发电厂供水管线顶管施工专项方案Word文档格式.docx
《发电厂供水管线顶管施工专项方案Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发电厂供水管线顶管施工专项方案Word文档格式.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
该掘进机还有另一种平衡功能，即由控制排泥管的泥水流量来间接控制开挖面的地下水压力。
它把泥水压力控制在比掘进机所处土层的地下水压力高出20Kpa。
从而避免了开挖面的地下水干扰影响。
由于该掘进机有机械平衡土压力和泥水压力平衡地下水压的双重平衡功能，因此，它施工过后的地面沉降较小。
（4）、中继环的选型
由于各道路顶管顶进距离为80m内，按规范不需要使用中继环。
（5）、顶管出洞技术措施
由于本工程管道顶部为粉砂土,做好顶管出洞口措施是施工成败的关键，在出洞口先进行分层双液注浆地基加固是非常必要的，加固范围为L＊B＊H＝8m*5m*13m
a、注浆流程:
b．双液注浆的基本原理
双液注浆为渗透性注浆。
浆液注入土体的过程，一般总是先渗透，当通道被阻并且压力足够大时，即在土体中产生劈裂现象，浆液顺裂缝进一步扩散。
当浆液极稠（坍落度2~3cm的砂浆）而压力又很大时（8~10Mpa），就产生浆液对周围土体明显的压密现象。
渗透性注浆，浆液在压力的作用下，克服地下水压、土粒孔隙间的沿程阻力和本身的流动阻力，渗入土体天然孔隙和土粒骨架产生固化反应，在土层结构基本上不受扰动和破坏和情况下达到加固的目的，从原理上讲，只要注浆管出口点的浆液压力大于该点的地下孔隙水压力，就能把浆液压入土体。
压力越大，吸浆量和扩散距离也越大。
注浆压力一般为0.3~0.5Mpa，最大压力不超过1Mpa。
浆液的颗粒尺寸必须小于土的孔隙尺寸。
浆液的扩散范围除取决于注浆压力外，还受浆液流动性的影响。
渗透注浆，常用于在渗透系数大于10-4cm/s的饱和含水砂性土层中做防水帷幕和加固土层。
采有渗透注浆可以堵塞砂性土的渗流通道，并使一定范围的饱和含水的砂性土体固结成有较大强度的不透水的加固土体。
采用超细水泥或聚胺脂、丙凝等化学浆液，可使渗透注浆在较大范围的使用中收到良好效果。
本工程的双液注浆方法是采用双泵系统，主剂和促凝剂分开，然后到总管中汇合注入土中。
c．注浆方案
双液注浆可有效控制浆液流动的范围，使浆液达到速凝的效果，大大增加止水效果。
１）注浆参数
钻孔距：
50cm；
钻孔深度：
14m；
扩散半径：
2m；
浆液填充率：
40%（包括损失系数）；
注浆压力：
0.5Mpa~1.5Mpa；
水灰比：
0,7~0.8；
水泥浆；
水玻璃＝1:
1，双液浆配比:
水玻璃/水泥＝15%,水泥含量:
375KG/M3土体。
２）注浆设备
钻机；
ＰＡ150液压钻机 １～２台；
注浆泵：
ＳＹＢ50/50-1液压注浆泵４台；
拌浆桶：
ss-200为２台。
３）注浆材料
水泥：
要求普通硅酸盐水泥，新出厂；
水玻璃；
浓度；
４０度模数３左右。
d、洞口止水装置（见下图）
在接收井制作过程中，在洞内侧预埋钢法兰和钢内套，再在洞口砌砖墙封口，顶进开门时，用风镐破除砖墙。
坡洞时应不留隐患。
在预留洞底部，还应设置延长导轨，以免机头出洞时嗑头。
根据设计预留的法兰，我们在法兰上安装洞口止水装置。
该装置必须与导轨上的管道保持同心，误差应小于2cm。
洞口止水装置密封为橡胶止水法兰。
在橡胶止水法兰之前应预埋注浆孔，以便压注膨润土泥浆。
e、顶管出洞口措施
1）在预留孔的内侧先预埋钢法兰，顶管前在钢法兰上焊接安装洞口止水装置，可采用帘布橡胶法兰板和扇形钢压板，应确保该装置与基坑导轨上的管道同心。
2）基坑导轨、主顶油缸架、承压壁、出洞口应严格控制好设计轴线，安装精度高，并确保牢固稳定。
3）机头出洞口推进时，要将机头和前几节管子的上端用拉杆连接好，并调整好主顶油缸编组，以防机头出洞入土后叩头。
（6）、顶管的顶力控制技术
顶力控制的关键是做好触变泥浆的注浆工艺，其次是合理地布置中继环。
a、确定控制顶力
1）顶管后座土体稳定验算
由于顶管后座经过土体加固，经试算完全能满足施工要求。
2）顶进设备允许最大顶力
2台1500KN双冲程油缸，总推力为3000KN。
3）控制顶力的确定
本工程根据钢砼管允许顶力确定，本工程控制顶力取F控＝2500KN
b、顶力计算
1）机头迎面阻力F1＝rHtg2（45°
+18°
/2）*A
＝1.8*7.6tg254（π*0.62）
＝12.89t
2）机头外壁阻力F2＝πd*L0*f0
＝π*0.8*4.5*1.5
＝16.7t
3）管外壁摩阻力F3＝πDLf
＝π0.8*270*0.5
＝339t
4）总阻力F＝F1+F2+F3＝369t
c．顶力控制的关键技术
1）触变泥浆的材料与配方
泥浆润滑减摩剂又称触变泥浆，是由膨润土、CMC（粉末化学浆糊）、纯碱和水按一定比例配方组成。
不同的土质，应采用不同的配方，才能满足不同的需要。
膨润土是触变泥浆的主要材料，作为顶管施工用的膨润土应选钠基膨润土，由其拌制成的浆液，触变以后的流动性和静止下来的胶凝性、固化性都比钙基膨润土拌制的浆液要好，对土层的支承和润滑效果好。
但是，我国的膨润土多为钙基膨润土，所以一般用钙基土进行钠化处理。
本工程同步注浆和补浆为一个独立的管路系统。
配方
膨润土
纯碱
掺加剂
漏斗粘度（秒）
视粘度
CP
失水量ml
终切力（达因/mm3）
比重
稳定性
A浆
12％
6‰
CMC
适量
塞流
30.5
9
130
1.073
2）触变泥浆的制浆工艺
理论和实际施工表明，除了材料的选择和配方以外，触变泥浆的制浆工艺对注浆减摩效果影响很大。
搅拌要充分，搅拌后静置时间一般要12小时以上，对同一配方的材料，搅拌不充分，静置时间短，其最终流限可以降低一倍以上。
为此，我们设计了高速拌浆器，经高速拌浆30分钟以上抽入储浆箱静置，储浆箱的容积为5m3,充分满足供浆要求。
在储浆箱内另设三台搅拌器，静置6小时后，再次搅拌，待12小时以后抽入另一台高速搅拌器，经再次高速搅拌压入总管。
3）触变泥浆系统的管路布置
系统管路为一路总管，总管为2〞白铁管，从地面将浆液通过一台液压注浆泵注入总管送到机头，以满足机尾同步注浆，支管为G1〞采用耐高压橡胶顶管和接头。
在总管上，每隔100m设一只压力表，支管仅在机尾同步注浆断面设二只压力表。
4）触变泥浆系统的压注方法
制定合理的操作规程，使顶进时形成的建筑空隙及时用润滑泥浆所填补，形成泥浆套，达到减少摩阻力和地面沉降，要达到这一目的，就必须严格执行顶管注浆操作规程，由专人操作，质量员检查严格把好质量关。
压浆时必须坚持“先压后顶，随顶随压，及时补浆”的原则，补浆应按顺序依次进行，每班不少于2次循环，定量压注。
同步跟踪注浆
地面泥浆站配制好的触变泥浆，经液压注浆泵增压后，进入输浆总管，通过环形分管注入顶管机及管节的压浆孔形成泥浆套。
当管节顶进时，利用掘进机尾部环向均匀布置的四只压浆孔，与顶进同步进行跟踪注浆，以确保当掘进机向前时在其后形成的环形空隙立即被泥浆所充填，从而形成完整的泥浆环套。
补压浆
管节在顶进过程中，由于有部分浆液流失到土层中去，因此必须利用钢管上的压浆孔进行补压浆。
一般在一节管节顶进结束后，就应进行补压浆。
而且还要视每段顶进的阻力情况，随机采取分段补压浆。
压浆量与注浆压力
压浆量原则上控制在同步跟踪压浆量为管节外理论空隙体积的5倍左右，补压浆量一般为管节外理论空隙体积的3倍左右。
注浆压力值不宜过高也不应过小，据采用浆液的粘度和管路输送长度，我们通过试顶后，压浆站的压力控制在0.28～0.3MPa较为合适。
5）压浆工艺质量的判别和修正
a）在管内注浆总管上每隔20m设一只隔膜式压力表，在机尾1号和2号注浆断面的支管上也各设一只压力表。
顶管过程中，作业人员每班应记录各表头压力值。
判断方法；
如果支管路上，四个压浆点的压力值明显不同，说明没有形成环状浆套。
这样就必须在压力较小的压浆孔处压浆，或者把压力超高的压浆孔处的浆液放掉一些，以使各孔压力均衡，形成整环浆套。
在无压力表的支管路上，可用手触摸支管，如感觉有静止情况，说明该支管堵塞，应予排除。
在总管路上，若压力表超过预定值，说明压浆量太大，反之说明压浆量不够，应给以及时调整。
b）在顶进过程中，可以从主顶系统和各中继环系统的液压力值推算出顶进阻力。
绘出顶力曲线变化图。
如果该曲线显示顶力突然升高，就说明压浆工艺出现问题，应立即查明原因，及时调整。
（7）、顶管方向控制技术
1）测量仪器配备与检验
顶管施工需进行三维动态测量，其精度要求特别高，必须采用精度高，性能优良的测量仪器。
为此，特配备了LeicaTC2002型全站仪（测角+1”，量距1+1ppm），LeicaT2经纬仪，Leica铅垂仪（精度1/40000），NA2水准仪等一系列精密高档仪器。
顶管施工测量所使用的仪器、附件须及时送质检单位检验，做全面鉴定，并在使用过程中经常进行检查。
2）控制测量
a.平面控制
为确保两井间顶管贯通，横向、竖向误差小于100mm，在两端头井附近埋设地面导线点，利用空导点和地面导线点，以导线测量形式，将平面控制成果引测到施工现场。
利用空导点和地面导线点建立平面控制网。
导线测量采用TC2002全站仪，方向观测6测回，测角精度+1”,测距6测回，双向观测，测距相对误差<
1/80000，对观测结果进行平差。
井上座标点向井下传递采用联系三角形方式，点位由Leica铅垂仪垂直投设。
井下控制顶进方向的基准点用钢架埋设成固定点，采用全站仪跟踪观测机头平面偏差方向。
b.高程控制
利用施工区域附近的已知高级水准点，布设二等水准路线，将高程引测到工作井附近，并设立施工高程控制点。
水准测量采用NA2型带平行玻璃板测微器水准仪配合铟钢尺进行，往返观测。
地面高程传递到井下时，可用钢尺垂直悬挂，下系线锤至标准拉力，然后地面、井下两台水准仪同时观测。
钢尺应进行尺长、温度两项改正。
井下布设2～3个地下起始高程控制点。
顶管机头高程控制水准仪和连通管两种方式，连通管测量为从掘进机到管尾挂一根10mm透明塑料管，管内充满水，根据连通原理，读出二端液面差，再计算出掘进机头水平偏差。
每顶进20cm测量一次偏差值，做到及时掌握机头姿态和发展趋势，以便及时纠偏
b.地面沉降观测
地面沉降点在路面用道钉埋设，特殊要求的构筑物用红三角标记。
地面沉降观测在顶管施工过程中每天进行，沉降量控制在+10mm、-30mm之间。
c.顶管姿态测量
为保证顶管机严格按设计轴线推进，必须及时观测顶管动态数据，从而调整顶管各施工参数，指导顶管正确、安全推进。
在顶管机头部纵向设一对水平横尺，利用布设的三维坐标控制点，测量各尺读数，经精确计算得顶管转角、顶管中心方向偏差值、顶管坡度、顶管中心高程等数据，从而相应调整顶管机的各个施工参数。
顶管推进轴线应控制在允许偏差范围内，如有微小偏差，可按比例分段纠偏。
（8）、顶管地面沉降控制技术
我们将严格控制地面沉降值，根据我们的经验，地表沉降值将控制在1cm以内。
1）、地面沉降预测计算
Attewell和Peck一样，假定沉降槽的曲线线形为正态分布曲线.
见以下公式：
i/R=K（z/2R）n
V=
*i*Smax
式中：
i---沉陷槽曲线反弯点至中心距离；
R---顶管开挖半径；
Z---从地表到顶管中心的深度；
V---沉陷槽的容积；
Smax---地表面最大沉降量
K,n---常数（参照藤田系数表）
A---顶管开挖面积。
由藤田系数表，得到粉砂土，机械式土压泥水平衡掘进机的地层土损失量V/A=2.5%，常数K=1，n=1，又根据施工条件，
求得i/R=K（z/2R）n
i=R*K（z/2R）n=0.6*（7.6/1.2）=3.8m
由V/A=2.5%，得到V=A*2.5%=（3.14/4）*1.22*0.025=0.028m3
Smax=V/（
I）=0.028/（
*3.8）=0.005m=5mm
2）、影响地面沉降的主要因素
根据本工程的现场条件和特点，影响地面沉降的主要因素有以下几条：
a机头的类型，也就是开挖面的稳定措施。
本工程采用机械式土压泥水平衡顶管掘进机，具有二个平衡机理。
能有效控制地表沉降。
b机壳外径与管外径之间的建筑空隙的大小。
本工程建筑空隙为2cm，既有利于泥浆套的形成，又不使空隙增大造成沉降。
c顶进纠偏的偏心度。
本工程顶管纠偏控制角度为0.5°
实际施工尽可能使纠偏角度小。
d泥浆套的形成质量。
e管道的密封状况。
3）、减小地面沉降的针对性措施
减小顶管过程中的地面沉降措施
a.地面监测，优化掘进机参数
在初始推进阶段，要精心组织地表监测，在轴线上方布设沉降控制桩。
通过地表监测得到隆沉量与相对应的掘进机主参数（包括推进速度、开挖面土压力,泥水压力值，出泥浓度等）进行比较，从而优化掘进机参数，指导以后的顶管推进。
b.注浆稳定措施
除了在初始推进阶段，优化推进参数以外，在顶进过程中加强同步注浆也是有效手段之一，必须尽可能将膨润土泥浆套随机头向前移动，形成连续的环状浆套。
要选择触变性能良好的膨润土制浆材料。
c.严格控制纠偏角度，一般情况下纠偏角度应控制在0.2°
。
当纠偏角度大于0.5°
或者偏差超过3cm的情况下，应该报警，并逐级汇报，经研究后方可继续顶进。
减小顶管后期沉降的措施
在顶进结束后，我们必须立即用纯水泥浆置换膨润土泥浆，置换水泥浆的水灰比为0.45，P=0.2～0.5Mpa，Q=0.3m3/m。
3、开挖操作坑，安装顶管设备
如上图所示操作坑为矩形，尺寸为4×
6m，其深度按图纸给定的管道埋深具体确定，根据设计要求套管管顶至路面最小距离不小于2.5米，套管采用DN800mm管道，壁厚不小于150mm，工作井垫层厚度300mm，工作井底比套管底标高底0.5米，根据现有道路下市政管道布置情况勘察，新增补水管应在所有现有管道之下穿越，工作井比路面深深2.5+0.8+0.2*2+0.5+4.0=8.2米，穿越深度为8.2。
承受顶进反作用力的作业坑背部处理成垂直状，误差小于±
5°
，并根据土质情况，后背墙采取相应的支撑措施。
在作业坑路对面的套管长度外挖接收坑，其尺寸不小于4×
6m，其深度比设计套管底标高低300mm。
因穿越处的地下水位高，在作业坑周围采用井点降水方法并根据地下水量打适当数量的深井进行降水，以保证作业坑内无地下水涌入，使施工能够正常连续进行。
如基础土壤承载力较小，则在坑底加碎石或混凝土垫层。
井点降水采用单排环形布置，在工作坑外侧1.5米外布置，井点管间距0.8米。
降水深度比基坑底深0.5米。
如水量特别大地段采用管井降水方法，每处设置两个管井。
用水准仪测量基础底面高程，误差±
20mm。
在坑底铺设导轨，待枕木与轨道安装后，测量两导轨高程，误差为±
10mm，然后将导轨与枕木固定。
在操作坑内安装顶管设备，设置混凝土靠背墙，并根据现场情况在操作坑顶进位置左右和前方采用钢板桩支护。
作业坑处理完毕，用吊车把顶管设备安装好，包括支撑架、推进轨道、千斤顶等，测量校正导轨面，保证套管中心与设计中心相吻合，保证施工精确度。
4、顶管作业
用吊车将穿越套管轻放在导轨上，使液压顶管器活塞的中心线与套管的中心线在一条直线上，中间加上环形顶铁，管节端面垂直顶管中轴线，液压顶管器与后背墙靠紧，调整好开始顶进。
在开始顶进前，先用人工在钢管中心线入土点处挖略大于套外径，长0.5m的洞口，试顶一次，用水准仪测量，无需调整后，开始顶第一根套管，先用水准仪测量套管中心、套管前后标高差，当把套管顶进１m后，就再测量一次，管线位置、标高是否发生偏移现象，发生偏移时，要及时采取校正措施。
收回顶管器活塞，加入顶铁块，然后用顶管器再顶，直至顶完第一根套管，顶铁的安装应平直，顶进时严防偏心，以免顶铁崩出伤人，并随时注意油压变化，发现不正常时，立即停止顶进，并检查原因，然后吊入第二根套管。
在放第二根套管前，应先进行人工管内清土，再装第二根套管，在两管接口处，按设计要求用石油沥青麻刀进行密封，确保接口处于刚性连接，避免在顶进时受力产生错位，保证套管在顶进过程中高程和方向不会发生变化。
每换一根套管都用全站仪测量套管中心，套管前后的标高差，边顶边测量，如有偏差，随时进行调整。
同时在顶进过程中随时用经纬仪和水平尺配合，检查进管的长度、水平度和与设计轴线的偏差。
以施工放线时布置的中心桩为准进行监测，发现位移，要采取适当措施予调整过来。
每次纠偏角度不宜过大，可根据顶进长度和土质情况来确定，一般可在5ˊ～20ˊ之间选择。
另外应严格控制油泵的压力，不使油泵压力升得过快，纠偏结束后应锁紧螺旋定位器。
5、套管测量，设备拆除
套管安装完毕后，用测量仪器对套管进行测量，包括入土、出土点标高、顶进轴线偏离值、套管长度等并填写记录表。
套管钻进允许误差：
高低误差不大于200mm，水平方向误差不大于套管长度的2%，顶管中心线允许偏差不得超过顶进套管长度的1.5％。
套管检查合格后，将设备、顶铁、轨道吊出操作坑，拆除后靠背墙。
6、主管线的组焊、试压
主管线管材规格及防腐等级必须符合设计要求。
在穿越公路的一侧组装主管段，长度大于套管穿越长度4m以上。
穿越主管的组装、焊接与干线管线相同，组装焊接完毕后进行100%射线探伤检验。
补口、补伤具体操作方法要符合设计及施工规范要求。
主管道经无损检测合格后进行水压试验，具体试压技术要求应符合设计及规范要求。
主管的安装应在套管顶进完成前施工，以保证穿越施工的连续。
7、主管道穿越
a、塑料滑块、钢支撑架安装
1）试压合格后，安装塑料滑块及用于将主管道穿进套管的钢支撑架。
2）在主管上按设计要求安装支架，要求支架牢固，不得松动，滑块与端部密封面距离为1.0m，滑块与管壁之间加一层厚4mm的橡胶片做保护。
3）钢支撑架安装在管段的首端。
4）管道滑轮钢支撑架制作见下图。
滑轮钢支撑架安装示意图
安装钢支撑架是为减少主管上支架（滑块）与砼管之间的摩擦，保护支架（滑块）不被损坏，同时减小穿进阻力。
5）安装方法：
在预制好的管段首端安装管道钢支撑架。
在安装过程中，为了防止钢支撑架在安装过程中损伤管道防腐层。
在其间加一层δ=5mm、宽为300mm的胶皮，管道钢支撑架上的螺栓一定要上紧，以防在穿越过程中松动。
b、主管道穿进套管
穿越示意图
1）穿越管段完成焊接后必须经探伤、试压、补口、检漏工作后方可进行穿越。
2）用推土机和吊管机配合，按设计要求进行主管线穿越。
3）采用两台吊管机同时配合，先利用吊管机把管段上装钢支架的一端搁置到水泥套管内，用机械的方法进行穿越，一台吊管机停置在穿越管沟（引沟）边，另一台吊管机在靠后的位置，然后发动D80推土机进行牵引。
c、主管穿越、连头、检测合格后应立即按照设计要求进行封堵。
8、回填、恢复地貌
附件安装完毕检查合格后，进行回填。
靠近公路侧的回填土要分层夯实，并恢复边沟、排水沟等道路设施。
将穿越施工中留下的废钢铁、防腐材料、污水、油迹及其它垃圾物等全部清除，环境清洁程度与施工前一致。
9、主要施工机械投入及人员，如下表：
施工主要材料、机具需用量计划
序号
机械或设备名称
型号规格
数量
用途
1
吊车
20t
2台
配合施工
吊管机
25t
2
液压单斗挖掘机
PC200-6
1台
土方开挖
3
焊机
DC-400
4台
焊接
4
柴油发电机
焊接电源
5
喷砂机
防腐除锈用
6
全站仪
TC1010
测量
7
雷达地障探测仪
RO400PXL-2/PDL-2
地障探测
8
角向磨光机
φ125
坡口打磨
红外线测温仪
焊接测温
10
顶管设备
320t
1套
顶管
11
潜水泵
4″
3台
抽水
12
焊接检验尺
2把
焊接检验
13
液化气瓶
6个
气源
14
电火花检漏仪
15~20Kv
2套
防腐层检测
15
空气压缩机
1.03MPa、21.2m3/min
管道清扫
16
高压泵
3DS-3.6/40
试压
升级会员 