顶管泥水平衡施工方案

1郑州市生态水系输水管线刘砦、荆胡段改迁工程施工一标顶管施工方案合同编号：ZZYY-2015-0210编制人：审核人：批准人：河南中原黄河工程有限公司郑州市生态水系输水管线刘砦、荆胡段改迁工程施工一标项目经理部二○一五年四月2顶管施工方案一、工程概况1本次工程位于郑西客运高铁与嵩山南路旁边，工程全线长1596.2米，管径DN1600。施工一标：管材采用预应力钢筒混凝土管（PCCP），直埋，管径1.6m，长611m；砼顶管275m.2施工概况郑州市生态水系输水管线刘砦、荆胡段改迁工程施工一标段工程主要有管道铺设、阀井工程。主要工程项目：土方开挖、土方回填、混凝土浇筑、管道安装、阀件安装、顶管工程等。临时工程：修建与维护施工道路、施工排水、贮运设施、停放场地、施工风水电系统、混凝土拌和系统、办公与生活营地营造、场地平整、场内道路等临建工程。计划开工日期2015年4月10日，完工日期2015年6月28日。工程质量目标为合格工程。二、工作井、接收井施工工作井、接收井采用开挖下沉工艺，即地面挖土下沉、支模、扎筋、浇砼，最后封底施工的工艺，采用集水井排水降低地下水位后，人工配合长臂挖掘机一次性挖土下沉到位。（一）、工作井，接收井施工工艺流程、基坑开挖同时实施井点降水，直至管道顶进验收完成后，对路面或原地坪修复回填后拆除井点。（二）、模板施工基坑开挖垫层浇筑内壁清理钢筋绑扎外模安装井体混凝土浇筑筑底板钢筋绑扎底板混凝土浇筑砼养护3施工前，首先在垫层上测设好刃脚及井体尺寸平面投影线，用墨斗弹好墨线。1、模板使用木模，选用强度高的九夹板。模板拼缝要紧密,并用双面胶带粘贴,以防漏浆。自制木模表面平整光滑，其长度和宽度误差不得超过3mm，不平整度不得超过5mm，拼接的两块板高差不得超过1mm，板间拼缝不得大于2mm。模板制作检查后应涂抹脱模油整齐堆放备用。2、模板支架采用建筑常用扣件和Φ48×3.5钢管搭设。严格执行JGJ130-2001建筑施工扣件或钢管脚手架安全技术规范。3、钢筋混凝土井壁模板安装：支模前应根据轴线弹好模板控制线和位置线。模板限位采用电焊φ12限位钢筋,保证模板不偏离轴线并不损坏原钢筋。为防止墙下部漏浆,墙模板和导墙拼缝处须用双面胶带粘贴,以防漏浆。墙体模板安装图4mm厚接缝钢板止水60060064404、模板的拆卸（1）非承重模板拆除时，结构砼强度不宜低于1.2Mpa。（2）侧面模板应在混凝土强度达到其表面及棱角不因拆模而损伤时；墩、墙、柱部位不低于3.5MPa时，方可拆除。（3）拆模时不要用力过猛过急，拆下来的材料要及时运走，整理。拆模过程中模板要传递下来，不得抛掷，拆下后立即清理干净。（三）、钢筋工程钢筋制作及管理工程施工所需钢筋进场时必须有出厂质量保证单及试验报告，其力学特性必4须符合现行国家标准。在监理见证下须按批号、数量、炉号、种类、等级、生产厂家抽样做拉力、冷弯试验，复试合格后才投入使用，并报请现场监理工程师验收，复试不合格的作为不合格品做退货处理。钢筋接头：直径在16mm以上热轧钢筋接头宜采用闪光接触对焊或用电弧焊，16mm以下可用电焊，也可用铁丝绑扎接头。采用电弧焊的搭接焊或绑条焊时，两搭接钢筋的轴线必须在同一直线上，搭接长度、焊接高度必须符合规范要求。同一截面内的受拉钢筋，其焊接接头的截面积之和不得超过钢筋总截面的50％。钢筋最小搭接长度LeE=1.2La。钢筋最小锚固长度：钢筋最小锚固长度与砼的标号，钢筋种类、结构的抗震等级有关，必须达到设计图纸的要求。钢筋最小锚固长度必须大于或等于250mm。（四）、混凝土浇筑井体混凝土采用商品砼泵送浇筑，当采用插入式振捣器时振捣砼的移动间距不得大于振捣器作用半径的1.5倍，并应避免碰撞钢筋、模板、预埋管、吊环等，振捣器插入下层不少于50mm。在砼浇筑过程中，应经常观察模板、支架、钢筋预埋件和预留孔洞情况，当发现有变形、移位时，应及时采取措施进行处理。墙板砼分层振捣，使用插入式振捣器时每层厚度不大于50cm，振捣棒不得触动钢筋，除上面振捣外，下面要有人随时敲打模板。井壁墙板入料点对称布置，浇筑高度必须平衡上升，浇筑速度尽量放缓一些。（五）、混凝土养护混凝土采用草包覆盖洒水养生。在养护过程中，如发现遮盖不好，浇水不足，以致表面泛白或出现干缩小裂缝时，要立即仔细加以遮盖，加强养护工作，充分浇水，并延长浇水日期，加以补救。（六）、底板浇筑待井壁混凝土强度达到设计值50%后，开始进行底板钢筋绑扎，然后浇筑底板混凝土。三、顶管施工（一）、顶管施工安排本工程顶管机采用适用于各种软土地质的泥水平衡式顶管机顶进施工，顶管主顶机械总顶力为12000kN。本工程共有顶管施工段275米,埋深约6～8m。采用泥水式平衡顶管机进行施工。计划安排二班倒施工，每天施工完成20m。5（二）、顶管测量系统测量的方法1、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，AB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，即可定出轴线。2、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其余步骤同通视条件下测量定位。（三）、顶管施工准备现场准备分两个阶段进行。第一阶段为预埋件的制作、预埋。第二阶段由井上和井下布置组成。井上布置包括行车、气压设备、供电、注浆设备、弃土装置、供水、换气等七大部分组成。井下布置由测量、放样、复核、井内设备安装等四个环节组成。其中井内设备安装包括钢梯和洞口后座浇灌及有关的顶进设备、照明、通讯等安装。顶管施工采用外径泥水平衡顶管机，最大后顶力为1200t。首先按照设计图纸，准确放置工作井的位置，构筑基坑。1、地质条件本工程范围内的土层从上往下依次为：素填土、粉质粘土、粉土。2、顶管机本工程选用泥水平衡顶管系统。泥水加压平衡顶管工法的特征是在机械掘削式顶管前部的刀盘附近安装隔板，形成泥水压力仓，将加压的泥水送入泥水压力仓，使开挖面稳定，刀盘切削泥水平衡顶管系统主要由顶管机、泥水输送、泥水处理及顶进管理四个系统组成。6工作原理：工具管在正常作业前，刀盘与壳体外圈接触，刀排与刀盘盘体接触，泥水仓处于密闭状态，以延缓泥水压力泄漏。同时在泥水旁路切换大循环时，使泥水压力的波动对开挖面的扰动降到最小，待泥水仓中压力稳定后，启动中心轴动力泵站带动中心轴及刀架向前运动，使刀架与刀盘分离，在两者之间形成四条70mm的进土间隙，并由中心轴及刀架的继续伸出带动刀盘盘体的运动，使之与壳体保持一定距离，此时机头即处于待工作状态，启动刀盘驱动电机，通过第一级减速(105k行星齿轮减速机)，其输出轴上的小齿轮带动中心轴上的大齿轮(即第二级减速i=131/17)最终带动刀盘及刀架，以1.5rpm转动(可正反转)切削土体。3、工作井的选择本工程由于工作井土质情况较差、工作井深度较大，故选择沉井式工作井。（四）、工作坑设备、地面设备安装1、安装导轨：先复核管道中心位置，计算导轨轨距。采用装配式轻型导轨，按轨距安放在砼基础面上。二根轨道必须互相平行、等高，导轨面的中心标高按设计沟底标高设置，坡度与设计管道坡度相一致，工作坑的砼基础面标高为沟底标高减去导轨的构造高度和10mm以下调整的薄铁板厚度。导轨定位后必须稳固、正确，在顶进中承受各种负载时不位移、不变形、不沉降。2、安装主顶设备：将主顶千斤顶对称布置为4只，固定在组合千斤顶架上作整体吊装。每台千斤顶规格一致，行程同步，油路并联，共同作用，均备有独立的控制阀，伸出的最大行程小于油缸行程10cm左右。油泵设备设在距离主顶千斤顶的近处，并设置防雨棚，油路安装顺直，减小转角，接头不漏油，油泵的最大工作压力不大于32kpa，装有限压阀、溢流阀和压力表等指标保护装置，安装完毕后必须进行试车，在顶进中定时检修维护，及时排除故障。选择符合要求刚度的马蹄形顶铁，受力后无变形，相邻面垂直，排列不扭曲，单块放置稳定性好，连续部位不脱焊、不凸面，与导轨的接触面平整，顶进前滑动部分抹牛油润滑。环形顶铁与钢筋砼管口相吻合，中间用软木板衬垫。3、安装前墙止水圈：7为了防止顶管机头进出工作坑洞口流入泥水，并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不致流失，必须事先安装好前墙止水圈，其组成部分为预埋法兰底盘、橡胶板、钢压板、垫圈与螺栓。法兰底盘予先埋设在砼沉井内，中心正确，端面平整，安装牢固，螺栓的丝口妥善保护，水泥浆予先清除。安装时先装橡胶板，后装钢压板，再上垫圈并用螺帽紧固，使其阻止水流。4、安放顶管机头：顶管机头的尺寸和结构要符合要求，在吊入顶进坑前要作详细检查。起重机卸机头时，要平稳、缓慢、避免冲击、碰撞，并由专人指挥，确保安全可靠。机头安放在导轨上后，测定前后端的中心的方向偏差和相对高差，并做好记录，机头与导轨的接触面必须平稳、吻合。工具管和掘进机要按设计要求，准确定位，两边对称。机头必须对电路、油路、水路、泥浆管路和操纵系统等设备进行逐一连接，各部件连接牢固，不得渗漏，安装正确，并对各分系统进行认真检查和试运行。5、安置起重机械：顶进工作坑配备一台桥式起重机（即门式行车）和一台汽车吊进行垂直运输作业。其起重能力满足顶管工具管和顶进设备的装拆、吊钢管和顶铁装拆、其他材料的垂直运输。正式作业前要先试吊，离地面约10cm检查重物捆扎情况和制动性能，确认安全可靠，方可使用。6、安置土方运输设备：采用泥水平衡顶管进机，以水力机械方式将泥浆通过与管路连接的吸泥泵输出并与排泥旁通装置直接输送到地面泥浆沉淀池。（五）、顶进施工1、出坑：出洞前对所有设备进行全面检查，液压、电气、压浆、气压、水压、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、换向阀、传感器、流量计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，如存在问题要及时调整、维修或更换。通过水位观测孔检查洞口外段的降水效果是否达到要求；洞口止水圈与机头外壳的环形间隙均匀，密封、无泥浆流入；洞外地面无明显沉陷后，方可拆除封门。先拆除砖墙，而后拆除井外的组合钢封门。拆除封门后，在确保人身安全的8前提下，立即清除洞口外可能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，避免前方土体松动坍落。2、顶进：（1）掘进系统起动前要确保液压泵组中的液压油充分；液压油软管和泥浆管路的每一接头可靠，接口对号；操纵台上的所有控制开关处于空档或停止位置；所有电缆和电气配线都牢靠连接；供电电源符合规定值；电动机的回转方向正确无误。（2）掘进机的所有操作都是通过操纵台上的开关来控制的，操纵人员按以下步骤进行：⑴启动之前所有按钮开关和选择开关都处于“断开”或“停止”位置；⑵合上电源开关指示灯亮，接通电视监视；⑶调整测斜仪的零位；⑷启动基坑旁位路装置的送泥泵和排泥泵；⑸按揿液压装置的“启动”按钮；⑹把泥浆送入掘进机后，调整泥浆压力达到稳值；⑺启动刀盘⑻起始顶进时，通过电视屏上土压表数值调整到设定压力值范围；⑼确保掘进机的平稳工作状态，当刀盘位移指示器指在“零位”左右时表明掘进机处于良好工作状态；⑽掘进机在运行过程中，操纵人员要经常通过电视屏上的仪表显示进行调整，其主要操作内容为：调整土压力、挖掘刀盘位移、启闭主切削刀刃通阀、泥浆流向变换、抽除掘进机内积水。（3）主顶千斤顶的顶进操作：⑴把“千斤顶选择”转换开关拔到“主千斤顶”的位置，绿色指示灯显亮；⑵按下行程予调计数器的“速度仪调零”按钮；⑶按下“千斤顶控制”的“顶出”开关，绿色指示灯亮，千斤顶启动；⑷转动旋钮式调速阀，以调节千斤顶速度；⑸当主顶千斤顶顶伸到数字式计算器予调的行程值时，千斤顶即自动停止，“顶出”开关动力组在卸载状态下继续运转；⑹按下“千斤顶控制”的“回缩”开关，红色指示灯亮；⑺主顶千斤顶到达回缩终点时，按下