无锡800顶管工程施工方案

南环路(锡澄路~石新路)新建工程Φ800污水管顶管工程施工组织设计编制单位：上海浦东路桥建设股份有限公司编制日期：二OO五年十一月十日目录一、工程概况二、工程地质、水文情况三、工程主要施工方法及技术措施（一）施工准备（二）顶管施工四、主要机械设备及劳动力配置五、施工进度及计划六、顶管工程施工质量保证措施七、顶管施工安全用电规定八、安全及文明施工措施一、工程概况本顶管工程为Φ800污水管95M，工程位于无锡惠山区南环路与锡澄路交叉口处，敷设的污水管道穿越锡澄路，埋深7~8M左右。工作井及接收井施工工艺为钻孔桩围护加旋喷桩止水。管材选用Φ800F型钢筋砼平口管，楔型橡胶密封。1、施工现场情况设计污水管管道中心线位于南环路南侧，下穿锡澄路，工作井位于锡澄路西侧绿化带内，接收井位于南环路南侧绿化带内。2、工程内容Φ800顶管1顶95米。序号顶程进洞管底标高出洞管底标高地面标高长度（m）坡度（‰）工作井尺寸（mm）接收井尺寸（mm）Hτ（m）管顶覆土管径11#～2#-2.70-2.6435.0950.57500*4000Ф45006.8Ф8003、质量指标：六项指标的保证序号项目允许偏差（mm）检验频率检验方法≦100m﹥100m范围点数1中线位移50100每段1经纬仪测量2管道内底高程D（mm）﹤Φ1500+30-40+60-80每段1水准仪测量≧Φ1500+40-50+80-100每段1水准仪测量3相邻管节错口≦15每节、管1钢尺量4内腰箍不渗漏每节、管1外观检查5橡胶止水圈不脱出每节、管1外观检查6工作坑后座墙长度与高度偏差5%每座2钢尺量4、管材顶管管材Φ800采用F型钢筋砼平口管，接缝止水采用的楔型橡胶圈，衬垫材料为整体多层胶合板。每节管材长为2830mm，设计许用压力2800KN。所供管材及附件如下：名称规格数量（只）管材Φ80022管材（带注浆孔）Φ80012止水橡胶带（楔型）Φ80034木衬垫Φ80034二、工程地质、水文情况1、地层、地貌特征本地区地貌属古芙蓉湖沉积地貌，地形平坦开阔，地貌类型单一。2、地层情况及物理力学指标江苏苏州地质工程勘察院勘察报告，顶管段穿越的地基土主要为2－3层粘质砂质粉土。3、工程地质条件根据地质资料，顶管顶进段地层处于02－1淤泥质亚粘土层范围内。该土层灰色，流塑，含有机质，含云母碎片，夹亚砂土。4、水文情况4.1地下水类型及埋藏条件场地浅部地下水主要为赋存于第四系全新统中的孔隙潜水，其水位主要受大气降水及地表水影响。4.2地下水对砼的腐蚀性场地地下水及浅部土体对砼无腐蚀性。三、工程主要施工方法及技术措施（一）施工准备1、组织全体技术管理人员熟悉图纸，了解工程特点及总体进度计划、质量要求，熟悉施工方案、工艺流程等。2、了解施工区域范围内的电力电缆、市话线路、上水管线、天然气输配管线及相邻构筑物情况，以便采取监控保护措施。3、了解现场情况，做好堆料场、施工通道及排水布置工作。4、落实好施工用水和用电。5、施工前做好计划准备，施工交底、安全交底，人工、材料、机具充分落实。机具使用前认真做好检查，确保随时满足工程需要，特殊材料及设备尽早落实加工准备。6、测量放样准备工作6.1测量仪器采用J-2级经纬仪一台及S2水准仪一台，使用前均作检查标定。6.2、测量放样做到依据清楚，图示清晰，准确无误。6.3、测量放样均有放必复，对导线点及水准点做好复检记录，对新放样的点及标高经技术负责人复核无误后，再请监理复核，复核无误后进行施工，有误找出原因及时改正。6.4、测量放样采用坐标法，根据坐标确定各井中心点、中心轴线，顶管中心轴线，并用里程距离复验。（二）、顶管施工方法及技术措施1、机型选择根据本工程沿线水文、地质及施工条件，同时考虑管径小，出渣处理量少的特点，为确保顶管施工质量和进度，采用TM800泥水平衡顶管机。该类型顶管机是目前世界上在软土底层中能自动平衡切削面土体压力、有效控制地面沉降、操作安全可靠、施工速度快的最好机型之一。本阶段工作主要有：（1）测量控制网建立，顶进轴线测量；（2）施工场地平面布置，泥水沉淀池砌筑及泥水管道敷设，坑内道轨安装，主顶装置后靠背砼浇筑，操作平台搭建，工作井安全护拦搭置等；（3）泥水系统布置，压浆系统安装布置，储水箱及水泵安装；（4）材料准备：采用Φ800F型钢筋砼管，楔型橡胶圈。管节进场验收堆放，顶管辅助材料进场验收。（5）顶管机及后方顶设备下井拼装、调试，系统调试。（6）触变泥浆配置；（7）施工人员安全技术交底；（8）顶管设备、辅助设备的安装按设备安装有关程序及标准执行。导轨安装偏差：高程为±3mm，轴线位置偏差为±2mm。主顶油缸及后座安装牢固，其水平和垂直误差小于10mm。起吊设备为16t汽车吊。2、顶进施工阶段顶进施工阶段的主要程序，一是顶管工作井内安放砼管程序。二是顶进程序二者循环进行。（1）顶管工作井安放砼管程序：安放关节程序，以拆、安管节内水泥管、注浆管、油管、电缆等的工作最为繁杂和耗费人力、时间，是顶管进尺的关键之一。这一过程中以安放橡胶圈、T型钢套环、环型顶铁配合为技术要点，应注意检查各个环节。开顶前，凿除洞口封堵砖墙，机头顶入洞口，为确保机头出洞时直线度，防止机头“漂移”，拟在工具管后3节砼管内预埋螺栓吊紧，工具筒与后三节砼管可用螺栓从上部吊紧，使机头与后三节砼管连成一体，快速通过洞口外10m进尺。需要纠偏时再割断。（2）顶进程序按TM顶管机操作程序进行（略）由于该机型在顶进中基本采取以土压控制方式，即通过调整顶进速度，控制机头正面土压，防止顶进面倒塌，故必须充分注意土压情况。顶进时机头正面土压力的设定不准大于机头正面的被动土压力，也不准小于机头正面的主动土压力。在软土地基顶进时，有时即使以相当快的速度顶进也还是达不到适当的土压，这时可通过间断停止刀盘旋转（即闷顶）的方法顶进，以获得适当的土压，同时还能减小偏移。泥水仓的泥水相对密度应控制在1.1左右，以保证泥水在挖掘面上形成一层不透水的泥膜，阻止泥水向挖掘面里渗透。泥水系统的设定水压力一般比地下水压高0.05-0.1kg/c㎡，用以平衡地下水压力。在顶进开始时，为防止顶管机偏移，转距值先设定在30%左右，待顶管机与土体的相互作用力充分取得平衡后，再根据具体情况将转距调整到80%—100%。拆除管节内各种管道接口及电缆缩回主顶千斤顶退出环型顶铁配合安放钢砼管安放橡胶圈、接口等安装环型顶铁安装管节内各种管道接口及电缆伸出主顶千斤顶、顶进主顶油缸顶到位重复上述过程4、泥水的二次处理采用泥水平衡式顶管机必须要解决泥水二次处理问题。通常的做法是采取自然沉淀方式来进行泥水处理。具体做法是建造三个泥水处理池(箱)，它们的总体积在100m3左右，而且高度一个比一个高，最低的一个沉淀池内安装进水泵。排出的渣土泥水先送到最高一只池(箱)子里，让其自然沉淀，经过沉淀后多余的泥水通过溢口流向第二只池(箱)子里，再溢流到第三只池(箱)子里。最后，经过三次自然沉淀后的泥水只要其比重不大于1.30，则可继续利用。如果比重大于1.30时，则需加水稀释即可。5、成品管和接口管材内径800毫米，壁厚85毫米。该种管材为F型平口式钢筋砼管，楔形橡胶圈，胶合板衬垫材料，管长每节2830mm。顶进前应对管成品，橡胶密封圈和软木衬垫材料从尺寸，规格，性能，数量等均作详细检查，必须符合标准设计图的要求，顶进前还必须在现场作预安装，对不合格的砼成品予以剔除。砼管接头的槽口尺寸必须正确，光洁平整，无气泡。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。衬垫板其厚度按设计顶力大小确定，贴粘时，凹凸口对中，环间间隙符合要求。管节采用汽车吊机吊入工作井内导轨上就位待安装。橡胶圈插入安装前滑动部位可均匀涂薄层硅油等润滑材料，对橡胶无侵蚀性，减少摩阻。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。顶管结束后，可按要求在管内接口间隙嵌以微膨胀水泥嵌填，要求与两管口抹平，然后覆盖防腐材料。管材必须选用具有ISO9002质量体系认证证书厂家产品，这样才能保证管子制作质量。6、测量测量工作是顶管施工中保证工程质量的重要环节。顶进中工具管的高程、中心轴线的测量是最重要的，正常顶进时，根据激光在光靶上的位置随时测量，确定纠偏方向和时机，并对机头前10m、后20m的地面沉降监测点作一测量，以便当班施工人员能及时采取相应措施，控制沉降幅度。每次测量均应做好详细记录。并据此绘制管道顶进轨迹图。发现误差纠偏时，每顶进500-1000mm测量一次，根据测量数据，绘制工具管走向轨道曲线，进一步指导纠偏工作。工作井内设置由地面水准点引入的临时水准点，为保证测量准确，每班交接班时对仪器进行校对与调整，并对工作井的位移进行监测，方法是对井内设置的几个基准点进行一次测量。调整仪器后必须复测管道中心轴线与高程，并记录。顶进管道在距接收井35m左右时应对管道轴线进行一次全面复测，使工具管进洞有纠偏的余量，顶程结束后，必须全线复测。7、压浆与补浆由于工具管外径与管道外径不同而形成的管道外周环形空隙；工具管纠偏而形成的开挖孔道椭圆形偏差；工具管及管道外周因缺少泥浆润滑而形成一层外壳，造成管道外周空隙。上述诸因素均可能引起地面沉降，必须精心压注触变泥浆，有效地予以填充，以减少地层损失。另外，压注触变泥浆可减少顶进阻力60%左右。本顶程采用机头注浆，后续管节补浆方案，即在机头后三节砼管节内均设置3—4个注浆孔，同步压浆，以形成原始浆套，以后每隔二节设置一节管节有注浆孔，以补充管道不直形成的沿线浆套缺损。根据沉降测量反馈数据，对沉降过大处进行补偿性压浆，以支撑地表。在顶管施工时，要做好压浆量、点的记录，确保压浆工作到位，以降低外壁摩擦阻力，填充扰动土中的空隙，减少地面沉降，提高顶管质量。地面沉降设专人巡视，防止压浆打穿地层，造成浆套损坏。配制的触变泥浆要求粘滞度高，失水量小，稳定性好，又要求静切力低以满足较长距离输送，理论要求比重为1.06-1.10，粘度为20-30s静切力80-130mg/cm2，含砂率4%胶体率90-95%，失水率14ml/30min为方便施工，拟采用压、补浆液配比(重量比)配方膨润土纯碱CMC漏斗粘度(秒)视粘度CP失水量ml比重终切力达因/mm220%左右10%适量、由实验确定塞流-36″20-4512-151.1左右160左右配制时，膨润土、CMC需水浸12小时以上。注浆压力基本维持在管顶上覆土压力的2.5倍，即P=2.5rh。顶进时还需根据地面形变，地下水位等因素适当调整压力和注浆量，每天的注浆量应作记录，作为分析地层损失的依据之一。顶管贯通后如需要可利用补浆孔进行换浆固化。换浆量略大于触变泥浆量，压力根据地面隆起情况定，换浆用普通325#水泥，水灰比0.6。8、纠偏顶管允许偏差值为中线位移100mm高程：+60，-80(mm)设置报警线：中线±50mm，高程+30mm，-40mm顶管中，由于周围顶进土层的变化，顶力的不均匀，管道联接的误差等因素，均可能造成顶管中线偏离设计中线位置，当管道偏差10mm时，需采取纠偏措施。在主顶油泵后靠背前设置一牢固的测量支架平台，测量平台与导轨分离，避免导轨位移影响测量精度。平台高度与顶管轴线标高相匹配，并可作少量调节，激光经纬仪安置在平台上，调整激光的方向、高度与设计轴线一致。在机头后壳体圆心处有一激光靶，从激光在光靶上的位置即可读出机头尾部的实际偏差，现场结合机头前后壳体间折角、机头滚动角，二维倾斜仪读数，即可算出机头的现存偏差及发展趋势。从而确定纠偏动作的方向、大小及时机。纠偏动作是借助于机头前后壳体间产生一定量的折角，在顶进时，机头即沿此方向纠偏。每次纠偏操作的执行均需仔细考虑记录在册，并密切观察其后反应。当班人员须将工具管的偏差量以曲线图形式绘出，以利操作控制。为了消除由于顶进时工作井受力而使激光经纬仪基座产生移动和变形，在顶进过程中定时对测量仪基座进行复测，如果仪座发生微小位移，应及时对轴线和标高进行调整。机头进洞前