水厂原水输水管线DN2200供水管工程顶管施工组织设计(常用版)

水厂原水输水管线DN2200供水管工程顶管施工组织设计（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）

总目录水厂原水输水管线DN2200供水管工程顶管施工组织设计（常用版）(可以直接使用，可编辑完整版资料，欢迎下载）TOC\o"1-3"\h\z第1章 编制说明 11.1 编制原则 11.2 编制依据 1第2章 我公司承接本工程的有利条件 22.1 有利条件 2 具有过河及超长距离（1175m）施工的钢管顶进施工经验 2 拥有足够的力量投入本工程施工 3 具有前后方呼应强化组织管理的优良传统 3 具有组织实施高难新项目的实践经验 3 我公司拥有适用于本工程的先进施工技术 3第3章 工程概况 43.1 工程内容 4 工程规模及主要工程量 43.2 开竣工时间 43.3 自然条件 4 工程地质 4 水文地质 43.4 线路平纵断面设计情况 5第4章 工程特点、重点及难点 64.1 工程特点 6 工程地质条件复杂 6 工期紧 64.2 工程重点 6 顶管机选型是关键 6 地面建筑物及管线保护要求高 6 防汛、防洪及环保也是施工重点 64.3 工程难点 7 顶管测量控制精度难度大 7 注浆减摩效果要求高 7 沉井下沉精度要求高 7 对顶进装置的密封性要求高 7第5章 施工总平面布置 85.1 施工场地布置 85.2 施工场地布置原则 85.3 施工总平面布置图 85.4 重要临时设施布置 12 场地围挡 12 临时堆土场 12 搅拌站 12 工地试验室 12 办公设施 12 门卫值班室 12 生活设施 12 临时道路 12 场地内照明 135.4.10 临时通讯设施 13 临时工程数量表 13 施工用地计划表 145.5 临时供电、供水、供风 14 临时供电 14 临时供水 16 供风 16第6章 总体施工方案及部署 176.1 总体施工方案 17 沉井施工方案 17 顶管施工方案 17 明挖施工方案 176.2 施工部署 186.3 施工管理及组织机构 196.4 施工组织机构主要成员 206.5 任务划分和施工分段 21 任务划分 21 施工工区划分 h21 施工作业队伍配置及任务 216.6 施工关键线路控制 216.7 施工进度计划表 22 施工工期及关键工序工期 22 主要施工项目开、竣工日期 23 施工形象进度计划表 23第7章 投入本合同工作的主要施工设备表及进场计划 257.1 明挖施工设备 257.2 沉井制作、下沉设备 257.3 测量监控量测设备表 267.4 试验设备表 267.5 顶管机及配套辅助设备表 27第8章 沉井施工程序、施工方法说明书及附图 298.1 工作井结构形式 298.2 沉井施工程序 298.3 沉井施工方法说明 31 筑岛及施工平台制作 31 模板工程 33 沉井钢筋绑扎 33 混凝土浇注、养生及拆模 33 抽垫 35 沉井下沉 36 沉井清基 36 沉井封底 36 沉井施工常见问题预防及处理措施 378.4 沉井测量与监测 39 施工测量 39 施工监测 408.5 沉井施工质量及保证措施 40 沉井标高控制 40 质量标准 40 沉井下沉控制 418.6 沉井井壁处预留洞门施工 41 预留洞门结构 41 洞门预埋件的安装 41 洞门施工注意事项 42第9章 顶管机械选型及施工方案 439.1 顶管机方案选择 43 顶管机机型及顶进施工方案选择的依据 43 顶管施工机械选型 439.2 顶管施工总体部署 479.3 土压平衡顶管推进机工作原理 479.4 DK式土压平衡顶管推进机特点 499.5 DK式土压平衡顶管推进机技术参数 499.6 土压平衡顶管施工泥土外运 509.7 土压平衡顶管施工参数的计算和设置 50 土压平衡顶力计算及中继间布置 50 工作井内顶进系统 51 工作井出洞密封 53 出洞安全性检算 54 注浆减摩系统 55 管内通风 58 顶管施工通讯及监控 60 顶管内供电 60 起重系统及顶管机现场吊运 609.8 土压平衡顶管施工设备的安全性和可靠性 619.9 减阻剂注入装置及其中继泵设置 629.10 管内测量装置 629.11 管内供电 63第10章 顶管施工程序、施工方法说明书及附图 6410.1 钢管防腐及运输 64 主要工程数量 64 钢管运输 64 管道焊接及检测技术措施 64 钢管现场防腐 6710.2 工作井施工平面布置 67 工作井上地面平面布置 67 井底内平面布置 68 管内断面布置 6910.3 初始顶进 69 ⑵顶管准备工作 69 初始顶进 71 初始顶进速度控制 71 工作井洞口密封安装 71 测量 71 纠偏 72 注浆减阻 7210.4 顶管机正常顶进 72 润滑泥浆系统 72 排风系统 73 测量 73 纠偏 7310.5 顶管进洞施工 74 接收井准备 74 顶管机位置姿态的复核测量 74 顶管机进洞 7410.6 顶管施工辅助措施 74 顶管机出洞时磕头现象的防止 74 管节止转措施 75 出洞时的顶管机后退回缩 75 意外事故的处理 7510.7 顶管的收尾工作 75 管道内设备拆除和转移 75第11章 明挖段施工程序、方法说明书及附图 7711.1 明挖段工程地质 7711.2 主要施工任务 7711.3 明挖施工程序 7711.4 明挖方案 78 挖方设备的选择 78 明挖施工工艺及流程 7811.5 明挖段地基处理 7811.6 管路设备安装 7911.7 回填 7911.8 明挖施工注意事项 79第12章 施工进度保证措施 8112.1 施工工期的控制 8112.2 保证施工工期的具体措施 81 施工技术和工艺上保证 82 合同控制 82 施工调度控制 82 采用计算机科学管理 82 严格目标管理 82 从资源配置上保证 83 动态控制进度计划 83 部门综合协调保证 83 节假日 84第13章 施工监控量测及信息反馈系统 8513.1 监测目的 8513.2 1监测对象 8513.3 监测项目及监测方法 85 地表隆陷监测 85 钢管变形观测 88 监测目的 88 地表的控制标准 89 监测工程数量 89 监测资料的处理和信息反馈 89第14章 工程质量控制措施、生产安全保证和环境保护措施 9114.1 QSE管理体系 91 QSE管理方针和目标 91 QSE管理机构 9114.1.3 QSE责任制 9214.2 工程质量控制措施及质量管理机构 92 质量管理体系 92 质量控制措施 9614.3 生产安全保证措施 102 临时工程施工 102 沉井施工 103 顶管施工 105 起重吊装作业安全措施 107 重要工种安全操作规程 10814.4 环境保护措施 109 临时用地的使用 109 弃碴场位置的选择 110 施工设备及施工方法的噪声的处理 110 施工中的污染物的处置 110 防止水质污染的保护措施 110 施工中产生的废水的处理 111 施工场地周围环境的修复 111 施工场地的保洁 111 生活区周边环境的保护 111 水土保持措施 11214.5 现场文明施工控制 11214.6 施工人员健康保证措施 11514.7 建筑物及地下设施保护措施 115第15章 工程保修承诺及具体措施 117第16章 类似过河顶管工程业绩 11816.1 同类工程业绩表 11816.2 同类工程业绩证明材料 118编制说明编制原则⑴.广州市自来水公司招标文件提供的资料；⑵.2003年8月4日业主召开的标前会、《招标文件答疑》；⑶.施工现场踏勘资料；⑷.与招标文件相关的定额文件；⑸.招标文件中要求的施工技术标准及验收规范；⑹.国家现行的法令、法规，地区颁发的安全、消防、环保、文物等管理规定。编制依据⑴.严格遵循招标文件的各项要求进行编制，满足业主要求；⑵.根据我公司的技术水平，充分发挥我公司在顶管施工领域的先进施工经验，进行顶管设备选型和机械配套，确保优质、高效完成本工程施工任务；⑶.严格执行招标文件及有关的技术规范和标准的要求，选择合理的施工方案；⑷.发扬创新精神，以科技为先导，应用新技术、新材料、新工艺、新设备，积极寻求合理化建议，对技术方案进行不断的优化，达到技术经济的最佳组合；⑸.坚持环保施工，把对自然环境的影响控制到最小程度。我公司承接本工程的有利条件有利条件具有过河及超长距离（1175m）施工的钢管顶进施工经验我公司承建的高碑店污水处理厂水资源化再利用工程10#段DN1600mm钢管800米二次连续施工完成，全部工程历时2.3个月，工程质量达到优良。昆明东郊污水管网工程DN1000～DN1650长度6.3公里，标定等级优良。唐山新区污水处理厂φ2000mm钢筋砼管950米两顶进完成,φ2000mm钢管600米一次连续施工完成。天津引滦入汉工程汉沽北厂φ2500mm钢管900米两次施工完成，钢筋砼管450米（变径）三次施工完成。密云污水处理厂工程φ1600mm主管道钢管1520米三次连续施工完成。钢筋砼管1150米两次施工完成。主体工程经政府质检部门检验，工程质量优良。宝鸡经二路改造工程全长5公里。其中一次性连续顶进长度二段650米，一个顶进段730米成功穿越了人防工事、渔塘及市工商银行大楼。在建的西气东输郑州市黄河顶管工程，全长3600米，钢管内径1.8m，壁厚22mm。工作井内径15米，外径18米，总高度32.8米，下沉深度29.8m，由四个沉井和3个顶进区间组成。其中1号～3号区间1175米、3号～4号区间1175米已经顺利贯通，5号～4号区间已经顶进850米左右。我公司常年从事国内城市地铁大型工程，在基坑开挖、边坡支护、地基加固和环境监测等方面也积累了丰富的科研成果，将这些施工经验综合应用于本工程施工对保证工程质量、工期和控制周围环境的稳定将起到很大的作用。拥有足够的力量投入本工程施工近几年来我单位参加了多个城市顶管及市政顶管工程的施工，购置了各种配套的顶管工程施工设备及部分专用施工设备。特别是西气东输郑州黄河顶管主体工程都已基本完工，部分队伍正休整等待。如我公司中标，将选择先进可行的机械设备和具有超长距离顶管施工经验的队伍进场，以保证工程安全优质按期完成。具有前后方呼应强化组织管理的优良传统一旦我公司中标，我公司将派出具有丰富顶管施工经验的人员组成项目经理部，对工程实施具体施作和全程负责，以达到上下结合，强化指挥，科学施工的目的。具有组织实施高难新项目的实践经验我公司多次承建我国特大型重点工程项目中的关键控制工程，对如何有效组织实施任务重、工期紧的高难新工程项目有着大量成功的实践经验。我公司拥有适用于本工程的先进施工技术⑴．超长距离顶管测量控制技术；⑵．超长距离注浆减摩技术；⑶．软弱地质条件下顶管进出洞控制技术；⑷．钢管顶进复合中继间设计；⑸．城市环境地下工程施工地面建筑物综合保护技术。工程概况工程内容工程规模及主要工程量本工程建设地点位于顺德区西海至广州南洲水厂原水输水管廊碧桂路段。过江段采用焊接压力钢管顶进形式，管中间距5.5米。工程安全等级二级，抗震按7度烈度设防。安装管道里程：a管段Ka2+813.0至Ka2+945.0；b管段Kb2+812.0至Kb2+944.0；过河顶管里程：a管段Ka2+828.0至Ka2+931.0；b管段Kb2+827.0至Kb2+930.0。其主要工程量如下：开竣工时间根据标前会、招标文件答疑精神，开工时间为2003年10月1日(假定)，竣工时间为2003年12月29日，计90日历天。自然条件工程地质场区地处珠江三角洲冲积平原，地势平坦，地面标高1.80～3.20米，高差1.40米。场地地层主要为第四系松散沉积层，自上而下为：素填土、淤泥质粉土，属Ⅲ类。其中人工素填土主要为浅红色粉质粘土，淤泥质粉土呈灰黑色，饱和，流塑状，粘性较强，夹粉砂。水文地质场地地下水主要赋存于淤泥质粉土层的淤泥质粉砂夹层中，地下水不丰富，地下水的补给主要来源于大气降水补给。水质对砼没有腐蚀性，对钢管具有弱腐蚀性。线路平纵断面设计情况根据设计要求，钢顶管工程轴线在纵向断面上为直线，在水平断面上按水平无坡度定向顶进。工程特点、重点及难点工程特点工程地质条件复杂沉井下沉经过人工填土层、淤泥质粉层等地层。顶管段须穿越流塑状淤泥质土层等，给顶进施工带来了较大的难度。本工程顶管位于地下水位下，对顶管机进出洞和顶管设备的密封性都提出了很高的要求。工期紧本工程顶进距离较短，左右线间距较近，采用φ2220mm、t=18mm钢管顶进，井下管道焊接及防腐时间长，工期比较紧。工程重点顶管机选型是关键结合本工程的工程地质和水文地质条件进行顶管机机型和关键技术参数的选择是本工程成败的关键。地面建筑物及管线保护要求高本工程顶管穿越碧桂路等结构，钢管顶部有管线经过，这些结构对地表的隆陷特别敏感，在顶进过程中保护构筑物和管线是本工程的重点。防汛、防洪及环保也是施工重点工程难点顶管测量控制精度难度大顶管施工中，由短边控制长边进行控制测量一直是顶管施工的难点。注浆减摩效果要求高钢管顶进过程中，必须确保注浆减摩的效果，才能确保顶管的成功。沉井下沉精度要求高沉井直径大，对沉井下沉的精度提出了很高的要求。对顶进装置的密封性要求高施工总平面布置施工场地布置根据招标文件提供的资料，本工程工作井、接收井及明挖段施工场地在池塘中，故布置施工场地前先要把两个池塘中的水排干。水排干后利用挖掘机把施工场地范围内的池塘淤泥清理到施工场地外业主指定的堆放地点，集中堆放，同时堆土场四周施作防护，防止水土流失和保护环境。从1公里范围内拉来的回填土把施工场地回填到与路面平齐。结合本工程的特点、现场实际情况，拟将整个施工过程分为两个阶段布置施工场地。施工场地布置原则总体布置合理，满足正常施工作业和生产管理，既方便施工又能确保安全；少占土地，节约资源；对施工场地周围的土地管理及防洪影响最小；满足文明施工、安全生产和环境保护的要求。施工总平面布置图根据本工程的特点，考虑到防洪的要求，本工程共需要四个主要施工场地，分别为工作井、接收井、及顶进段两侧明挖段，在施工场地内设置生产人员、管理人员、监理现场办公室及生活用房等临时设施。明挖施工待顶进施工完成后再进行。顶管施工时在工作井下布置顶进装置及遥控操作装置。重要临时设施布置场地围挡场地围挡力求连续、整齐、牢固和美观。大门外侧悬挂标牌告示，写明工程简介、开竣工日期和工程建设、设计、监理、承包单位等名称。临时堆土场在围挡内设置临时堆土场、泥浆搅拌池、沉淀池等，主要用于沉井施工和顶管顶进阶段土方的临时堆积和沉淀。搅拌站沉井结构混凝土全部在现场生产。工地试验室在工作井施工现场内设置小型工地试验室，负责整个工地的试验工作。办公设施采用框架结构办公用房。首先满足业主及监理办公和住宿要求用房，并保证生产指挥人员、技术人员、主要技术工人在现场办公及召开会议的需要。门卫值班室在每个施工场地大门口设门卫值班室。生活设施生活区产生的生活垃圾按照规定每天集中，纳入附近地区的垃圾处理系统。现场房屋主要服务于施工生产。临时道路根据对本工程工作井和明挖段周边环境及道路现状的调查，本着尽量利用既有道路，不危害道路附近的建筑物等的原则，对既有的可利用的小路进行加宽，采用碎石及灰碴结构。每个工作井和明渠段均需铺设临时便道才能将施工设备、材料等运至施工现场。临时道路宽度拟设置为6米，机械平整压实，两侧布置排水沟，采用20CM混凝土浇注，其基层用10CM碎石垫层处理。道路两侧布置排水沟，横断面设置成人字形，有利于排水。场地内照明在施工场地内安装镝灯及碘钨灯等照明设施，确保夜间施工有足够的照明亮度，保证夜间施工的安全。临时通讯设施施工期间为便于与外界联系，在工作井办公区和接收井办公区各安装5部程控。给业主、监理各安装1部及作业队安装3部，并为现场施工人员配备移动、对讲机，以方便施工生产和联系。考虑到井上井下信息交流困难，设立小型交换机系统，使顶管掘进机工作面、操作平台、工作井地面、顶管指挥部门及其它部门可以随时相互联络。临时工程数量表项目数量单位生活及办公用房270m2搅拌站140m2砂子堆放场140m2石子堆放场140m2水泥库160m2钢筋堆放场100m2钢筋加工场100m2配电房50m2厕所120m2停车场60m2堆土场600m2门卫室30m2顶管设备停放场160m2钢管堆放场240m2施工用地计划表序号结构位置场地尺寸（米）征地面积（亩）1工作井50*725.42接收井46*664.63工作井侧明挖段33*2014接收井侧明挖段33*2015合计12注：不含场地外便道征地面积临时供电、供水、供风 临时供电根据招标文件和现场答疑会的精神，供电问题联系当地电力部门协调解决。采用三相五线制接线，在变压器输出端设总动力箱。用电缆接入工地配电箱。施工现场供电线路采用架空电缆和埋设电缆，埋设电缆均采用穿钢管法，以保护电缆。为防止意外停电及用电高峰时对工程施工造成影响，施工场地备一台发电机，以满足连续施工和现场照明。⑴工作井设400KVA变压器1个工作井主要供电统计表表5-1项目用电设备名称型号功率（kw）数量合计功率（kw）顶管施工机头电机60机内液压装置3.713.7主顶泵站电机37电焊机12耐驰注浆泵NMO53SY02S12V5.5211泥浆搅拌机MCE600B7.5537.5照明9.4罗茨鼓风机LFR-WJ11222（2）接收井设400KVA变压器1个接收井主要供电统计表表5-2项目用电设备名称型号数量备注沉井施工塔吊TD-601个照明电焊机BX1-6306台砼搅拌设备1套混凝土输送泵MCP-751台钢筋切断机TFC-m1台钢筋弯弧机R-32-U1台钢筋弯曲机GUB-40-ED1台污水泵3PNL2台(5)顶管顶进供电方案顶管施工采用380V低压输电。管道内的照明采用36V安全电压，照明电源由中继间电箱供电。管道内每6米装一只照明灯，功率60W。为防止电缆接头松动，配有一部分活动接头箱，既保证了接头质量，又可以避免包扎受潮而产生的漏电事故。应急电源采用的是地面的一台备用发电机，能够在工地断电时及时供电以保证照明、通风、施工的正常进行。临时供水根据现场调查及业主招标答疑，施工用水拟从当地河道取用，工地生活用水从外面拉入。供风在管道施工过程中，随着管道不断向前延伸，由于空气不流通，管内温度会逐渐增高，空气中的氧气会逐渐稀少，管内湿度增大。另外钢管焊接时所产生的有害气体会滞存于管内，会给管内工作人员带来危害，甚至会造成恶性事故。为改善管内工作环境，在管道施工的全过程中采取通风措施，加大管道内空气流通量，营造良好的作业环境。顶管施工采用压入式通风，通风机安装在靠近沉井井口的地面上，用硬质PVC通风管道把风送至端部机头处。通风管固定在沉井侧壁及钢管内壁的侧边，固定要牢固。在施工的全过程中风管随着钢管的延伸而不断的接长，确保管道通风，满足管道内施工需求。总体施工方案及部署总体施工方案沉井施工方案工作井及接收井均采用沉井法施工，根据两个井所处位置相应的地质条件，确定其下沉方法。首先抽干池塘内的水，换填，夯实及筑岛。工作井下沉需要通过淤泥质粘土层等地质，淤泥质地层属于不透水地层，因此拟采用干挖下沉的施工方法。工作井及接收井均采用先抽水、换填，在井位处筑岛制作沉井、人工开挖下沉的方法。两个沉井均采用三次制作、三次下沉的施工工艺。在沉井下沉困难时采取加载等辅助措施。顶管施工方案综合考虑本工程的工程地质、水文地质条件及工期的要求，本工程拟投入一台土压平衡顶管机进行顶进施工。根据招标文件提供的纵剖面图分析，在钢管顶进的出洞处设密封装置。主要由一道橡胶瓦套和扇形压板组成。明挖施工方案明渠段采用分层开挖法。首先进行技术交底，测量放线，然后挖掘机就位，从一侧向另一侧后退挖土，边挖边用自卸汽车运往弃土场，逐层剥除，同时人工配合机械修坡，边开挖边作临时支护。地基处理采用碎石垫层施工方案。用吊车将钢管就位，人工焊接及防腐，最后回填。施工部署开工后首先对现场进行详细的踏勘及地质的复勘工作，然后按业主的要求和设计文件及现场的实际条件编制实施性施工组织设计。为确保施工工期，在中标后立即进行工作井、接收井的施工，同时进行顶管机及配套设备的加工和制作。等沉井施工完成后立即转入顶管施工。工程开始工程开始前期准备沉井制作下沉管路接口及明挖施工钢管顶进土方回填工程结束图6-1总体施工流程图

施工管理及组织机构为保证优质、高效、经济、安全地完成本工程的施工任务，我公司将从资金、设备、物资和技术方面进行重点支持，组织我公司施工、设计、科研各部门精干人员组建“广州市南洲水厂原水输水管线过碧桂路供水管工程项目经理部”，对本工程进行统一的施工指挥，专职本工程的施工生产组织、现场技术管理和设备物资管理等工作，如我公司中标将聘请沉井和顶管专家组成专家组，指导解决本工程重大技术问题。从西气东输黄河顶管项目部抽调具有沉井及顶管施工经验的现场管理人员、技术人员、顶管机操作人员和施工队伍，投入到本工程的施工中。

广州市南洲水厂原水输水管线过碧桂路供水管工程项目经理部广州市南洲水厂原水输水管线过碧桂路供水管工程项目经理部项目经理项目经理安全副经理总经济师施工副经理总工程师安全副经理总经济师施工副经理总工程师保障部计财部综合办公室工程部保障部计财部综合办公室工程部顶管及沉井施工队明挖施工队顶管及沉井施工队顶管及沉井施工队明挖施工队顶管及沉井施工队图6-2现场施工组织机构图施工组织机构主要成员任务划分和施工分段任务划分根据本工程的特点，将本工程划分为4个施工任务：⑴前期准备；⑵工作井及接收井制作与下沉；⑶钢管顶进；⑷明挖施工及沉井回填；施工工区划分根据本工程的特点及任务划分，拟将其划分为三个工区：工作井施工区，接收井施工区，两端明挖施工区。施工作业队伍配置及任务根据本工程的特点和我公司的施工实力，我公司拟投入一台土压平衡顶管机进行顶管施工，共配置3个施工队，即两个沉井及顶管施工队以及一个明挖施工队。沉井及顶管施工队负责工作井、接收井临时工程修建、制作、下沉、封底、防洪及回填施工等工作。在顶管顶进阶段负责井下的钢管焊接及焊接处的防腐处理、顶管掘进施工、钢管安装焊接、同步注浆、二次注浆及泥浆拌制等工作。明挖施工队负责明挖段边坡临时支护、管道安装及回填等工作。施工关键线路控制本工程施工的关键项目：施工准备→沉井施工→顶管机的下井组装调试→顶管机试掘进施工→顶管机的正常掘进施工→顶管机的到达掘进施工→顶管机的拆卸退场→进口明挖及管路接口施工→竣工验收。沉井施工的同时，做好设备的调配、采购、保养及运输工作等施工准备工作，使出发井下沉完成后，顶管设备能够迅速并顺利安装、调试、掘进。在顶管机掘进施工的同时，作好钢管的准备工作（顶管机试掘进前钢管的存量满足施工要求）和接收端施工。施工进度计划表施工工期及关键工序工期施工总工期本工程自2003年10月1日（假定）开工，至2003年11月28日竣工交验完成，施工总工期2个月，共计（59）天。关键施工线路施工工期⑴.前期准备：2003年10月1日～2003年10月2日，计2天。⑵.工作井制作及下沉：2003年10月3日～2003年10月22日，计20天。⑶.顶管设备安装及调试a线：2003年10月23日～2003年10月27日，计5天;b线:2003年11月6日～2003年11月8日，计3天。⑷.工作井到接收井段顶进a线：2003年10月28日～2003年10月2日，计6天；b线：2003年11月9日～2003年11月14日，计6天。⑸.顶管设备拆除及洞口止水a线：2003年11月3日～2003年11月5日，计3天；b线：2003年11月15日～2003年11月17日，计3天。⑹.明挖及管路接口：2003年11月15日～2003年11月24日，计10天。⑺.钢管内防腐、收尾撤场及竣工沉井土方回填：2003年11月25日～2003年11月28日，计4天。主要施工项目开、竣工日期沉井结构施工工作井开工日期：2003年10月3日；竣工日期：2003年10月22日，需20天接收井开工日期：2003年10月3日；竣工日期：2003年10月22日，需20天顶管顶进施工工作井到接收井段有两段顶进，各长103米。a线：开工日期：2003年10月28日；竣工日期：2003年11月2日，需6天。b线：开工日期：2003年11月9日；竣工日期：2003年11月14日，需6天。明挖段施工工作井侧明挖段长15米；接收井侧明挖段长14米。开工日期：2003年11月15日；竣工日期：2003年11月24日，施工总时间为10天。施工形象进度计划表⑴.从施工计划工期安排考虑，共需准备沉井混凝土钢模板二套。相应混凝土浇筑、开挖、下沉等机具设备两套。⑵.沉井制作下沉项目中含沉井分节制造、工人开挖下沉等项目。⑶.安排一台土压平衡顶管机施工，顶管项目含进出洞门及中间掘进等内容。投入本合同工作的主要施工设备表及进场计划明挖施工设备表7-1设备名称型号规格数量购置年份已使用台时数检修情况现在何处进场时间空压机台湾复盛2台2000.31600良好郑州03.9污水泵3PNL2台2002.8300良好郑州电焊机8套2001.5375良好郑州反铲挖掘机日本小松1台1999.7720良好郑州自卸汽车斯太尔4台2000.12520良好北京装载机ZL-501台1999.2780良好郑州吊车25T2台1998.11840良好郑州沉井制作、下沉设备表7-2设备名称型号规格数量购置年份已使用台时数检修情况现在何处进场时间混凝土搅拌站2套2002.7360良好郑州03.9混凝土输送泵MCP-752台1999.61470良好郑州钢筋切断机TFC-m2台2001.4780良好郑州钢筋弯弧机R-32-U2台2001.4780良好郑州钢筋弯曲机GUB-40-ED2台2001.4780良好郑州电焊机BX1-63020台1999.714400良好郑州模板设备2套2001.3810良好郑州塔吊TD-602台1999.31530良好郑州卷扬机TM22台2002.5390良好郑州砂轮切割机YS-90L22台2000.21200良好郑州测量监控量测设备表表7-3设备名称型号规格数量购置年份已使用台时数检修情况现在何处进场时间全自动电子水准仪NA20022台2001.10600良好郑州03.9经纬仪蔡司010B2台2001.7690良好郑州03.9全站仪TCA23002台2001.12540良好郑州03.9铟钢板尺5m2把2000.21200良好郑州03.9陀螺经纬仪TJ5-A1台2000.10480良好郑州03.9试验设备表表7-4设备名称型号规格数量购置年份已使用台时数检修情况现在何处进场时间2套1999.31530良好北京03.9电热恒干燥箱202-21台1999.3765良好郑州03.9标准筛0.08-802套1999.101320良好郑州03.9振筛机6611型2台1999.101320良好郑州03.9塌落度测定仪1台1999.10660良好郑州03.9砼回弹仪HT225A2台1999.81380良好郑州03.9标准养护箱HJ842套1999.41500良好郑州03.9NJ160A2台1999.61440良好郑州03.9ST1951台1999.7705良好郑州03.9顶管机及配套辅助设备表表7-5设备名称型号规格数量购置年份已使用台时数检修情况现在何处进场时间顶管机1台改造180良好郑州注浆筒1套新购铰接过渡管1套新购变频器2台2002.7180良好郑州井内主控柜XL-21-31台2002.7180良好郑州主顶泵站SOY14-ID1套2002.7180良好郑州1套2002.7180良好郑州主顶油缸HG1126-280/D-30006个2002.7180良好郑州PLC系统1套2002.7180良好郑州电焊机BX1-6308台2002.7180良好郑州导轨1套2002.7良好郑州O形顶铁1块自制U形顶铁2块2002.7180良好郑州耐驰注浆泵NM053SY02S12V1台2002.7180良好郑州搅拌筒DN401台2002.7180良好郑州罗茨鼓风机LFR-WJ1台2002.7180良好郑州龙门吊1套2002.7180良好郑州装载机ZL50C1台2002.7180良好郑州自卸车斯太尔2台2002.7180良好郑州小变频器1台2002.7180良好郑州后附过河顶管设备发票复印件或租赁合同复印件。沉井施工程序、施工方法说明书及附图工作井结构形式本工程设一个工作井、一个接收井，两个井均采用预制钢筋混凝土矩形结构型式。其中工作井地面标高为米,井口标高米,刃脚底标高为米，地面至刃脚底的高度为米，沉井高度米；接收井地面标高为米，井口标高为米，刃脚底标高为米，地面至刃脚底的高度为米，沉井高度为米。加述沉井结构考虑顶进需要，在工作井出洞的反向一侧及钢后靠。钢后靠墙通过预留钢筋与井壁连接在一起。待沉井与顶管全部施工完成后，爆破作业拆除原地面以下两米的沉井，用开挖出的土方将沉井回填密实。沉井施工程序沉井采用在地面上一次制作成型后,开始抽垫下沉，一次下沉到位。沉井下沉是一个动态过程，下沉速率、惯性动力、锅底开挖大小及深度、工艺操作水平和地层埋深等因素对下沉系数的变化都会产生一定的影响，沉井下沉方案根据其穿越的地层条件来确定。根据地质条件与均衡沉降要求，下沉系数Ｋ值取1.15～1.25。沉井下沉采用人工开挖下沉的方法。沉井施工工艺流程图见下图。（其中流程图中准备工作包括人工配合机械进行换填、地面平整夯填等）

确定井位筑岛施工确定井位筑岛施工铺垫安装刃脚及底模安装钢筋立模灌注混凝土及养生拆模及脚手架沉井抽垫沉井干挖下沉沉井基底处理沉井封底沉井底板平台施工及钢后靠安装工作井内顶管设备安装开启洞门顶进施工准备工作测量放样图8-3沉井施工工艺流程图沉井施工方法说明筑岛及施工平台制作根据本项工程的具体地质及情况，施工平台周边采用砂袋围堰堆码并筑岛，筑岛材料使用中粗砂，筑岛高度经过计算确定，保证基底的承载力在允许的范围内。图8-4筑岛结构示意图筑岛及施工平台技术控制表表8-1项目要求1筑岛填料中粗砂2岛面标高经计算确定3填料的填筑分层夯实或碾压密实，每层厚度不宜大于30cm4岛面容许承压应力不宜小于0.1Mpa5进岛道路最小宽度3m6外侧边坡不陡于1：1.5铺垫技术控制表表8-2项目要求1垫木材料质量良好的普通枕木及短方木2垫木铺设方向沿刃脚法线径向铺设3垫木下承压应力小于岛面容许承压应力4筑岛底面承压应力小于河床地面容许承压应力5刃脚下垫木应力基本上相等，以免不均匀沉陷6铺垫次序先从各定位垫木开始向两边铺设7铺垫顶平面最大高差不大于3cm8相邻两垫木最大高差不大于0.5cm9调整垫木高度时不应在其下垫塞木块、木片、石块等，以免受力不均10垫木间空隙填砂捣实11垫木埋入岛面深度为垫木高度的一半铺垫完成后，先在垫木上测量放出刃脚轮廓线，便于进行下步工作程序。在轮廓线外15～20cm处放出检查点，以便控制、检查沉井位置。模板工程⑴.制作、安装沉井模板时，主要控制以下几点：①.井壁外侧的模板板缝顺平垂直方向，安装后，外模的上口尺寸不能大于下口尺寸，以对下沉造成不利；②.外模的支撑、拉杆、拉箍等须牢固，防止灌注混凝土时产生变形现象；⑵.模板安装顺序刃脚斜面→绑扎钢筋→立外模调整各部尺寸→全面紧固支撑拉杆、拉箍等。沉井钢筋绑扎沉井钢筋用塔吊垂直吊装就位，用人工绑扎。竖筋一次绑扎完成，采用搭接焊或电渣压力焊连接，水平筋分段绑扎。同时在井壁上预埋栏杆及爬梯预埋件。混凝土浇注、养生及拆模沉井结构分节本项工程沉井有条件采用筑岛平台浇注沉井。沉井混凝土浇筑一次完成。⑴.材料要求砼配合比在现场试验确定。水泥用量拟定为300～400kg，砂率拟采用35%～45%，按照水泥和砂、石材料试配，进行试块的强度试验。井壁混凝土及底板混凝土采用砼输送泵输送，坍落度控制在15～17cm内，井壁及底板混凝土用插入式振捣棒捣实。⑵.浇注方法沉井混凝土浇注采取以下方式：砼在现场搅拌，用输送泵泵送混凝土，沉井上部设串筒，混凝土沿沉井周围分层均匀浇灌，考虑混凝土初凝时间及混凝土小时泵送量，混凝土每层浇注高度不超过50cm。穿墙管采用珍珠岩膨胀混凝土封堵。⑶.浇注混凝土时的注意事项①.混凝土沿井周的水平高度均匀浇捣，浇筑混凝土分层高度要仔细控制，以免沉井井壁产生施工缝、沉井地基不均匀下沉或倾斜。②.混凝土要一次连续浇筑完毕。如因某种原因不能一次浇完，须设水平施工缝，缝间留有凹凸缝并插入短钢筋增加连接。在浇筑新混凝土前须将表面洗刷干净，用水湿润，并铺一层强度等级高一级的砂浆。③.混凝土浇完后及时进行养护，经常洒水保证表面潮湿，并盖麻袋或塑料布防止水分蒸发。④.拆模时对混凝土强度要求：当达到设计强度的25%以上时，拆除不承受混凝土重量的侧模；当达到设计强度的70%以上时，拆除刃脚斜面的支撑及模板。拆模顺序：⑴.外侧模板及井内模板；⑵.刃脚斜面下支撑及刃脚斜面模板。拆除刃脚下支撑时，对称依次进行。抽垫抽垫是沉井施工中的重要工序之一。当沉井的支撑全部拆除后，沉井的重量即全支承在刃脚下垫木上。当混凝土达到设计强度后，即进行抽垫。抽垫前制定详尽的操作工艺、严密的施工组织，并进行技术交底。⑴.抽垫要分区、依次、对称、同步地进行。垫木按设计拟定的次序用油漆编号。同一编号垫木同时抽完并回填后，抽下一编号垫木，最后拆除定位垫木。抽垫时按规定统一的信号联系，统一指挥。⑵.抽垫前将井孔内所有杂物清除干净，并检查其准备工作全部就绪后，发出信号，开始抽垫。⑶.抽垫时，先掏挖垫木下的填砂，再用大锤、撬棍同时作业，在垫木上临时钉一扒钉，挂上绳钩，井内外互相配合，连敲带拖，连续地迅速将垫木向外抽出。⑷.回填时，在开始抽垫的几组暂不回填，当抽出几组现出空档后，开始回填，以后每抽出一组随即回填一组。回填材料拟采用砂、砂夹卵石（碎石），人工用大锤将碎石砸入刃脚底捣实，两侧分层回填砂及碎石，洒水，用平板振动器夯实，每层厚20～30cm。回填高度根据最后分配在定位垫木上的重量，不致压断垫木及垫木下的承压应力不超过岛面极限承压应力来决定，必要时加高回填高度，以满足要求。⑸.抽垫过程中，在沉井顶面中心线上各设置测点一个，观测其下沉量。在拆除沉井隔墙下及刃脚斜面下支撑，以及抽垫时每抽出一组的前后，各观测一次。如果在抽垫过程中，发现下列情况时，随时研究处理：⑴.沉井向一侧倾斜，倾斜度大于1%，且继续向该侧倾斜时；⑵.一次抽垫后，下沉量超过上一次一倍时；⑶.回填土被挤出，产生隆起或裂缝等现象时；⑷.垫木被挤断。沉井下沉沉井下沉主要是通过从井孔内除土，消除刃脚正面阻力、水浮力及沉井壁侧壁摩阻力后，依靠沉井自重下沉。根据本项工程的具体地质及水文情况，沉井下沉主要采用干挖下沉（配合抽水）方法，井内除土采用人工开挖方式。人工挖土时要注意开挖顺序，先开挖中间，再开挖井内四周，依次、对称、同步地进行，具体开挖工法要根据测量结果来确定。沉井清基当沉井刃脚下沉至设计标高后，对基底进行清理、封底。其井孔内、刃脚下的土层清理干净，测量复核，直到尺寸符合设计要求。沉井封底制定沉井封底时间的标准：经过观测在8h内累计下沉量不大于10mm或沉降率在允许范围内时，沉井下沉已经稳定。稳定后即可进行沉井封底。沉井在封底前先进行碎石夯填，夯填分层进行，分层厚度不超过30cm(厚度)。施工完成后立即进行干封底混凝土施工。浇注混凝土方法为：抽水满足干封底作业条件，采用输送泵及软管浇注封底混凝土，同时注意预埋件的布设。封底混凝土底部必须与碎石垫层紧密结合，具有整体性，为保证封底混凝土与底板的连接质量，施工时注意振捣质量。沉井施工常见问题预防及处理措施沉井下沉注意事项沉井的下沉随沉井入土深度、地质情况、沉井大小、形状、施工机具设备能力及施工方法等情况各异。根据本项工程的具体情况，其注意事项主要有：⑴.下沉时，井内除土先从中间开始，均匀对称地逐步向刃脚分层进行，除纠正沉井偏斜外，避免偏除土偏压重，以免沉井发生偏斜。⑵.为防止下沉时产生较大的偏斜，根据土质情况、沉井大小、入土深度等，控制井内除土深度及井孔间底面高差。在一般情况下：①.近刃脚处，除土泥面不宜低于刃脚；②.周边井孔（除近刃脚处）的除土底面不宜低于刃脚1～2m；⑶.下沉中随时掌握土层变化情况，分析和检验土壤阻力与沉井重量关系，计算下沉系数，调整除土下沉方法、控制其除土部位及除土量，使沉井均匀平稳地下沉。⑷.在下沉过程中，经常作好底面标高、下沉量、倾斜和位移的测量工作。随时注意纠正沉井的偏斜，并观测沉井周围地面塌陷和开裂情况，以便采取相应措施。⑸.弃土禁止堆在沉井一侧，以免造成偏压。⑹.当每节沉井下沉接近预定标高时，注意调平，准备接高。尤其要注意除土部位及深度，防止沉井下沉量过大或产生较大偏斜增加接高工作的困难。⑺.沉井下沉到设计标高以上2m左右时，控制井内除土量，注意调平沉井，避免沉井发生突然大量下沉或大的偏斜，造成难以按标准下沉至设计标高。沉井偏差原因及预防措施沉井偏差原因及预防措施表表8-3产生原因预防措施1沉井刃脚下土层软硬不均随时掌握地层情况，多挖土层较硬地段，对土质较软地段少挖，多留台阶，或适当回填和支垫2没有对称地抽出垫木或相差过大认真制订和执行抽垫操作细则，注意及时回填夯实3除土不均匀使井内底面高低相差过大除土时严格控制井内底面高差4刃脚下掏空过多沉井突然下沉严格控制刃脚下除土量5刃脚一角或一侧被障碍物搁住没有及时发觉或处理及时发现和处理障碍物，对未被障碍物搁住的地段，适当回填或支垫6土层倾斜较大，沉井沿倾斜面滑动在倾斜面低的一侧填土挡御；刃脚到达基面后，应尽快使刃脚嵌入一定深度沉井下沉施工中常见问题的预防措施及处理方法沉井下沉常见问题、原因分析、预防措施及处理方法表表8-4常见问题原因分析预防措施及处理方法沉井下沉极慢或停沉井壁与土壁间的摩阻力过大沉井自重不够，下沉系数过小继续浇灌混凝土增加自重或在井顶加荷重挖除刃脚下的土或在井内壁继续进行第二层“锅底”状破土在井壁与土壁间灌入触变泥浆，降低摩阻力，泥浆槽距刃脚高度大于3m清除障碍物沉井下沉过快遇软弱土层，土的耐压强度小，使下沉速度超过挖土速度长期抽水或因砂的流动，使井壁与土间摩擦力减小井壁外部土液化在刃脚下不挖或部分不挖土在沉井外壁与土壁间填粗糙材料，或将井筒外的土夯实，增加摩阻力；如沉井外部的土液发生虚坑时，填碎石进行处理减少每一节筒身高度，减轻井身自重沉井下沉遇障碍物沉井下沉局部遇孤石、大块卵石、钢筋、树根等造成沉井搁置、悬挂遇较小孤石，可将四周掏空后取出；遇较大孤石或大块石等，可用风动工具或用松动爆破方法破碎成小块取出，炮孔距刃脚斜面不少于500mm，其方向须与刃脚平行，药量不得超过0.2kg，并设钢板防护，不得裸露爆破；沉井测量与监测施工测量沉井在施工过程中，其中线和标高是经常变动的。为测求下沉中沉井位置（中线和高程），需在第一节沉井制造前建立好沉井中线桩和水准点。并保证沉井的铺垫顶面（即刃脚底面）在同一水平面上。沉井底节拆模以后，尚未撤除支垫以前，在井顶及外壁混凝土面上，用油漆画出纵横向中线，中线按已成圬工分中求出，且必须互相正交。沉井中心测量预先沿沉井纵横中心线方向设置固定标桩，用经纬仪和钢尺直接量测沉井的中心位置。沉井下沉中刃脚标高及偏斜的测量在井外固定的建筑物上设置与水准基点相联系的固定标尺作为后视点，在井顶四个基准点上竖立四个临时标尺，当后视点读数为R（标高），对四个基准点四个标尺上读数平均值为S，沉井高度为H，则刃脚平均标高为：h=R-S-H如A、B处标尺读数差为△h，则AB向沉井倾斜度为同理，可求出CD向沉井倾斜度。施工监测沉井施工监测项目见表8-5。沉井施工监测项目表表8-5序号监测项目监测目的监测仪器备注1沉井下沉速率及标高控制适合于地层的沉井下沉速率和沉井下沉标高水准仪、秒表井外布设水准基点、下沉控制点2沉井倾斜（垂直度）控制沉井下沉方向，减少偏位经纬仪井壁画垂直轴线3沉井四周土层及堤坝监测观测沉井四周土体及堤坝位移，控制沉井下沉对周边环境及建筑物的影响水准仪沉井外影响范围内及堤坝上布设沉降观测点4沉井偏移控制沉井下沉水平位置准确达到设计位置经纬仪、钢卷尺井外布设中心线控制点沉井施工质量及保证措施沉井标高控制沉井位置标高的控制，是在沉井外部地面及井壁顶部四面设置纵横十字中心控制制、水准基点，以控制位置和标高。质量标准⑴.沉井工程中间验收应按以下各项进行，并填写验收记录：①.制作沉井场地的地基土质；②.沉井的制作质量；③.沉井穿墙管的制作和安装质量；④.井壁预留孔洞和预埋件的设置质量；⑵.沉井下沉后的允许偏差及检验方法见表8-6。沉井下沉后的允许偏差和检验方法允许偏差及检验方法表表8-6项目允许偏差（mm）检验方法刃脚平均标高100用水准仪检查底面中心位置偏移H>10m≤H/100吊线和尺量检查或用经纬仪检查H≤10m100刃脚底面高差L>10mL/100且不大于300用水准仪检查L≤10m100注：①.H为下沉总深度；L为最高与最低两角间距离。②.检查数量：沉井的制作质量按浇筑段（节）内外各抽查1～5处；下沉后的质量按每座沉井检查。沉井下沉控制在沉井外壁两侧用白铅油画出标尺，用水平尺或水准仪来观测沉降。沉井下沉中应加强位置、垂直度和标高（沉降值）的观测，并做好记录，使偏差控制在允许范围以内。沉井井壁处预留洞门施工预留洞门结构为了确保顶进成功，在沉井井节制作时，沉井井壁上预留穿墙管，洞内用珍珠岩膨胀混凝土处理。洞门预埋件的安装沉井混凝土浇筑时，将为满足顶管机进出洞临时封堵洞门端头止水要求的穿墙管等安装在准确的位置，然后浇注混凝土。在施作过程中有以下要求：⑴.所有钢材料为Q235镇静钢，所有预埋铁件的永久外露部分须涂红丹和灰漆各二度⑵.穿墙管待顶管结束后用环封板焊接；⑶.穿墙管管体的加工精度要严格控制，确保顶管能顺利穿过；⑷.沉井井壁钢筋遇穿墙管时截断，并与穿墙管钢环板焊接；⑸.穿墙管管体制作后及时加设临时幅式撑，在沉井混凝土达到设计强度要求后割除；⑹.顶管机进出洞前，在预埋好的穿墙管上依次安装螺栓、橡胶条、环板，并拧紧法兰螺母。洞门施工注意事项⑴.仔细施工，防止对沉井主体造成损害。⑵.预埋钢筋锚固长度不小于设计长度，且要与洞门混凝土钢筋焊接牢固，保证顶管进出洞时的稳定和沉井与顶管穿墙管刚性连接。⑶.穿墙管封堵混凝土与沉井壁密贴、稳固连接。⑷.严格按施工配合比拌制混凝土，严格控制水灰比，混凝土捣固均匀密实，确保混凝土质量达到设计的强度和防水等级。⑸.洞门施工时设置防护装置，确保人员和设备安全。顶管机械选型及施工方案顶管机方案选择顶管机机型及顶进施工方案选择的依据本工程属于大口径钢顶管，由于顶进穿越的地层比较软弱，顶管机机型的选择及施工方案是本工程十分重要的因素，针对本工程的特点和难点，必须综合考虑以下因素，以获得安全、经济和可靠的施工方法：1．综合考虑本工程的工程地质和水文地质条件，选择适用于本工程地质的机型；2．满足本工程施工长度和线形控制的要求，确保顶管成功；3．地面建筑物（公路等）和管线保护要求高，必须选择能够有效保持开挖面稳定的施工方案，以保证地面建筑物和管线的安全；4．从工期看，总工期只有3个月，顶进管道为钢管，钢管接口焊接和防腐时间比砼管接口时间长的多，选择的设备形式施工速度要快；5．顶管埋深比较浅，水头压力不大。顶管施工机械选型根据招标文件提供的工程地质报告，本工程均在地下水位下施工，顶进段都是在淤泥质粉土层穿过，土层呈流塑状态，渗透系数较小，属于弱透水层，顶管最大埋深在7m左右。顶管要穿过碧桂路段，对地表沉降比较敏感，对地面建筑物及管线保护要求高。根据以上特点，根据施工技术可靠性用排除法选择顶管机形式，第一排除的是开放型顶管，开放型顶管的最好防坍塌形式是网格式水冲顶管，由于网格局部气压水力机械化顶管掘进机具有结构简单、易损机械和电气设备少、可以用水力机械化连续出土、造价低等特点，适合于较小口径长距离顶管，但考虑到顶管穿越流塑状土层时网格无法起到支护稳定正面土体的作用，既是施加局部气压也难以平衡正面水压力，所以此方案在本段顶进中不可取，无法在本工程中使用。那么只能采用封闭式顶管，即泥水平衡式、土压平衡式和加泥式土压平衡式。从施工技术可靠性看适用本工程的机型只有泥水平衡式和土压平衡顶管机，下面对两种机型对本工程的优缺点做比较。顶管机型式比较项目土压平衡式泥水平衡式备注对抗地下水能力，止水，防喷低水头时适应，高水压时较难适应好（适用高水位）地表沉降控制、保护地面建筑物好好顶进速度（mm/min）60左右70~120同土质比较顶进连续性间断连续对顶进精度的影响出土时遮断激光，激光接收板不在顶管机中心可经常检测纠偏激光接收板设在顶管机中心残土搬出人工/自动（开环式）自动（闭环式）长距离顶进较好适用性好地面处理装置弃土运输处理不需浆液搅拌存贮装置设泥水处理装置、设备成本高人身安全有有施工安全好好水源要求用水量小用水量大对环境保护很好较好综上比较，泥水平衡式顶管机和土压平衡顶管机从对本工程水文地质条件的技术可靠性看都能适用。采用土压平衡式顶管机在适用这段工程水文地质条件上更优首先土压平衡顶管机从螺旋输送机排出的土不需要再进行泥水分离二次处理，弃土处理比较简单。如果采用泥水平衡法施工清水循环或泥水循环时粘土沉淀和处理也较难处理。其次可以对付低水压地层；再次从保护地面环境角度看，采用土压平衡顶管机，地面设备占用场比较小，没有地面泥水处理设备；对周围的环境影响较小，引起地表面的隆起或沉降也比较小；最后从效益方面来看，土压平衡可以减少排泥泵、振动筛、旋流器等设备，设备投入较小，用电量少。故在本顶管工程中选用土压式平衡顶管机。我集团公司在接到本工程信息后，调研有关部门，根据了解的初步资料（标书中提到的水文地质资料与我们调研的水文地质资料大体一致），我们已与国内及国外的顶管机生产公司进行了广泛的讨论，初步确定了土压式平衡机的各项参数。以下各章节均按土压平衡施工工艺进行组织和安排。顶管施工总体部署为顺利实施总体部署，确保施工工期，在工作井结构施工完成后，投入一台土压平衡顶管设备及相关配套设备逐段顶进。土压平衡顶管推进机工作原理土压式顶管施工的原理是将刀盘开挖的土砂充满土仓，利用后方顶的推力使土压作用于整个开挖面，利用土仓内的压力和螺旋输送机排土来平衡地下水压力和土压力，以稳定开挖面。它与泥水式顶管施工相比，最大的特点是排出的土或泥浆一般不需要再进行泥水分离等二次处理，它与手掘式及其它形式顶管施工相比，又具有适应土质范围广和不需要采用地基加固、井点降水等辅助施工手段的优点。在土压平衡顶管施工过程中，如果土仓的压力小于土层的主动土压力P主时，地面就会沉降；反之，土仓内压力大于土层的被动土压力P被时，地面就会隆起，因此在施工中要把土压力控制在P主＜P0＜P被。土压平衡顶管法管理是通过设定的土压力P0为基准，调节主顶油缸或中继间的推进速度，或控制螺旋输送机的排土量来维持土仓内的压力。调节主顶速度或中继间的推进速度是调节土方的挖掘量，推进速度快，则挖土量多，反之则挖土量少，排土量是通过调节螺旋输送机的转速来控制，螺旋输送机转速增大，排土量则增大，反之，排土量就减少。顶进土仓土压力值顶进土仓土压力值螺旋输送机转速降低或者推进速度提高螺旋输送机转速降低或者推进速度提高地面沉降量排土量与顶进理论出土量继续顶进V＞100%V＜100%S＞-5mmS＜-5mmP．＜PP．＜P推进速度设定螺旋输送机转速的设定土压力的设定（P。）土压力、顶进速度及螺旋输送机转速之间的控制原理图DK式土压平衡顶管推进机特点它是一种具有广泛的适应性、高度的可靠性和技术先进的顶管机，它有两个显著的特点：第一，该机刀盘呈辐条式，没有面板，其开口率达100%，土仓内的压力就是挖掘面上的土压力，可以建立真正意义上的土压平衡；第二，该机刀盘的后面设有多根搅拌棒，刀盘切削下来的土被刀盘后面的搅拌棒不断的搅拌，变成具有较好的塑性和流动性，又具有较好的止水性的土，如果遇到砂砾地层和卵石地层，可以通过设置在刀排前面和中心刀上的注浆孔直接向挖掘面上注入粘土浆，把粘土浆和砂砾、卵石进行充分搅拌，使之具有较好的塑性、流动性和止水性。DK式土压平衡顶管推进机技术参数序号名称参数1刀盘外径φ2320mm刀盘切削外径φ2300mm2全长3197mm3刀盘转矩79.5ton-m4刀盘转速1.1rpm..5刀盘动力11kw×7台6纠偏能力97.5ton×4根行程50mm7纠偏角度左右、上下各208螺旋机输送能力（变频调速）14m3/h9泥浆注入装置中心1个、周边2个、切削刀盘2个10机内液压动力站动力3.7kw、排量6L/min额定压力310kgf/cm211整机重量25000kg土压平衡顶管施工泥土外运本工程土压平衡顶管施工，因为距离较短，作业空间较大，可以采用手推车输送出土，龙门吊吊运出井的方式。土压平衡顶管施工参数的计算和设置土压平衡顶力计算及中继间布置⑴顶力计算根据地质报告提供的地质参数，按淤泥质粉土进行计算，φ值取100γ值取16.7kN/m3按照日本下水道新技术推进协会的推荐的计算公式计算如下：F=F0+f0×LF0=(Pw+Pe)×π×（Bs/2）2f0=β{（π×Bc×q×+W）×μˊ+π×Bc×Cˊ}L：顶进延长米，L=103mPw：土仓内压力（kPa），地下水位GL=2mPw=主动土压+地下水压+20.0kPa主动土压=γ（H+2/3Bs）tg2(45°-φ/2)=91.1kPaPw=91.1+20+20=131.1kPaPe：切削抵抗力（kPa）Pe=N值×10.0，N值＜15，取Pe=150kPaBs：顶管机外径（m），Bs=2.32mBc：钢管外径（m），Bc=2.256mq：管周等分布荷载，按软弱土取q=70.48kPaW：钢管单位重量（kN/m）W=10kN/mμˊ：管壁与土层的摩擦系数μˊ=tan（φ/2）=0.087φ：摩擦角Cˊ：管与土之间的粘着力，Cˊ=8β：推进力递减系数，粘性土取0.35，砂质土取0.45，砂砾土取0.6根据以上参数，掘进机顶进阻力F0=(Pw+Pe)×π×（Bs/2）2=（131.1+150）×3.14×（2.32/2）2=1189kN管壁摩阻力f0=β{（π×Bc×q+W）×μˊ+π×Bc×Cˊ}=0.35{（3.14×2.256×70.48+10）×0.087+3.14×2.256×8}=35.4kN/m总推进力F=F0+f0×L=1189+35.4×103=4835kN而主顶装置可以提供1200吨的顶力，因此不必设中继间等接力设备。工作井内顶进系统工作井系统考虑的主要是顶管机，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。其它要解决问题，便于安装、便于下管、便于管道焊接。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。油缸组设一套油缸组,每组由6只油缸分两列左右对称布置，每列各3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。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12000kN，油缸行程为3.0m，每节钢管分三次顶进完毕。选用手动变量轴向柱塞油泵配备Y180L-4型电机，通过调速可以改变油泵的流量，根据顶进时的工况要求及时调整主顶油缸的顶速。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，后靠与井壁间空隙用素混凝土或木板填实，确保整体接触。主顶进系统的主要技术参数油缸数量：6只油缸尺寸：D×d×L=φ370×φ280×2210mm油缸行程：〈3000mm限定油压：16.4Mpa限定推力：9600KN最高油压：Pmax=31.5Mpa最大推力：12000kN顶进速度：0～50mm/min油泵型号：主泵：SCY14-1D，流量：公称排量25ml/r；额定压力：31.5MPa；转速1500；付泵：SCY14-1D，流量：排量10ml/r；额定压力：31.5MPa；转速1500；电机型号：主泵电机：YYB180L-6，P=15kW，I=31.4A，V=380V；付泵电机：YYB160M-6，P=7.5kW，I=17A，V=380V。钢管顶进每节钢管分三次进行顶进，第一次顶进利用主千斤顶顶进2.8m，第二次利用顶铁顶进2.7m。工作井出洞密封本工程工作井出洞顶进遇到的是含水地层，工作井洞口密封关系到工程能否正常施工。如洞口漏水，泥砂会涌入工作井，淹没设备，工程无法进行同时地面沉陷，后果严重，对洞口的密封必须十分重视。洞口密封设计考虑如下几个问题：⑴．洞口密封材料要能耐顶进磨损。⑵钢管焊口凸出不能卡阻。⑶钢管加工有椭园度，标准1/2Dπ弧型板量最大间隙，不大于4mm，这样长短轴偏差16mm，半径偏差8mm。⑷在全顶进过程中，如沉井下沉、管道下沉都会给洞口与管子造成相对位移。⑸机头与管子半径差60mm。要求洞口密封有较大的弹性可以调整，从椭圆度讲不小于8mm，再加上下沉因素考虑5mm、焊口2mm，要求洞口密封，调整不小于15mm，而且要耐磨。本工程考虑用一道橡胶瓦套配合扇形压板来密封。密封圈寿命预计可磨2000m，顶进中途不需更换。出洞安全性检算根据我公司多年顶管出洞的经验，在穿墙管内填充低标号微膨胀珍珠岩砼是一种有效的出洞止水方案，依靠膨胀珍珠岩砼与穿墙管内壁的摩阻力可以有效地抵抗外面的水土压力，大大降低出洞的风险。根据我公司多年的试验参数，低标号微膨胀珍珠岩砼与周围钢管摩阻力参数：f=70t/m2预埋穿墙管直径：D=φ2400mm穿墙管厚度：L=1600mm微膨胀珍珠岩砼与周围钢管摩阻力计算：π×D×L×f=3.14×2.4×1.6×70=844t水位高度H取2m土压力φ=10°γ=1.67t/m3覆土高度：Hˊ=6.2m土压力：T=Hˊ×γ×（1-sinφ）=6.2×1.67×（1-sin10）=8.56t水土压力：F=(2+8.56)×2.322×1/4×3.14=44.6t外面水土压力小于微膨胀珍珠岩砼与周围钢管摩阻力，在严格控制好微膨胀珍珠岩砼配合比和浇筑质量的前期下，顶管机可以安全出洞。注浆减摩系统注浆减摩是本工程施工的一个非常重要的环节，它是顶管成功与否的一个极其重要的关键性的环节，因此必须十分小心的选择注浆材料和采用合理的注浆工艺，顶进过程中中继间的增加加大了设备的投入，延长了工期，同时给供电带来比较多的困难，如果注浆系统做得好，减阻效果明显，会加大中继间之间的距离，减少中继间数量，减少设备投入，减少工期，同时减轻供电压力。提高注浆减阻效果的因素有浆液配比、静置时间、加浆压力、注浆泵的选择和注浆孔的设置等，保证在全部顶进管路上任何里程都有浆液压入。⑴注浆材料选择和滑材配比本工程拟选用浙江临安膨润土化工生产的颗粒细、胶质价高的膨润土（顶管专用膨润土）作为本工程的滑材，在制作过程中，搅拌要充分均匀，泥浆配比如下表：润滑泥浆配表配液量（kg）水（kg）滑材（kg）20015050⑵润滑泥浆注入量计算根据招标文件提供的地质报告，本工程顶管穿越的地层是粘性土和砂质土，注浆补偿系数β取0.3，土质注入系数α取1.2，所以每米注入量QL=（1+β）×α×{（B/2）2×π-（D/2）2×π}=（1+0.3）×1.2×{（2.32/2）2×3.14-（2.256/2）2×3.14}=0.36m3/m则总润滑泥浆注入量为：V=QL×103×2=75m3每天需加润滑泥浆量(按10米考虑)Q=0.36×10m3=3.6m3储浆要保证24小时的静置时间，做2个储浆罐，轮流使用。罐做成圆形。⑶注浆控制压力注浆压力大于地下水压力，泥浆会以溶胶状渗入土层，静止后会以凝胶状封住土层孔隙，注浆压力大于主动土压力，润滑泥浆会托住土层，注浆压力大于被动土压力，土层会破坏。润滑泥浆压力设定在主动土压力加水压与被动土压力加水压之间。基准线按管底。计算如下：①管底的地下水压P水=(2+1.2)γ水=32KPa②主动土压力Pa=γHtg2(450－φ/2)H=6.2mPa=16.7kN/m2×6.2m×0.7=72.5kPa③被动土压力因达到被动土压力土层可能破坏，计算的目的是为限制最高压浆压力，故按最不利点即地面最低点。最小覆土深按H=5.2mPP=γHtg2(450+φ/2)=16.7kN/m2×5.2m×1.42=123.3kPa④主动土压力+地下水压力Paw=P水+PaPaw=20kPa+72.5kPa=92.5kPa⑤被动土压力+地下水压力Pw=P水+PpPw=20kPa+123.3kPa=143.3kPa⑥注浆压力P92.5kPa≤P≤143.3kPa⑷注浆设备最大供泥量按顶进时同步量的两倍计，最大顶进速度按50mm/min计。Qmax=QL×0.05m/min=0.018m3/min=18L/min采用Φ50钢管输送，Φ50钢管断面积W=0.00196m2流速V=Q/W=0.16m/s浆液已是胶体性质，同时沿管线有压力损失，流速会变小，故按我集团公司以往经验Φ50镀锌管，流速取0.5m/s，。因管路损失远远小于被动土压力与主动土压力的差值，泥浆压力在主动土压力与被动土压力之间即可，故管线内不设补压泵，减小电路压力。⑸润滑泥浆系统工作泥浆罐由压力恒定罐压力表控制，向泥浆罐注入泥浆，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2〃×1〃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Φ50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。⑹确保注浆减摩效果的几个关键措施：1．顶进时在顶管机后部设置注浆筒，每个注浆筒上设置24个注浆孔，及时进行跟踪注浆，保证在顶管机后部形成完整有效的泥浆套；2．注浆孔的设置：在顶管机后部三节钢管均设置6个注浆孔，再往后每隔一节管子进行开孔处理，顶进时及时进行补压浆；3．压浆时必须坚持“先压后顶、随顶随压、及时补浆”的原则，歇班后再开顶前全线压浆一遍；4．压浆总管采用2寸镀锌管，除顶管机及随后的三节钢管外，总管上每隔16m装一只球阀，再用压浆软管接至压浆孔处；5．注浆设备采用中德合资生产的螺杆泵，其优点是输送压力比较稳定。管内通风本工程管内散热因是钢管，可向地下散热，机头动力不太大，根据经验，预计管内温度不会超过30℃，故不再做热工计算，管内通风不考虑散热，主要解决换气问题，防止人在管内缺氧，其次解决工作井焊接时防止烟气进入管道。通风机主要参数的选择：通风管选用Φ150硬质PVC管，顶管长度L=103m，管内作业时人数为6人。工作井深H按6.2m计算风管直径D=150mm通风机必要风量：Qf=Q/（1-m）换气量Q=2.22×钢管内人员数量漏风率m=0.0465风管内压力损失hf=(h+hb)/(1-m)直管压力损失h=曲管压力损失hb=直管内压力损失系数λ=0.025曲管内压力损失系数ζ=0.66空气密度ρ=1.2风管总长度L=风机离井壁长度+H+L=20+6.2+103=129.2m风管内风速：V=Qf/60A风管断面积A=πD2/4Q=2.22×6=13.32m3/minQf=Q/（1-m）=13.32/（1-0.0465）=13.97m3/minV=Qf/60A=13.97/（60×π×0.152/4）=13.18m/shf=={λ×（L/D）+ξ×n+ξ×n}×ρ×（V2/2）/（1-m）={0.025×（129.2/0.15）+0.66×2}×1.2×（17.822/2）/（1-0.0465）=4567Pa一般情况换气采用由管机头通过管向外排风方式比较好，但由于本工程钢管焊接烟气较大，故采用由外向机头送风方式。除下管时，需断管外，焊接、顶进是全部送风。顶管施工通讯及监控钢管顶进必须保证信息交换渠道的畅通，同时对施工操作人员进行监护，防止发生安全事故，因此必须设置通讯及监控系统。考虑地下地面信息交流困难，设立小型交换机系统，使顶管掘进机工作面、轴线测量点、操作平台、中继间、工作井地面、顶管指挥部门及其它部门可以随时相互联络。施工中在每个井采用监视器对顶管机操作面进行监控，泒专职人员巡视，这样地面人员可以及时了解施工情况，发生问题可以立即解决。顶管内供电供电系统包括照明供电及动力供电。本工程供电线路采用两条支路供电，机头是一路，中继间和接力泵是一路，管道内的中继间和接力泵使用一只电箱。管道内照明采用36V安全电压，照明电源由工作井内的操作平台上的配电箱提供。在机头和管中设置应急照明系统。起重系统及顶管机现场吊运顶管井均设置10t龙门吊进行起重作业。顶管机运输、吊放、下井及进洞后从井内吊出均采用90t吊车进行吊放。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：⑴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；⑵运输时间安排；⑶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；⑷吊装起止地点支放吊车处的地基承载力验算及加固；⑸运输时跟车设有经验的吊装起重工一名。顶管机吊运时所采用的设备根据我公司以往吊运顶管机的经验，顶管机吊装初步选用90t吊车一次整体吊运，拖式炮车运输。土压平衡顶管施工设备的安全性和可靠性⑴人身安全的保证土压平衡顶管机属于密封式机械平衡顶管机，