顶管施工组织设计4标最终版.docx

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顶管施工组织设计4标最终版

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青草沙水源地原水工程

南汇支线工程C4标

顶管施工组织设计

编制人：

刘伟刚

审核人：

厉响明

上海建工桥隧筑港工程有限公司

青草沙原水工程C4标项目经理部

2011年8月25日

一、工程概况----------------------------------3

1地理位置、周边环境----------------------------3

2主要工作内容概况------------------------------3

3工程地质水文概况------------------------------5

4工程相关单位----------------------------------6

5编制依据-------------------------------------6

2、难点以及对策-------------------------------7

1、顶管时的纠偏--------------------------------7

2、长距离顶管顶力过大、中继环较多---------------7

三、施工方法------------------------------------8

1工程量分布及工期安排-------------------------8

2现场平面布置和交通组织------------------------8

3设备选用和施工工作原理------------------------9

4顶力计算-------------------------------------12

5顶管出洞技术---------------------------------14

6拼管、焊接、防腐-----------------------------15

7触变泥浆减阻措施-----------------------------18

8洞口止水处理---------------------------------22

9顶进测量-------------------------------------23

10通风----------------------------------------27

11后座----------------------------------------28

12中继环顶进及闭环焊接------------------------28

13用电、通讯和照明---------------------------31

14进洞及后期收尾阶段--------------------------32

15地表沉降控制措施----------------------------33

四、施工进度计划---------------------------------34

五、劳动力计划安排-------------------------------34

六、质量保证措施-------------------------------34

七、安全保证措施-------------------------------37

八、应急措施-------------------------------------38

九、附图

一、工程概况

1、地理位置、周边环境

本工程为青草沙南汇支线工程（QNZ－C4标），南汇支线工程是青草沙水源地原水工程陆域输水系统的重要组成部分，承担着向川沙水厂、航头水厂、惠南水厂输送青草沙原水的重任。

南汇支线工程全线共分12个标段，本工程为4标段管道、顶管井以及附属工程的总承包施工。

本工程设计规模为28万m3d，工程内容为2根DN2000钢管，全线采用顶管施工工艺，两根管道主要敷设在道路绿化带内。

2、主要工作内容概况

本标段（QNZ-C4）施工主要内容可分为为：

A20（唐丰路—环龙路）之间管段，线路长3576.07m，顶管长度约7152.14m，工作井有5座，接收井有4座，沿线顶管井内设有单向补压塔井、阀门井以及排气排水井等附属设施。

J21~J20：

DN2000钢管，长度为386米

J21~J23:

DN2000钢管，长度为1050米

J24~J23:

DN2000钢管，长度为148米

J24~J25:

DN2000钢管，长度为118米

J26~J25:

DN2000钢管，长度为118米

J27~J26:

DN2000钢管，长度为150米

J27~J28:

DN2000钢管，长度为166米

J29~J28:

DN2000钢管，长度为608米

J29~J30:

DN2000钢管，长度为834米

3、工程地质水文概况

（1）、概述

上海位于长江三角洲入海口东南前缘，属三角洲冲积平原，地貌形态较单一。

拟建场地位于上海市浦东新区A20东侧，地貌类型属于滨海平原，拟建管道沿线一般位于已有道路绿化带内，地势平坦，且沿线有明浜及建筑物分布，沿线地势由一定起伏，勘察期间测得所经地区地面标高一般在3.8--4.9m之间。

根据勘探资料揭露，拟建原水管线沿线穿过淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粘质粉土夹淤泥质粉质粘土，一般呈水平层理分布。

经勘察查明，在本工程范围内的地基土属第四纪全新世Q34～上更新世Q23的沉积层，主要由填土、粉土、淤泥质土、粘性土等组成。

根据沉积时代、成因类型及其土性可划分8个主要层次，其中①、③、⑤、⑦层各分为若干亚层。

具体为：

①1层杂填土（夹建筑垃圾）、①2层淤泥、②1层褐黄～灰黄色粉质粘土、③1层灰色淤泥质粉质粘土、③夹层灰色粘质粉土夹淤泥质粉质粘土、③2层灰色粘质粉土、④层灰色淤泥质粘土、⑤1-1层灰色粘土、⑤1-2层灰色粉质粘土、⑤2层灰色粘质粉土、⑤3层灰色粉质粘土夹砂、⑥层暗绿～草黄色粉质粘土、⑦1层草黄色砂质粉土、⑦2层灰色粉砂、⑧1层灰色粉质粘土。

具体土层分布情况详见勘察报告中的《地层特性表》。

（2）、水文地质

场地浅部土层主要为粘性土，在埋深5m左右有一层粉性土分布，地段地表水与地下水水力联系不密切，但在雨天有瞬间汇流。

对本工程基础设计及施工有直接影响的主要为浅部土层的潜水，其补给来源主要为大气降水、江水渗流与地表径流，排泄方式以蒸发消耗为主。

潜水位埋深随季节、气候、潮汛等因素而有所变化。

勘察期间测得钻孔中地下水稳定水位埋深约0.40～2.60m，相应水位为1.90～5.10m。

潜水对本工程基坑开挖影响较大，开挖时应做好降排水工作。

拟建场地浅部有③夹层粘质粉土夹淤泥质粉质粘土、③2层粘质粉土及⑤2层粘质粉土微承压水分布，深部有⑦1、⑦2粉（砂）土承压水分布，⑦1、⑦2属于同一水文地质层，③夹、③2层连通，系同一水文地质层，⑤2层为古河道沉积区微承压水含水层。

根据上海市长期观测资料，承压水水头高度一般均低于潜水位，水头埋深一般为3.0～11.0m，随季节呈周期性变化。

（3）、不良地质工程评价

A沿线场地填土厚度一般为0.2~2.0m，局部较厚达5.6m，夹碎砖、石子等建筑垃圾以及植物根茎等，土性不均，结构性差，为本工程的不良地基土，会给基坑开挖造成一定障碍，施工时应注意防止坍塌。

B拟建场地属软弱场地土，场地类别为

类，属对建筑抗震不利地段，勘察资料表明，在20m深度范围内无成层饱和砂质粉土和砂土，故本场地在抗震设防烈度为7度时，可不考虑地基土地震液化影响。

4、与本工程相关的主要单位

建设单位：

上海青草沙投资建设发展有限公司

设计单位：

上海市政工程设计研究总院

监理单位：

上海上咨建设工程咨询有限公司

施工单位：

上海建工桥隧筑港工程有限公司

5、编制依据

给水排水工程顶管技术规程（CECS.246:

2008）

地基处理技术规范（DBJ08-40-94）

市政地下工程施工质量验收规范（DGJ08-236-2006）

给排水管道工程施工及验收规范（GB-50268－2008）

现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范（GB50236-98）

钢制管道对接环焊缝超声波探伤方法和检验结果的分级（GBT15830-1995）

钢融化焊对接接头射线照相和质量分级（GBT3323－2005）

工业金属管道工程施工及验收规范（GB50235－97）

涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923－88）

熔融结合环氧粉末涂料的防腐蚀涂装（GBT18593-2001）

二、难点以及对策

1、顶管时的纠偏

顶管时，承插式管能顺着洞穴前进，但钢管的前进方向不一定与洞穴方向完全一致，这就是钢管纠偏困难的原因。

要使钢管改变方向和实现纠偏，首先要在顶管机纠偏段形成足够的纠偏土压力，对钢管形成纠偏弯矩，迫使钢管弯曲。

2、长距离顶管顶力过大，中继环使用多，对保证质量、进度造成很大的困难

长距离顶管顶力过大，中继环使用多，对质量、进度造成很大的影响，对此，我们的对策：

（1）、管道顶进要顺直

（2）、强化补浆，减少管壁摩擦力

如CECS-246:

2008（指挥部发的给水排水工程顶管技术规程）指出，我们目前顶管减阻的基本措施是扩孔，工具头刀盘扩孔半径增加0.5cm左右，工具管尾端注浆环扩孔半径增加到3cm，工具管后预留注浆孔，具体如下：

J21~J20：

386米，计44节，第1~10节，每节置孔，第11~30节，每2节置孔，第31~44节，每3节置孔。

J21~J23：

1050米，计120节，第1~10节，每节置孔，第11~30节，每2节置孔，第31~80节，每3节置孔，第81~120节，每4节置孔。

J24~J23：

148米，计17节，第1~10节，每节置孔，第11~17节，每2节置孔。

J24~J25：

118米，计14节，第1~10节，每节置孔，第11~14节，每2节置孔。

J26~J25：

118米，计14节，第1~10节，每节置孔，第11~14节，每2节置孔。

J27~J26：

150米，计17节，第1~10节，每节置孔，第11~37节，每2节置孔。

J27~J28：

166米，计19节，第1~10节，每节置孔，第11~19节，每2节置孔。

J29~J28：

608米，计70节，第1~10节，每节置孔，第11~30节，每2节置孔，第31~70节，每3节置孔。

J29~J30：

834米，计95节，第1~10节，每节置孔，第11~30节，每2节置孔，第31~80节，每3节置孔，第81~95节，每4节置孔。

三、施工方法

1、工程量分布及工期安排

本工程顶管施工可分为两部分：

一号管顶管施工和二号管顶管施工。

顶管的功效确保焊4根天。

2、现场平面布置及交通组织

在顶管工作井内进行顶管顶进施工过程中既要考虑确保路面的通行又要顾及对周围环境的影响。

施工现场周围按文明施工的要求采用彩钢板隔离施工区域，并在彩板上标出醒目记号以提醒过往车辆，在一侧留出施工车辆进出口。

在每座工作井施工现场考虑布置1—2只办公集装箱供施工人员使用。

本工程共有4座工作井和5座接收井，每座工作井均考虑存有6-8根8.5米长的φ2000钢管备用堆场。

3、设备选用和施工工作原理

根据本工程土质，多为粘性土，具有渗透系数很小的特点。

顶管直径为2米，鉴于工期安排较紧张，所以采用泥水平衡机头顶进。

该设备都是现在国内使用比较广泛的设备，工作原理合理，性能良好，型号为TPNø1650泥水平衡顶管机：

顶管机外径Ф2060，刀盘最大扭矩71KN.m，刀盘最大转速2.3rpm，最大纠偏角度2.70，装机容量90kw，具有多边形破碎清障能力。

TPN泥水平衡顶管机的基本工作原理是利用泥水压力来平衡地下水压力,同时也平衡顶管机所处土层的土压力.泥浆不但和地下