汇报材料-顶管专项施工方案汇报

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汇报人：中交一公局西北公司西安市政项目目录目

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CONTENTS一、工程概况二、施工部署五、技术经济效益三、顶管施工工艺六、质量安全环保措施四、四新应用成果七、方案完整性Contents一、工程概况一、工程概况

富阎产业合作园区先导区东区雨水管道工程位于陕西省富阎新区，雨水主干管总长615.54m。主要工程量含工作井3座，消力池2座，矩形直线钢筋混凝土排水检查井1座，非标检查井4座，d3200mm顶管236m，d3500mm顶管333m，预埋管101m。项目中标合同额4253.18万元，合同工期130日历天。1、项目概况工程位置示意图项目平面布置示意图

本项目雨水主干管西起金粟大道，东至现状温泉河古河道内土渠，管径为d3200-d3500mm，流向自西向东，经两座消力池跌水17.5m后最终接入现状温泉河古河道内西侧土渠，其中DN3200主管道236m，DN3500主管道333m，均采用土压平衡机械顶管进行施工。一、工程概况2、顶管概况顶进完成（Y7出水口）顶管始发顶管顶进1.工程区位于黄土台地，地形平坦，管线沿线无滑坡、泥石流、采空区、地面沉降及地裂缝现象。2.地下水位埋深大于35m。3.黄土地基的湿陷性：桩号0+000～0+480m地基湿陷等级为Ⅲ级（严重），0+480～0+630m地基湿陷等级为Ⅱ（中等）。为保证顶管施工质量，需进行工后注浆处理。一、工程概况3、地质情况Contents二、施工部署Y3Y1Y4Y5Y6Y7尺寸：7.5m*8.5m开挖深度：10.491m尺寸：8.2m*5.4m开挖深度：7.913m尺寸：9.0m*9.0m开挖深度：11.66m尺寸：23.8m*7.0m开挖深度：18.512m尺寸：23.8m*7.0m开挖深度：21.435m出水口下井始发转井转井上台阶转下台阶上台阶转下台阶管径：3.2m长度：235.75m埋深：8.441m管径：3.5m长度：80m埋深：8.941m管径：3.5m长度：111.7m埋深：10.11m管径：3.5m长度：96.7m埋深：15.212m管径：3.5m长度：43.79m埋深：18.185m吊拆退场顶管施工顺序示意1.施工筹划二、施工部署二、施工部署1.项目部项目未单独设立项目部，采用工区管理模式，现场施工管理主要依托在建西安航天市政项目，管理人员与西安航天市政项目共用，资源整合，降低内耗，仅在施工现场派驻14人（含1名副经理）负责现场施工与日常协调工作。2.人员准备项目人员部署计划2.协作队伍根据顶管施工特点及施工组织设计的要求设置组织机构，配备劳动定员，明确岗位职责，见右表。协作队伍人员部署计划序号岗位机构数量(人)职责1副经理1负责现场全面管理2工程管理部8负责现场工点技术管理3试验室1负责现场试验管理4测量队1负责现场施工的监控量测5物资设备部1负责现场施工的监控量测6安全监督部2负责现场安全工作7合计14序号岗位机构数量(人)职责1队长及副队长2全面管理、协调2技术员2技术管理、安全、质量检查、记录3顶管施工人员10负责顶管施工4履带吊司机2吊车操作5司索工3负责吊装作业指挥6测量2负责测量放线、高程控制7电工1负责施工中的涉电作业8渣土车司机4负责渣土外运9合计26二、施工部署3.机械准备本项目采用两台不同尺寸土压平衡顶管机进行施工（3.2m、3.5m各一台）。顶管机头包括刀盘、壳体、刀盘驱动系统、螺旋输送机、皮带输送机等系统组成。序号所用机械数量计划进场时间主要工作内容1顶管机22021.03.15顶管顶进2150吨履带吊12021.03.15管材吊装、出土3注浆机12021.03.15注浆4电瓶车12021.03.18土方外运5渣土车42021.03.18土方外运Contents三、顶管施工工艺三、顶管施工工艺目前随着我国城市化规模不断扩大，城市需要修建大量的隧道，而隧道的修建通常采用的是非明挖工艺，其中土压平衡顶管施工方法就是非明挖工艺的一种，土压平衡顶管一般适用于管径D1500-3600mm的管道施工，由于土压平衡顶管顶距长、不需降水、能很好控制地面隆沉、施工安全等特点，因此像穿越重要公路、铁路、建筑物等特殊工程地段、穿越砂层、粉质粘土等特殊地质构造地段应用土压平衡顶管施工方法，可达到良好的效果。土压平衡顶管示意图三、顶管施工工艺现有的土压平衡顶管施工工法通常是先在地面上开挖工作井，将油缸、顶管和顶管机头运输到工作井内，通过油缸对顶管进行推动，进行施工作业，但顶管和顶管机头在被顶进的过程中，顶管和顶管机头容易发生倾斜，导致施工质量较差的缺陷时有发生。为了减少顶管和顶管机头在被顶进的过程中，顶管和顶管机头容易发生倾斜的情况的出现，进而提升施工质量，本项目提出了超大直径圆形钢筋混凝土管土压平衡顶管施工工法，此创新点经查新未发现完全相同的报道。三、顶管施工工艺123541、导轨2、顶镐3、激光经纬仪4、后靠背5、顶铁6、砼管7、止水圈8、渣土车9、操作台10、光靶11、机头

土压平衡机械顶管示意图116789101：基坑成型，测量定位；2、设置后靠背装置；3、两根导轨平行铺设于顶管路径的下方；4、布置驱动装置，用于驱动液压千斤顶托架；5、将掘进机放入基坑内的导轨上，顶管机后端抵靠于后背背的前侧；6、管道采用吊带进行吊装，待管道放置在液压千斤顶托架后，撤出吊带；7、掘进机与顶管机同时动作，掘进机将管道前方的土石挖开。施工准备测量放样放样复核工作井设备安装初始顶进顶进排运弃土测量及方向纠正管节安装出洞取出掘进机及附带设备全线测量工后处理结束地面设备安装三、顶管施工工艺1、导轨安装（1）两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；导轨的高度可根据预留洞口与底板的距离进行具体调整。（2）导轨须固定在底板上，前端顶到洞口下侧，防止导轨使用时发生位移，并经常检查校核。2、止水胶板止水胶板必须保证胶板及钢环板的圆心和顶管的洞口轴线重合，使工具头进洞时胶板切入均匀，保证泥浆和土体不外流。后配套设备安装三、顶管施工工艺3、后靠背安装采用装配式后靠背，可提前预制，下井采用整体吊装，施工简便、耗时短；一次性成型，重复利用，节省钢材、混凝土等材料及材料成本。4、操作平台及千斤顶安装在后靠背前方设置固定支架平台，主顶油缸安装在固定支架上，与管道中心的垂线对称，其合力的作用点位于管道中心的垂直线上。三、顶管施工工艺顶管机头安装顶管机采用150T履带吊进行安装，履带吊支设在基坑外硬化吊装平台上。顶管机正式起吊前进行试吊，试吊过程中检查全部机具和场地受力情况。吊装时设置拉绳，专人统一指挥，平稳起吊，起吊过程中人员禁止站在吊臂及顶管机下方。将顶管机下放至距离导轨50cm时，调整顶管机吊放位置，并使顶管机刀盘超出导轨，然后缓慢放置到位。机头吊装机头就位三、顶管施工工艺设备试运行之前，对设备的安装，管线、电缆的连接进行检查，确认安装和连接无误后方可接通电源。设备的试运行应遵照设备说明书进行。通过试运转查找和消除设备可能存在的所有问题，确认其处于完好状态。主要包括以下内容：（1）不加载的情况下，电源电路开关的接通、切断工况试验检查。（2）液压系统控制阀件的动作灵敏、正确，特别注意有无控制电路反接的现象、操作台显示动作与实际动作是否一致。（3）设备润滑和密封系统供油正常，油路畅通，供油压力可在设定的范围内调节。（4）刀盘正反旋转动作正确，无异常响声。（5）纠偏千斤顶的伸缩动作正常，编组动作与操作台显示一致。（6）顶进千斤顶伸缩动作正常，试查完毕将千斤顶回缩到工作零位。（7）注浆系统输送泵的试运转符合设备说明书的规定。（8）对注浆管路进行加压试验和检查，保证管路畅通、无泄漏。设备试运行三、顶管施工工艺

初始顶进阶段所观察、调试的项目有：（1）刀盘电流、刀盘压力、土体硬度、顶进推力。（2）根据土质情况确定工作泥浆浓度。（3）确定润滑泥浆注浆浓度。（4）顶进距离与出土量与计算的偏差范围。初始顶进顶进1、设备操作出现顶进顶力骤升或顶力达最大值、后背发生位移或后背开裂时、千斤顶油管不通或油泵工作不正常、进水管路不畅、监视器工作不正常、激光经纬仪工作不正常、砼管出现裂缝或破损、洞口止水圈漏水、电路发生故障等问题时应立即停止顶进，及时分析原因并采取相应措施，处理完善后再继续顶进。三、顶管施工工艺2、出土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，使用电瓶运土小车通过雨水管道将泥土运入顶进坑中，再使用吊车调运到地面，倒入泥土暂存区，定期外运。顶进电瓶车管内土方外运工作井内土方吊运三、顶管施工工艺3、测量控制初始顶进后500mm，顶进测量开始，将激光经纬仪架设在工作井内的控制点上，在经纬仪上调整好管道轴线及坡度，将激光照射在机头前端的标靶上，通过操作室的内监控观察管道的走向。每顶进一节管道时，应对仪器进行校正，以免出现误差。为保证管道的顶进质量，每顶完一节管道后，应复测一次管道的高程和中线，复测使用莱卡TS-16型全站仪。顶进莱卡TS-16顶管顶进测量记录经纬仪三、顶管施工工艺顶进年班次

时间

土

质

情

况顶进长度（m）测量记录高程偏差中心偏差管前

掏土

长度

（cm）

表压

（MPa）

使用

千斤

顶数

t/台

备注2021本

次累

计坡

度坡度

增减

（±）

后视

读数

前视

应读数

前视管

端实

读数

高

（＋）

低

（－）

左右月日123456789＝7＋81011121314151617181.214.32黄土2.527.50.003-82.502.3-80.20-81.20101474第11节1.2110.27黄土2.5300.003-90.002.4-87.60-87.8021274第12节1.2116.26黄土2.532.50.003-97.502.2-95.30-96.4011874第13节1.2121.33黄土2.5350.003-105.002.4-102.60-103.408684第14节1.223.06黄土2.537.50.003-112.502.2-110.30-110.9061084第15节1.2211.27黄土2.5400.003-120.002.5-117.50-118.50108104第16节1.2213.20黄土2.542.50.003-127.502.4-125.10-125.7067104第17节1.2221.06黄土2.5450.003-135.002.3-132.70-132.10-66104第18节1.234.25黄土2.547.50.003-142.502.4-140.10-139.40-77104第19节1.239.12黄土2.5500.003-150.002.6-147.40-147.10-313104第20节三、顶管施工工艺顶进三、顶管施工工艺4、管道纠偏本工程所用土压平衡顶管机的纠编系统在工具头内，为全自动的激光测量信息控制纠编系统，测量信息、纠编油缸的工作情况通过摄像仪反映到地面的操纵台上，操作人员根据这些信息进行纠偏操作。纠偏时要做到：慢、少、勤；实际轴线与设计轴线：“渐远重视、平行不动、渐近注意”；“先有距离、后有偏差”。顶进5、注浆减阻（1）触变泥浆的配制触变泥浆是由膨润土、水和掺合剂按一定的比例混合而成，其中膨润土是主要成分，水占大部分，掺合剂对触变泥浆的影响极大，含量虽小，也不容忽视。膨润土运到现场后要分批测得触变泥浆的胶质值，并按下表配制泥浆。触变泥浆胶质值触变泥浆水碳酸钠60~701005242~370~801005241.5~280~901006142~390~1001006141.5~2三、顶管施工工艺5、注浆减阻（2）注浆孔的设置注泥孔一般设置在环形套筒的下面，套筒向后开口，环向连通。同一断面上一般设置3个，顶面一个，两侧各一个，底部不设注浆孔。顶进（3）触变泥浆的拌合程序1)将定量的水放入搅拌罐内，并取一部分水溶化碱；2)搅拌过程中，将定量的膨润土加入搅拌罐内，搅拌均匀；3)将溶化的碱水倒入搅拌罐内（碱水必须在膨润土搅拌均匀后放入），再搅拌均匀，入置12h后即可使用。1）清孔、连接注浆工艺管道：根据管道预留注浆孔的位置，布设注浆支管，每个注浆口支管均设一控制闸阀。2）注入浆液：管道布设完成后开始注浆，注浆压力0.1～0.2Mpa；3）封堵注浆孔：采用速凝混凝土封堵注浆孔，防止浆液流失；4）冲洗注浆管：注浆完毕，应立即用清水冲洗注浆管，必须采取适当措施处理废水，做好清洁工作。注浆管安装及注浆三、顶管施工工艺管节安装管节吊入工作井前，首先在地面上进行质量检查，确认合格后，在管前端口安放楔型橡胶圈，并在橡胶圈表面涂抹石蜡，减小管节相接时的摩擦力。质量检查涂蜡、衬垫板安装管节下井1.吊装期间，现场设置警戒区，并派专职安全员负责警戒，严禁无关人员进入；2.风速10m/s及以上，雨天、雾天等恶劣天气严禁吊装作业；3.信号工信号传递必须及时、到位、准确。4.下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可下井准备管道对接。三、顶管施工工艺顶管管后注浆主要以改善顶管管壁周围被扰动土层松散的性状为目的，使管道顶部及侧面增加抗压强度和粘结性，实现加固目的，防止地面沉陷。（1）泥浆置换管道顶进结束后，由管道顶部注浆孔向管外周注入水泥浆，将管外周的润滑泥浆由管道侧面两个注浆孔置换出来；直至两侧的注浆孔流出水泥浆液为止，以确保管外周的润滑浆液全部置换。（2）管周压浆当泥浆不再流出时，同时由管道上3个注浆孔向管外周压注水泥浆，将管外周的空隙填充密实；注浆压力控制在2Mpa；通过注浆压力及浆液流量控制注浆量；当注浆压力增大，浆液流量减少时，停止注浆。（3）封孔管周压注浆完成后，在浆液初凝后，对注浆孔进行封堵。工后处理Contents四、四新成果应用装配式后靠背优势：1.可提前预制，下井采用整体吊装，施工简便、耗时短；2.一次性成型，重复利用，节省材料及成本，且顶管施工结束后，整体吊出即可，节省人力物力；3.自身采用“钢板包混凝土”的结构形式，具有强度高、刚度高、稳定性强的优势，经计算安全系数可达1.32（一般为1.1-1.25）。四、四新成果应用

润管剂优势：1.可显著提高混凝土泵送能力，降低管道摩擦及管道阻力，显著提高泵管的使用寿命；2.减少运输砂浆的罐车；3.减少工序，缩短作业时间；4.对混凝土的凝结时间和强度没有影响，对钢筋不产生锈蚀；5.具有快捷、方便、环保、降低成本等优点。强制型：混凝土泵车润管剂在混凝土浇筑施工中的应用建议型：装配式顶管后靠背在顶管施工中的应用后靠背结构示意图后靠背布置示意图混凝土后靠背装配式后靠背润管剂Contents五、技术经济效益通过上表比选，并根据当地环境保护要求泥浆不能直接弃置所以泥水平衡盾构机需配备泥水分离设备，最终结合当地地质条件，施工条件及本工程的施工特点和经济性决定采用机械（土压）平衡顶管机进行施工。序号比较项目泥水平衡机械顶管土压平衡机械顶管本区间适应情况与方法比选1土质适用情况一般适用于淤泥、砂土、粉土、粉粘土，含粒径小于20mm、含量小于2%砾石的土层等。一般适用于淤泥、粘土、砂土、粉土、粉粘土，以及含有数量不超过10%、粒径小于50mm卵石的土层土压平衡机械顶管适用地层较泥水平衡机械顶管适用地层广。2施工控制施工平稳，可有效地保持挖掘面的稳定，对所顶管周围的土体扰动较小，引起地面的沉降比较小施工控制较难，扰动较大，但通过合理的辅助工法可以实现平稳施工控制均可，但泥水平衡机械顶管占优3工期工期较固定，对于整条线施工而言，要求工期安排严密，环节间相互影响工期较固定，对于整条线施工而言，要求工期安排严密，环节间相互影响两者基本一样4场地条件需要有较大的泥水制备和处理场地需要场地较小土压平衡机械顶管明显占优5环境保护对环境影响大，控制不好，极易产生水污染，影响城市市容和交通等对环境的影响很小，仅限于始发和接收的小范围内土压平衡机械顶管优势明显6地质地基湿陷等级为Ⅲ级、Ⅱ级，顶进过程中，泥浆影响土体稳定性，造成土体坍塌顶管顶进过程中，注水量较少，对土体稳定性影响较小土压平衡机械顶管明显占优1.技术指标分析五、技术经济效益分析2.顶管经济效益分析（1）从机械设备方面来说，相比泥水式平衡机械顶管的泥水分离系统，土压平衡机械顶管出土的电瓶车和轨道可节省费用650000-206560=443440元=44.34万元；从环境保护方面来说，土压平衡机械顶管出土为干土或含水量较小的渣土，可二次进行利用，而泥水式平衡机械顶管出土为含水量较大的泥浆。市政工程中，因施工场地受限，泥水式顶管泥浆没有沉淀处理后外弃的条件，需要用吸污车进行外弃，相比土压式土方外弃，可节省费用32.4万元；共计产生经济效益76.74万元。序号比较项目细目土压式平衡机械顶管泥水式平衡机械顶管备注1机械设备出土设备电瓶车：70000元泥浆处理设备：65万元其他所需设备基本一致轨道

：569m*240元/m=13.656万元共计：20.656万元2环境保护出土方式干土或含水量较小的渣土含水量较大的泥浆前者可利用，后者不可利用弃土外运渣土车：7200m³*30元/m³=21.6万元吸污车：7200m³*75元/m³=54万元有条件时，可选择沉淀后外运五、技术经济效益分析2.顶管经济效益分析序号对比项目混凝土后靠背装配式后靠背1工时6天/个1.5天/个2人工6人4人3材料混凝土（m³）120m³7.5m³4钢材（t）1.9*5=9.5t2t5总费用（万元）102.06（2）传统的混凝土后靠背不仅消耗大量的人力物力，占用工期，性能要求还不一定能满足正常的顶管施工需要，装配式后靠背可采用整体吊装，安装简单，相比传统的混凝土后靠背，节约成本，节省工期。人工按照每人300元/天、混凝土（C30）按照480元/m³，钢材按照4000元/t计算，混凝土后靠背总费用为300元/天*6天*6人*5个+120m³*480元/m³+9.5t*4000元/t=14.96万元，装配式后靠背总费用300元/天*1.5天*4人*5个+7.5m³*480元/m³+2t*4000元/t=20.6万元，可节省费用12.96万元。混凝土后靠背在顶管施工施工结束后，需凿除清理混凝土出井，还需产生其他额外费用约15万元，装配式后靠背方便安拆，一次成型，可重复使用共计节省费用约27.96万元。顶管及后靠背合计节省费用约104.70万元。五、技术经济效益分析五、技术经济效益分析4.社会效益

在实施方案的过程中，项目积极总结、创新，获得发明专利2项，集团公司级工法1项。工法-超大直径圆形钢筋混凝土管土压平衡顶管施工工法；专利-一种顶管施工用装配式后背墙装置；超大直径圆形钢筋混凝土管土压平衡顶管施工工法。集团公司2020-2021年度公司级工法名单发明专利发明专利五、技术经济效益分析4.社会效益Contents六、质量安全环保措施六、质量安全环保措施

成立以项目经理为首的质量管理小组，贯彻质量责任制，落实各级人员的质量职责，增强质量意识，不断提高管理水平，最终实现质量目标。同时认真自觉地接受建设单位、监理单位、政府质量监督机构和社会各界对工程质量实施的监督检查。通过项目质量管理体系协调运作，使工程质量始终处于受控状态。1.1建立健全质量保证体系1.质量保证措施六、质量安全环保措施1.2完善技术质量管理制度

为保证质量管理工作有章可循，根据项目特点、《公司技术质量制度汇编》和《项目管理手册》制定了各项质量管理制度和岗位职责，建立了完善的质量管理程序，以制度化管人、流程化办事，明确部门的质量工作职责与责任人。技术质量管理制度汇编岗位职责上墙六、质量安全环保措施1.3技术交底为确保参加施工的人员在施工前了解设计意图和施工的技术要求，按合理的工序、工艺进行作业，项目严格落实三级技术交底制度。针对超大直径土压平衡机械顶管施工的施工工艺流程，施工质量控制要点、质量安全保证措施及施工中常见的质量通病，如管道轴线偏差过大，地面沉降与隆起、顶力突然增大、管节接口渗漏、管节裂缝等问题及防治措施，按照项目总工→项目部技术、安全管理人员、协作队伍负责人→施工班组工班长→施工人员三级开展技术交底工作。一级交底三级交底二级交底针对现场顶管施工过程中存在问题，及时下发整改通知单，并建立项目自己的质量问题统计台账，列明存在问题、整改措施及整改完成时间节点、责任人，对照问题清单逐一销号，避免问题反复出现。六、质量安全环保措施1.4质量问题库通过分析项目各分部分项工程特点及重点，结合公司普遍出现的质量通病，项目梳理各分部分项工程施工工序，找出关键工序，制定出符合工程实际、能指导施工的质量管控要点，绘制施工工艺流程图，编制并印发了施工工艺流程及质量控制要点口袋书，使得项目管理人员能够方便快捷的掌握现场施工工艺流程及各工序的质量管控要点，提升现场质量管控水平。六、质量安全环保措施1.5施工工艺流程及质量控制要点口袋书关键工序验收卡在施工过程中项目严格执行“三检制”，加强对每道工序的质量检查验收，做好隐蔽工程质量检查和记录