顶管施工专项方案Word下载.docx
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W11
250
1200
淤泥质粉质粘土层之间
穿越房屋
W12
252.5
房屋拆迁后顶进
W23
230
W22
163
2A3
92
粘土和淤泥质粉质粘土层之间
沿329国道辅道边
2A2B
280
1350
W21
372.5
11
300
12
400
W32
287
W34
254
淤泥质粉质粘土和粉砂层之间
W44
224
横穿329国道、过厂房
W45
256
穿越厂房、农田
W55
淤泥质粉质泥土和粉砂层之间
一．顶管机的选型
本工程的机械配置如下
污水管直径
1800
污水管长度
981米
2602米
282米
顶管机械
泥水平衡
顶管机械配置
1台
2台
1．本工程采用的泥水平衡机头，头部有1个切土刀盘，后面有偏心旋转的破碎槽，可破碎100mm以下的块石，后部为隔离仓板。
机头出土采用刀盘切削原状土，切削后经过与稀泥浆（送水泵提供）搅拌成浓泥浆，再由排泥泵送出管外。
经沉淀后稀泥浆循环使用。
此机头形式在江南地区多次施工中应用证明，既能保证地面沉降很小，又能保证施工时无塌方流沙等隐患，具有很高的生产效率。
2．本工程采用的土压平衡机头为多刀盘平衡机，头部有4个小刀盘，通过刀盘的切削，由机内螺杆输出机出泥，再经过水力冲刷，由水泵通过水流把泥土带出井外，机头中心设有排障孔，可对外面障碍物予以人工清理，此机头尽管不是100%切削泥土，但在淤泥质土体上经多次施工应用，证明特别高效。
二．顶管设备安装
1）、井内轨道安装按照规范要求，保证高程和和基准线精度。
轨道下排架固定时，除需与井底相连外，横梁和竖梁加长后撑于井壁。
2）、水泵和排泥泵机座须与预埋件相连。
3）、贮浆箱放置时，连接头水泵的贮藏箱应低于连接排泥泵的贮藏箱，保证稀泥浆能及时循环。
4）、后背墙就位后根据顶进轴线找正，并保证竖直精度。
然后才能在后背墙和井壁之间打素砼（加早强剂）。
24小时后，后背达到承载能力时方可正式顶管。
5）、油缸支架安装时，支腿或底板须与井内预埋件相连，并按顶进轴线找正。
油缸就位后，应空载伸出，检查平行度，保证顶力合力与顶进轴线平行。
6）、激光经纬仪测量架固定，不能与设备相连，必须与井单独相连，以保证其它设备因顶力反作用而移位时，不影响到测量精度。
7）、在井底较低处，用竹框及纱网做集水坑，保证泥浆泵正常工作。
8）、在预留洞打22mm膨胀螺栓18个，环向均布，套上止水橡胶圈，压上钢压板，用螺母轻轻压紧（顶管机通过后再压紧）。
三、出洞措施：
为使顶管进出洞口不发生水土流失，导致工程受损，在进出洞口安装可靠的止水装置是十分必要，本工程采用的洞口防水装置为双道道橡胶法兰便会被四周均匀压缩，达到止水效果。
四、中断间的设置：
为保证井受力不超过规定，主顶油缸合力达到260T时设置一中继间。
中断油缸为12个，环向均布，缸径100mm，行程300mm，工作压力30，额定推力合力200T。
中断间为两钢制中继环套接而成。
中继油缸动力由井外主液压站供应，高压较管连接，电磁阀井外控制。
本工程按顶力与顶距的变化，确定中断间的设置位置及数量。
五．触变泥浆减阻：
顶力的控制关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是主浆。
我们设想在管外地人壁与土层形成一条完整的环状的泥浆润滑套，改变原来的干磨擦状态，就可以大大减轻顶进阻力，要达到这一目的：
1）、选择优质的触泥浆材料，膨润土取样测试，其主要指标不造浆率、失水率和动态塑性拢指数比。
这些指标必须满足设计要求。
2）、在管子上预埋压浆孔，压浆孔的位置要有利于浆液形成环状。
3）、浆液的配置、搅拌、膨胀时间，都必须按照规范要求执行。
4）、压浆方法要以与顶进同步注浆为主，补浆为付，在顶进过程中，要经常检查各推进段的浆液形成情况，还可以通过中断间和主顶装置的油压值推算出各段的注浆减阻效果，从而及时加以改进。
5）、注浆设备和管路要可靠，具有足够的压力良好的密封性能。
6）、注浆工艺必须由专职人员进行操作，质检员定期检查。
4、1压注触变泥浆又分三类，分别控制：
1）、同步压产浆，以形成原始浆套，填充固有间隙和纠编间隙。
2）、沿线（及洞口）压浆，以补充管道不成直线形成的沿线浆套缺损。
3）、定点压浆，根据沉降测量反馈数据，对沉降过大处补偿性压浆，以支撑地表。
在顶管施工地，要做好压浆量、点的记录，以确保压浆到位，以降低管外壁擦阻力，提高顶管质量，地面沿线有专人监视，防止奈压浆打窗地层造成浆套损坏。
触变泥浆的配比选材中，对膨润土应选择膨胀倍率较大、杂质小、颗粒大150目以上的优质膨润土较好。
石膏具有使泥浆保持其减磨擦效果持久的功能，同时有提高浆液的胶凝强度。
从机头后第3节砼管均设置注浆孔，以后每隔三节管设置一圈压浆孔，每个压浆孔上安装一只1寸的球阀，由橡胶管和压浆总管连接，压浆总管是一根1.5寸白铁管，连接压浆泵，压浆泵选取用螺杆泵。
以上压浆系统上设有流量、压力调节阀，触变泥浆要求粘滞度高、失水量小、稳定性好，还要求静切力低，以满足长距离输送需要，理论要求：
比重为1.06-1.10，t黏度为20-30S
静切力80-1302，含砂率<
4%
胶体率>
90-95%，失水率<
1430
本段顶管采用的压、补浆液配比（重量比）
膨润土
纯碱
漏斗粘
度（秒）
粘度（）
失水量（）
比重
终切力达因
2
20%
10%
适量由试验确定
塞流30”
20-45
12-15
1：
1
160左右
配置时膨润土、须水浸12小时以上。
注浆压加工厂基本保持在管顶上覆土压力的2.5倍，即2顶进时还需根据地面变形，地下水位等因素适当调整压力和注浆量，每天的注浆量应做记录，作为分析地层损失的依据之一。
五、泥浆箱增设
R1至R4段工厂、店面林立，工作井周围施工使用场地狭小。
按照有关各方协调下来的使用场地无法开挖增设顶管工作时的泥浆池。
因此，我们建议使用临时钢制泥浆箱，泥浆箱尺寸如下：
4*m*s*h
m:
管节每米出泥量取2.11m3
s:
管道顶进速度,取2m
h:
一个泥浆箱的周转时间,考虑到弃泥运距和329国道交通的堵塞现象,最少周转时间取3小时.
则4×
2.11×
2×
3=50.64m3
考虑到泥浆箱汽车运输等问题,每个顶管机设置3个W×
H×
2m×
2.2m×
6的泥浆箱与之配套.
泥浆外运过程中要注意现场及车辆的整洁,防止泥浆外溢.
六、砼管选用和对接
用于本工程的砼管为合格的预制厂生产，管口接头为F型钢套环。
顶进前应对砼管成品，钢套环，橡胶环，橡胶密封圈和软木衬材料从尺寸、规格、性能、数量等均作详细检查，必须符合标准设计图的要求并对砼管道按设计需要予以防腐。
顶进的要求：
顶进前还必须在现场做预安装，对不合格的砼成品予以剔除。
砼管接砂的槽口尺寸必须正确，光洁平整，无气泡。
橡胶圈的外观和任何断面都必须致密均匀，无裂缝、孔隙或凹痕等缺陷，橡胶圈应保持清洁、无油污，不得在阳光高温下直晒。
钢环套必须按要求时行防腐处理，刀口无癖点，焊接处理整，肢部与钢板平面垂直，堆放时整齐、搁平。
衬垫板厚按设计顶力大小确定，粘贴时，凹凸口对外，环间间隙符合要求。
管节采用门吊吊入工作井导轨上就位安装。
插入安装前滑动部位可均匀涂薄层硅油等润滑材料，对橡胶无侵蚀性减少磨阻。
承插时外力必须均匀，橡胶圈不移位，不反转，不露出管外，否则应拔出重插。
七、纠编测量及控制：
工程常采用经纬仪进行简单有效的地面控制测量，使地面控制测量中的误差趋进1cm，水准点控制网则利用现有道路已设水准点布设水准网，直接引入工作井内。
本工程的地下导向采用激光经纬仪，由一束红色的激光直指机头尾部的光靶，在顶进的过程中，操作者随时可以得到偏差值，保证顶管方向控制的精确度要求。
在布置工作井后方的测量仪基座时，必须避免由于顶进内沉井受力使得仪器基座产生移动或变形，如果仪座发生微小位移，应及时对轴线和标高进行调整。
在机头内，安装有倾斜仪传感器，操作者可随时掌握机头的水平状态并指导纠编。
如果管径较大，设有重球和坡度板测得机头倾角。
一般的，轴线方向可通过激光经纬仪控制，标高的控制则应通过水准测量仪测量。
顶进纠编必须勤测量，多微调，纠偏角度应保持10—20，不得大于1°
。
顶管开始出洞的方向尤其重要。
基坑的道轨尽可能延长到井壁洞口的前端，道轨要有足够刚度，且安装焊接牢固，安装后的道轨轴线高程误差小于2mm。
主顶油缸和后座的安装也要满足牢固的要求，水平和垂直误差小于10mm。
由于在起始推进阶段，机头和方向主要通过主顶油缸进行控制的。
所以，一方面要减慢主顶的推进速度，另一方面要不断的调整油缸编组以及最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。
八、沉降、位移监测及控制
顶管法修建排水管多是在道路下面旁邻各种地下管线的条件下进行顶管施工，有时顶管还穿越防洪墙、铁路、江堤、建筑物等。
因此对顶管施工提出较高的地面沉降要求。
为此需进行以下方面的工作：
1）作好地质和环境调查工作：
提出详细准确的顶管线路上的地质纵剖面图，特别要注意表面暗滨或地下障碍物；
并提出顶管沿线施工范围内的各种建筑物和公用设施的功能、构造形式、以及其与顶管管线在水平和深度上相对位置。
2）合理选择工具管形式及施工方法：
根据上述地质和环境资料，合理选择工具管形式及施工方法。
3）采取减少地层移动的施工技术措施：
采用泥水平衡式工具管进行顶管施工中，要在开始顶进段中对地面沉降和移动进行监测，根据测量反馈资料，调整和选定某段顶进中密封土仓舱中的土压力值，一般次土压力宜为正面土体静止压力的1.0-1.1~1.0-2倍。
此土压力选定得当，1.0-3。
可使正土体良好平衡状态，要采取自动控制和人工控制的手段，以保持最合适的刀盘转速、顶进速度、顶管顶推力等施工参数。
4）向顶管外周空隙精心注浆：
由于顶管工具管与管道外径相差而形成的管道外周空隙以及工具管纠偏而形成的管道外周空隙，或工具管及管道外周附着一层粘土而形成的管道外周空隙，必须精心压注触变泥浆，它既是防止管道外周地层坍落以控制地层移动的支撑介质，又是减少管道外周触变泥浆的配制和压注工艺的优劣对控制地层移动减少地面变形是至关重要的施工措施。
5）顶管顶力的偏心度：
顶进中应使顶推合力尽可能与管道的轴线相接近，这对减少地面沉降有三个好处：
（1）减少管道由于局部挠曲而增加对周围地层的扰动；
（2）可使管节之间接缝紧密结合，避免由于接缝张开引起管外周泥浆套和土体流失，从而减少地面沉降。
（3）可使管节中都均匀地承受压力，既不会使接头因集中压应力而被压损，也不会使管节中间产生拉应力而引起环向裂缝，这就能保证管节不会因开裂引起水土流失和地表沉降。
6）操作者应注意观察控制台上压力表变动情况，合理地调整推进速度和刀盘前部压力表变动之间的关系，使之处于良好的平衡状态，切忌盲目的快速顶进。
对泥水平衡式顶管，在起始推进的50m范围内，在地面布置沉降控制桩，以此得各断面的地表隆沉量，再与相应的掘进参数进行比较，从而对推进时机头土压力值，出土速度，推进速度进行优化，便于以后的操作和控制。
当某一项工程确定后，可以从理论上对沉降进行预测。
根据大量的工程实例，地表沉降值对泥水平衡顶管可控制在正负30mm。
九、意外情况的处理措施：
1）地质发生很大变化，突然间变硬或变软，这可以通过管道的泥水流量和压力表读数来判断，如果突然变硬了，减慢顶进速度；
如果地质太软，加快顶进。
2）地层中如果发生承压水时，可加快推进速度，减少送水量，快速通过滞水层。
以上情况对于泥水平衡机头，比较容易处理。
3）机具损坏必须及时修理，中继间油缸或止水封圈损坏均可更换。
内除刀盘损坏修理比较麻烦外，其余的都可更换。
4）施工中若出现异常的偏差或发生纠偏失败，必须在允许偏差标准以前就停下来，这必须作为一条制度制定下来，并且如实汇报情况，分析原因，寻准对策再顶进，不可盲目行动。
十．弃土外运：
泥水处理系统沉淀后弃土，积存一定量后运至业主指定的弃土场。
十一.顶进施工工艺程序
顶管工程所用设备表
序号
设备名称
型号
单位
数量
备注
泥水平衡机头
台
镇江
进排泥泵
100100-10
上海
3
中间泵
4
潜水泵
自制
5
机外旁通
6
配电柜
个
7
配电箱
8
油泵站
Y132-1
镇江煤矿专用设备厂
9
油缸
200
10
环形顶铁
只
C形顶铁
洞口止水圈压板
副
13
止水圈（橡胶）
14
导轨
15
后背墙
16
测量架
17
吊车
8吨
18
电脑
19
激光经伟仪
J213
苏州
20
电焊机
1-200F-3
上海沪东焊接设备厂
21
电锤
21C43-22
22
手电钻
23
磨光机
-100A
福建
24
切割机
1/2
宁波
25
空气压机
上表为一套顶管设备
十二、顶管施工时对地下管线和构筑物的保护措施
泥水平衡顶管机在顶进过程中，对地面的影响最小，要使地面保持稳定，掘进面的正面压力应保持在该处的主动土压力与被动土压力之间。
在地面无荷载情况下，其计算公式如下：
P主*2（450-θ/2）-22（450-θ/2）
P被=*2（450+θ/2）+22（450+θ/2）
P设主+2/3（P被主）
根据地质报告，各顶段的设定掘进正面压力可按以上计算公式得出。
操作者应注意观察控制台上压力表变动情况，合理地调整推进速度和刀盘前部压力表变动之间的关系，使之处于良好的平衡状态，切忌盲目的快速顶进。
对泥水平衡式顶管，在起始推进的50m范围内，在地面布置沉降控制桩（横断面为7点，间距为1m，纵向布置20点，间距为2m），以此得各断面的地表隆沉量，再与相应的掘进参数进行比较，从而对推进时机头土压力值，出土速度，推进速度进行优化，便于以后的操作和控制。
根据大量的工程实例，地表沉降值对泥水平衡顶管可控制在正负30。
十三、地下障碍物处理技术方案
顶管施工中地下障碍物的处理是十分重要的工作，如处理不当，会严重影响顶管施工的进度和质量。
针对我们选用的机型和比较常见的地下障碍物，我们准备采取如下措施：
1）、施工前向自来水、电力、通信、市政等部门查询，在施工范围内有无在用和废弃的管线或构筑物，如有须通过资料和实测确定与顶管管路相冲突，必要时应向设计单位提出管路修改意见。
2）、孤石：
我们在本工程所选用的小刀盘泥水平衡机头前端有旋转扭矩很大的刀盘，对软土中的小块孤石，可以推挤管路范围外，对大块孤石，可以推挤加切削。
在推挤孤石的同时，也会对机头产生反力，操作时应通过仪表和激光点的变化及时发现由推挤反力造成的偏移，通过大角度纠编来补偿。
3）、砼砖墙：
该机型刀盘装有硬质合金刀头，对C30以下砼，砖墙及Ф14以下钢筋均可切削，具体操作时，应降低顶进速度，减少每次切削量以保护合金刀头，通过仪表随时注意观察刀盘电机的电流大小，防止刀盘扭矩过大而烧毁电机，另外切削扭矩也会使机头产生扭转，应不断改变刀盘旋转方向，使机头不至扭转过大。
4）、木结构：
木桩、古沉船等木结构切削比较容易，但切削后的木屑堵住排水管路，具体操作时，应通过机外旁通的转换，经常性的反冲管路。
5）、如遇机型自身操作无法穿越的障碍物，应停止顶进。
在机关不和障碍物处用沉钢套筒或开挖的方法来排除，待障碍排处后，重新顶进。
十四、专项安全施工措施
1．钢筋，木工和浇注砼作业时要搭牢脚手架，并铺设足够的工作平台。
2．挖土作业时要在沉井四周设安全爬绳，正常人员上下要有专用爬梯。
3．吊土时，土斗下不得站人，土斗落地后，人员方可靠近操作。
现险患立即停车检查。
4．行车起吊工作必须有专人指挥操作，现险患立即停车检查。
5．吊、索具定期检查，发现有断股、破损现象必须立即更换。
6．安装、行车、导轨、机头等需要吊车作业的工作，应提前制定方案，有专人负责实施。
7．千斤顶伸缩，管节拼装特别要注意安全操作，并且加强相互监护，统一指挥，明确信号或手势的指示，遵守操作规程。
8．工作井与接收井周围要有充分的围护，围护要牢固可靠，外观整齐，人员进出应设小门。
9．进入管内50米以上工作时，必须携带氧气补给设备。
管长超过200米时，要全程通风。
10．不得单独一人进入管内。
11．井内、管内照明必须使用安全电压。
12．管内有人工作时，上下必须建立畅通可靠的通信联系。
须在组织上予以保证。
项目部中由项目经副理分管。
并成立督导队定期进行检查，有效的化解施工与环境的矛盾，促进文明施工。
一．文明管理措施
1．在该工程施工现场用彩钢板围护，现场施工人员同一着装，凭出入证进出工地，非施工人员不得擅自进入。
进入施工现场的所有人员必须戴安全帽，严禁赤脚、赤膊、穿高跟鞋、拖鞋、喇叭裤、裙子等上岗。
2．材料、设备的堆放按施工计划平面布置，堆放要求整齐。
3．施工现场树立警告、警示牌
4．进入工地施工人员全部接受工前教育，做到文明施工，安全生产，遵守建设单位及项目部的各种规章制度及社会治安的各项法规，与当地派出所及时联系，外来民工一律以身份证为准，摘录身份证号码备案，现场施工人员必须四证齐全，即：
身份证、就业证、暂住证、计生证，在工地设置治安管理部对工地监督管理，以防事故发生。
5．在施工过程中，如发现文物，派专人进行保护，并及时通知文物部门，配合文物部门进行善后处理工作。
6．施工现场工地内道路通畅平坦、整洁，场地排水良好，场内积水洼地及时填平，杂物及时清除，定时进行场地洒水防尘。
施工中各阶段做好落雨清，做到工完料尽、场地清。
建筑垃圾集中堆放处理，建立定期考核制度。
7．施工现场建立放火管理制度和措施，建立防火责任制。
易燃易爆物品有专人管理，配设必要的消防器材，焊割工持证上岗。
木工间设禁烟牌、易燃物及时清理，确保与明火有足够的距离。
民工宿舍严禁私拉乱接电线，严禁使用电炉等明火设备。
8．积极作好班组思想教育工作，要求全体职工尊纪守法，遵守宁波市“十不”规定。
做到工地内是文明施工者，工地外是文明市民。
二、文明施工措施
1、加强对车辆、机械的检查保养，杜绝滴漏现象，减少油污对四周环境的污染。
2、噪音大的工序尽可能安排在白天施工。
3、在结构施工、安全、装饰的各个阶段产生的建筑垃圾由专人定期对建筑物四周进行清扫整理，并把建筑垃圾运至场地指定位置。
4、建筑材料及周转材料严格按平面图分类堆放，堆放整齐，堆放不超标，堆料场不做他用，仓储间有材料收发管理制度。
第三节临时用电安全措施
一、安全用电措施
1、安装、维修和拆除临时用电工程，必须由电工完成。
2、施工现场临时用电必须建立安全技术档案，由主管现场的电气技术人员负责建立和管理。
3、临时用电工程需定期检查，施工现场每月一次。
4、不懂电气设备的人员严禁使用和玩弄机具。
5、架设电线、线路必须符合电业局规定，电气设备全部接地或接零。
6、现场布线不直接与钢管接触，接头不拖地，包扎需三层绝缘。
7、合理使用熔丝，60A以下不准使用铜线。
8、宿舍严禁使用“三炉一灯”（电炉、煤炉、明火炉和碘钨灯）。
9、禁止乱拉乱接电线，架空线下方不得堆放易燃品，现场需配置干粉灭火器。
二、照明安全措施
1、本工程施工现场采用高光效、长寿命的照明光源，料具堆放场、仓库、办公室等采用一般照明。
2、在施工现场较为潮湿地方以及导电良好的基坑处照明电源电压不得大于24V，且使用行灯应符合下列要求：
A、电源电压不超过36V。
B、灯体与手柄应坚固、绝缘良好并耐热耐潮湿。
C、灯头与灯体结合牢固，灯头无开关。
D、灯泡外部有金属保护网。
E、金属网、反光罩、悬吊挂钩固定在灯具的绝缘部位上。
3、照明灯具的金属外壳必须作保护接零，
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