水质净化二厂及配套管网工程培训资料doc 48页.docx

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水质净化二厂及配套管网工程培训资料doc48页

上海市金山区新江水质净化二厂及配套管网工程

（排海泵站与尾水输送管）

顶

管

施

工

方

案

编制人：

项目负责人：

技术负责人：

上海市水利工程集团

2017年7月10

第1章工程概况

工程地点及范围

本工程尾水输送管道属于尾水排海工程，工程范围为新江二厂至排海泵站，本工程包括顶管工作井及接收坑围护设计。

顶管工作井及接收坑围护采用Φ800钻孔桩+Φ800旋喷桩或Φ850型钢水泥土搅拌墙的围护结构形式。

建设地点：

上海市金山区亭卫公路北起漕廊公路南至金山大道。

建设单位：

上海金山排海工程

设计单位：

上海市城市建设设计研究总院

勘察单位：

机械工业勘察设计研究院

监理单位：

上海浦东新区建设监理

施工单位：

上海市水利工程集团

本工程沿亭卫公路向南敷设DN1600污水总管约公里，建设污水泵站。

本标段漕廊公路（1/WP）至山通路（1/WP）结束，全长公里。

有工作井7座，接收井7座。

工程地质及水文地质

工程地质

根据机械工业勘察设计研究院提供的上海市金山区新江水质净化二厂及配套管网工程（排海泵站与尾水输送管）岩土工程勘察报告成果显示，顶管管道主要将在第层淤泥质粉质粘土及层淤泥质粘土层面中穿行。

，其中（12/WP）接收井为②3砂质粉土。

地下水位

该段地下水主要为浅部的潜水，主要补给来源为大气降水及地表径流，水位埋深～，水位标高+～+；上海地区长期水位观测，潜水位埋深在～内变动，年平均水位埋深一般为～。

第2章工程难点分析

难点：

1、本标段顶管为长距离（曲线）顶管，（3/WP）工作井～（2/WP）接收井为220m长距离顶管,（7/WP）工作井～（6/WP）接收井为365m长距离顶管,（9/WP）工作井～（8/WP）接收井为410m长距离顶管,（9/WP）工作井～（10/WP）接收井为520m长距离顶管,（11/WP）工作井～（12/WP）接收井为600m长距离曲线顶管,（13/WP）工作井～（14/WP）接收井为675m长距离顶管

2、本标段顶管穿越道路河道比较多，（1/WP）工作井～（2/WP）接收井为165m顶管，穿越漕廊公路（亭卫公路）交叉口；（7/WP）工作井～（6/WP）接收井为365m顶管，穿越G15沈海高速公路，（13/WP）工作井～（14/WP）接收井为675m顶管，依次穿越纬四河、山富西路、生产河、山通路，顶管穿越第层淤泥质粉质粘土及层淤泥质粘土层面中穿行，遇水程流塑状，容易超挖，公路地面将可能有1CM左右沉降。

3，本标段工程穿越地下管线比较多，管线有市政、通信及化工管道，包括移动管线、电信管线、联通管线、信息管线、东方有线、电力管线、自来水管线、液化气管线、天然气管线、中石化输油管及物料管、宁波输油管道，氯碱管道等。

石化输油管及物料管、宁波输油管分布于漕廊公路至G15沈海高速段，天然气及氯碱管线主要分布于亭卫公路东侧（漕廊公路至金山大道段），其余管线沿已建道路均有分布。

第3章顶管施工方案

泥水平衡顶管施工工艺

图1：

泥水平衡顶管施工工艺图

泥水平衡顶管机的基本原理是借助于顶管机泥水仓泥水压力维持正面水土压力。

顶进施工中通过PLC系统控制泥水压力，以保持开挖面相对稳定和出泥平衡，从而使顶管顶进中能有效控制地表沉降。

⑴适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高以及变化范围较大的条件下也可适用；

⑵可有效的保持挖掘面的稳定，对所顶管周围的土体扰动比较小，因此施工引起的地面沉降很小；

⑶与其他类型顶管相比，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其是在粘土层表现得更为突出，适宜较长距离顶管；

⑷工作坑内的作业环境比较好，作业也比较安全。

由于它采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、搬运土方等容易发生危险的作业；可在大气常压下作业，也不存在采用气压顶管带来的各种问题及危及作业人员健康等问题。

⑸泥水输送弃土的作业连续不断地进行，其施工进度快，能有效的保证工期。

针对本标段顶管的土层性质，我方采用大刀盘泥水机械平衡式顶管机，该顶管机能平衡切削面水、土压力，有效控制地面沉降，操作安全可靠，施工进度快的机型之一。

本工程采用的管材为JPCCP预应力钢筒混凝土管，管壁厚度为200mm，管外径2000mm，常用DN1600顶管机外径为1950mm，比管材外径小无法满足施工要求，所以我公司根据管材要求订购了两套外径为2020mm的DN1600顶管机。

顶管机相关参数：

DN1600机头刀盘外径DN2020（机壳外径）比JPCCP预应力钢筒混凝土管外径略大（DN2000），机头总长，重量约15吨，刀盘开口率3%。

动力配备：

15KW×2

刀盘转速取转/分钟

计算转矩=·m

转矩系数：

α=T/D³=

刀盘用变频调速，当遇到硬土（加固土体）可以调慢转速，以增加输出转矩，具备清理小型障碍物的能力。

2、主顶主要参数

油缸最大推力为2000KN×4

油泵型号：

63SCY-14-1BQ=63L/min

电机型号：

Y200L-4N=30KW

主顶油缸采用变频调速，顶进时顶进速度不易过快，以2~3cm/min为宜。

施工方法及质量控制措施

1、顶管轴线放样：

我单位采用测距精度可达±2mm，精度等级达I级，测角精度等级达2秒级的日本索佳SET210全站仪，进行顶管基准线的测量放样及复核。

根据设计和业主提供的座标基桩用全站仪进行复核测量，并将复测结果报业主和监理工程师，以便确定这些基桩的可靠性；按照满足精度要求的基桩，对布设的其它点位进行，测量，测量主要分为距离测量和角度测量，测量精度严格按国家三等控制网的精度要求执行。

角度测量时，我们将采用全测回法，全测回法是一种消除测量仪器自身结构误差的观测方法，望远镜用正镜和倒镜观测同一目标，求得其正镜和倒镜的平均角度，称之为一个测回。

可消除的误差有：

视准轴误差，横轴误差，不同心误差，度盘的偏心误差和水平度盘的刻划误差。

可在控制网建立时采用该种方法，提高测量精度。

顶管轴线每顶进200m复核一次，机头进洞前100m和50m复核顶管基准线，确保测量数据的准确性。

2、管道内测量

直线顶管采用激光经纬仪测量，曲线顶管采用全站仪转站测量，每节管测量1次，观测采用左右角各一个测回进行观测，左右角平均值之和与360°的校差小于6″；测距往返测各一测回，一测回三次读数的校差小于4mm，测回间平均值校差小于3mm，往返平均值校差小于5mm，数据发生突变时增加测量次数；

顶管高程控制根据顶管推进的实际情况，正常施工中，利用全站仪或经纬仪竖直角测量机头高程；每推进100米，利用水准仪将井下水准测量执行一次复测，以复核全站仪或经纬仪的测量数据。

水准测量应采用往返测，往返固定点之间高差≤±12√L。

（详细测量方法在顶管测量方案中在细化）

3、测量频率

直线段测量频率：

顶管用普通管道长度为节，直线段用激光经纬仪测量，顶进进入曲线段后，采用全站仪转站测量，由于进入曲线段，需增加观测频率来确保顺利进入曲线，测量频率每节管道测量一次。

本标段顶管管道所在地理位置不佳，井位距河道（5/WP靠近张家浜河、13/WP靠近纬四河）较近，顶管难度高，洞口密封必须可靠，否则地下水和泥砂就会流到井内，造成洞口上方地表塌陷，殃及周围建筑物和地下管线的安全。

洞口密封不好还会造成触变泥浆流失，影响泥浆套的形成，进而影响顶管的质量和速度。

1、出洞口加固措施

a、对工作井出洞口进行Φ800搭接400旋喷桩加固，搅拌桩采用级普通硅酸盐水泥，加固后土体28天无侧限抗压强度qu≥。

b、为防止机头出洞时产生叩头现象，采用将导轨延伸至地连墙或钻孔桩处，用水泥砂浆将延伸导轨处按机头弧形砌筑，作为机头出洞支撑，防止磕头现象。

c、安装洞口止水圈：

本工程采用两道橡胶圈密封的结构。

在工作时，内嵌式橡胶圈首先将外侧泥水阻挡住，如还渗漏进来，则第二道止水圈将渗漏将来的泥浆完全阻挡住。

d、为保证顶管泥浆套形成，在洞口预埋4根注浆管，注入触変泥浆可帮助泥浆套形成，减少管外壁带土效应。

e、为了防止机头后退现象的发生，应该采取措施将顶管机与导轨进行临时固定。

固定材料采用10×10的角铁，与导轨和管子有效连接。

f、开凿洞口时应注意，先将钻孔桩表层混凝土剥除后，将钻孔桩主筋、绕筋和箍筋割除，再凿除混凝土，待凿除至钻孔桩最后一排钢筋时在机头具备开顶条件后割除，搅拌桩止水帷幕不得凿除，以免造成洞口塌方。

g、在顶管机安装到位调试后，搭设脚手架平台，在确保顶管机运行正常的情况下开始凿除洞门。

凿除洞门采用风镐凿钻孔桩的钢筋砼。

洞门凿除要连续施工，尽量缩短作业时间，以减少正面土体流失量，要及时清理干净落在洞圈底部的混凝土碎块。

整个作业过程中，由专职安全员进行全过程监督，杜绝安全事故隐患，确保人身安全，同时在洞圈底部的密封装置内堆放粉煤灰或枕木，确保密封装置的完好。

凿除完毕，要对洞门外排钢筋进行探排，防止与刀盘发生相卡引起顶管机扭转。

2、进洞口加固措施

a、对接收井进洞口进行旋喷桩加固，旋喷桩采用级普通硅酸盐水泥，加固后土体28天无侧限抗压强度qu≥。

b、当机头距接收井还有100m或50m左右时，增加测量频率，并全线复核顶管轴线，从而确保安全进洞。

c、机头到达接收井前，靠近洞门时，先开出直径20cm洞口，释放部分由于顶管顶进而造成应力，同时可对外部土体情况、机头位置进行初步勘查。

d、经过精确的测量，计算机头的实际顶进长度，在靠近接收井洞口加固土体时，应适当降低顶进速度，以便于机头更好的磨被加固土体，而不破坏周围土体的强度。

e、及时将与机头连接的管子分离，机头及时吊出井外，并抓紧处理井内泥浆和进行洞口封门止水。

f、接收井洞口凿出后立即将井内垃圾清理干净，并及时安装接收机架，防止机头进洞口后机头底部无支撑而下沉，将连接机头尾部管节拉开张缝影响下到工序施工。

g、抓紧做好机头进洞后间隙封堵工作，间隙采用水泥砂浆和砖块砌筑，水泥采用堵漏专用快干水泥，使间隙处墙体在短时间内具有一定的强度，防止洞口处土体流失。

根据计算设计的DN1600预应力钢筒混凝土管道，无论是管材产品在生产过程中或在堆放场地上的驳运，或在运输过程中，超高的运输物件，对于在生产过程中和堆放场地上的驳运、起吊我们将设计采用专用吊运工具，以确保管材在起吊、驳运过程中安全、可靠，在运往工地的运输过程中，我们除用专用吊运工具外，对管体的承插口处采用填充泡沫片包裹打包，以确保管材在运输过程中不受碰撞冲击。

1、在管材吊运、驳运堆放过程中必须轻装轻卸，防止造成管材外观缺损或承插口损坏等现象。

2、在施工现场设置一块管材堆放区域，专供放置钢筋砼管及配件，且必须放在木头垫块上，且砼管的任何一个最低点要高出地面至少150毫米，并且此管只能单层堆放；砼管和配件在运输时需用木垫块垫起，并将其固定，不得左右摇晃。

3、砼管和配件在搬运、装卸时禁止滚动搬运，应采用吊钩吊带的形式，不得用钢丝绳起吊，防止起吊损坏砼管的承口直径。

4、管材的标识必须符合要求：

a、字迹、型号、日期、规格清晰。

b、标识部位符合规定的要求。

5、管材的现场验收

管材进场时应有质保书，并对管材外观质量如：

管内外壁无蜂窝麻面、管身无裂缝、钢承口直径，橡胶圈高度、衬垫板厚度等进行检查，严格按照相关规范及业主要求对管材进行现场验收，如有不符合要求的不得投入使用。

注浆孔布置及触变泥浆

1、注浆孔布置

顶管时所遇到的摩擦力主要分为机头摩擦力和管壁摩擦力，为了减少摩擦力确保顺利顶进，因此采取润滑浆减摩措施，根据实际情况，润滑浆减摩又分为顶进时的机尾同步压浆和管道补浆，从机头后第一节管至管道最后一节管布置注浆阀管。

每6m设置1环压浆管，即每2根管道设置1环压浆阀管（管道长度为节）；每环压浆孔90°均布4个压浆球阀。

2、触变泥浆

注浆为机头同步注浆和管道补浆二部分。

触变泥浆由地面液压注浆泵通过2寸总管管路压