水源工程建设施工技术方案Word文件下载.docx
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⑨号法兰盘是连接的主要构件，打桩前需将其密实焊接于⑩号钢桩顶部。
打桩时必须采取保护措施，不至将其打坏，以免影响连接。
第三道横向拉杆的位置根据施工时具体情况而定。
钢桩定位后，在钢管内浇灌C20混凝土。
所有连接件和导流板待钢桩定位后，根据实测尺寸下料制作拼装。
全部构件表面除锈防腐。
调整节的接头设在钢底板以下，调整以上的钢构件全部或部分整装，再起吊与钢桩法兰盘连接。
导流板各板杆件的联接全部采用焊接，除钢板的焊缝采用V型焊缝外，其他均为贴角焊缝。
一律满焊，焊缝高度不小于6mm。
导流板两端需各开D=32孔洞5个，用于管卡的联接。
为使导流板与取水头部的联接可靠，另用钢丝绳分别将二根横梁与头部相应横梁扎起来。
扎上下横梁时，钢丝绳需穿过顶，底板D=120预留孔。
钢丝绳绑扎应保证牢固。
混凝土强度等级为C25，保护层厚度为25mm。
GL-2与GB-2（GB-1）上的螺栓孔洞的长方向相互垂直。
施工顺序：
测量放线——钢管成孔灌注施工（包括水下管道铺设部的钢管成孔灌注桩）——复核桩基各细部尺寸，进行取水头部构件下料——取水头部拼装——取水头部吊装就位。
1.2.2原水输水管道
从取水泵房至提边共2趟（每趟757m）D1420×
14钢管采取顶管施工。
从堤边至取水头部采用水下铺管，两趟D1420×
14（每趟长10.95m）。
水下管道架在5套DN1400钢管桩支承架上（间距为20m）。
江水最低水位为-0.09m，平均水位为4.07m，设计洪水位为9.55m，管道顶面标高为-2.1m。
在取水泵房和江堤中间设置顶管工作井。
顶管到位后，应在枯水期取出顶头，并避免长江水不会从管道内涌入取水泵房。
顶管到位后，过长江大堤段应在管道周围加注水泥和水玻璃的混合液，以避免长江水从管道与土体之间的缝隙穿过长江大堤，管道注浆段长度不小于40m。
为避免长江水沿管道产生渗透现象，在迎水面图示范围内设置压密注浆防渗墙，31.5×
5×
12m（管中上下各6m、管道伸出每侧中心线外侧10m），防渗墙距内顶19m。
注浆技术要求如下：
注浆液采用水泥和水玻璃双液型混合液：
强度等级32.5（R）号新鲜普通硅酸水泥，掺2%水玻璃，可掺10%-30%粉煤灰。
浆液初凝时间为2h，注浆量：
浆液注入率为20%，浆液压力0.63-1.5MPa，水灰比不小于0.5。
（根据现场实际确定）。
注浆间距为1.0，注浆时采用先外围，后内部的注浆方式。
钢管砼桩应穿透第③层粉砂层进入第④层中粗砂层不小于1.0m。
管道支撑的钢管桩内浇灌C25水下砼。
每套钢管桩由两根D600×
12的钢管桩组成，在-6.1m处两管桩之间设置连接件。
管桩上部设置调整节，调整节与管桩采取法兰连接。
调整节上端设I40工字钢、管座、端板和管槽，管道落在管槽内，并用管卡固定在工字钢上。
为防止管道支架处及管道范围边坡处河床免遭水流冲刷，应抛填块石维护。
在顶管与铺管交接处的弯头区21.5×
15m以及每套管支架处19.5×
6m区抛块石或石垄护砌，厚度不小于1.5m。
为了取水头部及支架安全，还应在取水头部及支架处设置航标。
所有焊缝的有效高度不小于8mm，所有钢构件均做防腐处理。
测量放线——顶管工作井施工——机械顶管设备安装和调试——1#（2#）输水管由工作井至江堤向顶进（钢管成孔灌注桩施工）——顶管机械掉头安装（工作井至江堤管段水压试验）——与水下铺管段连接——1#（2#）输水管由工作井至取水泵房顶进（1#、2#输水管水下铺管以及和顶管段连接）——工作井至取水泵房管段水压试验—工作井内管道连接——防渗和管道穿江堤段压密注浆施工。
1.2.3取水泵房
取水泵房包括取水泵房土建（下部的构筑物和上部的建筑物、配电间）、管道系统、电气工程。
取水泵房的平面尺寸：
26500×
24850mm，下部为构筑物，上部为房建。
（1）取水泵房内的设备安装工程量见下表。
主要设备安装工程量
序号
名称
规格
材料
单位
数量
备注
1
24MN-33B型水泵
Q=2250/h
铸铁
台
3
二用一备
H=18m,n=485rpm
2
Y355L-12型电机
N=160KW
380
IS200-150-400B型水泵
Q=346/hH=38m
一用一备
4
Y250M-4型电机
N=55kw
380v
5
LD型电动单梁桥式起重机
T=10tH=18mLk=11.5m
钢
6
T=5tH=18mLk=11.5m
7
XWC（C）-2000型旋转滤网
B=2000
H=14.8M
不锈钢滤网
8
XZ型铸铁镶铜铸铁闸门
Φ1400
带启闭机
9
10
FBEX法兰式蝶阀
DN1200
L=470
个
P=1.0MPa
11
DN1000
L=410
12
DN800
L=318
13
JD745X多功能水泵控制阀
L=1560
14
RVHX弹性座封闸阀
DN300
L=356
15
DN250
L=319
16
50QW42-9-2.2型潜水排污泵
Q=42/hN=22kwH=9m,N=2840rpm
库存一台备用
17
T30轴流风机
Φ600，Q=15000/H
θ=35°
，n=1450r/min
18
JO-31型电机
N=2.2kw
设备基础浇灌前将底板凿毛，然后用C20混凝土捣制。
基础施工在设备尺寸核对无误后方可进行。
二次浇灌前，将基础表面及洞内清洗干净，待水泵、电机螺栓定位后用C20混凝土浇捣，表面原浆漫光，基础周围1:
2水泥砂浆抹面厚20mm。
圆闸门：
双向承压闸门，核对尺寸无误后安装。
门框及导轨与墙壁的四周间隙，应二次浇灌密实，不得有渗水现象。
二次浇灌为门框及导外缘轮廓线。
防水套管与管道之间中间1/3填油麻，两端1/3填石棉水泥。
（2）房建
配电间的结构特点：
除垫层为C10外，其余均为C25。
靠近取水泵房基础下土层由于沉井引起扰动，为防止地基过大的不均匀沉降应进行压密注浆处理。
范围和深度根据沉井施工情况确定。
平面尺寸为22500×
22800mm。
独立柱基础和墙下条形基础。
柱基底标高为-1.7m，垫层（1800-2000）×
100mm，垫层砼为C10。
墙下条基底标高为-1.6m垫层（500-700）×
300mm，垫层砼为C15。
墙体：
JQL上用M5混合砂浆砌MU10砖，JQL下用M10水泥砂浆砌MU10砖。
外墙：
外墙1采用乳白色外墙涂料，外墙2采用灰蓝色石头漆，外墙3采用赭石色磨光花岗石板贴面，外墙4采用灰白色铝塑板饰面，外墙5采用水泥砂浆外墙面。
地面：
厕所采用灰白色防滑石砖地面，除变压器室地面外其余地面为水磨石地面。
窗台：
所有3.3m标高一下内窗台均为灰白色磨光花岗石板贴面。
内墙：
厕所内墙为灰白色墙地砖贴面高3300，泵房，格栅间内外池壁面均为1:
2防水水泥砂浆粉刷，面刷白色乳胶漆，其余内墙均为混合砂浆粉刷，面刷白色乳胶漆。
天棚：
均为混合砂浆粉刷，面刷白色乳胶漆，厕所内做塑料扣板，，控制室、配电间为轻钢龙骨灰白色石膏板吊顶。
屋面：
屋面1高聚物改性沥青卷材和涂膜防水屋面，屋面2为高聚物改性沥青卷材和涂膜防水屋面，屋面3为轻钢夹胶玻璃屋面。
吊车梁轨道、避雷带及M-10、C-10均面油粉漆。
电缆沟内壁面为1:
2防水水泥砂浆粉刷。
铝合金卷窗门、塑钢门窗、钢门、隐框镜面玻璃窗。
取水泵房与配电间间距为2550mm，配电间由两个变压器室、一个低压配电室、一个PLC室、门厅、工具间、厕所和内院组成。
配电间高5.7-7.7m，取水泵房高11.3-14.2m。
（3）构筑物
底部平面尺寸为28900×
25250mm，外框刃脚厚1400mm，内横向隔墙刃脚厚1200mm，纵向隔墙刃脚厚1000mm。
刃脚底标高为-14.3m，隔墙刃脚高3.2m，外墙刃脚高3.2m。
采取C25混凝土封底。
底板设置按1.5×
1.5m间距设Φ16的底板抗浮拉筋。
混凝土强度等级为C25，其抗渗标号为S6，钢筋为HPB235和HRB335。
混凝土保护层厚度：
井壁、底板、隔墙为35mm，牛腿为15mm。
底板、框架、墙壁中的预埋钢筋与相应受力钢筋的连接必须焊接，采用单面焊，焊接长度不小于10d。
底板、框架、墙壁中的预埋钢筋按≥40d的锚固长度埋入混凝土中，其外露部分的长度≥10d（焊接）或50d（绑孔接头）。
无焊接条件的钢筋采用绑扎接头，搭接长度：
HPB235为36d，HRB335为48d。
在同一截面内接头错开。
钢筋在孔洞处尽量绕过，如必须截断时，应从孔洞中心处截断，将截断的钢筋街于板面沿洞壁弯入，并焊在洞边加强钢筋或加强环筋上。
所有预留孔洞及预埋必须在浇筑混凝土时预留或预埋，不得事后凿孔及补设。
墙壁、刃脚、底梁在与封底混凝土及底板接触有关部分，墙壁与隔墙楼板连接处，以及其他钢筋混凝土的施工缝处均须凿毛成粗糙面，并冲洗干净，以利新老混凝土结合紧密。
泵房筒体采用沉井施工，制作筒体的工作坑深2.5-3.0m。
刃脚、底梁下应有足够的密实中粗砂垫层，避免筒体制作过程中刃脚、底梁产生不均沉陷和倾斜。
沉井全高分两节制作。
第一节制作高度从刃脚踏面算起为12.80m，第一节沉井的制作内容包括刃脚、墙壁、KJ-1，待第一节沉井下沉到设计标高，并进行封底，浇筑钢筋混凝土底板，再浇-5.500m楼板、隔墙后，再续制第二节墙壁，泵房楼面梁反等结构。
第一节沉井制作好后，待底梁混凝土强度达到100%及最后一批浇筑的墙壁混凝土达70%强度后方可下沉施工。
下沉前应先均匀拆除底梁下的垫层，最后均匀拆除刃脚下的垫。
墙壁上的洞口需用钢板封堵。
沉井下沉采用不排水法下沉和排水法下沉相结合的方法下沉。
初期采用排水下沉，为防止下沉过程中出现流砂，当下沉至一定深度后改用不排水下沉。
沉井下沉允许偏差应符合规范GB141-90TX6.2.9条的要求。
筒体下沉到设计高程经验收合格后方可浇筑封底混凝土，采用水下封底，封底混凝土最厚处为2.2m。
封底混凝土达到100%后方可施工底板。
底板施工前，封底混凝土表面应修凿整平冲洗干净。
沉井深14.3m。
悬挑构件混凝土强度达到100%方可拆除模板及支撑。
泵房上部结构伸出3.45m。
梁、柱、板保护层为20mm。
钢筋混凝土柱与墙连接面，均沿高度间距500mm预埋2Φ6，钢筋伸入墙内，柱内锚固长试想240mm，外伸500mm，抗震设防时外伸1000mm或等于墙垛长，且弯钩与砖墙之竖缝嵌固。
取水泵房施工顺序：
测量放线——基坑开挖——沉井刃脚垫层施工——第一节沉井制作——沉井下沉——沉井封底——沉井底板施工——第二节沉井制作到位——沉井满水试验及基坑回填——上部房建施工（包括配电间）——管道工程施工（设备安装）——电气工程施工——设备调试。
1第一节具体施工方案
1.3.1机械顶管
1.3.1.1基本情况
两趟从取水泵房至江堤输水管道采取机械顶管施工，每趟长756.81m，采用D1420×
14钢管。
（1）顶管掘进机的选用
根据地质资料和现场条件，并且由于开挖面地层本身难以挖掘、难以稳定，土体含承压水并透水性强，因此本工程采用的顶管掘进机必须是密闭型顶管掘进机，且为稳定该挖掘面的土体应有机械式的土体平衡装置。
能够工作在该土层下，密封型顶管掘进机中比较成熟的机型有：
机械式土压平衡泥水加压顶管掘进机（需带二次破碎装置）、机械式土压平衡顶管掘进机，结合本工程地质情况及施工特点决定选用机械式土压平衡泥水加压顶管掘进机。
1.3.1.1.1机械式土压平衡泥水加压顶管掘进机工作原理
机械式土压平衡泥水加压顶管掘进机从结构原理上能够保证安全、优质、高效地完成在砂土、粉质粘土及两层土体之间的顶进施工任务。
该类掘进机的构造是在掘进机的前部设置一隔板，形成泥水压力仓；
能够预设刀盘压力、可根据土体压力大小自动伸缩、极限位置能够自动报警的切削刀盘，安装在掘进机的前端；
刀盘切土口的增减具备手动或根据刀盘的伸缩量自动增大或减小的功能，可随时调节切削量。
顶管掘进机正常工作时，刀盘按预先设定的压力紧贴在被切削的土体断面，在后方顶力作用下一方面旋转切削土体，一方面向前推进维持土体的平衡。
顶进中假设土体硬度增大，顶速不变时，刀盘受到迎面阻力大于预设定的刀盘压力，刀盘渐渐向后缩回，保持刀盘对土体的压力不变。
在刀盘缩回时，刀盘的切土口自动增大，切削土体的量增大，土体对刀盘的压力减小，土体压力增大，刀盘仍然以预设定的土压力与土体在新位置保持平衡。
配合手动调节刀盘切土口和预设压力大小的调节功能，可以使土体侧压力得到非常精确的平衡。
停机时手动关闭切土口，刀盘仍然保持预定压力紧贴土体，并且将泥水仓与开挖面隔离。
无论土体过软或过硬，当自动调节范围到达极限值时，刀盘报警装置报警，提醒操作人员注意，通过调节顶速，重新设定刀盘压力等手段，对土体进行新的平衡。
这就是机械式平衡土体的原理。
土体的精确平衡还包括土层中地下水的平衡，向开挖仓注入一定压力的泥浆，该泥浆除能够将土层中的颗粒带走外，通过控制出泥流量的大小，就可以简单而准确地控制泥水仓中的水压力，平衡地下水。
所谓泥水加压就是这样。
该顶管机从工作原理上能保证在掘进时，具有平衡开挖面侧向土压力和平衡地下水的双重作用，无论停机或挖掘时，都能控制正面土体的稳定，保证各种地面环境的安全，从而显示出和其它顶管机头施工方法所不同的独特方法。
机械式土压平衡泥水加压顶管掘进机土压平衡原理图如下图。
机械式土压平衡泥水加压顶管掘进机土压平衡原理图
1.3.1.1.2机械式土压平衡泥水加压顶管掘进机各系统设备具备的功能
（1）能适用于该管道工程的地质和水文情况。
（2）通过精确地平衡土体和地下水的施工方法，满足长江大堤的保护要求，满足文明施工，少扰民的要求。
（3）设备的泥水注入及排出系统工作稳定。
泥水压力调节方便，严格按预定的刀盘压力，通过对顶速、刀盘切土口的调节，准确控制挖掘面土体的平衡。
（4）激光导向系统采用计算机光靶读数装置，将光靶图像转化为坐标数据输出；
纠偏操作采用按钮或手柄进行，操作结果有数据显示或表示器表示。
（5）顶管掘进机与管节间预留间隙的注浆，在顶进时同步进行，浆液及时支撑环状的土体不塌落，减少管道摩阻力。
（6）泥水系统配备管道堵塞后的反冲洗装置，此时能够使用较大的水压进行并不影响开挖仓内的泥水压力。
1.3.1.1.3顶管掘进机及辅助设备的主要技术参数、特点
（1）1200顶管掘进机主要技术参数
顶管掘进机型号DTN1200；
顶管掘进机外径1450mm；
顶管掘进机长度3500mm；
顶管掘进机自重78KN；
顶管掘进机刀盘动力10kw*2；
顶管掘进机刀盘转矩65kNm；
顶管掘进机刀盘转速4.2n/min；
顶管掘进机刀盘平动量-100~+50mm；
顶管掘进机额定顶进速度>
60mm/min；
顶管掘进机最大纠编角度2.00；
顶管机及附属设备的总功率约70kw。
顶管掘进机整机为二段无铰式结构，对称分布的6只500kN单作用油缸，即起连接两段机头的作用，又起纠偏作用，机头前段依次组装有刀盘、泥浆仓（开挖仓）、胸板、机头倾斜仪传感器，变速箱、电动机等，液压控制柜及操纵平台安装在地面上，机头空间设计十分合理。
（2）顶管掘进机的特点
机头前端的挖掘装置由自动伸缩的全断面刀盘及随动刀架组成。
掘进时预调刀盘推力后，刀盘随土壤压力变化而前后移动，刀盘、刀架相互配合自动调节切土口大小，保持预定推力不变，达到自动平衡正面土体压力的目的，机头前部还有与动力设备密封隔离的开挖仓，调节仓中的泥浆压力即可平衡地下水，该设备是一种具有双重自动平衡作用的顶管机头。
是目前最适合在水下、粘土、粉质粘土地层顶进，扰动土层最小的机种。
在穿越江河、道路、流砂、淤泥等复杂工况的顶进施工中，无需辅助施工措施，可节约大笔城市建筑物和地下管线的防护费用。
该型号机头，人员在地面上操作，即可直接判断机头运行情况，机头内的各种仪表，表示器能准确直观地反映刀盘的土压力、扭矩、切土口大小、偏差量、纠偏量、机头轴线的水平夹角等参数，配以按按钮式开关、全液压操纵系统，使机头控制方便易行。
机头的挖掘、观察激光靶、分析机头偏差趋势、纠偏、控制地面沉降等关键作业，均由机头操作工程师完成，与其他人员关系较小，属中央控制型，容易保证顶管质量。
（3）主要配套设备的组成及功能简述
①主顶系统
由2中国人民2000Kn的油缸、油缸支架及主顶液压控制台组成，总顶力4000kN,行程3.4m，油压31.5MPa，无极调速并显示即时顶速。
启动和停止由电气系统联动控制。
②泥水系统
以一定水压，流量的水流，稀释、搅拌泥水仓中的泥浆，并将泥浆带至地面沉淀池，该水池的水压比地下水略高，以确保切削面土层无水土流失。
水压在2-25m范围内可预调，管道、阀门及泵均匀Dg100mm系统。
③电气控制系统
供应全部设备的电能，控制、监视设备的的顶速、压力、流量等工况，与顶管机头操作员通话，除机头外的所有设备均由电液控制台完成操作。
④触变泥浆系统
长距离顶管施工中，采用泥浆减阻技术可有效降低管外壁与土体的摩阻力，大大提高顶管工作效率。
压浆泵采用无压力脉动的奈莫型螺杆泵，压力0-3.5MPa无级变速调整压力、流量。
阀门、管路均为Dg32系统。
⑤中继接力环
一般安置在顶力接近许用顶力的60%——80%的管节后，中继接力环的采用，使顶管工程的一次顶进长度不受限制，中继接力环在长距离顶管中是除顶管掘进机外最关键的设备。
中继环采用两段无铰的壳体形式，前后壳体间安置两道D型橡胶止水阀，防止环外泥水渗入。
顶力可达4000kN，各中继环由电气装置顺序控制其开启、停止，整个系统可控制10套中继环，保证500m顶程的联动操作。
具有气压自动补偿作用的中继环的原理示意图如图1.3.1.4（略）
⑥通信系统
通信系统主要是地面与管道的通信，该系统由一部20路的普通电话交换机和普通电话组成，采用普通市网电话的供电和脉冲方式工作，接入市话网即可与合肥市市话联网通话。
该分机系统即可在分机内部进行互不干扰的通信，又可在主机的控制下与各分机同时通话。
该系统的各部电话安装在机头、中继间、地面控制间内。
⑦承力钢构件
承力钢构件包括：
基坑导轨、顶铁、承压壁等以下分别叙述。
A、基坑导轨
基坑导轨是安装在工作坑内为管子出洞时提供一个基准的设备，顶管施工中常常有出洞正常了，顶管施工的一半就正常了的说法，尤其是钢管顶进时，钢管的刚笥大、纠偏不易，出洞自然就必须更加谨慎，而且导轨在钢管顶进施工时，管节还需在导轨的支撑下进行施焊对接，可见导轨之重要。
为保证钢管顶进时不将管道的外防腐磨损，顶进钢管时的导轨必须使用滚轮支架。
导轨本身必须具备坚固、挺直，管节压上去及顶进受力时不变形等特性。
钢管顶进考虑管节搁在导轨上的圆心角在600左右。
管节一般支撑在滚轮上。
钢管管节需要在井底焊接成为管道，因此支撑点应留出焊接位置，支撑点距地面应有75-80cm焊接空间。
B、顶铁
顶铁可分成环形顶铁和中间顶铁两类。
环形顶铁通常是一个内径较小、外径与钢管相同的，有一定厚度的钢结构件，主要作用是把两只主顶油缸的两个点的推力，分布在被顶钢管的圆周上，使钢管受力均匀并保护管节的端面。
中间顶铁是由于通常需顶进管节的长度大于主千斤顶的伸出长度，主千斤顶顶进伸出完毕后缩回，加上中间顶铁后方可继续推进至能够对接下一管节的长度，起延伸主千斤顶推力的作用，同时也将几个点的主推力传向环形顶铁。
由于顶管掘进机使用泥水法输送挖掘面土壤，故中间顶铁应选用马蹄形形式。
C、承压壁
承压壁是指工作井后部，安装在沉井后座墙与主千斤顶之间的钢结构件。
它的作用是主千斤顶产生的集中在几个点上的巨大推力的反力，均匀地分布在沉井的后座墙上，因此承压壁必须有足够的刚度。
它通常采用整体的结构。
1.3.1.2顶进施工工工艺
在工作井内的顶进轴线后方，按需要对称布置若干只主千斤顶，将需敷设的管节，放在千斤顶前面的导轨上，主千斤顶推进时，以机头开路将管节压入土中，与顶进相配合，刀盘将切入泥仓的土体搅拌成泥浆后，通过管道送出井外。
一根管节被压入土中后，吊入
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