顶管工程施工方案

中铁十六局第一工程有限公司龙川路二标项目部顶管工程施工方案1第一章编制依据及原则1.1编制依据⑴《合肥高铁片区龙川路道路工程设计施工图》⑵《合肥高铁片区龙川路道路工程施工组织设计》⑶《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）⑷《顶管施工技术》人民交通出版社1.2编制原则⑴严格遵守明确的设计规范、施工技术规范和质量评定验收标准。实事求是，施工方案可行、适用、经济。坚持在实事求是的基础上力求技术先进、科学合理、经济适用的原则。⑵自始至终对施工现场实施全员、全过程、全范围严密监控，坚持动静结合、科学管理的原则。⑶推行全面质量管理，执行质量管理标准和程序。⑷采用项目法组织施工，推行标准化管理，达到安全、文明、高效。⑸实行项目法管理，通过对劳务、设备、材料、资金、技术、施工方案和信息优化处置，实现安全、质量、工期、成本及社会信誉的预期目标。坚持技术创新，推广和应用“四新”成果。⑹组织专业队伍上场，装备足够的优良机械设备进行专业化施工，保证在规定的工期内完成施工任务并力争提前。⑺遵守环境保护法并切实按有关要求和规定来组织实施。⑻在仔细考察工程实地，认真研究招标文件和有关规定的基础上，针对本合同工程的特点、施工条件，并结合现场实际、上场的机械装备、人员条件，科学合理地组织施工。中铁十六局第一工程有限公司龙川路二标项目部顶管工程施工方案2第二章工程概况2.1项目概况所属工程名称：合肥高铁片区龙川路道路工程工程地点：合肥市包河区建设单位：合肥市重点工程建设管理局设计单位：厦门市市政工程设计院监理单位：安徽省公路工程建设监理有限责任公司施工单位：中铁十六局集团第一工程有限公司2.2顶管工程概况对于雨、污水管道埋深大于5m，采用机械顶管法施工，管道采用钢筋砼Ⅲ级管，原设计管径不足D800应采用d800管径管道进行顶管。顶管施工采用泥水平衡式顶管机，管节长200cm。顶管施工统计具体见下表2.2-1。表2.2-1顶管施工统计表项目位置里程直径长度(m)材质污水北侧K4+274-K4+380d800106钢筋砼Ⅲ级管K4+635-K4+685d80050雨水北侧K4+200-K4+380d2000180K4+635-K4+685d200050泵房K4+585K4+585d100022K5+580Yb2、Yb3d1000952.3工程目标本工程顶管段施工目标如下：(1)质量目标：工程质量标准为优良；(2)安全管理目标：无死亡事故，无重大职业健康事故，无重大环境影响事故；中铁十六局第一工程有限公司龙川路二标项目部顶管工程施工方案3(3)工期目标：顶管施工工期安排见表2.3-1。表2.3-1顶管施工工期安排项目长度(m)开工日期完工日期备注雨、污水3862013-6-52013-7-4K4+585泵房222013-8-212013-8-26K5+580泵房952013-7-122013-7-17(4)文明施工目标：保证文明施工工地，保证不对周围环境造成滋扰。中铁十六局第一工程有限公司龙川路二标项目部顶管工程施工方案4第三章施工前期准备本顶管工程距离较长，地质条件较差，施工难度较大，施工前应做好充分的准备工作。⑴顶管机械设备、管材进场准备及施工人员组织针对地质特点和工程管材选定与之相适应的顶管掘进设备、顶管施工工艺，对顶管配套设备、设施进行检修及调试，使其保持在良好的待用状态；提前做好管材供应计划，将相应的管材技术参数以书面形式向管材生产厂交底；安排具有丰富顶管施工经验的班组进驻现场施工，施工前做好全面的技术交底和安全交底，确保有关劳动安全及施工技术教育，加强工人的劳动安全意识，提高施工技术水平。⑵对顶管沿线地质情况进行核查为确保顶管成功，需对顶管沿线的地质情况核查，进行补勘，加密钻孔密度，通过补勘资料与原地勘报告相比较，出具更详细、准确的地基情况说明用以指导现场施工和方案编制。⑶编制专项方案、组织专项技术交底施工前，在项目技术负责人的带领下集中有关技术人员仔细审阅图纸与相关资料，结合现场情况，编制详细的顶管专项方案用以指导施工，方案报送专家评审；并组织召开专题技术交底会，参加人员设计顶管施工的所有工种，认真做好技术交底工作。中铁十六局第一工程有限公司龙川路二标项目部顶管工程施工方案5第四章顶管施工方案及技术措施4.1泥水平衡顶管工艺4.1.1泥水平衡顶管工艺基本原理泥水平衡顶管工艺基本原理是将已调成一定浓度和比重的泥水，通过送泥水系统送至顶管机头前挖掘面处，泥水在挖掘面上形成一层不透水的泥膜，可阻止泥水向挖掘面里面渗透，同时调节泥水压力来平衡地下水压力和土压力，达到稳定挖掘面的目的；顶管机头前进的同时刀盘切削土体，被切削下来的残土与泥水充分拌和后，由排泥系统输送至地面泥水分离设备进行处理，分离出的残土被运走，泥水再送入送水系统循环使用。4.1.2泥水平衡顶管施工特点⑴适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高以及变化范围较大的条件下也可适用；⑵可有效的保持挖掘面的稳定，对所在顶管周围的土体扰动比较小，因此施工引起的地面沉降很小；⑶与其他类型顶管相比，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其是在粘土、砂土层表现得更为突出，适宜较长距离顶管；⑷工作坑内的作业环境比较好，作业也比较安全。由于它采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、搬运土方等容易发生危险的作业；可在大气常压下作业，也不存在采用气压顶管带来的各种问题及危及作业人员健康等问题。⑸泥水输送弃土的作业连续不断地进行，其施工进度快，能有效的保证工期。4.1.3泥水平衡顶进系统中铁十六局第一工程有限公司龙川路二标项目部顶管工程施工方案6泥水平衡顶进系统主要由以下几部份组成：①NPD泥水平衡顶管机；②机内控制柜；③洞口止水圈；④环形护口铁；⑤马蹄形顶铁；⑥主顶油缸；⑦主顶油泵；⑧激光经纬仪；⑨后背板；⑩基坑导轨。4.1.4泥水平衡进排泥系统主要由以下几大部份构成：①泥水分离设备（沉淀箱及分离器等）；②进水泵；③排泥管；④进水管；⑤基坑旁通；⑥流量计；⑦排泥泵；⑧进排泥泵控制柜；⑨进排泥软管；⑩流量调节器。泥水平衡进排泥系统图中铁十六局第一工程有限公司龙川路二标项目部顶管工程施工方案74.1.5泥水平衡顶管工艺流程图施工放样、复核工作井、接收井施工止水洞口、后背及基坑导轨安装搭建平台、吊架顶进设备安装基坑内进排水系统安装顶管机井上组装、试转下井就位安装开洞、顶进吊放首节管与机头连接初始顶进正常顶进机头进入接收井吊机头、拆设备检查井施工施工测量泥水池、控制间通水、联动运行管道顶进前检查1.设备全部试运转；2.设备在轨道坡度高程；3.洞口密封情况；4.制定开封堵措施。泥水控制测量与纠偏量测与监控确定施工参数安装中继间中铁十六局第一工程有限公司龙川路二标项目部顶管工程施工方案84.2顶管设备的组成4.2.1主体设备⑴主控制集装箱顶管的控制主要在集装箱内进行，内置主动力设备，及操作电脑平台，动力设备主要提供主推进系统、机头掘进系统、膨润土系统及纠偏导向等系统等的动力。采用液压驱动系统，对比电机驱动，具有运行平稳，过载保护等优点。对机头、顶进、纠偏及注浆的操作全部在集装箱内的控制台前进行。采用先进的激光导向定位系统（ELS），能随时显示机头的位置、控制倾斜度并持续提供机头之导向和定位，采用的全自动导向系统，可以在电脑中预设容差值，由系统自动导向纠偏。并能将顶进过程中的相关数据记录进行打印。⑵主推进机头采用标准刀盘并加配锄形刀具，能轻松穿越软、硬及含砂、砾石等土层。全断面密封装置，对于在地下水位下的施工无需采用降水措施。刀盘无极调速，易于纠偏。⑶主液压千斤顶底部装有可以调整水平的推垫，三级等推力油缸。全强化一体成型的顶进架，总推力1000吨。⑷膨润土注入系统膨润土注入采用电脑控制，以降低管壁的摩阻力，减小推进顶力。注入量和注入压力在电脑上显示，便于监控。⑸进排泥系统采用离心式泥水泵，转速无限可调，通过进水流量、压力及出泥中铁十六局第一工程有限公司龙川路二标项目部顶管工程施工方案9泵的流量、压力的调节来控制泥水仓的压力来平衡前方土体的压力。可以在电脑前进行操作。⑹该设备具有以下特点：①全断面封闭开挖，泥水平衡前方土体，路面沉降小；②电脑全预设容差全自动纠偏，偏差控制在5mm以内；③液压驱动，运行平稳，过载保护；④机头适应复杂各种地质，为全土质型；⑤装备GTS系统，随时提供机头的定位；⑥顶进速度快。4.2.2顶管配套设施、设备⑴基坑导轨基坑导轨是由两根平行的钢结构焊接在轨枕上制成的，其作用主要有两点：一是使推进管在工作坑中有一个稳定的导向，并使推进管沿该导向进入土中；二是让环形、弧形顶铁工作时能有一个可靠的托架。本工程基坑导轨选用I30b工字钢，为了提高导轨的耐磨性和强度，在导轨上加筋板。两导轨平行、等高，与混凝土基础中预埋钢板焊接。⑵钢后背为增大后背强度和抗力，在工作井后背方向加设一块3.0m×3.0m的钢后背，钢后背采用厚20mm和厚30mm的钢板焊接加工而成，钢后背必须保证垂直，钢后背厚300mm。⑶主顶油镐、油泵及油镐架为确保管道受力均匀并提供足够的主推力，主顶配备4台二级等中铁十六局第一工程有限公司龙川路二标项目部顶管工程施工方案10推力液压油镐，行程3500mm，单缸推力为200t，总推力为4×200=800t。最大主顶动力系统采用2台CY14-1B型（额定容量25L、额定压力31.5MPa）的柱塞式高压油泵并联控制，其中一台使用变频调速机。当不使用中继间时，开一台油泵顶进速度可在62mm/min至124mm/min调整；当使用中继间时，主顶系统只起跟进作用，两台泵同时开跟进速度为186mm/min。油镐架采用[20槽钢焊接制作，顶镐的布置应满足合力点的方向与管道轴线方向一致。⑷顶铁及护口铁为满足顶管出泥需要，顶铁选用一1.2m长块马蹄形顶铁，同时为确保管体安全，使管体端面传力均匀，采用1块圆形钢护口铁（厚30cm）。⑸进、排泥管进水管与排泥管均采用φ114×4mm无缝钢管制作，每节长度4m，接头处采用活动卡环连接，卡环内设置止水胶圈；为满足长距离顶管施工，考虑给每套顶管设备准备总长1000m的进排泥钢管；部分施工点位于道路上，距离水源及排泥位置太远，需沿途安装引水管和排水管，管材可采用φ150mmPVC管，6m长一节，管与管之间用螺栓、法兰连接，过交叉路口段采用φ150×6mm钢管铺设，并设置缓坡道，根据现场实际情况，每套顶管设备配备引水管和排水管长度各1500m，共3000m，隔200m左右设置一台6寸接力渣浆泵。⑹泥水箱为保证顶管进水和排泥流量，现场设置进水蓄水池、排泥沉淀池，中铁十六局第一工程有限公司龙川路二标项目部顶管工程施工方案11蓄水池与沉淀池采用钢制箱体结构，便于现场搬运和安装，两池之间采用DN200钢管连通，使沉淀后的泥浆能够循环利用。⑺工作井吊装设备顶管工作井吊装采用25t汽车吊车或自制门式吊装行车（载重5t），自制门式吊装行车结构及布置另见专项方案。⑻止水洞口顶管过程中，无论是出洞还是进洞，管道和洞口之间都必须有一定的间隙。为保证顶管机进出洞时泥浆和地下水不从顶管机外壳周围涌出，需在顶进方向安装洞口止水装置。洞口止水装置安装在工作井与接收井沿管线方向的侧壁预留洞上，该预留洞的直径应比顶管机外径稍大（约10cm），其由预埋螺栓、钢压环及橡胶圈组成。4.2.3设备安装⑴起重设备安装初期设备安装，在龙门吊尚未安装时，所有设备、构件吊运均采用汽车吊，包括龙门吊安装。在龙门吊安装完成后，井内所有吊运工作均由龙门吊来完成，包括顶进设备的装拆、顶进管道的吊放和顶铁的装拆、材料的垂直运输。⑵后背安装后背较坑底深0.5m，采用长2.5m、断面15cm×15cm方木码放，高度为4m，并尽量贴紧墙壁，后背平面要求垂直于管道中心线，如有空隙用砂石填充严密，方木前埋设立铁3根，间距1.0m。立铁前码放横铁，横铁要求码放平整，顶镐后座与横铁结合处严密，以便均匀地将顶力传到后背上。中铁十六局第一工程有限公司龙川路二标项目部顶管工程施工方案12⑶导轨安装导轨使用高度为140mm的钢轨，安装道轨用木枕，经计算