顶管综合项目施工关键技术交底

技术交底卡单位：中冶天工建设有限公司大唐南京电厂循环水取水工程项目经理部工程名称（图号）顶管工程F2301S-S0205交底部位工程编号顶管安装052时间参加人员/11/25地点项目部交底人见附表一、工程概况1.1工程内容简述大唐南京电厂工程（下关电厂搬迁扩建2×660MW机组）取水工程顶管共有两根，左右平行并行穿过两道长江大堤，两管中心距离14.00m，顶管单根长度均为416.5m，管道规格为D3440×34mm，材质均为Q235-B.Z（镇定钢）。两根顶管合计长度833m，总重量约2425t。本工程循环水泵房进水间兼做顶管工作井，顶管管道中心在循环水泵房进水间一侧标高为-3.60m，在与沉管相接段一侧标高为-4.80m，顶管自流引水坡度为2.88‰。顶管顶进沿线管顶平均覆土厚度约7.7m。依照施工图纸和地质报告，顶管顶进断面土层多为③淤泥质粉质粘土与粉土互层和④粉砂夹粉质粘土中。1.2工程特点与难点1.2.1顶管穿越两道长江大堤，工程条件较为复杂，必要保证顶管顺利顶进，保证管道不发生失稳变形，保证管道和两道长江大堤安全。1.2.2本次顶管单根距离长，管径大，属于大直径长距离顶管，且管道自身重量大，需要制定合理施工工艺才干满足设计和国家现行规范规定。1.2.3本次顶管工程量大，工期紧张，两根顶管必要在枯水期内所有顶进完毕，因而必要合理安排工期，并配备优良施工装备和精练作业队伍，力保工期。1.2.4大唐南京电厂施工现场质量、职业健康安全和文明施工管理规定高，现场应认真执行业主和监理各项指令，保证各项强制性条文顺畅实行，并保证工程符合达标投产各项规定之规定。二、顶管施工2.1工程进度目的：定于11月24日开工，03月20日顶进结束。2.2顶管施工机械安排本工程拟定使用一套局部气压平衡顶管机24小时持续作业。段连接顶管作业过程应严格控制地面沉降量，在长江大堤两侧设立一定数量观测点，保证沉降量符合规定。2.3施工工艺流程顶管准备工具管就位工具管穿墙下管段钢管顶进测量工具管纠偏下管段与前一管顶完一段安装中续最后一段拆除工具管顶管施工工艺流程图2.4重要施工机具及配套设备2.4.1工具头选用本工程顶管要穿过两道长江大堤，顶进断面大都在淤泥质粉砂层中，且都在地下水位如下，顶管通过土层易液化，土体不够稳定，因而除采用泥水平衡护壁外，尚需辅以机械平衡办法。依照以上沿线地质状况结合以往类似工程施工经验，顶进施工选用局部气压平衡顶管机。其工作原理为：随工具管推动，网格平衡前方土体压力，同步气包送出压缩空气，通过局部气压平衡地下水压力，这样就减少了地面沉降，同步用高压水枪冲刷网格内泥土，排泥管不断将泥水和弃土混和物排出泥水仓。泥水仓要保持一定气压，使网格在一定气压下向前顶进。2.4.2轨道及后座布置在井下顶进轴线后方，布置四台主千斤顶，分两列布置，主顶千斤顶为单冲程千斤顶，总行程为1.10m，主顶千斤顶每只最大顶力为4000kN；主顶支架上装有活动底架，顶进用导轨上也装有活动底架，便于调节轴线。将顶进管段安放在主千斤顶前面导向轨道架上，管道最前面是泥水平衡工具管。导轨全长6.5m，顶管导轨两旁搭设平台，可放置顶铁、中转泥浆箱和灰渣泵以及配电箱、电焊机、主油泵车等。顶管后座墙前放一块70mm厚后座钢板，四只千斤顶紧靠在后座钢板上，安装规定与轨道坡度一致，并与工作井后墙密贴，如有缝隙要用砂浆或混凝土填塞密实，其容许垂直偏差为±3mm，四只千斤顶安装在支架上，支架与底板预埋件焊牢，千斤顶与顶管轴线偏差以及先后水平差均应控制在±3mm以内，千斤顶与顶管轴线不平行度应控制在±3mm以内，两只千斤顶之间设有测量平台，平台上安放有经纬仪和水准仪，用以检测顶管迈进偏差。顶进设备安装之前，先进行顶进轴线精准放样，轴线放好后，安装顶进后座；之后安装主顶装置和导轨；再之后搭设井内工作平台，安装其她设备；进行顶进设备调试工作。本工程顶管按2.88‰坡度进行，后座及轨道布置时其坡度同管道轴线。后座布置时，充分考虑到墙体构造容许受力，减少顶力对墙体构造影响。运用设立在工具头上纠偏油缸，通过纠偏油缸不同角度伸缩，实现坡度调节。2.4.3顶进系统主顶机械装置采用西德生产双作用油缸四只，该油缸行程1100mm，顶力为4000KN，油压50MPa。主顶千斤顶共计顶力最大可达16000KN，四只油缸有其独立油路控制系统，可依照施工需要通过主顶装置来辅助纠偏。2.4.4出土系统出土系统采用水力机械出泥方式，通过泥浆泵排入沉井旁1#泥浆池中，泥浆通过泵送至二道堤外2#泥浆池，再通过泵送至江边泥驳上，最后按照航道部门规定抛填至江心。2.4.5中继环本工程单根顶管长度为416.5m，依照施工经验和顶力计算，每根管道均需设立两只中继环，中继环位于工具管后50m和200m处，在顶进施工过程中，中继环设立也可依照实际状况作恰当调节。中继环行程为30cm，实际使用时不得超过25cm。中继环通过联动装置控制，按设定程序自动运营，在施工时也可改为手动控制，由人工操作。2.4.6通风系统为保证管内操作人员具备良好作业环境，管内采用Φ48镀锌钢管输送通过空气净化系统过滤冷却压缩空气通风，压缩空气经冷却器干燥除去某些水分，经空气滤清装置将空气净化，工地配备6m3/min空压机2台。通过2只6m3气包供气。2.5泥浆减阻本工程顶管通过重要土层为Ⅲ1灰黄～黄灰色淤泥质粉质粘土和Ⅲ1t灰色粉砂，该层土含砂量不均，局部较大，因而，在施工中，需依照实际状况配制触变泥浆。顶进施工中，运用触变泥浆可以减小顶进阻力。顶进时通过管道上压浆孔，向管道外壁压入触变泥浆，在管道外形成一种泥浆环套，以减小管外壁与土体间摩擦力，从而减小顶推力。故在工具管尾部环向呈90°角布置三只压浆孔，在钢管节上每隔50m布置三只压浆孔，可依照实际状况布置在中继环处。压浆原则是：先压后顶，随顶随压。工具管尾部压浆量控制在0.2m3～0.4m3，补压浆次数及压浆量控制在0.1m3～0.2m3。在穿越长江大堤下管节预先加工8只压浆孔供环向加固大堤补浆之用。触变泥浆由膨润土、水和CMC按一定比例混合而成，本工程规定泥浆比重在穿越长江大堤时恰当加大。触变泥浆拌制要严格按照操作规程进行，泥浆拌好后应放置24小时方可使用，施工期间规定泥浆不失水、不沉淀、不固结，既要有一定粘度，也要有良好流动性。压浆是通过储浆池外压浆泵将泥浆压送至管道内，经由压浆孔至管壁外。施工中在压浆泵、工具管尾部等处装有压力表，便于观测、控制和调节压浆压力。触变泥浆用量重要取决于管道周边空隙大小及周边土质特性，由于泥浆流失及地下水等作用，泥浆实际用量要比理论用量大得多。实际压浆量普通可达理论值4～5倍，但在施工中还要依照土质状况、顶进状况、地面沉降规定等做恰当调节。泥浆暂定配合比为：膨润土:水:Na2CO3:CMC=1:(5~6):(20~30)：(20~30)触变泥浆指标表：项次项目性能指标检查办法1比重1.1～1.15g/cm3泥浆比重计2粘度18～25s500ml漏斗法3PH值7～9PH试纸4失水率25cm3/30min失水仪5稳定性≤0.02g/cm2稳定性筒合理泥浆搅拌办法是保证泥浆质量重要环节，该工程采用RM－型2m3泥浆搅拌机进行搅拌。其搅拌程序为：水（1.4m3）+Na2CO3+膨润土（搅拌3分钟）+CMC（增粘剂）+水（0.6m3，搅拌5分钟）=2m3新浆，投料是要严格按照以上顺序进行。泥浆配备时，先配备两罐（4m3），然后进行取样检查，在拟定泥浆性能参数合乎规定后，方可进行批量生产。2.6洞口加固顶管施工前出洞口采用石灰土分层夯实封堵，随沉井下沉时应封堵完毕，内侧用闷板封堵。当顶管开始要顶进时，拆除预留洞密封闷板，工具管头应与门洞尽量接近，一旦将闷板抽出，顶管工具头应以最迅速度出洞顶进。2.7工具管穿墙工具管穿墙前需做好下列检查工作：①工具管纠偏灵活，液压系统无渗漏。②工具管调零对的。③工具管调正好穿墙位置（管端容许稍稍向上，不能向下），主千斤顶顶住顶铁。打开穿墙洞闷板，立即将工具管顶进，从此开始，管道应持续顶进，直到穿墙止水安装完毕。当工具管尾部将要出洞时，暂停顶进，安装穿墙止水，其中挡环、轧兰在工厂加工制作。其安装顺序是：一方面安装挡环，接着绕5道盘根，再安装挡环和轧兰，最后焊卡马板。完毕上述工作后，管道继续顶进，借助顶进力量，通过卡马板将盘根压紧，最后固定轧兰。2.8顶进施工本工程采用一只局部气压泥水平衡工具管，逐根顶进施工。2.8.1顶进测量本工程两根顶管长度均为416.5m，引水管穿墙管起始处中心标高为-3.6m，设计顶管结束处标高为-4.8m，其落差为1.2m，整根顶管坡度为0.288%，在这样坡度不大状况下顶管，难度较小。因此本工程测量办法如下：A.在沉井内，测放顶管轨道时，其管道坡度与顶管轴线坡度一致，在顶管过程中使管道迈进方向与平顶相吻合。B.由于顶管轨道与设计轴线相吻合，可以相应主顶千斤顶也进行轻微调节，使主千斤顶顶力方向、轨道与设计轴线完全吻合。以避免互相影响，影响顶管施工质量。C.井上测放轴线及由上面向井内传递顶进方向。D．在顶管过程中，采用全站仪进行全过程测量。E．先在主顶力架内测放一种测量平台。F．测量平台上架设全站仪，将激光经纬仪目镜视准轴与顶管轴线吻合，同步将视准轴对准工具头光耙中心，然后将仪器固定，不再变更激光经纬仪视准轴方向。进行全过程监测工具头行进路线。G．顶管顶到规定距离，对所测轴线、标高进行进一步复测，发现问题及时进行纠正。H．施工期间，在顶管通过两道长江大堤上各设立7组位移、沉降观测点，每组6个测点，组织测量人员对位移沉降观测点进行观测记录，多测量、勤记录，一旦发现数据异常，应及时停止顶进，并采用有效应急办法。J．管内定向测量按穿墙孔与接受孔实际坐标进行测量放线，定出控制轴线，然后将控制轴线投影到工作井测量平台及沉井壁后方两个平台。测量平台标高应按管道设计标高及工具头测量点位置来拟定。本工程工具管采用光靶接受系统，顶管测量采用激光束，具备相称高精度，并在顶进过程中随时可掌握偏差状况。由于采用激光束进行测量，精度高，因而在初次定向基本上，半途进行2～3次复核，进洞阶段再作一次复核。2.8.2顶进工具管开始在工作井穿墙出洞后，就可进行正常顶进施工，第一节钢管顶进结束后，缩回主顶千斤顶，拆除洞口处管线，吊放下一节钢管节，焊接连接，再继续顶进。排泥水管采用Φ108无缝钢管法兰连接，排出泥水比例普通为1:8泥浆浓度，泥水由吸泥设备，通过排水管道送至地面泥浆池。顶进施工必要进行同步压浆，以减少摩阻力。顶进过程中需依照地质报告计算顶管正面积极土压力和水压力，通过控制排泥速度或顶进速度，使搅拌室内泥水压力较正面积极土压力和水压力之和大20Kpa以上，以保持挖掘面土体稳定，减少对土体扰动和损失。泥水仓内泥水压力由安装在隔板上压力计测定。在穿越长江大堤时，应严格控制施工参数，控制大堤合计沉降量不大于30mm。2.9顶管管节间焊接连接及防腐本次顶管管段长度重要为6.6m段，各管节之间采用手工电焊连接。焊接前应对焊缝及其两侧母材表面进行清理，需除锈、割渣、去油污，以防止焊接缺陷产生。后接钢管与前一节钢管对接安放时应对齐，紧密贴靠并将后一节钢管固定。施工时钢管内外侧同步施焊，焊条采用E4316焊条，直径为Φ4.0~Φ6.0mm，由专业焊工分层施焊。焊缝外观应饱满、平顺，无气孔、夹渣等缺陷，内部按比例进行超声波探伤，其合格级别应为现行国标《钢焊缝手工超声波探伤办法及质量分级法》（GB11345）B级检查Ⅲ级。焊接完毕并经冷却后，进行安装焊缝防腐。防腐采用快干型环氧树脂涂料，涂层干膜厚度≥1mm，表干时间5分钟左右，30-60分钟内强度满足顶管规定。顶管管道防腐涂层卫生安全性均应符合现行原则《生活饮用水输配水设备及防护材料安全评价原则》关于规定。2.10收尾顶进到设计位置后，将管道内所有机械设备拆除并迅速撤出，工具头暂时留在里面，待水下沉管开挖时，由潜水员进行水下冲泥后进行水下割除，在水下气割前顶管管道内要注水，工具头内电气某些要拆除并密封，