肖太后泥水平衡顶管施工方案模板

年4月19日肖太后泥水平衡顶管施工方案文档仅供参考朝阳区肖太后河再生水及污水管线工程(西大望路～通惠排干)第二标段（双丰铁路～东五环路） 机械顶管施工专项方案编制：审核：审批：北京城建集团有限责任公司年6目录TOC\o"1-2"\h\z\u第1章编制说明 ……………41.1编制原则 41.2编制依据 41.3编制范围 5第2章工程概况 62.1工程总体概况 62.2工程设计概况 62.3施工工期计划 92.4工程地质及水文情况 92.5施工周边环境 11第3章施工总体布署 183.1施工准备 183.2施工场区规划 213.2工地现场清理及布置 223.3施工现场排水措施 223.4建立测量控制系统 233.5总体施工流程 233.6运输组织 233.7施工现场的保洁 243.8测量管理 24第4章顶管工作坑竖井施工方案及主要技术措施 274.1工作坑竖井施工工艺流程 274.2工作坑竖井施工 274.3竖井注浆加固、止水措施 36第5章顶管施工及主要技术措施 475.1顶管施工设计 475.2顶力计算 495.3顶管设施的安装 515.4管道顶进施工 565.5顶管中的安全措施 595.6顶管中的技术措施 595.7顶管质量监控 615.8顶管施工常见病害的防治 62第6章施工中的监控量测 656.1监控对象 656.2监控手段 656.3基坑施工监控 656.4顶管施工监测 686.5监测技术要求 71第7章质量目标及控制措施 737.1质量目标 737.2质量保证体系 737.3质量控制措施 73第8章安全防护及文明施工措施 788.1安全保证体系 788.2安全管理目标 798.3安全岗位职责 798.4安全作业措施 818.5安全技术措施 828.6消防管理措施 828.7安全用电措施 848.8安全防护重点 858.9预防工伤事故的安全措施 868.10安全教育 868.11安全管理制度 868.12施工现场环境及危险源控制预案 87第9章雨季施工方案 939.1雨季施工组织管理 939.2雨季施工准备 939.3雨季施工技术措施 949.4雨季施工安全技术措施 959.5暴雨应急措施 96第10章安全生产事故应急预案 9710.1建立应急预案管理体系 9710.2应急物资储备及管理 9810.3坍塌事故应急准备与响应预案 10110.4高空坠落事故应急准备与响应预案 10210.5物体打击事故应急准备与响应预案 10210.6机械伤害应急准备与响应预案 10310.7触电事故应急准备与响应预案 10410.8火灾事故应急准备与响应预案 10410.9道路沉降事故应急响应预案 105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、具有丰富顶管施工及管理经验的人员担任项目经理，组织精干而强有力的施工队伍，经过对劳动力、设备、材料、技术、方法和信息的优化处理，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它补充资料，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1．朝阳区肖太后河再生水及污水管线工程（西大望路-通惠排干）施工图；2．朝阳区肖太后河再生水及污水管线工程（西大望路-通惠排干）地勘报告（市0506）。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247号)；5．危险性较大的分部分项工程安全管理办法（建质[]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[]841号)；7．关于实施《北京市危险性较大的分部分项工程安全专项施工方案专家论证细则》（）的通知（危大办[]001号）8．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；9．北京市建设工程施工现场安全监督工作规定；10．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.工程测量规范（GB50026-）2.给水排水管道工程施工及验收规范（GB50268-）3.给水排水工程顶管技术规程（CECS246:）4.建筑机械使用安全技术规程（JGJ33-）5.混凝土和钢筋混凝土排水管(GB/T11836-)6.建筑基坑支护技术规程（DB11/489-）7.施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46－）8.建筑基坑工程监测技术规范（GB50497-）9.市政基础设施工程资料管理规程（DBJ01-71-）10.建设工程项目管理规范（GB/T50326-）11.北京市建筑工程施工现场生活区设置和管理标准（DBJ01－72－）12.建设工程施工现场安全防护、场容卫生环境保护及保卫消防标准（DBJ01-83-）13.北京市给水排水管道施工技术规程（DBJ01－47－）1.2.4其它1．施工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1.3编制范围本文的编制范围为本工程第二标段（双丰铁路-东五环路）施工设计文件标明范围内的顶管工作坑、管道顶进的施工，包括对工期、质量、安全、文明施工的总协调及管理措施。第2章工程概况2.1工程总体概况本工程的建设目的是还清肖太后河、改进沿线两岸居民生活环境。本次沿肖太后河拟建的截污管及再生水管双线设计范围：设计起点为西大望路、设计终点为通惠排干西侧，沿线河道长度约9公里。设计截污干管长度8.9公里，管径D1200～1600mm，总截污输送能力15万吨/天。设计再生水干管长度8.8公里，管径DN1000mm，总截污输送能力10万吨/天。本工程第二标段起点为双丰铁路东侧，终点为东五环路东侧，本标段污水管线采用全线顶管，全长2961米，管径D1600。再生水管线全长2961米，其中明开槽施工2134米，管径DN1000；直顶钢管施工827米，管径DN1000（壁厚14mm）。第二标段起点污水与再生水管线双线平行布置，管线中心间距2.5m～4.5m，工程地理位置如下：第二标段起点第二标段终点第二标段终点第二标段终点设计再生水管线设计再生水管线设计污水管线设计污水管线管线具体平面位置详见本章节后附图【朝阳区肖太后河再生水及污水管线工程（西大望路-通惠排干）第二标段施工平面示意图】。2.2工程设计概况2.21.顶管管线设计本标段污水管线全长2961米，起始桩号为5+324～2+363（井号40#-72#），管径D1600，全线铺设方式选用顶管法。管线统计情况详见下表：序号管线桩号井号顶管长度管径管材15+324～5+21940#～41#105米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）25+219～5+10441#～42#115米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）35+104～5+02942#～43#75米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）45+029～4+91143#～44#118米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）54+911～4+84844#～45#63米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）64+848～4+78445#～46#64米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）74+784～4+66446#～47#120米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）84+664～4+54447#～48#120米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）94+544～4+42448#～49#120米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）104+424～4+30449#～50#120米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）114+304～4+24950#～51#55米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）124+249～4+17251#～52#77米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）134+172～4+06252#～53#110米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）144+062～3+95253#～54#110米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）153+952～3+84254#～55#110米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）163+842～3+73455#～56#108米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）173+734～3+63256#～57#102米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）183+632～3+59957#～58#33米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）193+599～3+56458#～59#35米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）203+564～3+47959#～60#85米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）213+479～3+43160#～61#48米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）223+431～3+34061#～62#91米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）233+340～3+22062#～63#120米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）243+220～3+17663#～64#44米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）253+176～3+06264#～65#114米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）263+062～2+98365#～66#79米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）272+983～2+87766#～67#106米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）282+877～2+80467#～68#73米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）292+804～2+71468#～69#90米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）302+714～2+61469#～70#100米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）312+614～2+50470#～71#110米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）322+504～2+36371#～72#141米D1600双胶圈钢承插口混凝土管（Ⅲ级）合计5+324～2+36340#～72#2961米2.顶管工作坑设计（1）顶管工作坑结构形式本工程顶管工作坑均采用钢筋混凝土锚喷竖井的结构形式，即钢筋锁口圈梁+钢格栅挂钢筋网片倒挂逆作墙体+钢筋网片封底支撑形式。（2）顶管工作坑结构尺寸本工程顶管工作坑竖井的尺寸均由设计单位确定，工作坑竖井为8m*6m，接收坑竖井尺寸为6m*4m，可满足顶管施工需要。（3）顶管工作坑设置本工程顶管工作坑设置按照“一顶两接”的方式，即设1座顶管始发竖井，双向顶进，两端各设1座接收竖井。全线共设置顶管工作坑竖井16座（8m*6m），顶管接收坑竖井17座（6m*4m）。2.21.顶管管线设计本标段再生水管线全长2961米，其中起始桩号2+828～3+655设计为直顶钢管施工，全长827米，管径DN1000（壁厚14mm），钢管外防腐为玻璃钢防腐。管线统计情况详见下表：序号管线桩号井号顶管长度管径管材13+655～3+6261#～2#29米D1000钢管，壁厚14mm,玻璃钢外防腐23+626～3+5232#～3#103米D1000钢管，壁厚14mm,玻璃钢外防腐33+523～3+4033#～4#120米D1000钢管，壁厚14mm,玻璃钢外防腐43+403～3+2834#～5#120米D1000钢管，壁厚14mm,玻璃钢外防腐53+283～3+1635#～6#120米D1000钢管，壁厚14mm,玻璃钢外防腐63+163～3+0436#～7#120米D1000钢管，壁厚14mm,玻璃钢外防腐73+043～2+9237#～8#120米D1000钢管，壁厚14mm,玻璃钢外防腐82+923～2+8288#～9#95米D1000钢管，壁厚14mm,玻璃钢外防腐合计5+324～2+3631#～9#827米2.顶管工作坑设计（1）顶管工作坑结构形式本工程顶管工作坑均采用钢筋混凝土锚喷竖井的结构形式，即钢筋锁口圈梁+钢格栅挂钢筋网片倒挂逆作墙体+钢筋网片封底支撑形式。（2）顶管工作坑结构尺寸本工程顶管工作坑竖井的尺寸均由设计单位确定，工作坑竖井为10m*6m，接收坑竖井尺寸为6m*4m，可满足顶管施工需要。（3）顶管工作坑设置本工程顶管工作坑设置按照“一顶两接”的方式，即设1座顶管始发竖井，双向顶进，两端各设1座接收竖井。全线共设置顶管工作坑竖井5座（10m*6m），顶管接收坑竖井4座（6m*4m）。2.3施工工期计划顶管工程计划开工日期为6月30日，计划竣工日期为10月30日，总工期为124日历天。在这期间需要完成：顶管工作坑开挖、设备安装、管道顶进、管缝封闭、注浆固化等工作。2.4工程地质及水文情况本工程参考《朝阳区肖太后河再生水及污水管线工程岩土工程勘察报告》（市0506），本工程场地地质情况如下：2.1.地层岩性概述根据对现场钻探结果与原位测试及室内土工试验成果的综合分析，按沉积年代、成因类型可分为人工堆积层、新近沉积层和第四纪沉积层三大类，按地层岩性及工程特性进一步划分为7个大层，现自上而下分述如下：人工堆积层：房渣土=1\*GB3①层，粘质粉土填土、粉质粘土填土①1层，粉砂填土①2层，卵石填土①3层。新近沉积层：=2\*GB3②大层：砂质粉土、粘质粉土②层，粉质粘土、重粉质粘土②1层及粉砂②2层。第四纪沉积层：=3\*GB3③大层：粘质粉土、砂质粉土③层及粉质粘土、重粉质粘土③1层。④大层：粉砂、细砂④层及粉质粘土、重粉质粘土④1层。⑤大层：粘质粉土、砂质粉土⑤层及粉质粘土、重粉质粘土⑤1层。⑥大层：细砂⑥层。⑦大层：粉质粘土⑦层及砂质粉土⑦1层。本工程设计管底标高为21.998-24.756，顶管穿越深度范围内主要涉及人工堆积层和新近沉积层，属松散结构地层。顶管穿越地层情况选取较典型的污水顶管48#-49#地下情况，详见下图：水位标高水位标高水位标高顶管工作坑竖井污水顶管48#-49#穿越地层剖面图3.其余井段穿越地层情况详见本章后附图【朝阳区肖太后河再生水及污水管线工程（西大望路-通惠排干）第二标段顶管穿越地层剖面示意总图】2.1．勘察时实测水位勘探期间（6月）在勘察深度20.00m范围内实测到2层地下水，第1层地下水位埋深2.4~5.7m，地下水位标高22.59~30.46m，地下水类型为潜水；第2层地下水位埋深6.3~13.0m，地下水位标高16.15~20.71m，地下水类型为潜水。详见下表：地下水水位量测情况一览表序号地下水类型地下水稳定水位埋深（m）标高（m）1潜水2.4~5.722.59~30.462潜水6.3~13.016.15~20.712．历年最高水位记录根据拟建场区周边的水文地质资料，本工程场区历史最高地下水位接近自然地面，近3～5年最高地下水位在现状地面下1.0m左右（含上层滞水）。3．水的腐蚀性本次勘察期间于87#、159#钻孔分别取第1层地下水试样1份，于13#、61#、69#、179#钻孔分别取第2层地下水试样1份，并进行水质分析试验，分析检测结果详见“水质分析检测报告”，根据《岩土工程勘察规范》GB50021-（）之相关规定综合判定：拟建场区第1、2层地下水对混凝土结构及钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性等级为弱。4．本工程截污管线管内底标高为21.998-24.756，再生水管线管底标高26.690-31.271，均涉及地下水（潜水层）。施工时应采取可靠的止水措施，确保在无水状态下施工。2.5施工周边环境2.5根据设计图纸及现场勘察了解，本工程管线沿现况肖太后河河堤及巡河路敷设，施工占地所需拆迁量较大。巡河路两侧为绿化树木、绿地、民用平房、商业店铺等。施工时需要提前做好与沿线居民、单位等的协调工作，并做好拆迁的统计工作。现场典型情况如下图所示：设计污水管线设计污水管线设计再生水管线污水管线47#顶管工作坑井位北间距3m污水管线47#顶管工作坑现场踏勘照片设计再生水管线设计再生水管线设计污水管线北污水管线60#顶管工作坑井位污水管线60#顶管工作坑现场踏勘照片设计再生水管线设计再生水管线北再生水管线4#顶管工作坑井位再生水管线4#顶管工作坑现场踏勘照片2.5根据设计图纸及现场勘察了解，本标段沿线现况地上障碍物主要为绿化树木，现况地下障碍物主要为各种市政综合管线等，本标段施工范围内顶管穿越的地下现况管线共有20条。施工前需做好与相关部门的协调，商定拆改或加固保护的施工方案。地下现况市政管线统计情况见下表所示：序号名称管底（顶）高程与顶管的关系位置与顶管的净距顶管穿越的现况地下管线1D300雨水管28.68交叉40#～41#2.255m2D600污水管29.23交叉2.805m3D800污水管30.24交叉3.815m4D1000污水管28.60交叉2.175m5D300雨水管30.26交叉42#～43#4.033m6D300污水管28.68交叉43#～44#2.627m7D300污水管28.16交叉57#～58#3.258m8D300污水管28.04交叉3.138m9D800污水管27.89交叉58#～59#3.018m105孔360×500电信电缆管块28.95交叉4.078m11D1000污水管25.47交叉59#～60#0.707m12D300污水管28.67交叉61#～62#4.032m13D1000污水管27.79交叉67#～68#3.569m14D1000污水管26.50交叉2.279m15D800雨水管25.75交叉70#～71#1.766m16D800雨水管25.65交叉71#～72#1.765m17D800雨水管25.65交叉1.765m18DN500天然气管24.92交叉1.035m19D800污水管25.52交叉1.635m20D800污水管25.52交叉1.635m2.5.3下穿现况道路1.污水管线40#-41#穿越现况武基路污水管线在40#与41#间穿越现况武基路，路宽20米，沥青路面，路况较好，路面较平整，车流量较大。施工前应做周密考虑，选择适宜的顶管施工方法，采取有效的预防措施做好防护工作，精心组织施工。2.污水管线58#-59#穿越现况王村路污水管线在58#与59#间穿越现况王村路，路宽16米，沥青路面，路况较好，路面较平整，车流量较大。施工前应做周密考虑，选择适宜的顶管施工方法，采取有效的预防措施做好防护工作，精心组织施工。3.污水管线67#-68#穿越现况康化路污水管线在67#与68#间穿越现况康化路，路宽16米，沥青路面，路况较好，路面较平整，车流量较大。施工前应做周密考虑，选择适宜的顶管施工方法，采取有效的预防措施做好防护工作，精心组织施工。第3章施工总体布署3.1施工准备3.1.1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、业务能手到本项目部，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、机械顶管等专业施工队伍，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“五部一室”(即：工程部、技术部、质量部、经营部、物资部及办公室)组成，下设2个顶管工作坑竖井施工队和2个顶管专业施工队。5、项目部人员构成详见本章后附图【项目部组织机构图】3.1.2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，特别是顶管工作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。3.1.3人员准备计划人员详情参见下表：劳动力分配计划人数劳动力分配计划人数工长6人机械顶管30人测量员6人井坑施工60人材料员6人焊工12人质控员3人杂工20人安全员3人吊车6人电工2人监控2人合计156人3.1.4生产准备1、临时生活区建设：现场采用集装箱式活动房，供施工人员居住。临时办公室建设：现场采用集装箱式活动房，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：各顶管施工现场生活用水及施工用水均须根据现场情况设置，如场区附近有现况上水，就从现况上水接入；如如场区附近无现况上水，就需采用水车送水以保证竖井施工及顶管施工用水。临时用电：由于现场附近可用电源无法满足顶管机械施工要求，本工程顶管施工采用300KW发电机提供电源。竖井施工时，可就近寻找可用电源，如没有可用电源的情况下，采用120KW发电机提供电源以满足竖井施工需要。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.临时场地选好弃土暂存场地、泥浆池的放置场地及施工配套设施的安装场地；确定配浆工作区、管材暂放区及顶管辅助设施排放位置。3.1.5材料准备根据工程实际需要，提出所使用的机械和材料计划，选择供货厂家，为材料及时进场做好前期准备。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，所有材料均需有质量合格证。3.1.6机械设备本工程所投入的主要机械分为竖井施工机械和泥水平衡顶管机械及其辅助机具设备，主要施工机械设备用量详见下表：顶管工作坑竖井主要施工设备表序号设备名称型号规格数量备注1挖掘机EX-22042铲车厦工50L43自卸运输车斯太尔20T204汽车吊25T45移动式搅拌机JS35046水车SQZ509147电焊机BX500108喷射机ZP-Ⅳ49注浆机UB-3410空压机12m3411压力泵165F-1412路面切割锯213潜水泵QY40-382014砂轮切割机4000C815钢筋调直机GT4-14416振捣棒Z-50817电锯218电刨219钢筋弯曲机GW404机械顶管施工主要设备表序号设备名称数量备注1D1600泥水平衡式顶管机4台偏心破碎式D1000泥水平衡式顶管机2台偏心破碎式2主顶系统6套3主顶泵站6套4电气设备6套5测量设备6套6触变泥浆系统6套7进、排泥系统6套8300KW发电机组6台租赁9泥浆车12台30m31050t吊车6台下管11100t吊车2台吊机头3.2施工场区规划3.2.1施工现场布置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，顶管工作坑竖井施工期间，围绕竖井开挖区域须布设临时土方堆场、水泥堆场、钢筋堆场、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、泥浆配浆注浆场、配电区等。以污水60#顶管工作区域为例，施工现场布置详见下图：生活区设在施工现场周边，设有宿舍区、办公区、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。办公用房、宿舍均采用废旧集装箱改造而成，配备有空调、电脑、打印机等现代化办公设施；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。3.2.21．围挡：采用金属市政围挡，要求每间隔7块蓝色围挡设置1块带公司标识围挡；现场设置“五版一图”。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．围挡门口处应在醒目位置悬挂项目部统一编号的井号牌和工程信息牌。3.2.3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2.5米，采用电缆做灯具线。围挡上悬挂的警示照明和竖井内照明须采用低于36V的安全电压。3.2.41.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2米，高1.8米。2.机械操作规范标牌进场施工用各种机械的操作规程，包括空压机、锚喷机、顶管掘进机、液压油泵、注浆泵、搅浆罐等。3.材料标识牌在堆放材料处设统一标牌，包括：管材、水泥、膨润土等材料标牌。3.2工地现场清理及布置1.进场后立即开始场地清理工作，为工程施工创造条件。2.完成施工场地的围护、隔离等文明施工措施。3.建造各种临时设施，准备好生产、办公、生活等临时用房。4.建立消防、保安等组织机构和有关的规章制度，布设消防、保安等措施。3.3施工现场排水措施1.本工程施工时，在生活区和施工场区内布置小型排水渠道，排水渠道采用浆砌砖墙水沟，各顶管施工区域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。3.4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。3.5总体施工流程根据本工程顶管工程量大、工作面多的特点，组织2个顶管竖井施工作业队施工和2个专业顶管作业队，各作业队相对独立，按先后次序交叉作业。即现场具备施工条件后，立即组织顶管竖井作业队伍进场施工，竖井即将施工完成时，组织顶管施工队进场进行顶管前的准备工作；竖井施工完成后，顶管正式进行，竖井施工队可立即进入下一施工作业面进行施工；依次组织方法，可满足现场施工需要。依照上述组织方法，施工队伍的安排可满足现场施工需要。另外，合理安排各施工工序，处理好施工中各工序和衔接，不但能加快施工进度，也有有利保证工程质量。公司实行项目经理管理制，作业队长负责制，各队根据施工进度计划如时操作，形成分工明确的流水作业。工程总体流程如下：工程总体流程图3.6运输组织现场垂直运输：因工期要求较紧，为加快施工速度，竖井内的垂直运输采用汽车吊。竖井开挖时，起吊重量为25吨；掘进机进、出坑吊装为100吨；顶管施工期间的出土、下管为50吨。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5米，支脚下垫30厚的钢板，钢板尺寸不得小于2米×2米。吊车工作时，设专业人员负责指挥，随时观察地面、坑下动态，吊运时坑内不允许站人。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。泥浆运输：泥水平衡顶管施工产生的泥浆先排入泥浆池，在泥浆池沉淀后采用泥浆泵抽入泥浆车运至泥浆排放地。在施工现场放置长8米，宽3米，深2米的泥浆池，泥浆池采用2cm厚钢板焊接而成。泥浆外运每个顶管施工区域选用四台30吨的泥浆运输车，24小时供应，保障泥浆的正常运输，运距为25km左右。运输过程中必须保证周边环境的整洁，不能遗撒，符合文明施工要求。3.7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，现场运出所有装备、材料、垃圾和各种临时设施，达到现场整洁。3.8测量管理3.8.1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。3.81.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进坑附近，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，测量需符合规范规定。3.81.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3毫米时取平均值使用。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。3.8顶管施工采用连续测量与间断测量结合的方式。连续测量：在顶进坑后方安放一台激光经纬仪，激光经纬仪按照设计顶进轴线方向发出一束激光，照射到掘进机的光靶上，机手按照激光指示路线操控机械顶进。间断测量：每顶进一节管后，测量人员对激光经纬仪进行校核，而且采用水准仪，测量已顶进管道高程偏差情况；采用水平尺测量管道水平偏差情况。测量结果填表上报到项目部。3.81.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。项目经理部组织机构图项目经理部项目经理部项目经理：郭明忠项目经理：郭明忠项目总工程师：张成斌项目副经理：张文尧物资部李国安质量部李国超技术部史大鹏工程部王彬办公室宋建华经营部张德强项目总工程师：张成斌项目副经理：张文尧物资部李国安质量部李国超技术部史大鹏工程部王彬办公室宋建华经营部张德强竖井施工作业队竖井施工作业队顶管施工作业队顶管施工作业队竖井施工作业队竖井施工作业队顶管施工作业队顶管施工作业队第4章顶管工作坑竖井施工方案及主要技术措施封底井身施工圈梁施工施工准备人员材料机械封底井身施工圈梁施工施工准备人员材料机械开挖绑钢筋浇筑砼开挖安榀架喷射砼开挖绑钢筋浇筑砼4.2工作坑竖井施工4.2.1竖井锁口圈梁施工锁口圈梁施工方法及步骤：为了保证竖井井筒结构稳定，须在井口设置现浇钢筋混凝土锁口圈梁。锁口圈梁混凝土标号为C25，锁口圈梁设计为矩型的现浇钢筋混凝土结构，采用明挖施工。锁口圈梁施工工序流程：测量放线→挖探沟→沟槽开挖→预插初衬竖向钢筋→绑扎锁口圈梁钢筋→预埋竖井支撑铁件→支搭锁口圈梁模板→浇筑锁口圈梁混凝土→养护→拆模。施工前为确保地下管线的安全，采用在竖井施工范围内人工开挖十字探沟，查清确无地下管线后，首先用机械开挖至地面下1.0m。锁口圈梁开挖至设计标高后，先进行平整开挖面，经现场监理检查合格后，浇筑C15砼垫层100mm厚，达到一定强度后开始绑扎锁口圈梁钢筋、支模。钢筋绑扎、支模经监理检查合格后，进行锁口圈梁混凝土浇筑。本工程所有工作坑竖井的圈梁尺寸均为500mm（高）*800mm（宽），主要结构形式详见下图：按设计要求施工，在锁口圈梁施工完成后，使用MU10砖配1:2.5水泥砂浆，在锁口圈梁顶部四周的外边缘砌筑宽0.24米，高度0.4米的防护墙，顶面采用混凝土现浇而成。4.2.2土方开挖待锁口圈梁混凝土强度达到90%后进行基坑土方开挖。上部采用机械与人工配合挖土，下部在锚喷施作的同时人工挖土，垂直运输采使用吊车和土斗。开挖顺序由上至下、对角开挖、中间留核心土的方式进行，为了保证安全，严禁同层贯通挖土。开挖工序与格栅安装步序相适应，每一循环挖深等同于钢格栅间的距离，开挖土方需堆积在基坑周边10米以外，堆积高度不得大于2米。弃土需及时运出场外，不得大量堆积在基坑边，造成基坑支护结构受力过大，可能导致坍塌。详见下图：图4.3.2图4.3.2-2分部挖土顺序平面图12123213图4.3.2-1分部挖土顺序断面图4.2.3竖井支撑为确保工作坑的稳定，在竖井内须加设角撑，采用2根22a的槽钢对扣而成。本工程各类竖井的角撑设置情况详见以下附图：1.顶管工作坑竖井（8m*6m）支撑设计如下：2.顶管工作坑竖井（10m*6m）支撑设计如下：顶管接收坑竖井（6m*4m）支撑设计如下：4.2.4钢格栅本工程顶管工作坑竖井钢格栅主筋使用Φ25的螺纹钢筋，顶管工作坑竖井钢格栅主筋使用Φ22的螺纹钢筋，支撑钢筋使用Φ12的钢筋，与主筋焊接牢固，连接板采用L100×80×10角钢。钢格栅分段加工，现场组装，同层钢格栅之间采用同级别的钢筋绑焊连接,单面焊10d。钢格栅垂直间距为0.5m；第一榀钢格栅距离圈梁底部10cm，使用竖向连接筋与圈梁内钢筋焊接牢固。钢格栅布置可参见以上4.4.3附图，钢格栅配筋详见下图：顶管工作坑竖井钢格栅总装图顶管接收坑竖井钢格栅总装图4.2.5竖向连接筋圈梁与钢格栅之间及每个相邻的钢格栅之间均需使用连接筋，圈梁至顶管洞口连接筋使用Φ20的螺纹钢，顶管洞口至竖井底板使用Φ22的螺纹钢。在钢格栅内、外两侧同时使用连接筋，内外两侧交错排列，连接筋间距定为0.5米。连接筋之间搭接要求为双面焊接五倍、单面焊接十倍钢筋直径。4.2.6钢筋网片网片采用Φ8的钢筋焊接而成，网格间距100×100毫米钢筋焊接而成，在钢格栅内、外放置双层网片。网片搭接重叠一个网格宽度。见下图：网片钢筋直径8间距100网片钢筋直径8间距100×1004.2.7墙壁锚喷工作坑施工时应依次向下逐层施工，土体开挖、安装外网片、内连接筋、安装钢格栅、内连接筋、内网片、锚喷混凝土。锚喷混凝土厚度为30厘米，混凝土强度等级C25，材料为水泥、中粗砂、豆石（粒径在5～10毫米），并加入早强剂，掺8%FS-P混凝土补偿收缩防水剂。4.2.8混凝土要求1.混凝土强度等级：工作坑圈梁采用C30、工作坑竖井侧墙及底板喷射混凝土为C25。2.混凝土结构的钢筋保护层厚度：工作坑圈梁受力钢筋为40毫米，工作坑结构主筋内、外侧均为30毫米。4.3竖井注浆加固、止水措施 本工程的顶管平均深度为7米，根据地勘报告，顶管穿越地层中主要为房渣土、砂土等较松散地层，另根据地勘报告显示，本标段截污管线管内底标高为21.998-24.756，再生水管线管底标高26.690-31.271，涉及到2层地下水，第1层地下水位埋深2.4~5.7m，地下水位标高22.59~30.46m，地下水类型为潜水；第2层地下水位埋深6.3~13.0m，地下水位标高16.15~20.71m，地下水类型为潜水。综上所述，为保证竖井施工安全，竖井施工前须进行注浆，以达到土层加固和止水的目的。4.3.根据施工现场地上环境及地下土层情况，本标段竖井周边土层加固采用二重管无收缩WSS工法进行注浆加固，超前预注对竖井周围土体进行隔水、加固处理。4.3.2二重管无收缩WSS工法注浆工艺是从日本引进的具有国际先进水平的地质改良新技术，它能够100%将不同地质情况填充密实，改变原土体和物理性质，增加土体的密度，提高其抗压强度，达到土体的止水效果，能够一次性完成一个注浆区域的土体加固施工，而且注浆材料属于环保型，对河流及地下水无任何污染，对于本工程是最有效的施工方法。4.3注浆时在不改变地层组成的情况下，将土层颗粒间存在的水强迫挤出，使颗粒间的空隙充满浆液并使其固结，达到改良土层性状的目的。其注浆特性是使该土层粘结力(c)、内磨擦角值增大，从而使地层粘结强度及密实度增加，起到加固作用；颗粒间隙中充满了不流动而且固结的浆液后，使土层透水性降低，而形成相对隔水层。注浆加固后强度:卵石层达到25～30kg/cm、细中砂层达到15～20kg/cm、粘土层达到10～12kg/cm；止水系数可达到：k=10cm/s～10cm/s。4.3.对竖井施工范围及锁口圈梁外2m范围进行加固，注浆孔设计间距1米，梅花形布置，注浆深度为竖井封底层下1.5m。施工钻孔按照“先外圈再内部”、跳孔施工的顺序进行。以8m*6m顶管工作坑竖井为例，注浆孔布置详见下图：顶管坑竖井注浆钻孔平面布置图顶管坑竖井注浆钻孔断面布置图注浆套管采用外径Φ42mm，壁厚4mm的热轧无缝钢管加工制成，布设于径向注浆孔孔口处，钻孔深度比竖井低2米位。主要注浆参数⑴、浆液扩散半径：0.8m；浆液凝结时间：20s～30min；注浆压力0.3～0.5Mpa。⑵、注浆材料配比、注浆压力、流量、扩散半径等参数需经过前期试验确定，并按所处砂层和实际止水质量进行调整。（1）水泥浆水灰比：1：0.6~1；（2）水玻璃浓度：35波美度；模数：2.4；（3）注浆压力1.0~1.5Mpa。注浆参数可根据现场注浆效果进行适当调整。4.3.5注浆材料特性无收缩注浆液属于安全性、高渗透性的注浆材料，固结硬化时间可根据实际工程需要进行调整。无收缩注浆液分为超高强度型CW-3A、高强度型CW-313、普通型CW-3C三种类型。1.无收缩注浆液特点：（1）固结硬化时间容易调整，设计硬化时间长的注浆液也具有很高强度。（2）渗透性良好，特别是对微细砂层的渗透性优易。（3）地层中有流动水的情况下也具有很强的固结性能。（4）浆液强度、硬化时间、渗透性能可根据现场实际需要任意调整。（5）浆液不流失、固结后不收缩，硬化剂无毒，对地下水不会造成污染。2.CW-固结体的透水系数：CW-3ACW-3BCW-3C透水系数k(cm/s)1101101103.标准浆液的性质：比重(20℃)粘度(cps/20℃)PH值A液B液A+B液A液B液A+B液A液B液A+B液CW-3A1.301.051.181.81.84.21.311.57.5CW-3B1.261.041.1512.01.44.21.511.25.2CW-3C1.201.031.124.11.42.411.51.45.24.CW-3A、CW-3B、CW-3C的硬化时间及固结砂强度对比详见下图：5.无收缩注浆液标准配比如下表所示：名称内容密度体积(L)质量(kg)备注A液硅酸钠ρ=1.37220301.4500L稀释剂ρ=1280280C液水泥ρ=1.3200200500LH剂ρ=131.1831.18C剂ρ=1.4510.3415P剂（XPM）ρ=12626稀释剂ρ=1232.48232.48B液H剂ρ=169.869.8500LC剂ρ=1.4538.2855.5Gs剂ρ=178.578.5稀释剂ρ=1313.42313.424.3.6注浆量的计算原则由于浆液的扩散半径与砂层孔隙很难精密确定，为准备注浆材料，本注浆设计根据本标段有关工程地质、水文条件和注浆方案以及所选择的注浆材料，进行注浆量的估算。注浆量的估算公式按下式进行：Q=Anα（1+β）式中：Q总注浆量，m3；A注浆范围体积，m3；n孔隙率，0.66；α浆液填充系数（0.7-0.9）β注浆材料损耗系数设计中,nα（1+β）统称为填充率,填充率按下表选用填充率选用表序号地质条件填充率%1杂填土30-352粉质粘土、砂土20-253粉细砂、砂层40-454中砂、中粗砂50-604.3.注浆压力是注浆施工中的重要参数，它关系到注浆施工的质量以及是否经济。因此，正确确定注浆压力和合理运用注浆压力有着重要的意义。注浆压力与砂层孔隙发育程度、涌水压力、浆液材料的黏度和凝胶时间长短等有关，当前均按经验确定。一般情况下按如下经验式计算：1.按已知的地下水静水压力计算，设计的注浆压力（终压值）为静水压力的2-3倍，最大可达到3-5倍，即：P’＜P＜(3-5)P’式中：P——设计注浆压力（终压值）（Mpa）P’——注浆处静水压力（Mpa）2.根据注浆处地层深度计算P=KH式中：P——设计注浆压力（终压值）（Mpa）H——注浆处深度（m）K——由注浆深度确定的压力系数压力系数K的取值如表示：注浆深度（m）＜810-1212-1616-20＞20K0.023-0.0210.021-0.0200.020-0.0180.018-0.0160.0164.3.8注浆工艺及要求1.工艺要求定孔位：根据设计要求，对准孔位，不同入射角度钻进,要求孔位偏差为±3cm，入射角度偏差不大于1°。钻机就位：钻机按指定位置就位，调整钻杆的垂直度。对准孔位后，钻机不得移位，也不得随意起降。钻进成孔：第一个孔施工时，要慢速运转，掌握地层对钻机的影响情况，以确定在该地层条件下的钻进参数。密切观察溢水出水情况，出现大量溢水出水时，应立即停钻，分析原因后再进行施工。每钻进一段，检查一段，及时纠偏，孔底位置应小于30cm。钻孔和注浆顺序由外向内，同一圈孔间隔施工；回抽钻杆：严格控制提升幅度，每步不大于15-20cm，匀速回抽，注意注浆参数变化。浆液配比：采用经计量准确的计量工具，按照设计配方配料。注浆：注浆孔开孔直径不小于45mm，严格控制注浆压力，同时密切关注注浆量，当压力突然上升或从孔壁、断面砂层溢浆时，应立即停止注浆，查明原因后采取调整注浆参数或移位等措施重新注浆。土、砂层容易造成坍孔时，采用前进式注浆，否则采用后退式注浆；2.工艺流程定孔位注浆定孔位注浆回抽一节回抽一节钻孔钻孔注浆结束注浆结束配浆配浆移至新孔位移至新孔位4.3.9主要机械设备及配置[机械] [器具] [其它]75—A型钻机两台旋转二重管 排水处理装备SYB—60/160型注浆泵二台注浆液混合器测定器具SJY—双层立体式搅拌机一台喷头 凝胶时间测定仪逆止阀消音器施工机械配置详见下图：4.3.10质量保证措施1.质量控制：（1）工程质量严格按照本工程制定，并经甲方和监理工程师认可的施工方案执行，严格按国家有关技术规范、规程、标准控制施工。（2）根据施工程序，严把钻孔深度、配料注浆压力、注浆量关，每一道工序均安排专人负责，并记录好每一道工序的原始数据。2.工程质量保证制度：（1）成立工程项目经理为责任的质量管理小组，完善质量保证体系，严格按照质量体系中规定的责权要求运行。（2）定期召开质量分析会议，组织质量教育，严格执行“三检”制度，加强技术交底工作，强化工序控制，由责任心强经验丰富的工程师担任质量控制人员，实行监督检查，保证工程质量。（3）加强现场施工材料管理，严格执行进料检验制度，保证施工材料满足设计和规范要求，不合格材料不得进场使用，确保工程质量。（4）配备好施工机具和计量工具以满足施工要求，建立健全各种资料、原始记录、作为评价工程质量的重要依据。（5）加强与甲方、监理的配合，认真接受指导和监督。3.工程质量措施：（1）钻孔施工：开钻前，严格按照施工布置图，布好孔位。钻机定位要准确，开钻前的钻头点位与布孔点之距相差不得大于3cm，钻杆度不得大于1°。（2）配料：采用准确的计量工具，严格按照设计配方配料施工。（3）注浆：注浆一定要按程序施工，每段进浆要准确，注浆压力一定要严格控制在0.15～0.3MPa，专人操作。当压力突然上升或从孔壁溢浆，应立即停止注浆，每段注浆量应严格按设计进行，跑浆时，应采取措施确保注浆量满足设计要求。（4）注浆完成后，应采用措施保证注浆不溢浆跑浆。（5）每道工序均要安排专人，负责每道工序的操作记录。二重管无收缩双液注浆质量标准内容标准内容标准孔位偏差±20mm注浆压力±5%孔距偏差±100mm注浆量（暂定）5-8%钻杆垂直度<1%提升幅度±5mm4.1.建立健全各种岗位责任制，严格执行现场交接制度。2.钻机、注浆泵及高压管路必须试运转，确认机械性能和各种阀门管路，压力表、流量计完好后，方准施工。3.每次注浆前，要认真检查安全阀、压力表的灵敏度，并调整到规定注浆压力位置。4.安装高压管路和泵头各部件时，各丝扣的联接必须拧紧，确保连接完好。5.注浆过程中，禁止现场人员在注浆孔附近停留，防止密封胶冲式阀门破裂伤人。6.注浆时不得随意停水停电，必要时必须事先通知，待注浆完成并冲洗后方可停水停电。7.注浆施工期间，必须有专门机电修理工，以便出现机械和电器故障时能及时处理。8.注浆现场操作人员必须佩戴安全帽、口罩和手套等劳保用品，方可进行注浆施工。4.3.12注浆效果检测手段注浆施工结束后，经过注浆体内钻孔，用压水、注水或抽水等办法测定土（砂）层的流量及渗透系数，达不到加固止水的效果需进行补充注浆。检查孔的数目每个循环设2-3个检查孔，检查孔钻取岩芯，观察浆液充填情况，并检查检查孔内涌水量，检查孔涌水量小于0.2L/m.min，布孔的重点是地质条件不好的地段以及注浆质量较差或有疑问的部位。在防渗注浆工程中，这类检测是一种重要的和基本的手段。对加固注浆而言上述水力物理性虽不能直接反映加固效果，但至今仍旧被广泛的当作一种参考指标，因为吸水量大小与地基的密度和强度之间存在着一定的关系。除上述方法外，还常见以现场测得的弹性纵波速度和动弹性模量来确定加固灌浆的效果。第5章顶管施工及主要技术措施5.1顶管施工设计5.1.此次顶管所穿越土层主要为粉土层和砂层，并涉及地下潜水层；地上环境主要是现况巡河路和河堤，地面沉降要求高。综上所述，本工程采用泥水平衡机械顶管的施工方法，以保证顶管施工的安全。泥水平衡机械顶管施工工法的特点如下：泥水平衡顶管施工工法采用机械掘进技术，其特征为：刀盘将切削的土壤送入泥水仓，然后由送水泵将具有一定浓度的泥水送至挖掘面，经过刀盘充分搅拌后由排泥泵经排泥管道将泥水送至地面泥浆池，经沉淀或分离后泥水可重复利用，残渣外运；掘进过程经过刀盘以及顶速平衡正面土压力，调节循环水压力用以平衡地下水压力；采用流体输送切削入泥仓的土体，顶进过程中不间断，施工速度快；无需土质改良或降水处理，施工后地表沉降小。一般泥水平衡顶管的主要设备有：掘进机、主顶设备、测量设备、井内旁通、控制系统等；辅助设备包括：泥水处理设备、注浆设备等。泥水平衡顶管工法示意图泥水平衡顶管施工技术是利用泥水压力来平衡土压力和地下水压力的一种顶管施工方法。其基本原理是由送水泵将具有一定浓度的泥水送至挖掘面，再经井内旁通压力调整阀及调整排泥泵转速来调整进水压力大小，使其平衡地下水压及挖掘面土压力，尽量使掘进机刀盘在平衡压力下工作，从而可防止由于挖掘面的失稳，造成地面沉降和隆起。泥水平衡机械顶管施工工艺流程见下图：顶管工艺流程图5.1.2顶管机的选择根据本次顶管施工的特点与土质情况，污水管线选用NP－1950、再生水管线选用NP－1200泥水平衡顶管机，这种顶管机的特点：1.适应土质广，适用于粘土、砂土、和砂砾土；2.地面沉降小，采用面板式刀盘，开口率约70%，泥舱所反映的土压力与顶管机所处土层的土压力一致，不存在压力差，能达到真正的土压平衡，施工后地面沉降小；3.全断面切削，旋转一周，可全端面强力切土；4.采用国内较先进的仪器、仪表，操作容易、动作灵活、直观可靠。污水D1600顶管机主要技术参数编号项目参数备注1顶管机外径1950mm2顶管机长度4000mm3顶管机重量16T4刀盘切削外径mm5刀盘转矩15T*m7刀盘转速2.8r/min8最大纠偏角度2.5°9纠偏油泵推力80t×4只再生水DN1020顶管机主要技术参数编号项目参数备注1顶管机外径1040mm2顶管机长度3500mm3顶管机重量6.5T4刀盘切削外径1070mm5刀盘转矩9T*m7刀盘转速3.3r/min8最大纠偏角度2.5°9纠偏油泵推力42t×4只5.2顶力计算5.2.1当前机械顶管的顶力估算公式较多，适用条件不一，根据多年在北京地区的施工经验，和本次采用泥水平衡顶管施工工法的特点，本工程顶力计算公式采用《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246:）规范内的顶力计算公式，计算结果与实际施工情况符合较好。计算公式如下：式中：Fp—总顶力，(KN)Do—管道外径（m）Dg—顶管机外径（m）L—顶距（m）fk—管道外壁与土的单位面积平均阻力（KN/m2）土类管材粘性土粉土粉、细砂土中、粗砂土钢筋混凝土管3.0～5.05.0～8.08.0～11.011.0～16.0钢管3.0～4.04.0～7.07.0～10.010.0～13.0管外壁单位面积平均摩擦阻力f（kN/m2）注：当触变泥浆技术成熟可靠，管外壁能形成和保持稳定、连续的泥浆套时，f值可直接取3～5kN/m2。本工程保守验算取最大值5kN/m2。Nf—顶管机的迎面阻力（KN）（）Dg——顶管机外径（m）γs——土的重度（KN/m3）HS——覆土层厚度（m）5.2.2污水D1600各项取值：Do＝1.92mDg=1.95mL=141m（取本标段最长顶进距离）f=5.0KN/m2γs=20KN/m2（土的重度）（本标段污水顶管穿越土层主要为粉砂②2层和粘质粉土、砂质粉土③层，根据地勘报告，土的天然密度为2.02kg/cm2,土的重度为2.02*10KN/cm2=20.2，因此本工程顶力计算中土的重度取20KN/m2）HS=6m覆土层厚度（m）（顶力估算取本标段最大覆土深度6米）则：需4608kN（相当于470吨）的顶力推动，施工程中，需配备3支200吨的顶进油缸，可提供5880kN的顶力，能够满足管道顶进施工要求。实际最大能够配备4支200吨的顶进油缸，保证提供7840kN的推力，冗余较大，施工能够安全顺利进行。5.2.3再生水DN1000各项取值：Do＝1mDg=1.04mL=120m（取本标段最长顶进距离）f=5.0KN/m2γs=20KN/m2（土的重度）（本标段污水顶管穿越土层主要为粉砂②2层和粘质粉土、砂质粉土③层，根据地勘报告，土的天然密度为2.02kg/cm2,土的重度为2.02*10KN/cm2=20.2，因此本工程顶力计算中土的重度取20KN/m2）HS=4.25m覆土层厚度（m）（顶力估算取本标段最大覆土深度4.25米）则：需1957kN（相当于199吨）的顶力推动，实际施工过程中，配备2支200吨的顶进油缸，保证提供3920kN的推力，冗余较大，施工能够安全顺利进行。5.3顶管设施的安装5.3本工程顶管方式为“一顶两接”，即设1座顶管始发竖井，双向顶进，两端各设1座接收竖井。顶进施工完一个方向后，顶管机在竖井内调头再向另一方向顶进；因此，本工程初始顶进的后背墙设计为整体式后背墙，调头后顶进后背墙设计为装配式后背墙。1.初始顶进后背墙设计（整体式）基坑验收合格后，安装顶管设备前，首先安装后背。后背墙结构设计如下：（1）整体式后背结构为：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，宽度为5米，高度为4米，厚度0.6米。后背墙主筋采用Ф22@200钢筋网格（双层），支筋采用Ф12@500，梅花形布置，混凝土强度C30。（3）在混凝土后背前垂直地面放置后背铁，后背铁采用2cm厚钢板，尺寸与混凝土后背墙相当，后背铁与锚喷墙面之间的空隙以C10素混凝土浇灌填充。整体式后背做法断面图（4）后背墙的核算顶管后背墙的核算公式选至《顶管施工技术及验收规范》（试行），假定主顶油缸施加的顶进力是经过后背墙均匀地作用在工作坑的土体上，为确保后背墙在顶进过程中的安全，后背墙的反力或土抗力P应为总顶力的1.2～1.6倍，计算公式如下：P=αB(γH²Kp/2+2cH+γhHKp)式中：P—土的抗力；（KN）α—系数为1.5-2.0，本工程取α=2.0；B—后背墙的宽度，5.0m；γ—土壤的重度，20kN/m³；H—后背墙的高度，4.0m；Kp—被动土压系数，3.0；C—土壤的内聚力，取30kpa；h—地面到后背墙顶部土体的高度，2m；经上述公式计算土的抗力P=13750KN，是最大总顶力7840KN的1.7倍，可满足施工要求。2.装配式后背墙设计竖井内一端管道顶进完成，而且管道端头已处理完成，安装后背。后背墙结构设计如下：（1）装配式后背结构为：锚喷墙+方木+工字钢后背+后背铁。（2）混凝土后背为双层工字钢，砸入竖井底板下1米，宽度为6米，总高度为4米，厚度0.6米。在工字钢后背安装前，须将已顶进完成的管道管口进行封堵，封堵采用砌240mm砖墙的方法。封堵完成后，紧贴锚喷墙体处密排150*150mm的方木。（3）工字钢后背双层纵横布设，布设间距500mm，工字钢间焊接牢固。（4）在工字钢后背前垂直地面放置后背铁，后背铁采用2cm厚钢板，尺寸与工字钢后背相当，后背铁与后背之间的采用焊接方式连接牢靠。（5）后背安装完成后，对有空隙的部位进行填筑级配砂石。装配式后背做法断面图2.后背墙的核算顶管后背墙的核算公式选至《顶管施工技术及验收规范》（试行），假定主顶油缸施加的顶进力是经过后背墙均匀地作用在工作坑的土体上，为确保后背墙在顶进过程中的安全，后背墙的反力或土抗力P应为总顶力的1.2～1.6倍，计算公式如下：P=αB(γH²Kp/2+2cH+γhHKp)式中：P—土的抗力；（KN）α—系数为1.5-2.0，本工程取α=2.0；B—后背墙的宽度，6.0m；γ—土壤的重度，20kN/m³；H—后背墙的高度，4.0m；Kp—被动土压系数，3.0；C—土壤的内聚力，取30kpa；h—地面到后背墙顶部土体的高度，3m；经上述公式计算土的抗力P=19380KN，是最大总顶力7840KN的2.4倍，可满足施工要求。3.后背墙安装要求（1）后背墙表面要平顺，而且垂直于顶进管道的轴线，避免产生偏心受压。（2）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：H为后背的高度，L为后背的宽度。5.3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。导轨内径按管材直径的1/2考虑，污水D1600顶管导轨内距为800mm，再生水DN1000顶管导轨内距为500mm。在工作坑底部设置150×150毫米的方木，方木长度为2米，方木间距为400毫米，测量每根方木的高程，使其与顶进坡度相一致。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：0～3mm。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。使用30#工字钢稳固导轨，工字钢一端须牢牢抵在工作坑侧墙上，另一端与导轨焊接，每根导轨不小少三根工字钢。安装后导轨要牢固，不得在顶进施工中产生位移，需设专人每天进行检查。泥水平衡顶进示意图5.3.3为防止顶管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。5.3.4顶管机就位使用100吨吊车吊装，将掘进进机轻轻放入顶进坑内的导轨上，前端距井壁约400毫米。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。5.3.5洞口加固处理机头进出洞口工作是一项很重要的环节，要加倍认真对待，确保其安全性、可靠性。因此，机械顶管施工前必须对洞口处的土体进行加固，确保施工安全，防止洞口处土体塌陷。本工程洞口土体加固采用全断面注浆的方法。设置DN32、长度4.0米的注浆导管，导管之间间隔0.5米，加固范围宽度3米、高度3米。洞口注浆导管布置详见下图：洞口注浆导管布置示意图向小导管内注入水泥+水玻璃浆液，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。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。洞口处，人工向前挖土300～500毫米，将混凝土、钢筋及其它杂物清除干净。5.3.6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。开动顶管机刀盘，刀盘边旋转边推进。掘进机开始入洞时，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5毫米/分钟以下，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。机头完全入洞后，泥舱压力控制在30～50KPa，下第一节管做反封闭。5.4管道顶进施工5.4.1泥舱压力的设定按地质变化及顶管机埋深变化对泥舱压力进行调整，管顶覆土大时，需增加泥舱压力，管顶覆土变小时需减小泥舱压力，遇有砂砾石层、下穿道路、离构筑物较近时，泥舱压力设定适当加大到10%左右，以提高安全系数。本工程泥舱压力控制在0.06～0.15MPa之间，在路面之下泥舱压力不小于0.08MPa，掘进机在距地下管线前、后约5米内，压力调低，但不得小于0.05MPa。5.4.2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，减阻泥浆采用膨润土配制而成。膨润土一般要求胶质价在80以上。1.检验：膨润土进场后，先测定其胶质价，根据胶质价确定配合比。2.拌合：将定量的水放入搅拌罐内，放入定量的碱粉，碱完全融化后。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1.2g/cm3为宜。3.注浆：在机头尾部设置有触变泥浆注浆孔，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，经过注浆孔持续补浆。注浆使用挤压式注浆泵，注浆口压力控制在0.06～0.10MPa。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。根据管道顶进情况，若地下水流动较快，土体空隙较大时，普通膨润土流失很快，严重时流失速度大于注入速度时，达不到正常的顶进需求。这时可考虑使用日本产的有机高分子滑材，其损失少、润滑效果好。5.4.3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。5.4.4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8个千斤顶，分为上、下、左、右四组，靠这四组千斤顶，能够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20毫米，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。5.4.5顶进速度顶进速度控制在30毫米～50毫米/分钟，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。平均每天控制在顶进15米距离内为宜，太快会加快刀头的磨损。5.4.6出土外运泥水平衡顶管施工，会产生大量的泥浆，这些泥浆不能随意排放，使用泥浆沉降池，经过泥浆泵将泥浆输送到沉降池中，沉淀后形成泥、水分层，水可再次循环利用，使用机械将沉淀的泥、砂、石捞出外弃。5.4.7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，与前节管尾对齐后进行连接。5.4.8下管时开关机程序停顶程序：关闭主顶油泵，使掘进机停止顶进；刀盘转动3～5分钟后，先关闭输泥泵，再关闭输水泵；切断掘进机电源。开顶程序：打开掘进机电源；开动刀盘电机，刀盘转动3～5后；先打开输水泵，再打开输泥泵；接着，开动主顶油泵，进行正常顶进作业。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100～200毫米，使前几节管的回弹，不影响后面管节的安放。5.4.9机头出洞为防止顶管出洞时土体涌入工作坑，在出洞门顶部须预设管棚。使用Ф32mm、长度2.5米的钢管做为注浆管，钢管壁开孔，孔径10毫米，孔间距200毫米，注浆管排布总宽度3.0米，管间距0.1米。向注浆管内注入水泥浆，注浆压力维持到0.1Mpa，注浆总长度不得小于3.0米。机头推进到距接收坑约2米处，拆除接收坑洞口处的墙壁，从接收洞口中心部位打进一根钢钎寻找机头，洞口处的土体开裂并向外凸出，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。5.4.10机头出坑拆除顶管机的电源线、注浆管、油管，并拆除顶管机与第一节混凝土管的连接板。使用100吨的吊车，将掘进机吊运出坑。5.4.11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。5.4管道泥浆置换与填充补浆，在顶管段完成顶进施工及管接口工序结束后进行，为防止顶管段出现沉降，在管内经过注浆向管外注入水泥浆填充顶管超挖空隙，同时将触变泥浆置换出来，最大限度地消除因顶管施工造成的现况地面沉降。经过泥浆置换与填充补浆，有效补偿管外壁空隙部分，达到原土体结构密度要求。在该项工作完成后，必须进行雷达探测，充分掌握顶管后管道四周土体密度情况。注浆材料为低标号水泥，水泥浆配