顶管工程施工方案

.可编辑范本！地铁五号线靖江路站DN1800顶管工程施工组织设计编制：审核：审批：天津市管道工程集团有限公司2013年4月.可编辑范本！目录一、工程概况二、编制依据三、顶管施工四、防止沉降措施五、施工进度计划六、安全文明施工保证措施七、环境保护措施附图：施工平面布置图质量管理体系图安全管理体系图主工作坑平面布置示意图副坑平面布置示意图施工进度表.可编辑范本！一、工程概况1、工程概述本工程为地铁五号线靖江路站DN1800顶管工程。计划桩号0+150至0+306，顶管长度156米。2、本工程质量目标：合格。3、主要工程内容：（1）主工作坑1个（2）副工作坑1个（3）DN1800钢管顶管156米二、编制依据1、根据现场勘察拟定及设计交底会议纪要。2、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008。3、《土压平衡和泥水平衡顶管工程施工技术规程》DB29-93-20044、《天津市管道工程集团有限公司管理体系文件》2007A版5、《环境空气质量标准》GB3095-19966、《建筑施工场界噪声限值》GB12523-907、《室外给水、燃气管道工程系统试验作业指导书》Z／GJS008-988、《给水、燃气、供热管道安装工序作业指导书》Z／GJS007-989、《钢管焊接工序作业指导书》Z/GJS001-200110、《管道工程环境因素控制作业指导书》（Z/GJS001-2006）11、《天津市管道工程集团有限公司管理体系文件》M/GJS-ZA-2007版。三、顶管施工本工程顶管地段桩号：0+150至0+306段钢管顶管覆土4.0米。1、工艺流程施工准备（施工人员进场、施工设备进场、测量放线、引测轴线及高程控制点）→打高压旋喷桩→打工字钢桩/拉森桩→打设大口井→工作坑开挖及支撑→工作坑基础施工→洞口制作及顶进设备安装、调试→顶管机入洞→初始顶进→正常顶进（注浆减阻）→依次循环→顶管机出洞、顶进结束→拆卸顶管设.可编辑范本！备→管外泥浆置换2、打设高压旋喷桩在主工作坑进行高压旋喷桩加固、止水，桩径600mm，咬合300mm，桩长15m，水泥含量43％待深层搅拌桩养护72h后方可进行打钢桩、开挖等工作。主工作坑四周打双层高压旋喷桩。深层搅拌桩施工工序为：测量放线定位钻孔、搅拌二次搅拌注水泥浆随注随提钻杆最后复搅为确保深层搅拌桩质量，达到理想的闭水效果。要注意以下几点：①派质检人员跟班检验；②严格控制每米的注浆量；③严格检查每根桩的总深度；④严格控制每根桩的垂直度；⑤咬合量必须达到要求；副坑由于所处位置受限，计划选用闭水及强度支护相结合的拉森桩进行施工，拉森桩选用Ⅳ型，桩长12米。3、大口井在主工作井内对角各打一眼大口井，副工作坑内打一眼大口井，井深12米，直径0.5米。管材为无砂砼管。随着开挖深度的增加，逐步拆除大口井。4、工作井制作（1）主工作坑和副工作坑的布置（见附图）根据现场实际情况，初步拟定主副工作坑尺寸为：主工作坑：长8m，宽5m，深约7.0m（含基础）副工作坑：长6m，宽5m，深约7.0m（含基础）（2）工作坑支护主工作坑均采用40#B工字钢桩，桩长为12m。工作坑作为后背采用竖排密打，其他侧边采用一横一竖密打桩，要求打桩时桩身垂直，以确保工作坑内部尺寸。副工作坑四面打Ⅳ型拉森桩，桩长为12m。要求打桩时桩身垂直，以确保工作坑内部尺寸。.可编辑范本！工作坑内用双层40＃工字钢焊接矩形支撑，并加设角撑4根和DN300钢管横撑两根。矩形支撑位置为地面以下1米、3米处。DN300钢管支撑一律预应力安装。矩形支撑位置可以根据门铁、环铁尺寸等情况适当调整。0.00-1.00-3.0040#工字钢桩-12.040#工字钢矩形撑-15.0坑底高压旋喷桩工作坑矩形撑布置示意图（3）基础做法主工作坑底部采用卵石垫层100mm厚，其上做C25钢筋砼底板，厚400mm，基础内预埋钢筋网，钢筋规格Ø20，纵横方向间距均为20cm。并与坑壁工字钢焊接牢固，其上焊接两条导轨。安装完成后应对其质量进行检查，每条导轨测其4点高程，高程必须一致。在主工作坑洞口下设宽度1米，长5米，深1米的焊接工作槽。副工作坑底部采用卵石垫层100mm厚，其上做C25钢筋砼底板，厚400mm，并与坑壁工字钢焊接牢固，做法同主工作坑。（4）主、副工作坑排水措施.可编辑范本！工作坑成型后，在工作坑内设一个集水井，坑底四周设0.3m×0.3m排水沟，1%坡度坡向集水井，井内稳泵。（5）、工作坑洞口处理为阻止地下泥水及触变泥浆从管外壁与土体形成的缝隙流入工作坑，在洞口处设置止水圈。洞口止水墙做法：首先将预制的止水圈套环焊接在钢桩上，然后两侧缝隙处支模打灰，最后将钢制法兰及橡胶圈用螺栓连接，将橡胶圈压紧。洞口直径为Ф1632mm。顶管推进土层前，将洞口处钢桩切掉或拔起，以使管道顺利入洞。主工作坑出洞口处设置深层搅拌桩，增加出洞口处的地基承载力，防止机头出洞扎头。5、顶力计算本工程采用DN1800钢管。（1）顶力计算根据经验公式F＝F0＋RSL初始推力F0=1240综合摩阻力R=12kN/m²；管外周长S=5.65m；长度L=160m；经计算总顶力为12088kN。（2）后背力校核后背力经校核s＝1.58＞1，故后背力满足顶力要求。6、顶进设备安装（1）把地面上建立的测量控制网引至工作坑内，并建立相应的地面控制点，便于顶进施工时复测。（2）工作坑内精确测放轴线。（3）稳置轨道轨道采用钢制轨道，表面平直光滑无毛刺，轨道高13.4cm。根据设计管2FBh2hhhrKS3213tP.可编辑范本！道的标高、坡度进行轨道安装，轨道中心线与管道中心线在同一垂直平面内，轨道与底板基础连接牢固。并做好支撑。为防止洞口扎头，将轨道铺设至工作坑前端，待第一节管入洞后，再割掉50cm长导轨，以便焊接。安装误差在允许范围内。（4）主顶油缸架稳置依照轨道和管道中心线、高程为参考，进行稳置主顶油缸底架，油缸底架中心线与所顶管道中心线在同一垂直平面内，油缸底架及主顶油缸稳置要牢固并在允许偏差范围内。（5）后背铁稳置为满足后背抗力要求，在钢制后背铁与工字钢桩之间，现浇C25砼，使后背整体受力。后背铁受力面平直，具有足够的刚度和强度。钢制后背墙和后背铁安装要紧靠工作坑后背工字钢，与工作坑底板充分接触并与管道中心线垂直，安装偏差要在允许范围内。（6）设备联接主顶油缸的油路应并联连接，每台油缸应有独立的进油、回油的控制系统。其它各设备之间按规范进行连接安装，安装完毕后进行调试。（7）供电系统的设置供电系统由变压器、总控箱、分配箱、开关箱和用电设备及输电线路组成，总控箱、分配箱、开关箱的布置应符合相关规范要求，并采取防雨、防晒措施；输电线路采用线板架设并标识，线路架设应横平竖直、符合相关要求。（8）设备调试A、所有的电控系统安装完毕后对电控系统的连接及控制开关进行调试，检验线路连接是否正确、开关是否灵敏。B、对主顶油缸及油泵站进行调试，检查油管是否连接正确、油泵站运转是否正常、油路控制闸阀是否完好、顶镐出镐缩镐是否正常，对油管进行排气处理。C、对测量系统进行校验，检验支架的稳定性和安全性，对仪器进行摆放调试。D、对机头的各项开关进行调试，检验电压表、电流表；检验刀盘转向是否与控制相符；检验纠偏系统是否运转正常；检验土压表是否灵敏；检查齿轮.可编辑范本！油箱是否满足设备要求；检验螺旋出土机转向是否与控制开关一致，运转是否正常。7、机头入洞机头安放在轨道上，拆除洞口处封板后，进行顶进，在顶进过程中，严格控制水压，刀盘扭矩和顶速。顶速：100mm/min，扭距3.5T/C㎡。8、顶进：本工程采用大刀盘泥水平衡顶管掘进机，在顶进阶段“信号采集系统”和“报警系统”必须开启，予以监视和记录。机头入洞后，在机尾处加一段过渡环，长度为3m（两节）,过渡环后面增加1～2节混凝土管，以便在顶进过程中方便纠偏。顶管下井前应作一次安装调试，油管安装先应清洗，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，检查合格后顶机头，使机头刀盘贴住前方土体。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ΔP，此值一般取15～30T，由于进泥口是衡定的，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。（1）顶进过程中的方向控制机头本身所具有的方向诱导装置，操作员只要通过纠偏动作，始终保证激光点在光耙的中心既可。（2）管节止转的方法和措施顶管时，机头在刀盘及出土机的作用下会发生旋转，对机头的旋转主要采用加压重块的方法，先在机头两侧做好放压重块的架子，并均衡放置重块，当机头右转时，将右侧压重块搬向左边，反之将左侧压重块搬至右侧。压重块应采用铅块，因其体积小、比重大，便于搬运。（3）防止掘进机出洞后扎头的方法和措施为防止掘进机出洞后扎头，在掘进机出洞后，即连接过渡管节，并在该管节内加重物，且随着掘进机的顶进，不断加压重物。使其与掘进机配重，第一.可编辑范本！节钢管节出洞后，连接第二节钢管节，并相应减少重物，直至钢管节的重量与掘进机相等后，将重物取出。（4）减阻方法和技术措施采用触变泥浆护壁的施工措施，即在管壁与土壁之间注入触变泥浆。为防止顶管时触变泥浆从洞口溢出，故顶管前在洞口做压板，为保证密封性压板上需套上胶圈。专用的顶管机外径尺寸为Φ1060mm，比管节外径1050mm大10mm，故顶管机在土层中顶进时使管节外围形成5mm的空隙，如能及时有效向该空隙注入触变泥浆填充在管节外围，形成一个较完整的泥浆套，顶进时既可有效减阻又能起到支撑土层的作用，加快顶进速度。反之，泥浆套不能形成，顶力将急剧上升，严重时将可能顶坏管节，甚至使顶管工作失败。①触变泥浆的配比触变泥浆配制：选用较好的钠基膨润土，膨润土：水=1：8（重量比），采用机械定量搅拌桶把水与膨润土搅拌均匀然后打入几个注浆罐，静置12小时，使其充分吸水，膨润成胶体，利用比重计测其比重，掌握在1.15g/cm为宜。②注浆孔布置掘进机与第一节钢管节之间加一钢制注浆器，注浆器一端与掘进机固接，另一端与第一节焊接，注浆器设置三只注浆孔，即在注浆器顶部设一只注浆孔，孔径DN25，内设单向阀。另两只注浆孔斜向下夹角60°，并在第一节管的注浆孔前安置注浆压力表。顶进时，及时跟踪注浆，确保在顶管机后面及时形成完整的泥浆套。③同步跟踪注浆制作触变泥浆采用机械定量搅拌罐把水与膨润土搅拌均匀，然后打入两个钢制注浆箱，注浆箱尺寸为4000×2000×3000mm，静置12小时，使其充分吸水、膨润成胶体。将地面配制好的触变泥浆经注浆泵增压后进入输浆管，通过环形管注入顶管机及管节的压浆孔，形成泥浆套。当管节顶进时，利用顶管机尾部环向均匀布置的三个压浆孔，与顶进同步跟踪注浆，以确保当掘进机向前时在其后形成的环向空隙立即被泥浆充填，从而形成完整的泥浆套。④压浆量与注浆压力压浆量原则上控制在同步跟踪注浆量为管节外理论空隙体积的4倍左右，.可编辑范本！注浆压力值不宜过高和过小，依据采用浆液的粘度和管路长度，压浆站的压力初步控制在20～50KPa。9、测量、纠偏：在顶进过程中，激光经纬仪进行全程跟踪测量，保证机头偏差符合规范要求。纠偏应本着勤纠、少纠的原则进行。顶进第一节管时，每顶进0.2～0.3m即对中心线和高程测量一次，顶进正常时，每顶进0.5～1.0m测量一次，发现偏差及时调整纠偏，加以修正控制。做到勤测勤纠，先纠高程偏差后纠左右偏差，并做好纠偏记录。10、出土方式泥水平衡掘进机在顶进中土体经过掘进机刀盘的切削扰动，经切土口切入泥水仓，在泥水仓内进行搅拌，使切入的土体与水混合成泥水状，用泥浆泵通过4寸无缝钢管将泥水排至泥浆沉淀池。泥浆沉淀池在工作坑附近适当位置放置，尺寸为3×3×1m，必要时用泥浆车外运。11、钢管节管口的保护措施为防