LA048LA049新石线泥水平衡施工方案.docx
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LA048LA049新石线泥水平衡施工方案
目录
1.工程概况3
1.1工程简介3
1.2工程地质及水文地质3
1.3施工准备3
2顶管施工5
2.1工具管（机头）选型5
2.2顶管施工5
2.3顶管施工及技术措施9
2.4.主要施工设备10
3.施工管理措施11
3.1质量控制措施11
3.2路面沉降控制措施12
3.3安全保证措施13
3.4环保措施14
1.工程概况
1.1工程简介
辽河双6储气库配套管道（营口-盘锦联络线）工程（简称“营盘线”）线路起自大石桥市有色金属工业园内的营口分输清管站，出站向东穿越盘海高速公路后转向西北敷设，依次经过薛家坊、上土台、前高坎、高坎镇、西房身屯、新生农场、石佛乡，并在石佛乡西北侧定向钻穿越大辽河，进入盘锦市大洼县境内。
管道直径为Φ711，设计压力10.0MPa；管道材质为L485。
管线在LA048-LA049桩穿越新石线，公路里程为16Km+650m，顶管长度70米。
顶管的管径为DN1200钢筋混凝土管，工作井、接收井采用钢板桩支护。
天然气管线铺设采用泥水平衡顶管方法施工，根据现场实际测量灌溉渠渠底与两侧农田高差为1.7m，顶管操作坑需要开挖深度为6.0m，基坑平面尺寸6.0m×4.0m，由于所施工地段为水田和受地质、地下水位影响，操作坑拟采用钢板桩支护开挖。
1.2工程地质及水文地质
根据地质资料，穿越点两侧地质土层为：
素填土、粉质粘土、粉质粘土、粉土、粉砂，勘察期间地下水位在地面下1.2米。
1.3施工准备
1.3.1技术准备
⑴组织工程技术人员熟悉审核施工图纸，掌握施工特点、难点及特殊工序要求以及工期和质量要求，编制有针对性、实用性的施工方案，并组织对各工种施工人员进行技术交底。
⑵及时编制各种材料计划，提供自购材料加工订货计划。
⑶准备好各种施工用表格，认真学习资料管理和档案管理文件。
与设计和监理人员建立沟通渠道，确定沟通方式，并按要求报出待批的资料。
技术资料随施工进度，由技术负责人和资料员及时按系统、专业归类整理、保存、保证完整、准备。
⑷技术及管理人员现场勘察地形，地貌及地下障碍物的情况。
⑸测量及试验人员做好施工前的各项准备工作，检查验收场区的控制桩，编制测量放线方案，按照测量方案测设施工控制桩，并作好控制桩保护。
1.3.2施工工组织结构
1.3.3施工设备配备
序号
名称
型号
数量
备注
1
泥水平衡工具管
DN1800
1台
2
推进系统
1套
3
液压设备
1套
4
电气设备
1套
5
测量设备
1套
6
主机附属设备
1套
7
触变泥浆系统
1套
1.3.4施工材料设备
⑴根据工程实际需要提出材料计划，为材料及时进场做好前期准备。
⑵进场材料加强质量检查验收，不合格的不允许进场，更不允许使用，所用材料有质量合格证等，根据规定对进场材料进行复检；材料的存放根据各目的存放标准进行；根据进度要求和数量要求安排各种材料进场时间。
1.3.5施工现场准备
⑴摸清影响本工程的地下管线的具体位置和规格，与相关的管理单位联系，进行悬吊保护或拆改。
组织施工人员和机械设备进场。
⑵详细调查管道沿线现况自然条件及交通条件，确定施工运输路线。
同期进行现场“四通一平”工作，“四通”：
水通、电通、路通、电讯通；“一平”：
场地平整。
⑶做好施工占地部分的围档工作，设置警示灯，并做好沿路因施工而造成的交通疏导工作。
2顶管施工
2.1工具管（机头）选型
根据该工程的特点，工具管选型选用工具管应具备以下性能：
（1）为防止路基下沉，工具管（机头）能有效的阻止开挖面坍塌，防止地面下沉。
（2）泥水平衡式顶管机是利用泥水舱内有一定比重和压力的泥水来平衡地下水压力和土压力，同时用泥水来输送弃土的顶管机。
其优点是挖掘土体稳定，土层损失小，地面沉降较小；施工速度快，弃土采用管道运输，便于连续作业出土。
适合于小口径顶管工程。
缺点是产生很多泥浆，需进行泥浆外运，施工成本高。
且不具备排除障碍物的能力。
根据以上分析，结合工程特点，本次顶管采用泥水平衡式机头。
2.2顶管施工
2.2.1现场布置
本工程有工作井1座，考虑到工作周期短，现场布置从简，主要以集装箱为主。
工作井采用钢板桩进行支护，坑底采用混凝土浇筑550mm高，防止工作井在顶进过程中下沉。
2.2.2基坑设计
根据工程实际条件基坑选用热轧拉森Ⅵ型钢板桩支护，长度为9m。
根据工作基坑作业面积要求和钢板桩模数的整数倍数，设计钢板桩支护墙的中心放线尺寸为7.2m×4.74m,为保证钢板桩入土深度采用地表土放坡形式，放坡尺寸7.6m×4.2m,坡高1.5m，坡度系数1.0，然后按线插打钢板桩和转角桩，桩墙上标高-1.2m，基坑最终开挖深度-6.0m，坑底用混凝土封底，封底厚度0.55m。
2.2.3围檩及内支撑
钢板桩基坑采用二道围檩及内支撑，根据钢板桩许用应力和截面模量计算，设计上道围檩和斜支撑距离钢板桩桩顶0.5m，下道围檩和斜支撑距离钢板桩桩顶2.0m，距离坑底3.45m，围檩和斜支撑采用HN400×200×8型钢制作。
由于顶管工作基坑不能全封闭的特殊结构，基坑开挖深度在细砂层，而且施工所在地地下水丰富，为避免坑底出现淤泥而造成基坑塌陷的危险，基坑底部采用0.55m厚混凝土封底（夹层部分封底厚度0.4m），封底面预留集水沟和集水井同时顶管前进方向的桩墙采用双层结构，开挖、内支撑、封底后在内层钢板桩墙体上焊接3.0m×2.4m×0.01m挡板，在挡板上安装止水圈和工具管，然后夹层回填夯实拆除外侧钢板桩墙，进行顶管施工
钢板桩用量57支，角桩6支，合计重量45.2吨，围檩和内支撑用钢量5吨。
施工主要设施：
a.25吨吊车一台
b.施工用水：
用水泵从附近的沟渠中抽取。
c.泥浆棚：
BW200/50型泥浆泵（18KW）1台，农用泵代替拌浆泵（2.02KW）1台，2m3泥浆箱2只。
在井内顶进轴线的后方，布置2台2000KN的主千斤顶，控制总顶力4000KN。
将顶进管段放在千斤顶前面的导线轨道架上。
管道的最前端是一台泥水平衡工具管。
导轨全长有5米。
靠井内一侧的平台上存放顶环，工作井顶进方向一侧安装“之”字型扶梯。
配电箱、主油泵车安放在井上一侧，上搭防雨棚。
工作井后墙的设计允许水平推力为6000KN，施工中应避免超载。
2.2.4泥水平衡机头顶管施工工艺及施工流程
施工工艺：
主千斤顶顶推时，以工具管开路，推着管段穿过工作井的穿墙洞把管道压入土中。
与此同时，让泥土进入工具管内。
当千斤顶达到最大行程后，全部缩回，再将第二节管段吊入，装上橡胶止水、钢套环等，环形顶铁在第一节管段的后面，继续顶进，然后使用泥水平衡式工具管方法出泥，如此循环施工，直至全部顶完。
管道外壁注触变泥浆以减少四周土体的摩阻力。
依照先压后顶，边顶边压的原则，每五节管段设压浆管一节，管道外壁压注触变泥浆，以减少四周的摩阻力。
施工流程如下：
2.2.4.1.工具管穿墙止水
穿墙止水设置一块法兰钢板和橡胶板，穿墙洞上的螺栓采用膨胀螺栓固定的方法。
工具管穿墙前要作好下列检查工作：
（1）进水、排泥系统接通并经过试运行正常。
（2）工具管前舱运行正常。
（3）工具管纠偏灵活，液压系统无渗漏。
（4）工具管调零正确；
工具管调整好穿墙位置（管段允许稍稍向上，不能向下），主千斤顶顶住环形顶铁。
以上各项检查要符合要求后，然后应立即将工具管顶进，直到穿墙止水橡胶板（带）翻转向外达到止水要求，标示顶管穿墙工作完成。
然后打开水泵，开始顶进。
2.2.4.2.顶进施工
（1）工具管穿墙洞后，就可进行正常的顶进施工，一节管顶进结束后，缩回主顶千斤顶，拆除洞口的管线，吊放下一节管节，连接，再继续顶进。
供应进入水的为4寸水泵，进水管采用φ108钢管快速连接，管道要保证顺直，连接可靠，不渗漏。
排水管排出的泥水泥浆，采用自吸泥设备，通过排水管道送至地面的泥浆池内处理。
顶进施工时必须进行同步压浆，注意调节进土量和排泥量，使之互相平衡。
顶进过程中跟踪测量轴线索偏差，停止顶进时应先关闭主顶装置，然后关闭水泵和排泥泵。
（2）触变泥浆减阻
顶进施工中，运用触变泥浆可以减小顶进阻力。
顶进时通过管道上的压浆孔向管道外壁压入一定触变泥浆，在管道外形成泥浆环套，以减小管处壁与土体间的摩擦力，从而减小顶推力。
故在工具管尾部环向均匀布置三只压浆孔，在砼管节上每隔15m环向均匀布置2～3只压浆孔，压浆总管用φ25钢管，总管上每隔15m安装一只三通和球阀，再用压浆软管连接到压浆孔，顶进时工具管尾部的压浆孔要及时有效的跟踪压浆，砼管节上的压浆孔是补压浆用，补压浆的次数和压浆量应根据施工时的具体情况来确定。
由膨润土、水和掺合剂按一定比例混合而成，触变泥浆的拌制要严格按照操作规程进行，泥浆拌好后应放置24小时方可使用，施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结既要有一定的粘度，也要有良好的流动性。
压浆是通过储浆池外的压浆泵将泥浆送至管道内，经由压浆孔管壁外的。
施工中，在压浆泵、工具管尾部等处装有压力表，便于观察、控制和调节压浆的压力。
触变泥浆的用量主要取决于管道周围空隙的大小及周围土质的特性，由于泥浆的流失及地下水等作用，泥浆的实际用量要比理论大得多。
实际压浆量一般为可达理论值的4-5倍，但在施工中还要根据土质的情况、顶进状况、地面沉降的要求等作适当调整。
触变泥浆指标：
项次
项目
性能指标
检验方法
1
比重
1.1-1.15g/cm3
泥浆比重剂
2
粘度
1-2s
500ml漏斗法
3
PH值
7
PH剂
4
失水率
<25cm3/30mim
失水仪
5
稳定性
稳定性筒
（3）井下测量及轴线控制
为了使顶进时轴线和设计轴线相吻合，顶进过程中，对工具管进行跟踪测量。
通过测量仪器激光点及时纠偏，在进入接收井之前须对测量控制点进行复测，以保证测量的精度，从而确保工具管准确进入接收井。
在实际顶进中，顶进轴线和设计轴线经常发生偏差，因而要采取纠偏措施，减小顶进轴线和设计轴线间的偏差值，使之尽量趋向一致。
顶进轴线发生偏差时，通过调节纠偏千斤顶的伸缩量，使偏差值逐步减小并回至设计轴线位置。
在施工过程中贯彻勤测、勤纠、缓纠的原则，不能剧烈纠偏，以免对管节和顶进施工造成不良影响。
（4）出泥
出泥采用自吸泵排泥，供水管和排泥管均采用φ108的钢管，从管内排出的泥浆先进入工作井地面的中转泥浆池，经泥浆池沉淀的泥浆采用泥浆运输车进行外运。
2.3顶管施工及技术措施
2.3.1管道定向测量：
轴线控制点的建立：
以工作井穿墙管洞中心和接收井进管洞中心为依据，在地面建立实际管轴线控制点。
井上井下的点位传递：
井上控制点可采用经纬仪投递到井下，建立井下顶管测量轴线。
顶管定向：
从地面管轴线传递到井下的轴线由二点控制，一点设在测量仪器平台上，另一点设在穿墙管的上方井墙上，顶管施工时，在井下仪器平台上放置一台J2型激光经纬仪，以短边推长边的方法定出顶进方向。
2.3.2管道水准测量：
水平测量可在仪器平台上用激光经纬仪直接控制顶管高程偏差，如遇特殊情况，可用水平仪测量复核，避免误差。
2.3.3顶进方向控制及纠偏
工具管穿墙后的偏差大小，将会给以后的顶进工作带来很大的影响。
因此管道在前30m顶进过程中，要特别小心，要求作到：
a.顶进方向力争水平，如有偏差，只能偏上，不能偏下；
b.工具管尚未完全进洞前，不要纠偏。
进洞后，纠偏要求做到小角度纠偏，即少纠，勤纠；
2.3.4纠偏要求
（1）工具管纠偏应在顶进过程中进行.
（2）管轴线偏差不允许大起大落.
2.3.5触变泥浆：
触变泥浆的压注采用工具管压浆，然后每隔15m进行补浆．
压浆要求：
（1）先压后顶，随顶随压，出口压力大于地下水压力；
（2）工具管尾部压浆量控制在0.25－0.35m³／m；
（3）以后的补浆量控制在0.1－0.2m³／m；
2.3.6工具管纠扭
管道在顶进过程中有各种因素使管道发生扭转，因此工具管设有纠偏装置．
2.3.7在顶管结束后，对工作坑、接收坑预留洞的环向间隙使用快硬微膨胀水泥进行封堵，封堵在顶管结束时迅速进行。
2.3.8管道顶进完成后，利用管节上的注浆孔对管外壁的膨润土泥浆进行置换，待水泥浆从注浆孔流出后确认置换完毕，即封堵注浆孔并清理管道。
2.4.主要施工设备
序号
名称
规格
数量
1
泥水平衡工具管
DN1500、DN1800
各1只
2
顶管操作台
1套
3
顶进油缸
200T
4台
4
顶进油泵车
与顶进油缸配套22KW
1台
5
顶进系统
包括顶铁、支架、导轨
1套
6
吊车
25吨
1台
7
触变泥浆系统
套（包括压浆泵）
1套
8
激光经纬仪
J2
1台
9
水平仪
NA2
1台
3.施工管理措施
3.1质量控制措施
3.1.1顶管质量保证措施
3.1.1.1顶管施工前编制顶管组织设计，提交审定后才能施工。
3.1.1.2一旦工程开工，项目部应尽快熟悉设计图纸。
未经设计单位书面同意，不得随意更改设计。
3.1.1.3项目部应认真分析地质资料，摸清地下管线和地上建筑物的详细情况，办好绿卡和有关手续，并制定详细的技术措施。
该措施应取得认可，方可施工。
3.1.1.4顶管前，项目部应向作业班组进行详细的技术交底没，并办好书面手续。
3.1.1.5洞口止水装置的同心度误差小于1cm。
机头到接收井，应避免管子叩头现象。
3.1.1.6项目部应派专人对成品管、钢套环、止水带、木垫从质量、保管、安装等进行全面监督，确保管接口密度性能良好。
3.1.1.7顶管注浆工艺是施工的关键，必须从膨润土的材料，搅拌、压注进行全面监控，严格按操作规程施工。
降低顶进阻力。
顶进过程中，应严格控制顶力在允许范围内，并留足够的安全系数。
3.1.1.8顶管姿态控制应在质量标准范围以内，如果在顶进过程中，发现方向失控，应立即停止顶进，逐级上报，经研究同意后，方可继续顶进。
3.1.1.9顶管穿越建筑物时间较长时，应采用信息反馈技术，优化顶进参数，使建筑物的沉降低到最小限度。
并做好保护技术措施。
3.1.2管材与接口
3.1.2.1管材与接口验收：
要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。
3.1.2.2管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用放木垫高，防止“F”型管接口的套环受压变形。
3.1.2.3接管前再次检查管子接头的承插口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地。
3.1.2.4施工期间的复验：
施工前再详检查接口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地，确认合格后方可使用。
3.1.3混凝土管施工质量控制
一般情况的顶管施工的最大允许偏差（mm）
项目
允许偏差
轴线位置
D＜1500
＜100
D≥1500
＜200
管道内底高程
D＜1500
+30～-40
D≥1500
+40～-50
相临管间错口
钢管
≤2
钢筋混凝土管
15％壁厚且不大于20
对顶时两端错口
50
3.1.4顶进施工结束后，顶进管道应满足如下要求:
（1）顶进管道不偏移，管节不错口，管道坡度不得有倒落水。
（2）管道接口套环应对正管缝与管端外周，管端垫板黏接牢固、不脱落。
（3）管道接头密封良好，橡胶密封圈安放位置正确，需要时应按要求进行管道密封检验。
（4）管节无裂纹、不渗水，管道内部不得有泥土、建筑垃圾等杂物。
（5）顶管结束后，管节接口的内侧间隙应按设计规定处理;设计无规定时，可采用石棉水泥、弹性密封膏或水泥砂浆密封，、填塞物应抹平，不得突入管内。
（6）钢筋混凝土管道的接口应填料饱满、密实，且与管节接口内侧表面齐平，接口套环对正管缝、贴紧，不脱落。
3.1.5顶管施工结束后，顶管公路两侧需要进行沟下连头，应对连头处打钢板桩护坡，即在管沟两侧打钢板桩，钢板桩长度为20~30m。
钢桩打入方式采用单桩打入法。
为了保证焊接顺利进行，采用钢板+钢板桩进行支护，为了保证设备正常行走，采用钢排子铺垫道路，为了保证施工人员的安全，在连头点采用沟箱的方法进行施工。
对连头施工时，管沟内视其渗水量大小采用水泵明排水，连头防腐结束后，进行管沟返平段开挖。
3.2路面沉降控制措施
在顶进施工的区域，应考虑土体和地下水条件以及顶管施工工艺，保证地层的沉降不大于允许的沉降值。
顶进过程中地面沉降控制范围
项目
允许变化范围（MM）
地面隆起的最大极限
+20
地面沉降的最大极限
-20
为确保路面沉降值控制在允许范围内采取措施如下:
3.2.1在顶进过程中根据出泥量严格控制工具管的推进速度,防止多出泥引起地面沉降或少出泥引起地面隆起。
3.2.2顶进过程中及时压注触壁泥浆，减小管子四周的空隙。
3.2.3顶管结束后利用管节上的注浆孔对管外壁的膨润土泥浆用水泥浆进行置换，待水泥浆从注浆孔流出后确认置换完毕
3.3安全保证措施
工程安全管理以上“安全第一”作为指导思想，贯彻在本工程施工的始终，认真贯彻有关安全生产的规章制度，加强对安全生产的检查，使管理工作标准化。
3.3.1安全目标
本项目工程严格执行“安全第一、预防为主”的方针，根据本工程的特点，我们制定如下目标：
3.3.1.1实现“五无”（即无重伤、无死亡、无倒塌、无中毒、无火灾）。
3.3.1.2减少一般事故。
3.3.2防范重点：
井坑塌方；触电事故；物体打击事故；机具、设备伤害事；交通事故；消防安全事故。
3.3.3管理措施：
3.3.3.1防止塌方：
挖槽至规定深度要有保护措施；及时支撑。
3.3.3.2防止触电事故：
施工用点实行二级漏电配电，施工电缆线按规定架空铺设或套管埋地敷设；保护零线按规定作好重复接地；电工应定期对施工现场用电设备进行检查，及时发现和排除电气事故隐患。
非电工人员不能拆改电器、电源，电工人员必须持证上岗。
3.3.3.3物体打击：
进入施工现场操作人员必须戴好安全帽；上下井坑必须行走安全梯；特别注意对井壁的安全检查，发现问题及时处理，不留后患，平台口周围设护栏，护栏高度不得低于12m。
3.3.3.4防机械伤害：
由专人负责工程机械的调度及指挥，在吊车的工作半径内严禁站人。
小型机械必须按安全规程操作，施工机械专人使用，使用人员持证上岗。
3.3.3.5防交通事故：
在施工导行地段施工的安全保障。
在施工导行地段设置明显的交通导行标志；在主要通道口派专人协助指挥疏导交通，确保交通安全。
3.3.3.6防火：
存放易燃物危险品地点禁止吸烟和使用明火；各类电器设备和电源接头必须使用专门的电源开关及专用绝缘胶布；电气焊工必须遵守有关安全操作规程，用火现场必须有有效灭火器材；保证电焊机、氧气瓶和施焊点之间的安全距离。
3.3.3.7严格执行安全技术交底制度，提高安全意思，履行安全技术交底交接手续。
3.3.3.8凡参加工程施工的各专业人员，施工前必须接受安全技术培训，熟悉并掌握所有安全技术操作规程。
3.3.3.9特殊工种必须持证上岗，非特殊工种人员禁止使用特殊专业机具。
3.3.4建立项目经理部安全保证体系，实行多级管理
3.3.4.1建立项目经理部安全保证体系，实行项目经理负责制，坚持项目经理是工程安全的第一负责人，安全部门具体负责日常安全管理工作。
3.3.4.2列入项目经理部安全体系部门都要各负其责。
进行认真的安全交底，加强部位全过程的检查、把关，及时总结、反馈、修订措施。
3.3.4加强安全教育工作，作好事前控制
“预防为主”是本工程安全管理主要手段，将安全教育工作做为一个动态过程，贯彻到工期的始终，使每个施工人员都树立以“预防为主、安全第一”的安全生产意识。
根据本工程的施工特点，重点是施工作业人员入场教育和特殊工种持证上岗，开展以“讲评、教育、交底及检查”的安全管理制度。
3.4环保措施
3.4.1施工现场做到清洁整齐，无积水，无垃圾。
3.4.2夜间施工不得大声喧哗，尽量减小人为噪声。
3.4.3泥浆排放措施
现场设置大容量的泥浆箱，直接用泥浆罐车运输至指定的地方弃置。
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