏差为：垂直度：0.1%H水平扭转度：0.1%L其中H为后背的高度，L为后背的宽度。4.3.2竖井导轨设计与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。导轨内距的确定：其中：A—两导轨内距（mm）D—管内径（mm），D=2800mmd—管壁厚（mm），d=280mm则：导轨安装内距为1857mm，这样确定的导轨顶面与管道流水面高程相同。2.导轨安装1. 在基坑底部设置150×150mm的方木，方木长度为2米，方木间距为400mm，测量每根方木的高程，使其与顶进坡度相一致。2. 将钢质导轨平铺于方木之上，测量导轨的中线位置与高程偏差，其允许偏差为：导轨内距：±2mm；中心线：3mm；顶面高程：0～10mm。3. 两导轨要平行、等高，或略高于该处管道设计高程，其纵坡与管道设计坡度一致。4. 使用30#工字钢稳固导轨，工字钢一端须牢牢抵在基坑侧墙上，另一端与导轨焊接，每根导轨不小少三根工字钢。5. 安装后导轨要牢固，不得在顶进施工中发生位移，设专人每天进行检查。图4-2导轨内径的计算原理图导轨安装内距为1331mm，这样确定的导轨顶面与管道流水面高程相同。4.3.3止水环安装为防止推进机入洞时泥砂涌入基坑，在顶进方向的墙壁上需安装止水环。首先，进行测量，确定止水环安装的位置；其次，将止水环底圈固定到墙壁上，用混凝土封闭底圈与墙壁之间的缝隙；然后，在底圈上固定防水橡胶板；最后，安装止水圈压板。在推进机入洞之前才允许将止水环内的墙壁凿除。图4-3板式止水圈安装纵断示意图2.止水圈安装为保证顶管中滑润泥浆的压力，在止水墙洞口处需安装止水环。首先，进行测量，确定止水环安装的位置；其次，将止水环底圈固定到墙壁上，用混凝土封闭底圈与墙壁之间的缝隙；然后，在底圈上固定防水橡胶板；最后，安装止水圈压板。止水圈分为三部分，包括底板、橡胶板、压板，底板由Q235钢板制成，内径2800毫米，外径3500毫米，厚20毫米，整体为圆环形状，底板由膨涨螺栓固定到止水墙上，其中心与顶进管道的轴线重合，由测量人员现场测设确定；橡胶板厚40毫米，内径2800毫米，外径3500毫米，钢压板由Q235钢板载成，分为若干钢板块，环绕橡胶板一圈，拼装成为圆环形，压板由螺母紧固到膨涨螺栓上，拧紧后将橡胶板压紧固定。4.3.4掘进机就位使用200吨吊车吊装，将掘进进机轻轻放入顶进坑内的导轨上，前端距止水墙约400mm。就位后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。一切正常后再进行电路、油路、注浆系统的连接、调试。4.3.5洞门处理洞口处，人工向前挖土300～500mm，将混凝土、钢筋及其它杂物清除干净。若土质松散，为防止顶管入洞时土体滑塌，涌入基坑，可对洞门采用全断面注浆加固。采用后退式注浆方式，注浆孔间隔0.5米，注浆孔长度8.0米，大于掘进机长度，加固范围宽度5米、高度5米。注入的浆液为水泥+水玻璃双液浆，注浆压力维持到0.1-0.15Mpa。注浆24小时后，使用风镐将洞门处的混凝土凿除，洞口为圆形，直径为3600mm。洞门处使用Φ22钢筋将钢格栅内、外连接焊牢后，再将其钢格栅割断。图4-4洞口注浆示意图4.3.6机头入洞将机头徐徐推进洞口，刀盘全部进洞后，调整止水圈位置，使其完全封闭地下水。然后开动顶管机刀盘，刀盘边旋转边推进，待土仓压力升到0.1MPa左右时，可以进行排土操作。掘进机开始入土时，机头外露，只存在轨道对机头的摩擦力，刀盘切土时，机头易发生旋转，故在入土前两米顶进时，顶进速度控制在5mm/min以下，以防机头整体旋转，并观测机头倾角和旋转变化，及时修正和调整。倾角的变化用纠偏千斤顶调正，旋转角大于±30°时，可使用刀盘反转调正，顶进2米以后掘进机在不旋转的情况下可逐渐加大顶进速度。机头完全入土后，土仓压力控制在0.10～0.15MPa时，下第一节混凝土管。4.3.7坑内布置顶进坑内机具序号名称单位数量规格1主顶千斤顶台6200t行程3.5m2主顶泵站套13护口铁套1自制4顶铁套1自制5洞口止水环圈套1自制6后背铁块27基坑导轨套18激光经纬仪套1管线及电缆序号名称规格备注1触变泥浆管Φ502集水坑排水管Φ753动力电缆2条，90mm24控制电缆1条5有线通讯电缆1条4.3.8管内断面布置砼管内布置管线序号名称规格材料单位数量1触变泥浆管Φ50钢管及胶管条12动力电缆90mm2条23照明线24V10mm2条14控制电缆条15通讯电缆条16管内导轨条1图4-5管内布置横断示意图4.3.9管道进场的检查与验收1.管道进行进行验收，检验管材的直径，承插口椭圆度经验收合格后填写《成品管落地验收移交单》，核对移交单移交管材的产品编号、产品规格、质量证书、出厂验收表、生产日期等。移交完成进行管材的吊装，并存储在设定位置。根据施工计划，现场具备顶进条件后，通知制管单位及时运送管道进场。2.每批次的管及配件必须附有出厂证明书。凡标志技术条件不明、技术指标不符合标准规定或设计要求的管材不得接收。3.质检人员应熟悉管的特殊性，按技术规范对每节管材检查验收，察看管件是否有裂纹、裂缝、损伤；承插口和插口部位是否有破损；逐个检查橡胶圈是否合格；椭圆度误差是否在允许范围内；外保护层有无脱落等。对不能符合工程要求的管件，不得使用；对虽有缺陷经、经修复、并鉴定合格的管材，须征得项目监理认可后才能使用。4.管采用的橡胶密封圈材质应符合的技术要求。对胶圈外观应进行检查，橡胶圈为圆形实心胶圈，表面不应有气孔、裂缝、重皮、平面扭曲、肉眼可见的杂质以及有碍使用和影响密封效果的缺陷。管材厂家应提供胶圈满足规范要求的质量合格报告以及对管内输送的水质无害的证明书。5.管应采用无接头实心胶圈或每根胶圈最多允许有1个接头，但接头的性能不得低于母材的性能标准，现场应抽取1％的数量进行接头强度试验。6.管材卸车控制采用80吨汽车吊将管材吊至存储位置。吊装人员应经过技能、安全方面陪训并经考核，合格后方可上岗。在起吊前，管理人员应对起吊人员进行认真观察，确认其精神状态良好，签发起吊令。严禁超负荷或在不稳定的工况下进行起吊、卸车；起吊索具应用柔性材料包裹，避免碰损管材。严格按管道生产厂指定的起吊位置与固定方式起吊。起吊全程应有专职安全员、调度员在现场。7.管材堆放控制根据管道进场先后顺序，合理有序组织管材使用，严格控制管材留置时间。管道的堆放应保持正确摆放位置，不妨碍现场施工及管材的运输通道为原则。管材堆放时间超过一个月以上时，采取洒水等适当养护措施。4.4顶管施工4.4.1顶进试验段将每个顶段的前10～20米做为顶进的试验段，在试验段地面布设地面变形监测点，必要时，可在管道上方的地表布设3-5个辅助监测点。根据监测值的变化，配情调整顶进参数。当沉降值过大时，应适当增大土仓压力，减小排土量、减少推进速度，并增加顶进注浆压力、增加泥浆注入量；当地面有隆起时，应适当减小土仓压力，增加排土量、加大推进速度，并减小顶进注浆压力、减少泥浆注入量。根据监测值的反馈，经现场技术人员的确定参数后，再进入公路范围。4.4.2土仓压力的设定按地质变化及顶管机埋深变化对土仓压力进行调整，管顶覆土大时，需增加土仓压力，管顶覆土变小时需减小土仓压力，遇有砂砾石层、下穿道路、离构筑物较近时，土仓压力设定适当增大10%左右，以提高安全系数。根据公式，γs-土的重度（KN/m3）,HS-覆盖层厚度（m）γs=20.1KN/m3，HS1=11.5m（京哈高速公路）经计算：穿京哈高速公路土仓压力设定初步值为0.21MPa。初步确定本工程土仓压力控制在0.21MPa，并根据本工程试验段的数据进行调整，当覆土深度每增加或减小10米，土仓压力适当增加或减小0.05Mpa左右。掘进机在距地下管线前、后约5米内降低土仓压力，施工现场须注意随时监视控制。4.4.3触变泥浆减阻顶管过程中，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，减阻泥浆采用成品膨润土配制而成。注浆工艺流程：泥浆拌合——泥浆储存——泥浆注入。泥浆流转流程：搅浆罐——储浆罐——注浆泵——注浆主管——注浆分管——注浆孔——管外壁。1.拌合：将定量的水放入搅拌罐内，在搅拌机转动的情况下，将定量的膨润土徐徐加入搅拌罐内，一般10至20分钟就可搅拌均匀。泥浆制备后，须静置24小时才能使用。使其充分吸水、膨润成胶体状态，使用比重计测其比重，约在1.1～1.2g/cm3为宜。2.注浆：在机头尾部设有触变泥浆注浆孔，顶进施工的同步注入触变泥浆，以形成原始浆套；每节混凝土管均有三个注浆孔，顶进过程中，通过注视储浆池内触变泥浆下降的速度及顶镐压力表读数随时调节注浆压力。膨润土泥浆重量配合比膨润土胶质价膨润土水碱60～701005242～370～801005241.5～280～901006142～390～1001006141.5～25.搅浆罐：现场制备泥浆的设备为搅浆罐，自制，电动机带动螺旋桨转动搅泥浆至均匀。6.储浆池，储浆池为钢板焊制的池子，搅浆罐搅拌好的浆液，排到储浆池内暂存；7.注浆泵：注浆泵进口管接到储浆池内，注浆泵出口管接到管内注浆主管，注浆主管接到管道注浆孔上，通过注浆孔注入管外壁。8.注浆孔：顶进管道的注浆孔位于管道插口一端，一个圆形断面有三个注浆孔，120度分布，注浆分管通过三通连接注浆主管与注浆孔，三通与注浆分管间安装有阀门，可根据需要开关，可向不同的部位注浆。图4-6注浆管连接横断示意图图4-7注浆管连接纵断示意图4.4.4顶进速度顶进速度控制在30mm～50mm/min，入洞后的前10米以及纠偏时用较低速度，以后视出土情况、刀盘扭矩情况适当加快顶进速度。4.4.5管节安装管节下坑前先进行外观检查，包括管端面是否平直、管壁表面是否光洁、管体上有无裂缝等等，检查合格的管子用吊车放到顶进坑内的导轨上，进行顶进。下管方法如下：1.聘请非常熟练且具有丰富经验的安装和管理人员执行安装任务。2.安装前集中时间组织全体施工管理人员进行有关业务和安全方面的培训，认真学习技术规范、设计文件、施工要求等，使全体参与安装人员对技术规范、设计要求、施工要求等均能深刻领会和掌握。3.吊车基础采取加垫钢板、钢制路基板等措施，减少接地压强，保证吊装作业的安全。4.在起吊前先空转180°，在无咬声的情况下，做好试吊工作。5.80吨汽车吊起吊能力有一定的富裕度，严禁超负荷或在不稳定的工作状况下进行起吊卸管。6.管件吊装时，管中不得有人，管件、吊臂下不得有人逗留。7.管件吊装采用专用的卡具进行下管吊装作业，防止管道破环及下管后取出卡具对管道的影响掘进机在停止顶进的状态下，刀盘转3～5分钟，在停机的同时，视螺旋输送机出土的情况，关闭排土液压闸门，保证土压仓压力不得小于0.08MPa。下管工序完成，再顶进时，应先开刀盘，再依次开螺旋输送机、推进系统。若出现顶进管段回弹的现象，需要在顶进油缸回收前加方木支撑，或者超前顶进100～200mm，使前几节管的回弹，不影响后面管节的安放。4.4.6顶进测量顶管测量主要使用激光经纬仪，安装于顶管坑后背处的顶管掘进中心线上，激光经纬仪的安装必须保证顶进过程中的稳定。在掘进机内安装有激光靶，激光束的照射角度与管道的设计坡度相一致，激光照射到光靶上形成一个激光点，机手根据激光点的位置变化确定掘进机的方向变化。顶进过程中随时观察激光点的变化，做好顶进工况记录，内容包括管道的顶进长度，顶管掘进机的水平偏差、高程偏差、注浆状况等等。初始顶进时，每1米记录一次，；正常顶进时，每顶进一节管记录一次；纠偏时，每1米记录一次；每顶进三节管，核对激光经纬仪是否出现移位，水平角、竖直角是否出现偏差。顶进记录时，要注意照射到机头激光靶上的激光点和管道中心轴线的一致性。纠偏时，先计算偏差夹角，根据顶进延长线推算出顶进速度和顶进长度恢复理想轴线的距离和时间，随时预测机头的前进趋势。每天工作结束后，由主机手分别绘制出管道中心及高程偏差曲线图、顶力变化图，贴到公示板上，供施工人员、现场监理查看。4.4.7顶进纠偏顶管掘进机由前、后两节组合而成，两节之间安装有千斤顶，分为上、下、左、右四组，靠这四组千斤顶，可以进行四个方向的纠偏操作。连续观察光靶上激光点的行走轨迹，如发生偏移大于20mm，预测机头又有向偏差大的方向发展的趋势时，要采取纠偏措施。纠偏时开动纠偏千斤顶，千斤顶顶出最大不超过1.5°。纠偏时每1米测量一次，并做机头和机尾的数据比较，有回归趋势时，保持一段顶进距离后，要停止纠偏，防止左右摆动。纠偏的原则是勤纠、微纠，每次纠偏量不要过大，而且要注意发展趋势，当上下、左右均发生偏差时，先纠上下、后纠左右。纠偏应符合下列规定：顶管过程中，应绘制顶管机水平与高程轨迹图、顶力变化曲线图、管节编号图，随时掌握顶进方向和趋势；在顶进中及时纠偏；采用小角度纠偏方式；纠偏时开挖面土体应保持稳定，采用挖土纠偏方式，超挖量应符合地层变形控制和施工设计要求；刀盘式顶管机应有纠正顶管机旋转措施。针对管须严格控制偏差量，当偏差达到3毫米时应进行纠偏操作，纠偏时角度应小，相邻管节间角度不能超过0.3˚，纠偏时的测量每500mm不少于2次。4.4.8胶圈安装于就位方法1.管道安装顶入前，就位必须准确。2.彻底清理管道内的异物，保持管道内部清洁，在管件接头联接前保持承插口的清洁。3.不在管道内放置工具和其它杂物。4.安装前逐节清理管件承插口环，刷润滑剂，润滑油采用无毒的植物类油脂。将橡胶圈套入插口环凹槽中，在胶圈下插入专用工具，并沿管道插口的周边移动调均胶圈，胶圈必须拉伸均匀，不得有扭曲、错位、翻转现象发生，再涂刷润滑剂在橡胶圈上。5.在低于0℃气温下进行管道安装时，应采用适合于在低温条件下作业的橡胶材料，并在热水中浸泡，以防橡胶圈变硬。6.对接时，使插口端与承口端保持平行，并使四周间隙大致相等，安装间隙控制在制管厂安装要求的范围内。7.在连接过程中，如发现胶圈进入工作面不均匀，应及时退出，检查胶圈损坏情况，调换胶圈，重新安装。4.4.9顶进速度顶进速度控制在30mm～50mm/min，入洞后的前10米以及纠偏时用较低速度，以后视出土情况、刀盘扭矩情况适当加快顶进速度。4.4.10土体流塑化改造当通过螺旋输送机出土困难时，需对土体进行流塑化改造。改造方式是向土仓内注入土体改良液，改良液配制方法是向膨润土泥浆中加入羧甲基纤维素纳：将羧甲基纤维素纳中加入3倍的清水，搅拌均匀后，加入到配制好的膨润土泥浆中，通过土仓注浆管道注入掘进机土仓内。4.4.11出土外运掘进机刀盘切削破碎土体，由螺旋输送机将泥土输入到管道内部，管道内安装导轨，导轨为整体式，每节导轨有3米、6米长度二种规格，导轨直接平铺在顶进管道内，导轨的钢枕与管道底部贴实，纵向相邻导轨相互插接牢固并锁紧，土车直接安放在管内导轨上，四个钢轮分别与导轨接合平稳，滚动顺畅。将泥土直接装入土车，通过管道内导轨将泥土运到顶进坑中，使用吊车运到地面，倒入泥土暂存区，定期外运。土车在轨道上往外运土时，停止顶进工作，待土车归位后，管道开始顶进并向外排土。现场指定专人量测排出的土体体积，核算管道推进的体积与排土体积，当排土体积过大时，须减少排土，增加管道推进速度；当排土体积过小时，须加快排土，减慢管道推进速度，将出土率始终保持在95%左右。中继间启动时，因导轨分为3米、6米二种规格，导轨连接部位断开，中继间前段管道开始顶进，顶进结束后，在启动主顶泵站至管道合拢。图4-8管内出土车横断示意图4.4.12机头出洞机头推进到距接收坑约5米处，拆除接收坑洞口处的墙壁，使用与主筋同径的钢筋进行内外双排斜向连接钢格栅，焊接牢固后，将钢格栅割断。洞口处，人工挖土，将混凝土、钢筋及其它杂物清除干净。刀盘在旋转的状态下，慢慢顶进，此时掘进机的土仓压力也会随之消失，没有土压，螺旋输土机停止出土。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。4.4.13机头出坑拆除掘进机的电源线、注浆管、油管，并拆除掘进机与第一节混凝土管的连接板。使用不小于200吨的吊车，将掘进机吊运出坑。4.5顶管施工技术要求4.5.1下管当顶进结束，主顶完全收回后，拆下护口铁，开始吊运管材。注意管材的方向和位置，并躲避人员、电缆及坑内设备。4.5.2主顶操作地面操作室人员需按照操作规程对顶管机进行操作。顶进过程中，应根据顶管机的反馈数据及时的对姿态进行调整。停顶时应注意各项测量数据是否异常，必要时通知有关人员进行复测，同时对顶管机进行相应调整。4.5.3触变泥浆配置根据施工情况配置触变泥浆，及时进行壁后注浆以减阻，并根据挖掘面的土质情况对泥浆成分进行改良调整。前五节管连续注浆，均将注浆管接入注浆主管，自第六节管开始，每隔一根管连接注浆主管，做为补浆之用。4.6中继间的应用4.6.1.中继间结构D2800中继间的结构是由前筒，后筒和24个推力为50吨的油缸组成，总推力为1200吨。中继间外径为3310mm，长度为952mm，总重量为4.2吨。4.6.2.中继间参数1）管道内径2800±8毫米；2）管材壁厚255±6毫米；3）承插口工作坑椭圆度

=<1.5%（9.5毫米）；4）中继间允许顶力12000kN。4.6.3.中继间使用注意事项当顶管机在顶进合适距离后可加一台中继间，具体使用方法为：先将中继间的前筒前部放入水泥管后部的钢承口内，将中继间顶进洞内后再接上后面的水泥管继续顶进，此时中继间与前后水泥管一起向前移动。在顶进一段距离后中继间油缸开始动作起到接力顶进的作用。整个顶进工程结束后拆掉油缸及其上的高压油管和固定抱箍，连同泵站一起运回地面进行维护保养和清洗入库。4.6.4.中继间安装位置1）如果顶进总长度在100米以内，不安装中继间。2）如果顶进总长度在100米至200米之间，安装一套中继间，根据施工经验，中继间安装到掘进机后60米（24节管）后，或当主顶输出顶力达到60%总顶力时，必须安装第一套中继间。4.6.5.中继间启动1）当主顶输出顶力达到60%总顶力，必须启动第一套中继间。2）当启动第一套中继间、主顶达到70%总顶力时，必须启动第二套中继间。3）每个中继间后插口部位分布二个油脂注孔，中继间启动过程中，通过油脂注孔注入油脂，确保中继间承插品滑动面阻力降低，并对胶圈起到滑润保护作用。中继间初始就位时，确保油脂注孔位于圆周120度基础角上方。4）每个中继间后端管身部位分布2～3个注浆孔，启动过程中同步注入滑润泥浆，不启用的注浆孔采用堵头临时封堵。4.7顶后处理4.7.1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。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，现场根据土质及覆土深度确认注浆压力，参考注浆压力为0.10～0.20MPa，在管线下方注浆，应适当降低注浆压力，但不得低于0.08MPa，在道路下方注浆，应适当增加注浆压力，但不得高于0.20MPa。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=6：1：3。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。图4-16土壤加固示意图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，保压一小时。初凝后疏通注浆管，进行下次注浆。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。如果从管内压浆孔加固效果不好，可采用从地面打孔的方法压浆固结。泥浆置换完成后，拆除主通道浆管和管内弧形浆管就地清洗，以免浆液凝固堵塞。4.7.2管缝封闭相邻混凝土管间存在缝隙，缝隙采用固结材料进行封闭填充，作业前需将管缝内的杂物清理干净。管道内部的注浆孔，采用防水材料填充。4.6.3设施拆除混凝土管顶进、换浆、检测全部完成后，拆除顶镐设备、后背铁及导轨。4.7顶管中的安全措施4.7.1管内照明管道内每10米装一只照明灯，照明灯采用24V的安全电压供电。为防止电缆接头松动、管道内配有部分活动接头箱，即保证了接头质量，又可以避免接头的包扎受潮而产生的漏电事故。应急电源采用的是地面备用一台发电机，在管道内断电时及时供电以保证照明、通风、施工的正常进行。4.7.2供风在顶进施工过程中，随着管道不断向前延伸，