某别墅区污水管道泥水平衡法顶管施工方案secret.docx

1、某别墅区污水管道泥水平衡法顶管施工方案secretXXXXXXXXXXXXXXXXX排污工程（泥水平衡）施工组织方案目 录一、工程概况及要求 31.工程概况： 32.泥水平衡顶管施工优势 3二、管材的选定 4三、泥水平衡顶管施工工艺 51、泥水平衡法顶管的施工原理 52、泥水平衡顶管施工技术方案 62.1测量放线 62.2 工作坑设置 62.3顶力计算与后背设计 92.4 泥水平衡顶管 112.5管接口质量控制 172.6设备维修及保养 182.7应急措施 192.8场地清理及基坑的回填 202.9顶管注意事项 20四、施工组织机构 20五、施工现场临时设施 22六、雨季，夜间施工措施： 22

2、七、质量控制实施细则 23八、安全文明、节约施工措施 26九、工期安排 29十、现场平面布置图 30XXXXX排污工程一、工程概况及要求1.工程概况：为满足别墅群的排污系统正常运行，市政公司欲在临公路边的绿化带内兴建一段长约260米的800混凝土污水管道。该管道工程高程变化较小，道路起点端高、终点端低，埋设深度约3m。纵向要求一般坡度与设计纵向坡度一致。因施工地点临近交通干道，处于绿化带内，开挖施工不仅破坏绿化地貌，工期较长，而且将对公路的正常运行造成影响，该路段为别墅群区域交通的主要干道，车流量较大，人流量较多，也将给居民的生活带来不便。且该绿化带下12m位置布置有多条原城市管线，若明挖施工

3、将破坏原有管网系统。为保证原有管网系统及公路的正常运行，减小对交通的影响以及避免破坏绿化带，综合现场实际情况决定该工程采取非开挖泥水平衡顶管施工。2.泥水平衡顶管施工优势随着现代文明意识和环保意识的逐渐加强，开挖路面进行各类地 管线施工导致的社会问题，交通问题和环境污染问题已越来越受人民的关注，城市限制开挖施工的法规已陆续出台，使用非开挖泥水平衡顶管技术穿越街道和跨越其它障碍物的施工方法在世界范围内得到了广的运用，是不破坏地貌状态和保护环境的最理想的施工方法。（1）泥水平衡顶管施工不阻碍交通、不破坏绿地、植被、不影响居民的正常生活和工作秩序，解决了传统开挖施工对居民生活的干扰，对交通、地下管线

4、、环境、及周边建筑物基础的破坏和不良影响。（2）顶管施工与其它施工方法比较，施工周期短，施工场地可以灵活调整，施工占地少，工程成本低。（3）不影响交通，不破坏道路的基础结构，施工不受季节限制，使用人员少、成功率高、施工安全可靠等特点。使工程进行的更顺利。（4）采用该技术施工，一次性施工距离长，减少环境污染和对道路的堵塞，具有显著的经济效益和社会效益。3.施工规范要求按城市工程管线综合规划规范GB50289-98、顶管施工技术及验收规范、地下管线非开挖技术规程DB29-73-2004、城市地下管线探测技术规程CJJ61-94、给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-97、建筑基坑支护技术规

5、程JGJ120-99、工程测量规范GB50026-93，施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-88、建筑机械使用安全技术规程JGJ33-2001、ISO9001：2000国际质量体系标准，工程质量和保修要求按2000年1月30日实施的建设工程质量管理条例及合同有关规定执行。4.应用的主要法律、法规中华人民共和国建筑法、中华人民共和国安全生产法、建筑工程质量管理条例、中华人民共和国环境保护法、中华人民共和国产品质量法。二、管材的选定1.设计规定该工程采用管径为800的级钢筋混凝土管，为满足工程施工顶进力要求，我公司采用型号规格为：RCP8002000的钢筋砼管，确保工程一次性穿越成功。2.管节

6、必须全面检查，所用管材要有质量部门提供合格证和力学试验报告等资料。管材外观质量要求表面平整无松散露骨和蜂窝麻面现象，硬物轻敲管壁其响声清脆悦耳。发现外观有缺陷的一律禁止使用。3.安装前再次逐节检查，对已发现或有质量疑问的应弃之不用或经有效处理后方可使用。局部蜂窝麻面可用环氧树脂腻子均匀涂抹管外壁。三、泥水平衡顶管施工工艺1、泥水平衡法顶管的施工原理工作流程：现场勘察与探测 测量放线 工作坑设置 设备进场安装 泥水平衡法顶管 场地清理 竣工验收工作场景：上图仅是工作示意图，加上附属机械及材料、备件等，整个工作坑场地面积需32才能满足施工需要。根据本工程实际情况，一次性施工长度为260m，混凝土管

7、节为2m/根。2、泥水平衡顶管施工技术方案2.1测量放线 根据规划施工，先用经纬仪在现场地面上准确放出管道铺设的中线控制桩，控制桩必须保护好，待工作坑挖好后，再用经纬仪将管道中线控制桩引至工作坑保护好，确保施工使用时管道中线的准确度。2.2 工作坑设置 1、工作坑规格根据施工场地与泥水平衡法顶进设备操作条件，在施工段两端各设置一个工作坑和接受坑，工作坑设置在靠公路一端，便于机械与材料的进场。工作坑坑内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站等。工作坑坑底尺寸：84 m（底部长宽），接受坑坑底尺寸：43 m（底部长宽），根据土质情况可适当放坡，放坡系数为0.3，开挖深度根据设计管线高程确定为

8、3.5m。2、工作坑土方开挖工作坑土方开挖以机械开挖为主，人工修边为辅进行施工。土方开挖前先做好定位放线工作，对施工范围内的地下管线及构筑物进行技术交底，查明地下管线走向及埋深。并设专人会同相关单位对地下管线进行监护，确保地下管线及构筑物的安全。首先开挖上层土，采取从上往下逐层开挖的方式，严格遵循“分层开挖、严禁超挖”及“大基坑小开挖”的原则。工作坑井边不准堆积弃土，不准堆放建筑材料、存放机械、水泥罐及行车。基槽边外部荷载不得大于15kpa。槽边不得有常流水，防止渗水进入基槽及冲刷边坡，降低边坡稳定。工作坑挖掘支护完成后，立即进行彩钢板围挡，并设立醒目施工安全警示标志。3、工作坑支护设置根据施

9、工设计和现场情况分析，为防止工作坑坡面坍塌，坑壁应作支护处理。采用20mm厚木板（或采用钢模板）钢管支撑，满铺设置。若土质极易坍塌，或由于周围场地或建筑物限制不能加大放坡开挖的情况，可采取浇筑护壁等其他措施，保证工作井能顺利施工。4、工作坑排水液压顶管要求操作坑内无水作业，坑内若出现少量地下水时，坑内四周以土筑0.3m宽，0.4m高土埂拦水，坑内挖0.3m0.3m边沟，以3坡率引往集水坑，及时用50口径污水泵排出，不致浸泡边坡和影响作业。5、工作坑底板设置土方支护完成后即可浇筑底板混凝土垫层。坑底面应尽量整平；清除浮泥，防止封底混凝土和基底间渗入有害杂质；底脚与封底混凝土接触面处的泥污应予清除

10、；底板垫层混凝土强度为C10，厚度为100mm。底板预埋导轨以便于管道顶进。6、工作坑后基座设置该工程采用整体式后座墙做为后背，后座墙的整体强度需保证在设计顶进力作用下不被破坏，后座墙尺寸设计为1 m0.8m1 m，混凝土强度为C25，为现场浇筑钢筋混凝土，内置12200200的钢筋笼。后座墙完成后加垫20mm的厚钢板组成装配式后背墙，满足顶管的最大顶力。如下图所示：2.3顶力计算与后背设计本工程是将混凝土墙加垫钢板作为千斤顶的后背墙。1、后背结构及抗力计算后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度和刚度，且压缩变形要均匀。所以，应进行强度和稳定性计算。本工程采用现浇整体式后座墙组合钢板结构，这

11、种后背安装方便，安装时应满足下列要求：使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3。顶力计算推力的理论计算：（以800mm计算）F=F1十f2其中F总推力Fl一迎面阻力 F2顶进阻力F1/4D2P (D管外径0.96m，P控制土压力)PKoHo式中 Ko静止土压力系数，一般取0.55Ho地面至掘进机中心的厚度，取最大值4m土的湿重量，取1.9t/m3P0.551.944.18t/m2F1=3.14/40.9624.186.30tF2DfL式中f一管外表面平均（根据顶进距离平均淤泥土）综合摩阻力，取0.6t/m2D管外径0.96mL顶距，取值260mF23.140.960.6260470.25

12、t。因此，总推力F=6.30+470.25476.55t。根据总推力、工作井所能承受的最大顶力及管材轴向允许推力比较后，取最小值作为油缸的总推力。工作井（800mm顶管）设计允许承受的最大顶力为600t，管材轴向允许推力600t，主顶油缸选用两台(根据现场实际情况定)300t(3000KN)级油缸。油缸顶力控制在300t以下，这可以通过油泵压力来控制，千斤顶总推力600t。因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。后背的计算后背在顶力作用下，产生压缩，压缩方向与顶力作用方向一致。当停止顶进，顶力消失，压缩变形随之消失。这种弹性变形即象是正常的，顶管中，后背不应当破坏，产生不允许的压缩变形。后

13、背不允许出现上下或左右的不均匀压缩。否则，千斤顶在余面后背上，造成顶进偏差。为了保证顶进质量和施工案例，施工时应对后背的强度和刚度计算后靠背受力计算公式式中：R-总推力之反力（一般大于推力的1.21.6）a系数（取1.52.5之间），此处取2B后座墙的宽度（M） 此处取1米土的容重（KN/M3)H后座墙的高度(m)，此处取1米Kp-被动土压系数 c-土的内聚力（kPa) 一般情况下取10h-地面到后座墙顶部土体的高度（M），此处取3米按上式计算，工作井后背加护套后能承受727T顶力实际顶力600T。完全能满足要求。2.4 泥水平衡顶管 1、顶管设备选择本工程由于一次顶进距离较长，为确保工程质量

14、万无一失，确保绝对工程安全，我公司根据以住施工经验，决定采用日本ISEKI公司生产的UNCLEMOLE 型TCZ600具有破碎功能的泥水平衡顶管掘进机进行施工。2、顶管设备施工原理基本原理是主轴偏心回转运动而破碎的泥水平衡顶管机，其刀盘的正面，开口比较大，便于大块的卵石等能进入顶管机内，刀盘正面上下两个泥土和石块的进口，其开口的面积约占顶管机全断面的15%20%。刀盘由设在主轴左右两侧的电动机驱动。电动机是通过行星减速器带动小齿轮，然后再带动设在中心的大齿轮。大齿轮与主轴及轧辊联接成一体。主轴的左端安装有刀盘。这样，只要刀盘驱动电机转动，刀盘也就转动，同时轧辊也转动。在掘进机工作时，刀盘在一边

15、旋转切削土砂的同时还一边作偏心运动把石块轧碎。被轧碎的石块只有比泥土仓内与泥水仓联接的间隙小才能进入掘进机的泥水仓，然后从排泥管中被排出。另外，由于刀盘运动过程中，泥土仓和泥水仓中的间隙也不断地由最小变到最大这样循环变化着，因此，它除了有轧碎小块石头的功能以外还始终能保证进水泵的泥水能通过此间隙到达泥土仓中，从而保证了掘进机不仅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。一般情况下，刀盘每分钟旋转45转，每当刀盘旋转一圈时，偏心的轧碎动作达2023次。由于本机有以上这些特殊的构造，因此它的破碎能力是所有具有破碎功能的掘进机中最大的，破碎的最大粒径可达掘进机口径的40%45%之间，破碎的卵石强度可达20

16、0Mpa。3、泥水平衡顶管机优点A、顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置（DESANDMAN）成套化。B、带锥形破碎机的条幅刀盘，能破碎小于外径30%，一轴强度196Mpa（2000 kg/cm2）的砾石。C、该机能适用各种土壤条件，如粘质土、砂土、砂砾混合卵石土和软岩上。D、使用安装在轨道上的主顶油缸。一次顶进长度超过100m。E、该机由一人在地面遥控操纵即可。F、可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有ISEKI专利的RSG双光靶方向控制系统，有经验的操作人员可以将方向误差控制在10mm之内！G、使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。H、泥水分离装置DESANDMAN是一

17、种密封性好，操作灵活的分离系统，且能节省安装空间。此机型在现今使用较广，我们有着成功施工经验、技术成熟、可靠，对土层扰动少的特点。偏心破碎泥水平衡顶管掘进机是根据含水量较高的沙砾土而专门设计的。因此特别适应本工地基顶管的施工。4、测量以及设备安装测量的方法通视条件下的测量使用交汇法引工作井及接收井预留洞口中心至各自的井壁。置经纬仪至A点，后视B点，作BA直线的延长线，并在工作井后部定出一点C。保证C、A、B在一条轴线上，置经纬仪在C点上，后视A点，在工作井井壁上定出一点A，置激光经纬仪基座于井下D点，并抄平固定激光经纬仪架，置经纬仪于A点，后视B点，在激光经纬仪器架上定出D点，D点同A，A，B

18、点在竖直方向上成一直线，安装激光经纬仪于仪器架上，对中D点，后视A，点，依设计轴线打好角度，既可定出轴线。不通视条件下的测量引出A、B两点后可根据导线法以及平移法定出C、D、A，其余步骤同通视条件下测量定位。后靠背导轨及后顶的安装轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心于轴线相重合。在轴线定好后既可安装导轨以及后顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周作出46个临水点，保证轴线标高-临水点高程= h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调

19、整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。引轴线至井底前后两侧A、B两点，分中后靠背，在后靠背上作一分中点C，开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上，此值可肉眼鉴定，误差不应大于10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点D、D，测量AD和A D，的距离，只需保证AD的距离约等于A D，的距离既可，误差不应大于3cm，导轨左右方向确定后既固定下面两侧各一点，后使用线坠调整前后方向既可，最后根据实际情况填塞C15-C30的混凝土至井壁到后靠背的间隙，后方顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平后顶后只要保证所以千斤顶后平面贴实后靠背

20、既可固定。增高装置可根据机头重量以及增高量选择枕木，钢支架或砼垫层。洞口止水装置的安装，应保证除止水圈外最小直径大于进洞物最大直径的8cm，防止受到进洞物的剪切而失去止水效果，位置确定后可用水泥砂浆封堵与井壁形成的间隙，防止从间隙处漏水、漏浆。5泥水系统的安装泥浆池尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力，沉石箱的配置可沉淀块状物，防止块状物直接进入排泥泵引起排泥泵堵塞和损坏。注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均匀，系统应配置减压系统，在泵出品处1米外以及机头注浆处各安装一只隔膜式压力表。6顶进开始调试阶段以及土体取样顶管下井前应作一次安装调试，油管安装先

21、应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。机头下井后刀盘应离开封门1米左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不超过5mm，既可开始凿除砖封门，砖封门应尽量凿除干净，不要遗留块状物，同时可进行土体取样工作，使用100，L=500mm的两根钢管在洞口上下部各取长400mm的土样，取样工作完成后随既顶机头，使机头刀盘贴住前方土体。TCZ机头属于刀盘不可伸缩型，土压力表所显示的土压力为泥仓土压，显示的土压力与实际顶进的土压力存在一个压力差P，此值一般取15-30T，由于进泥口是衡定的，TCZ机头的土压控制主要通过顶速来调节，每次初顶时先调节好送水压

22、力，然后打开机内止水阀，转动刀盘，关闭机内旁道，待流量达到额定值的80%时既可开始顶进，送水压力可通过机内压力调节既可完成。7顶进过程中的方向控制由于TCZ机头本身所具有的方向诱导装置，纠偏操作就变的简单易行了，操作员只要通过纠偏动作，始终保证激光点在二号光耙的中心既可。测量与方向控制要点有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员项目管理部监理工程师，确保测量万无一失。布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在1020不得大于0.5。并设置偏差警戒线。初始推进阶段，

23、方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。8、顶管动力、照明配套顶管动力配套序号设备名称数量总功率(kwh)1刀盘电机1222螺旋输送泵电机15.53纠偏油泵电机144排水泵2155电焊机130 (注：以上所列设备，并不都是同时启动。) 动力电线设置：管内设置二路电缆，按其配套动力负载功率，选择电缆规格，供电采用TNS方式，三相五线制移动电线装接。2.5管接口质量控制本工程所用管节为平口管，平口管受力性能好，接头稳定性接

24、口处止水密封性能好。选用优良管材并处理好管子接口顶管施工是十分重要的。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。管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止接口受压变形。对管道的设置位置、标高进行检查，确实无误后，才进行管道接口处理。接口是管道的薄弱环节，易发生渗漏，若管接口施工质量差，管道接口在外力作用下容易产生开裂。混凝土管节表面应光洁、平整，无砂眼、气泡，接口尺寸符合设计规定，接口应保持清洁无油污，接口防水采用V型切口，用纯水泥砂浆对管进行处理，再用1：2水泥砂浆对切口进行封抹，最后采用树脂漆和玻璃纤维进行两次封堵，直到达到闭水要求，满足设计要求及国家验收规

25、范。管材供应 在顶进过程中，管材的供应是非常重要的，如果供应不及时造成顶进停止，后果是非常严重的，由于机头重量一般较大，长时间的滞留会造成机头沉降，使轴线发生偏差；或已顶好的管子和周围土体固结，使得摩阻力增大。因此，在开始顶进前，需指定详细周全的供应计划，现场应备有足够余量。2.6设备维修及保养在本工程项进过程中，特别需要对掘进机进行维修和保养，使掘进机始终处于优良的使用状态，从而顺利完成本工程实施。1、刀盘主轴及外壳密封掘进机在累计顶进达500米时，需对刀盘主轴密封进行检查，看是否良好，如果不良则应更换。如果良好则应在加好油的情况下安装好。2、液压系统当液化油出现乳化时，说明液压油己严重氧化

26、，应予以更换，更换液压油之前须把油箱内清洗干净。加油必须用精滤车过滤后方可加入。另外，一旦发现油管老化应予以更换。3、电气系统电气系统应保持干燥，保持指示灯及各仪表正常。4、纠偏系统纠偏系统要经常检查是否漏油、油液质量、油压情况，如发现不正常情况及时更换。5、注浆减磨长距离顶管施工中，顶力控制的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进行注浆。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力，我们在注浆时做到以下几点选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。主要指标为造浆率、失水量和动塑比。在管子上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌

27、、膨胀时间，听取供应商的建议但都必须按照规范进行压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的桨液形成情况。注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。在注浆孔中设置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响这浆效果。注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。注浆泵选择脉动小的螺杆泵，流量与顶进速度相应配。由于顶管线路长，为使全程注浆压力不致相差过大，在中间还将每隔400增设压浆泵以增大压力。2.7应急措施由于本顶管工程所处土层在回填杂土层中，因此本工程在顶管施工时如遇到意外情况，如土质突然变化、发生涌水现象、遇到障碍物等，必须采取有效的措施来处理。1

28、、地质发生很大的变化，突然间变硬或变软。这可以通过刀盘的转矩来判断，如果突然变硬了，则向土仓内加入水或泥浆，掘进机上设有加泥孔，其目的就是用来加泥的。如果太软，可把第一至第三节管子及工具头都联成了一个整体，以增加它们的刚性，从而可避免机头突然沉陷。2、在顶管施工过程中，如果出现异常的偏差或纠偏失效，必须在允许偏差标准以内就停下来，分析原因，找出对策再继续顶进，切不可盲目行动。操作人员必须严格遵守这样一条规定：无论何种情况，超过允许偏差一律停下来，并且如实汇报情况，以便分析原因，找准对策。2.8场地清理及基坑的回填施工产生的工程土、垃圾外运需按文明施工要求和渣土处理办法，运到永久堆土点，不得污染

29、沿途道路环境。并结合施工进行恢复地面，做好场地清理工作。基坑回填时应分层回填，夯实，并达到设计要求。2.9顶管注意事项管内动力及照明管内动力主要用来掘进、纠偏、出土及顶进，选择380V动力电源。由于管内环境潮湿，照明必须采用安全低压照明。采用变压器变为36V安全电压照明。管内通风设置操作人员在管道内施工时，由于施工管程长，为保证空气流通，坑内设置鼓风机向施工管道内排送新风，避免施工环境空气污浊或缺氧情况的发生。顶管注意事项工具管纠偏后，刃脚后形成一个空隙，管道顶进时周围的土体会塌入空隙，造成地面沉降。为避免这种情况，在顶管顶进时，要及时测量，勤测勤纠，避免大角度纠偏。四、施工组织机构根据本工程

30、规模和特点，公司特选派技术水平、管理水平高，责任心强、施工经验丰富的同志任项目经理组建成项目经理部，由项目经理统一管理，协调指挥施工的全过程。做到有计划、有组织地施工和管理。拟组建的项目部管理人员名单姓 名职 务职 称学 历李仲勇项目负责人工程师大专邓绍林顶管工长助理工程师大专杨健质检员助理工程师大专何丹资料员助理工程师本科陈泽钢安全员安全员何甫材料员大专现场组织管理机构框图如下：项目经理技术负责人项目副经理资料员质安员顶管工长 施工班组为保证工期，拟定班组人员配置如下：岗 位人 数职 责班组负责人1人全面负责工程施工和质量技术负责2人负责施工中的全部技术工作机长1人负责组织现场施工质量安全员1人负责质量和安全工作泥水平衡顶管工5人负责机械操作与辅助工作机械维修