混凝土管道顶进施工方案.pdf

混凝土管道顶进工程3.1顶管掘进机的选择地下长距离顶管施工技术水平的高低，基本取决于顶管掘进机技术含量的多少，顶管掘进机技术含量是衡量顶管施工单位施工技术水平高低的决定性之一。我单位准备采用机械式土压平衡顶管掘进机（俗称 DK机头）。机械式土压平衡顶管掘进机（俗称 DK机头）从结构原理上能保证在掘进时，具有平衡开挖面侧向土压力的作用，无论停机或挖掘时，都能控制正面土体的稳定，保证各种地面环境的安全，从而显示出和其它顶管机头的施工方法所不同的独特方法。一般的 DK型机械式土压平衡顶管掘进机可适应 N值为：050的软土、硬土，该顶管掘进机与一般 DK型掘进机相比，加装了大功率变速箱和顶置式螺旋出土机，切削刀杆、刀头均采用高强合金制作，所能随的切削力矩和土压有大幅度提高，使土壤的适应能力大为增强，尤其适合在砂质土体的大扭矩工况下顶管。该机土压传感器采用了新型的盒式结构，反应更灵敏，平衡土压更准确，配合先进的电流变换器，使土压在电脑屏幕上显示一目了然。能将土体扰动的程度降至最低，顶管施工技术一书指出：其精心施工时，对其它建（构）筑物的防护，可仅进行监测，无须采用其它辅助施工技术措施，可节约的人力、物力和财力，创造出良好的社会和经济效益。该机还使用了目前国内最先进的电气控制系统，在摄像仪、声音传感器的帮助下，操作人员坐在机坑上操作台的电脑前，即可对机头进行全面控制，方便快捷。顶管掘进机的所有操作完全掌握在机头操作工程师的手中，属中央控制型，顶管质量与其它工作人员的工作关系较小，管道质量容易保证。该机后部的液压输土泵又是顶管技术的一项创新，它可将机头中顶置式螺旋出土机所输出的土体，连续不断的通过管道输出至项管工作井外，解决了土压平衡顶管掘进机系统的出土慢、不连续的难题（原施工是用小车推），使顶进速度达 40/min与泥水平衡顶管掘进机相当。另外避免了泥水平衡顶管掘进机所使用的体积庞大的沉淀池或泥水分离设备，几乎没有噪音污染，尤其适合在城市的狭窄地区施工。综上所述：DK型机械式土压平衡顶管掘进机完全能够满足某路顶管工程的需要，为此本工程我部准备使用顶管掘进机各一台进行顶管施工。3.2 施工工艺流程3.2.1工艺概述敷设管道前，先建造一个工作井和一个接收井。在工作井内的顶进轴线后方，对称布置若干只主千斤顶，将需敷设的管节，放在千斤顶前面的导轨上，主千斤顶推进时，以机头开路将管节压入土中。与顶进相配合，刀盘将切入泥仓中的土体，搅拌成“三性土”后，通过螺旋出土机、土砂泵、管道送出井外。一根管节被压入土中后，吊入下一管节连接，继续顶进，反复循环顶进至预定长度，管道敷设完成。3.2.2施工分设备安装和顶进施工两部分。设备安装：整套顶管机械由顶管机头（含纠偏系统）、主千斤顶系统、进排泥系统、触变泥浆系统、承力钢构件组成。安装分井内、井外两部分。3.3 顶管施工技术措施3.3.1出洞前准备阶段(1)在甲方指定的临时工作区域内，合理布置施工场地，安排好出土运输、起重机、水泵等位置。管节堆放处事先清理平整，管节堆码排列整齐，在堆放管节时须用专用吊具，吊放动作平稳，就位后立即用三角木垫稳。(2)每批管节到工地后，会同工程师或其代表逐节检查管节质量。A管口圆度、端面平行度；B管内防腐情况：C注浆孔是否畅通；D管节端面是否破损等情况，对质量有问题的管节做好标记，通知工程师及厂方，及时采取修补、更换措施；(3)机头在出洞前通电试车正常，复核导轨位置尺寸，检查机头纠偏油缸回零情况及洞口止水圈压板位置与机头的间隙是否均匀等。(4)为防止工作井出洞口处的既有管道损坏，必须对工作井出洞口进行压密注浆加固。注浆加固洞口时，特别注意凝固时间，注浆配合比。合理选择后应达到：洞口土体缝隙被流满，初凝后能保持短时间不坍塌，机头可顺利推进，注浆“结石”强度低可被刀盘切碎，小粒径结石可进入螺旋出土机同土砂泵输送至坑外。3.3.2 出洞及正常顶进阶段(1)准备好空压机、风镐凿碎砖封门，将机头顶入洞口后，下设备段，连接油管、电缆及泥水管后顶进。(2)分析顶进速度、顶力、机头土仓内的土侧压力、刀盘扭矩等参数，顶进速度应根据机头土仓内的土压的大小确定，严格根据预定的土仓土压、刀盘扭矩顶进，禁止机头超负荷运转。(3)测量：水平、高程的偏差均同激光经纬仪测定，仪器应固定在沉井的氏底板上，计算机控制的激光接收靶固定在机头前端，坐标中心在掘进机中轴线上。顶进时激光经纬仪常开启，机头操作人员通过观察计算机显示屏幕上的激光光斑移动数据及顶进的长度分析念头发展趋势，确定应采取的纠偏方法。激光经纬仪必须按规定的顶进长度或测量时间进行水平、高程的方向校正，高程方向也可使用连通器在顶进时随时校正。(4)纠偏：采用“校正”、“恢复”两种方式。“校正”方式是根据机头轴疆与设计中心线之间夹角大小，确定是否需要采取纪念措施。(5)触变泥浆润滑不仅是长距离顶管的需要而且是减少地面沉降的保证措施之一。在机头尾部及后肉节工程管节的尾部，分别布置一组注浆孔。正常顶进时，注浆或补浆均以控制注浆量为主。压浆分两类分别控制：A机头尾部同步压浆，以形成原始浆套，填充固有间隙和纠偏间隙，操作为随顶随压、先压后项；B沿线及洞口补浆，以补充管道沿线因润滑深层次套失水告示原因形成的浆套缺失，该操作在顶进时或停止时均可进行。(6)中继接力环技术的应用，能够从根本上限制超过管道最大允许顶力的情况发生。中继接力环根据实际顶力情况设置，按管外壁与土体摩阻力 4KN/计算及实际经验确定。3.4 进洞及后期收尾工作本部分工作包括：在接收井搭建托架、导轨就位、洞口止水圈安装、进洞口地基加固、机头偏差复测、拆除洞口砖封门、机头进洞并吊运、管道内清理、洞口井壁与混凝土管节间隙连接处理、中继间拆除及处理、拆除井内设备、管道清洗准备交验。3.5 施工中应重视的技术问题3.5.1减少土层扰动的保护措施DK型顶管掘进机具有能够精确平衡正面土体侧压力的特点，故挖掘正面水土流失所引起的土体沉降较易得到控制。在掘进机后的第一根管节顶入体后，即可把顶力、泥仓土压、顶进速度调整到最佳值。顶进轴线偏差后的机头纠偏运行，会引起椭圆状的顶进土洞引时挖掘出的土体比管道的体积稍大即产生超挖，土体在塌陷后使土体扰动大，严重时会造成既有混凝土路面塌陷，因此操作人员要仔细分析机头偏差的趋势。管道顶进在穿越化工厂的沉淀池时，根据管道标高及地质资料显示，沉淀池的底板标高与管道顶部的标高几乎相同，管道顶部没有覆土。必须采取辅助施工措施：将沉淀池的底板挖开，如有基础还应将管道中心两侧的基础(混凝土、块石等)清理干净，然后用粉质粘土回填至地面标高并夯实，使管道顶部有两米以上的覆土。如果回填的覆土因密实度不够或无法与原状土紧密结合，使管道信无法获得向下纠偏的力矩，还可在回填的覆土上堆放重物荷载。顶进管道大部分是在即有沟渠的下部，沟渠底部的标高及管顶的有效覆土均不十分清楚，因此需做好浅覆土顶管、水下顶管的技术准备工作。距顶管轴线有新栽的高压线杆,由于开挖基础时土体有一定的扰动,基础的回填土也未必能与原状土体结合密实,故当管道顶进至电杆附近时,可能会向电杆一侧偏转,如果此时纠偏可能扰动电杆，注意使管道顶进在电杆前方时,就人为使管道向反方向有发展的趋势,抵消向电杆方向的偏差。3.6 其它工作施工前的方案准备工作不容不得忽视，需全面、详细的了解管道所在土声能的地质及其它各种管道、市政设施的情况，认真研究可能会发生的意外问题，制定出施工对策。劳力组合（仅每班顶管施工人员）顶管技术人员的进场时间为：先遣人员在沉井浇筑混凝土前进入现场，以安排顶管与沉井工程的协调事宜。顶管施工人员在沉井封底时进场，进行顶管施工机具设备的安装准备。顶管施工结束后，人员随顶管设备一起撤出。顶管工程一般要求 24小时连续作业，每班人员配备见下表（顶进进每台掘进机需 2班、共配置 4班）在土声能的地质及其它各种管道、市政设施的情况，认真研究可能会发生的意外问题，制定出施工对策。3.7 质量保证措施1、质量保证体系根据工程施工招标文件的要求，为确保本工程质量优良，在施工中严格执行国家标准、部颁标准及上海市有前长距离顶管工程的验收技术规范及本企业标准严格按照设计图纸进行施工，建立健全保证体系。质量保证体系图见整个工程的施组。2、工程质量目标质量目标：一次合格率 100%，优良率 90%以上，争取本工程创优。3、质量保证措施3.1推行全面质量管理贯彻“质量第一、用户至上”的方针，从提高员工素质着手，提高工作质量，让全体员工参加全方位、全过程的质量管理。选择重点、难点项目或工序作课题，成立 QC小组，加强过程分析，健全施工措施，确保全面创优。3.2执行质保体系我公司已建立了有效的 ISO9002标准质量管理体系，施工中将严格按各项规定的标准贯彻执行。3.3质量、技术教育对参建人员进行专业技术培训，对施工图纸、规范、标准和施工组织设计认真学习，同进加强创优教育，增强质量意识，确保创优规划的实施及细则的落实。特殊工种必须持证上岗。3.4严格技术交底制通过对图纸的分析和现场情况的研究，制定出合理的施工方案，确保在每道工序施工前做好详细的技术交底工作。3.5严格执行规章制度施工中严格执行各项行之有效的施工技术管理制度，如测量复核制，变更设计审批制等。关键工序必须按公司下发作业指导书施工，工程技术人员跟班作业。3.6严格“三检制”施工中严格执行内部“自检、互检、专检”制度，部积极配合业主、监理的各种检查，及时输各项检查签证。3.7工程材料质量控制严把物质质量关，所有投入使用的工程材料必须有齐全、有效的质量保证核查资料。顶管管节、胶圈、垫板的检查见顶管施工部分。禁止不合格的材料用于本工程。3.8技术档案工作随着施工进度，同步做好技术档案工作的收集整理工作，保证按时顺利移交业主。3.9成品的保护对施工完毕的工程部位妥善保护，施工前制定成品保护措施，施工中填写成品保护记录。3.10施工环节中的质量措施3.10.1顶管施工必须采用严密措施，防止泥浆流入管道，因此施工前，管节与管节、机头与管节的密封装置和管节本身的抗裂防水性，都要进行严格的质量检查并符合要求。3.10.23.10.3顶管施工中，严格测量控制，做到随顶随测，随顶随纠偏。顶管顶进及纠偏必须严格按操作细则进行施工。