D1000顶管施工方案.docx
《D1000顶管施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《D1000顶管施工方案.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
D1000顶管施工方案
φ1000顶管施工方案
一、工程概况
1.工程概述
城北污水处理收集系统厂外工程内金川河主流Ａ2标，N84→N82←N79→N14顶管工序，管道均为：
φ1000mm钢筋砼管，顶程分别为107m和32m。
根据地质勘察报告分析，本区以淤泥质粉质粘土为主，拟采用挤压法进行顶进施工。
2.水文地质、工程地质
水文地质：
管线段西侧为内金川河水域，地表水体受大气降水、上游水系及两岸居民生活用水补给影响，河道中有闸门，故水位受人工控制。
水质对砼无侵蚀性；地下水主要为孔隙潜水及下部为微承压水混合而成，主要受大气降水补给，水位动态受季节变化影响明显，地下水位埋深在0.70~2.20m之间。
工程地质：
管段沿线位于金川河岸边，隶属于古秦淮河漫滩相地貌单元，穿越“古秦淮河漫滩砂性土、粘性土（洞身）工程地质区段”、“古秦淮河漫滩以砂性土为主（洞身）工程地质区段”及“古秦淮河漫滩以软土为主（洞身）工程地质区段”。
全线洞身区间勘探孔处未见粒径大于20mm的砾、卵石等颗粒组分。
管线主要穿越：
2c层粉土夹粉砂土：
灰黄、青灰、饱和，粉土稍密，粉砂松散，含云母碎石及少量腐植碎屑，中等压缩性，中等强度地基土。
2层淤泥质粉质粘土：
灰色，饱和，流塑，含少量腐植碎屑，水平层理发育，局部粉质较重，夹粉土、粉砂薄层；高压缩性，低等强度地基土。
二、施工程序及技术要求
1.施工主要程序：
（见附图）
2.主要施工方法及技术要求
2.1工具管选型
经对地质勘探报告分析，本顶层以
2层淤泥质粉质粘土、
2c层粉土夹粉砂土为主。
挤压式工具管，适用于淤泥质土和部分淤泥的土系，对覆土层的厚度有较高要求，一般为3D。
根据以上因素确定，采用挤压式工具管进行顶进施工。
2.2洞口处理
为保证顶管工序顺利进行，对进出洞口区域采取必要的加固措施。
在预留洞口外侧安装[20槽钢，予以控制洞口外侧土体不会因地下水流动而沿洞口流入井内；
为了确保工具管安全进、出洞，尽量避免洞外土体流失，造成地面塌陷，须对洞口外侧的土体进行压密注浆加固；
在洞口设置止水系统：
洞口止水0胶圈安装平整牢固，水密性良好；止水胶圈安装位置须与管道在同一轴线。
2.3管材进场
严格执行成品及辅材质量检验管理制度；收集材料质保书，做好材料进场记录及外观检查；对管材的槽口尺寸、橡胶圈和衬板实行专项检
施工准备
地面设备安装
放样复核
工作井设备安装
注浆材料准备
出洞准备
顶进
注浆
排运弃土
测量及方向纠正
卸管接口安装
进洞准备
取出掘进机及附属设备
全线测量
置换水泥浆、洞口管缝处理
结束
顶管施工工艺流程图
查，合格后方可使用。
2.4顶管施工
以工作井穿墙管与接受井接受孔中心为依据，在地面建立实际管道轴线控制点。
井上井下控制点的传递，因沉井较浅，可采用全站仪定向，经纬仪一次投递。
在管道轴线上任意一点传递至井下仪器平台上，再传递另一点至觇标。
水准测量采用水准仪，确立基准小平台，工具管后部设立水准标尺，由此确定高程偏差。
为保证顶管工序顺利进行，对后靠背及千斤顶支架等设备安装准确牢固尤为重要。
防止工具头发生“磕头”现象采取以下措施：
a.在工具管后两节管材上预埋钢板，通过螺栓将工具管与其相互连接；
b.在工具管出洞时，须严格控制其轴线偏差不大于3mm，其高程
应为设计标高加抛高数（其数值可根据土质情况、管径大小、工具管自身重量和顶进速度等因素设定）。
出洞
出洞前必须对所有设备进行全面检查，包括液压、电气、压浆、照明、通讯、通风等操作系统是否能正常进行工作。
各种电表、压力表等是否能正确显示其进入工作状态，然后进行联动调试，确认没有故障后，方可准备出洞。
开顶前，先在洞口安装止水装置，拆除砖封门，然后推进掘进机至距钢板桩10CM拔起钢板桩，随即推进掘进机出洞。
掘进机出洞时，严格控制顶进偏差，中心偏差不得大于0.5cm，高低偏差宜抛高0.5—1.0cm，若达不到上述要求，应拉出工具管，作第二次出洞。
拆除封门前应检查洞口止水圈与机头外壳的环形间隙是否均匀、密封，封门和封板一经拆除后，必须要确保人身安全的前提下，立即清除洞口外存在的金属物件或较大的硬块等障碍物，而后将机头随即切入土层中，避免前土体松动坍落。
管材安装及外观检查
本工程管道连接采用“F”型钢套环橡胶圈防水连接，即在管节一端混凝土浇注时预埋钢套管，形成承口管节，另一端混凝土作成插口；插口上设安装密封圈的凹槽，相邻管段连接时，先在插口上安装好密封圈，装上软木垫片，然后插入完成连接，管材安装顶进前对其实行专项检查：
a、管材槽口尺寸正确，表面光洁平整无气泡，套环必须按设计要求进行防腐处理，刃口无疵点，焊接处平整，肢部与钢板平面垂直，堆放整齐搁平；
b、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；
c、衬垫板的厚度，应按设计顶力大小确定，粘贴时，凹凸口对中，环向间隙符合要求；
d、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；
e、插入安装前滑动部位可均匀涂薄层硅油等润滑材料，减少摩阻；
⑸出土
中口径挤压式顶管，工具管顶进时，正面的泥土通过格栅挤压进入冲泥舱，然后被高压水破碎冲成泥浆，泥浆通过吸泥口、吸泥管，最后被抽出管外运至指定地点。
⑹管材顶进
顶进施工，严格控制前5M管道的顶进偏差，其轴线、高程偏差不得大于3—5mm。
本工程管道沿线主要为淤泥质粉质粘土及粉土夹粉质粘土，在施工前，须依据地质报告及管道埋深计算掘进机的主动力及被动力和水压力，力争精确控制顶进时掘进机前的压力；工作井设备安装精度须严格控制，如后背浇筑垂直度、轨道的高程、坡比、千斤顶的位置，液压系统的设计合理；假设管道顶进停止，管道与土体间的摩阻力随时间的延长而增大，故采用多班连续24小时作业，严格执行班前、班后技术交底制度；控制千斤顶的行程，严禁超越临界冲程；严密注视主站油泵压力的变化，假设发现压力突然上升时，应立即停止顶进，查明原因，以防发生意外；密切注意掘进机的压力表读数，在允许的变化范围内，如发现出土土质变化、土压变化及掘进机偏移等情况立即向值班技术人员汇报，及时采取措施；
根据土质进行取土控制，随取随顶，顶进时及时补浆，并注意注浆压力及注浆量的控制，在掘进过程中，注意掘进面的稳定与否，土压平衡顶管的舱前土压及后顶压力是否正常、地下水压力的变化，发现问题或前兆时，及时采取措施促使掘进面保持稳定；加强对顶进速度的控制，2—3cm/min。
加强监测，及时控制，随偏随纠；顶进应与管外围注浆同步进行，其原则为先注浆后顶进，随顶进，随压浆，以保证管外围充满泥浆套，充分发挥减阻和支承作用，管道顶进至工作井井壁内50cm时，应停止顶进，回缩油缸，按装下一节管材并加顶铁，如此循环施工，至完成全部顶程。
⑺管道外围压注触变泥浆减阻
为了减小管道外壁与土体间的摩阻力，采用在管道外围压注触变泥浆。
a、压浆孔的设置
注浆孔是指工具管后部的压浆孔，孔不能直接暴露在土体中，否则容易被土堵塞出口，压浆孔预埋时需与钢筋砼管圆心成120°，反之不能形成环状的泥浆套，底部不设注浆孔，管道在泥浆中都成上浮状态，故管道的洞口向顶部靠近，管道底部的泥浆由两侧注浆孔自动向下流动。
b、压浆设备的组成、注浆管道连接
选用螺杆泵，以使流量脉动小，注浆压力平稳，总管选用φ40～50mm
的镀锌钢管，支管选用φ25～30mm的高压橡胶管，为了使触变泥浆的压力在停泵以后仍基本保持不变，在泥浆出口处安装自落式单向阀，此阀安装必须垂直，泥浆顺向通过时铁球上抬，停泵时，铁球下落，在泥浆套的余压下封住回浆口。
c、触变泥浆的生成
触变泥浆是由膨胀土、水按体积比为成品膨润土：
水＝1：
8，首先将定量的水放入搅拌桶内，开动搅拌机徐徐投入膨润土，充分搅拌，即成泥浆，泥浆拌和后须经24h静止方可使用，根据需要配备一只供浆桶，一只制浆桶，轮流使用。
d、泥浆的压注
触变泥浆的压注力应与注入土层的土体压力基本相当或略大，而触变泥浆的耗量应略大于或等于地层土体的损失量。
在顶进过程中，还应按地面变形的观测结果适当调整，采用顶管机压浆、中继站补浆的方法，对掘进机压浆须与顶进同步，以迅速在管道外围空隙形成粘度高、稳定性好的膨润土泥浆套。
管道补浆是在已有的泥浆套基础上改善泥浆套，补充其损失量，掘进机尾部第一压浆孔后的10m处设置第一道补浆孔，此后每隔4m通过管节上的补浆孔，以保证管道外围空隙充满触变泥浆，补浆始终要坚持从后向前补压和及时补浆的原则，对于各层土质，特别是夹砂土层施工时根据渗透系数充分考虑泥浆的损失，调整注浆压力和注浆量。
e、泥浆置换
每段管道顶进完成后，立即用2：
1水泥浆将触变泥浆置换出来，以确保管道外围土体有足够的支撑和减少渗漏水，待浆水凝结后（一般在24h以上），拆除管路，换上闷盖，将孔口封堵，压浆结束后，所有设备必须认真清洗。
f、通风
以保障管内空气畅通，确保操作人员安全，采用2台30L/S鼓风机及送风管向管内持续送风。
g、进洞
顶管机头进洞时，在接受坑内预先安置枕垫和滚筒，当顶管机头接近封门时严禁挤压，应拆除封门后顶进接受井，当管节顶进接受井后，施工技术人员应考虑工作井和接受井各留出的管节长度，尽量避免敲拆砼管，方便接口施工。
顶管结束后，按设计要求在管内间嵌以弹性密封膏或水泥砂浆填料，要求与两管口抹平。
管道顶进至N22井后采用大开挖取出工具管，作检查井施工。
3.施工主要难点及解决办法
为抵消工具管出洞后的“磕头”现象，在顶管导轨敷设时尺寸略上仰，以平衡重力影响，工具管对准穿墙孔位置，管头稍稍向上抬3―5mm，工具管与后几节管道刚性连接。
由于管道在金川河边顶进。
在顶进过程中，加强速度控制及轴线、高程偏差的调整，发现压力突然上升时，应立即停止顶进，查明原因，假设遇到小石块或建筑垃圾，可以打开封门人工进入机头处理。
管道沿途主要穿越
2层淤泥质粉质粘土，其管道外壁与土体间单位面积摩阻力为20kpa，采用触变泥浆减阻后，降低为4kN/m2.
为防止在顶管过程中产生管涌、流砂，敬请金川河河道管理部门予以配合，尽一切可能降低金川河水位，同时对管道沿线建（构）筑物、市政设施加强沉降观测，发现问题前兆，及时采取有效措施。
N79井→N14井32m过河管，；河床覆土层实测约0.7m，根据挤压式工具管覆土要求，拟以管道为中心宽度约3.5m、高度约2.5m进行填土，同时预埋数根管道，便于金川河水流放。
4.列出技术复核的内容
1、顶管轴线放样线与设计轴线的偏差；
2、顶管洞口中心高程及方向；
3、顶管后背厚度、尺寸以及安装水平度及垂直度；
4、顶管轨道安装高度、水平度以及两轨间距；
5、千斤顶安装位置、高度及间距；
6、顶管施工过程中管节的高程及轴线偏差；
7、管缝宽度以及封堵情况；
8、管材以及辅助材料的质量及数量。
5.工程防护内容及其方法
（1）在顶进过程中注入膨润土泥浆，注入的膨润土浆不仅起润滑减阻作用，而且由于超切在土层与管材之间的空隙得到填充；再则，原有的空隙和由于顶推而产生的松动区的空腔都会被膨润土浆填堵起来。
因此，通过注入膨润土浆可以显著减少沉降。
（2）泥浆置换，每段管道顶进完成后，立即用2：
1水泥浆将触变泥浆置换出来，以确保管道外围土体有足够的支撑和减少渗漏水，待浆水凝结后（一般在24h以上），拆除管路，换上闷盖，将孔口封堵，压浆结束后，所有设备必须认真清洗。
三、主要资源需用计划
1、劳动力配备一览表
序号
工种
人数
序号
工种
人数
1
管理
2
7
顶管工
6
2
技术
2
8
修理工
2
3
测量
4
9
起重工
4
4
木工
2
10
司机
2
5
电工
2
11
普工
15
6
焊工
4
2、主要工、机、具一览表
序号
名称
型号
数量
备注
序号
名称
型号
数量
1
掘进机
Φ1000
1
挤压式
6
膨润土泥浆压注系统
1
2
泥浆泵
QY-2.5
4
7
插入式震动器
H2X-30.5
5
3
汽车吊
QT25
1
8
电焊机
DS-330
2
4
木工机床
1
9
污水泵
80GTW-65
4
5
膨润土泥浆搅拌机
1
3、主要检验、测量和试验设备
序号
名称
规格型号
单位
数量
1
全站仪
GTS—311
套
1
2
水准仪
S3
台
2
3
经纬仪
J2
台
2
4
泥浆比重筒
套
1
5
天平
JPT—51
套
1
6
台称
TGT—100
套
1
7
游标卡尺
套
2
四、进度计划及工期控制措施
1、自设备安装至拆卸预计：
21天；
2、在施工期间采取24小时施工制度，确定周，天，班作业计划，
逐级按目标控制，以达到对工程施工进度有效控制；
3、对施工班组及施工技术人员实行责任承包制度，明确施工任
务具体要求，明确工期及质量指标，运用经济杠杆实行奖罚措施，
使施工班组按期保质保量完成任务；
4、采取切实可行的措施，合理安排流水作业，保证人力、物力、
资金的投入。
五、质量及安全措施
（一）工程质量保证措施
1.加强职工质量意识教育，严格按各项操作规程和验收规范施工；
2.为保证工程质量创精品，创名牌，工地质量与工地全体人员的经济利益挂钩，实行质量工资和质量风险抵押金；
3.严格执行成品、半成品和原材料验收管理制度，按规格、品种分类挂牌堆放。
做好材料进场记录，质保书及外观质量检验，原材料性能复试，严格杜绝使用不合格品；
4.施工中必须对每道工序执行施工质量的检测。
严格执行自检、互检、专检的三检制度；
5.施工中严格执行顶管施工工艺流程及进出洞土体加固保护。
最大顶推力检测及限制、承压水处理方法；原有地下障碍物处理方法，建筑物沉降控制和地下管线保护等技术措施；
（二）安全生产措施
1.严格遵守施工现场六大纪律和各项安全操作规章制度，施工现场设专职安全员和医疗站，监察和处理各类安全隐患及劳动保护问题等；
2.电器设备必须安装漏电保护器，须有接地装置，电动工具实行一机一闸制接线，并有专人负责管理及维修。
非指定人员不得动用电器设备；
3.严格执行班前交底（交任务、交安全、交质量）和三上岗（上岗检查、上岗计录、上岗交底）制度，执行工序交接自检和互检制度；
4.机械电器操作人员应严格遵守操作规程，管外各种移动式电器设备均需有漏电开关保护装置，各种电器必须有可靠的接地和接零管内照明，管内照明电压采用36V；
5.与工作无关人员严禁下井；
6.安全管理目标：
无重大伤亡事故、重大机损事故；伤亡事故、返工损失率小于1‰；
六、所用规范、标准目录
《给水排水管道工程施工及验收规范》G50268—97
七、各种记录的目录
1.工程洽商记录；
2.周围建筑物沉降观测记录
3.施工测量记录
4.水泥注浆记录
5.工序报验单
6.工序质量评定表
7.单位工程质量评定表
八、顶力计算
1.管材最大允许顶力
A、F=π/K·δ（T-L1-L2）（d+T）
其中：
F—钢筋砼管允许顶力（KN）；
K—安全系数，取K=6；
δ—混凝土抗压强度（Kpa）;
T—壁厚（m）;
L1—密封圈槽底与外壁距离（m）;
L2—木垫片至内壁的预留距离（m）;
d—钢筋砼管内经（m）。
经计算：
钢筋砼管允许顶力F为1813.35KN。
B、工作井设计允许顶力，R允：
3000×1.2=3600KN。
2）管道的顶进阻力：
由掘进机的正面阻力和管道外壁的摩阻力组成
F=F1+F2（N79N82）
其中：
F1为工具管正面阻力；
F=1/4·（πD2R）=361.728KN；
D—管道的外径1.2M；
R—挤压阻力，取400KN/m2；
α—网格截面参数，取0.8；
F2为管道摩阻力；
F2=fπDL=1209.53KN；
f—管壁四周的平均摩阻力系数，采用触变泥浆减阻后
f=2―3KN/M2（经验所得）取3KN/M2;
L—管道的入土深度107m。
经计算：
工作井允许顶力及管材最大允许顶力，满足双向顶进施工需要。
升级会员 