污水顶管龙门洞施工方案

污水管道顶管工程龙门洞专项施工方案一、工程概况1.1项目背景本工程为城市污水处理系统配套污水干管工程，采用顶管施工工艺穿越城市主干道及既有建筑物区域。工程沿线设置工作井3座、接收井4座，其中1#工作井至2#接收井区间需穿越长度112米的复合地层，该段管道设计采用DN1000mmF型Ⅲ级钢筋混凝土管，管底埋深7.5-14.7米，坡度0.001。施工区域地下水位埋深5.2米，管道穿越地层主要为粘土夹角砾层，局部存在松散细砂夹层，地质条件复杂。1.2龙门洞结构设计工作井及接收井均设置钢筋混凝土龙门洞结构，作为顶管机进出洞的关键通道。龙门洞采用逆作法施工，洞口尺寸为2.2m×2.5m（宽×高），井壁厚度300mm，配置双层双向钢筋网（Φ16@150mm）。洞口内侧预埋20mm厚钢环，外侧安装楔形橡胶止水圈，通过膨胀螺栓（间距20cm）固定，形成双重防水体系。1.3主要工程量项目名称规格型号单位数量备注工作井龙门洞Φ4.5m圆形井座3钢筋混凝土结构接收井龙门洞Φ3m圆形井座4钢筋混凝土结构顶进管道DN1000mmF型Ⅲ级钢筋砼管m112楔形胶圈接口中继环30油缸型套2额定顶力4000KN二、施工总体部署2.1施工顺序采用分区分段流水作业方式，总体流程如下：工作井/接收井施工（含龙门洞结构）→2.顶管设备安装调试→3.龙门洞洞口处理→4.工具头进洞→5.管道顶进→6.工具头出洞→7.接口处理及井内结构施工→8.土方回填及场地恢复2.2施工平面布置工作井周围设置6m宽操作平台，配备以下设施：主顶设备区：布置2台500T千斤顶（同步控制系统）、钢制后背（C30混凝土浇筑，尺寸3m×3m×1.5m）管材堆放区：设置20m×8m硬化场地，最大堆高3层（约9m）泥浆处理区：三级沉淀池（10m×4m×2m）+压滤机（处理能力50m³/h）电力供应区：250KVA临时配电箱，配备防雨棚及应急发电机2.3施工进度计划施工阶段工期（天）关键节点井体结构施工45龙门洞钢筋隐蔽验收设备安装调试7顶管机空载试运行管道顶进施工30日顶进速度≥4m洞口处理及收尾15闭水试验合格三、关键施工技术3.1龙门洞结构施工工艺3.1.1逆作法施工流程基坑开挖：采用人工分层开挖，每层深度1.1m，开挖顺序为先中间后周边，使用风镐破碎夹角砾层。井壁支护采用定型钢模板（面板厚度6mm），U型扣件连接，每节模板安装后立即浇筑C30混凝土（坍落度180±20mm）。钢筋工程：龙门洞洞口加强筋采用Φ20@100mm环形布置，与井壁主筋采用双面搭接焊（搭接长度10d）。钢筋保护层厚度50mm，采用同强度水泥砂浆垫块（50mm×50mm×50mm），间距1m梅花形布置。预埋件安装：钢环安装前进行调平校正（允许偏差±2mm），采用M20膨胀螺栓（埋深150mm）固定，螺栓间距200mm。止水胶圈与钢环接触面涂刷聚硫密封胶，形成连续密封线。3.1.2洞口密封处理安装顺序：钢环预埋→橡胶圈固定→外夹板安装→防水加强层施工橡胶圈规格：宽度300mm，厚度20mm，邵氏硬度60±5，拉伸强度≥12MPa固定方式：沿橡胶圈外边15cm处设置M16膨胀螺栓（间距20cm），螺栓头部加设弧形压板（厚8mm），确保橡胶圈均匀压缩3.2顶管施工工艺3.2.1设备选型与安装工具头：选用手掘式顶管机（敞口式），配备以下系统：纠偏系统：4组液压纠偏油缸（行程150mm，精度±0.5mm/m）出土系统：电动葫芦（起重量3T）+手推车（容积0.5m³）照明系统：36V安全电压，每10m设置防爆灯（照度≥50lux）导轨安装：采用30kg/m钢轨，安装在C30混凝土基础上（厚度300mm），轨距1.2m，高程偏差控制在±2mm，轨面坡度与管道设计坡度一致。3.2.2龙门洞进/出洞控制进洞作业：预处理：破除洞口封堵前，先进行降水（轻型井点，降至洞底以下1m）操作步骤：拆除封堵钢板→安装止水胶板→工具头就位→启动主顶系统（初始顶力控制在设计值60%）关键参数：前5m顶进速度≤20mm/min，偏差控制在±30mm内出洞作业：准备工作：接收井洞口提前安装导向架（钢制，坡度0.001）操作要点：工具头接近接收井时（剩余5m），减慢顶进速度（≤10mm/min），采用人工配合风镐破碎洞口剩余土体，确保工具头平稳进入接收井接口处理：工具头全部进洞后，立即安装钢套管（与龙门洞间隙采用石棉水泥填塞），外侧涂抹2道聚氨酯防水涂料3.2.3管道顶进控制顶力计算：采用以下公式控制总顶力F=F0+[(πBCq+W)μ′+πBCC′]L式中：F0=198.95KN（初始顶力），BC=1.2m（管外径），q=44.3Kpa（均布载荷），W=8.63KN/m（管重），μ′=0.132（摩擦系数），C′=10Kpa（粘着力），L=100m（顶程）计算结果：F=6284.24KN（配置2台500T千斤顶，总顶力7000KN，安全系数1.11）触变泥浆减阻：配合比：膨润土（20%）+纯碱（2%）+CMC（0.5%）+水（77.5%）注浆工艺：采用同步注浆，注浆孔设置在工具头后3节管节（每节3个孔，呈120°分布），注浆压力控制在0.3-0.5MPa，注浆量为理论间隙体积的1.2-1.5倍中继环设置：当顶进距离超过60m时，安装第1套中继环，其工作流程为：主顶推进→中继环油缸伸出→主顶回缩→中继环保持顶力→主顶再次推进（循环作业）3.3测量与监测3.3.1轴线控制采用激光经纬仪（精度±10″）进行导向，每顶进50cm测量一次，偏差超过20mm时启动纠偏系统纠偏操作：遵循"勤测勤纠、小角度纠偏"原则，单次纠偏角度≤0.5°，累计纠偏角度≤2°3.3.2地面沉降监测测点布置：沿顶进轴线每5m设置1个监测断面，每个断面布置5个测点（轴线中心及两侧2m、4m处）监测频率：顶进期间1次/2h，稳定后1次/天，预警值设为30mm（沉降）、10mm（隆起）数据处理：采用最小二乘法拟合沉降曲线，当斜率超过0.02mm/m时，启动应急预案（如调整注浆压力、减慢顶进速度等）四、质量控制措施4.1原材料质量控制钢筋混凝土管：进场时检查出厂合格证及力学性能报告，外观质量符合GB/T11836-2023要求（裂缝宽度≤0.2mm，接口尺寸偏差±3mm）橡胶止水带：进行拉伸试验（伸长率≥300%）、硬度测试（邵氏A60±5），每批抽检3组触变泥浆：配置后静置24h，检测漏斗粘度（20-30s）、密度（1.1-1.2g/cm³），每工作班检测1次4.2关键工序质量验收工序名称验收项目允许偏差检验方法龙门洞结构洞口中心位置±50mm全站仪测量井壁垂直度≤0.5%H吊线坠检查导轨安装轴线位置±3mm经纬仪测量轨面高程±2mm水准仪测量管道顶进轴线偏差≤50mm/100m激光导向仪高程偏差+30mm/-40mm水准仪测量4.3管道接口质量控制安装前清理接口表面，橡胶圈涂刷硅油（用量0.5kg/个）采用手动葫芦（3T）进行管节对接，插入深度控制在100±5mm接口间隙检查：用塞尺检测圆周间隙，最大间隙≤2mm，且分布均匀五、安全保证措施5.1洞口安全防护井边设置2.2m高防护栏杆（Φ48钢管，间距2m），底部设30cm高挡脚板龙门洞未使用时，采用钢制盖板（厚度8mm）封闭，盖板与井壁间隙用橡胶条填塞进洞作业时，洞口周围2m范围内设置警戒区，配备2名专职安全员5.2地下作业安全通风要求：采用轴流风机（风量≥300m³/h）向管内送风，每人每分钟新风量≥3m³用电安全：管内设置12V应急照明系统，每50m安装1个应急配电箱（带漏电保护）气体检测：每日开工前检测管内气体（O2≥19.5%，CO≤24ppm），配备四合一气体检测仪5.3应急预案洞口坍塌：储备速凝混凝土（初凝时间≤15min）、钢插板（2m×0.3m×10mm），发生坍塌时立即停止顶进，采用"插板+注浆"方式封堵顶力突增：当顶力超过计算值1.2倍时，启动中继环，同时检查触变泥浆注入情况，必要时采取人工清理前方障碍物管涌处理：准备双液注浆设备（水泥-水玻璃浆液），发现管涌立即关闭洞口止水阀，注浆加固范围为洞口周边3m六、环境保护措施6.1噪声控制高噪声设备（如空压机、液压泵）设置隔音棚（降噪量≥20dB），作业时间限制在7:00-22:00运输车辆限速行驶（≤15km/h），并安装倒车雷达及消声器6.2泥浆处理顶进产生的弃土经三级沉淀（停留时间≥2h）后，采用压滤机脱水（泥饼含水率≤30%），清水回用率≥80%废弃泥浆委托有资质单位外运处理，运输车辆必须覆盖篷布，防止遗撒6.3扬尘控制施工区域设置围挡（高度2.5m），出入口安装洗车平台（含三级沉淀池）土方堆放区采用防尘网（2000目）覆盖，定期洒水降尘（每日不少于4次）七、验收标准与流程7.1中间验收工作井/接收井结构：混凝土强度达到设计值100%后进行结构验收，包括钢筋保护层厚度（合格率≥90%）、结构尺寸偏差等顶管设备安装：空载试运行2h，检查各系统运行状况（液压系统压力波动≤5%，电气系统绝缘电阻≥1MΩ）7.2竣工验收闭水试验：