梨园南街10Kv入地顶管土压平衡顶管施工方案.pdf

梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案1/52 第 1 章编制依据1.1 甲方提供的资料1梨园南街 10Kv入地顶管工程施工图；2施工协议。1.2 工程应用的主要法规1中华人民共和国环境保护法；2建设项目环境管理条例，国务院令253号；3建设工程管理方法，GBT/50326-2001；4关于印发北京市城市道路与公用管线工程项目管理与施工配合实施办法的通知，京计基础字【2001】356号。1.3 工程有关规范、技术规程和质量评定标准1工程测量规范，GB 50026-97；2混凝土结构工程施工及验收规范，GB 50204-2002；3混凝土强度检验评定标准，GB 107-87；4北京市市政工程安全操作技术规程，DBJ-056-2000；5本工程设计图纸及说明。1.4 企业标准1我公司质量、环境、职业健康安全管理手册；2我公司资料、安全手册。梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案2/52 第2章工程概况2.1 工程简介2.1.1 梨园南街 10Kv入地顶管工程位于梨园南街北侧32#电力井处，北南穿越梨园南街。2.1.2 拟建管线长度 45米，设计使用顶管施工法，铺管径DN2150 柔性接口钢筋混凝土企口管，顶管位置位于已建好污水管道（管顶标高12.900m）与雨水管道（管底标高16.508m）之间，顶管管底标高13.40米。2.1.3 本工程的质量要求为合格。2.2 主要工程量顶管穿越梨园南街 45米（DN2150）顶进坑 1座接收坑 1座2.3 现场施工环境2.3.1 现场地上情况本工程为自 32#电力井顶管穿越梨园南街，顶管工作坑位于梨园南街两侧的规划绿化带内。且有道路施工正在进行。施工时需注意协调及安全防护。2.3.2 现场地下情况机械顶管穿越施工时，地下管线对施工的影响较大，目前已知的地下管线有污水管道（顶标高 12.900m）一条，雨水管道（底标高 16.508m）一条。其他管线尚不了解，施工前需要进行物探、坑探，确保现况管线的安全。梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案3/52 2.4 工程地质、水文情况施工沿线场地地形基本平坦，高差较小，地面标高为 21.046米左右。2.4.1 地质情况根据已开挖沟槽及以往施工经验分析该段地质情况如下：人工填土层：土质较复杂，有粘质粉土、粉质粘土、房渣土、卵石层等，中密、湿-稍湿，可塑-硬塑，夹砂、砖块、灰渣等，厚度为 1.10-2.10 米。粉质粘土层：褐黄-灰色，中密、湿-饱和，可塑-硬塑，含有云母、氧化铁、有机质等，夹有砂质粉土-粘质粉土层，厚度为3.40米-4.50 米。砂质粉土层、细沙层：夹粘土、粉砂层。厚度为2.5 米左右。2.4.2 地下水情况本区地下水，静止水位埋深为6.1 7.0 米，水位标高为14.046 14.946 米；局部地段存在上层滞水。2.5 施工工期工期控制在 20日历天。2.5.1 施工准备 2 日历天，主要事项如下：(1)生活区、办公区临时设施的建设，施工用水、用电电源的安装与架设；(2)测量交桩，测量放线及复测、审核报验；(3)设计图纸会审与设计交底，施工组织设计的编制、上报和审批；(4)主要材料计划、采购、进场；(5)选择弃土与暂存土地点；梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案4/52(6)配合业主做好工程的各项协调工作。2.5.2 工作坑降水 3 日历天，完成顶进坑与接收坑的降水井施工。2.5.3 顶管坑开挖 7 日历天，完成顶进工作坑施工。2.5.4 接收坑制作 7 日历天，完成接收工作坑施工。2.5.5 顶管施工 12 日历天安装顶管机械设施，1 天；顶管机入洞顶进调试，1 天完成顶进施工，10天。2.5.6 顶管设备拆除收尾交验，1天管缝处理，换浆处理，雷达检测，竣工测量。2.6 工期保证措施2.6.1 落实施工组织、施工队伍、施工机具设备选派资历丰富的各类管理人员组成项目部，加强施工组织，提前落实施工队伍。同时根据本工程的特点，配备充足的施工机具设备。2.6.2 尽快创造现场施工条件积极主动地配合甲方各部门作好开工前的准备工作,创造和提供便利条件,按时报送各种文件资料及开工前的各项手续。做好交接桩等工作，积极创造现场开工条件。2.6.3 技术保证依靠科技进步，采用新技术、新工艺，按照施工现场条件、地质条件，采用先进的土压平衡顶管机顶进施工工艺，能大大提高顶进速度，平均达到每天顶进4.5 米以上。梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案5/52 2.6.4 设备与材料供应的保证提前作好施工设备的调研及有关技术准备工作，及时维护好顶管设备及辅助配套机具设备，确保按时进场。落实管材等材料的加工定货，确保质量与供应满足施工要求，有关检验试验工作提前进行。现场积极创造运输、存放条件，确保管材等主要材料提前进场，保证材料供应。2.6.5 加强施工管理，合理组织调度加强施工中的动态管理，利用计算机网络技术和网络进度计划技术进行施工过程的管理，突出重点，抓住主要矛盾，占满时间和空间，各工序尽快形成流水作业，及时做好现场组织调度，确保关键工期的实现。2.6.6 加强作业层管理，确保各项措施的落实在施工中加强对作业层的管理，作好技术交底工作，监督各项技术保证措施的落实，确保工程质量和施工进度。梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案6/52 第3章顶管施工3.1 概况电力管道顶管穿越梨园南街时，钢筋混凝土管从现况道路的地下穿越，其内径为 2150毫米，距路面最小距离为 5.038 米，距雨水管线外底 0.6米。为不破坏原土层应力，确保道路的正常通行安全，及各条地下管线的安全，根据现场情况及土质特征，采用土压平衡机械顶管施工方法进行穿越施工（见图 3-1）。绿地辅路45米32#新建电力井梨园南街绿地辅路顶管工作坑顶管接收坑顶管管道图 3-1 顶管穿越梨园南街工程平面图3.2 施工准备3.2.1 组织准备（1）根据本工程特点和技术要求，我公司选派施工经验丰富、责任心强、曾多次承接机械顶管施工的人员出任项目经理，并配备技术过硬、具有丰富施工经验的技术、测量、施工、质控人员。（2）组织有关部门的技术、业务能手到本工程部，在项目经理、总梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案7/52 工的领导下，各尽其职。（3）集中选拔操作水平高的整编制施工队伍，组建竖井、机械顶管、降水等专业施工队伍，确保本工程保质、保量、按期完成。（4）本项目部组织机构由项目经理、总工程师及“四部一室”(即：工程部、技质部、材料设备部、商务部及办公室)组成，下设3 个专业施工队、1 个文明施工环保队（见图3-2 项目经理部组织机构图）。（5）项目部人员构成（见图3-3 项目部人员构成图）。图 3-2 项目部组织机构工 程 部技 质 部材料设备部商务部办公室降水专业队项 目 经 理项 目 总 工竖井施工队顶管专业队文明施工环保队梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案8/52 图 3-3 项目部人员构成3.2.2 技术准备 完成项目部组建，完成施工组织设计方案的编制与审批；完成现场调查，特别是顶管工作坑范围及可能与管线矛盾的现况管线的调查，在此基础上及时与甲方配合，确定处理方案和各方配合措施；完成测量桩位交接及控制网点的布设工作；3.2.3 人员准备计划人员详情参见表 3-1 表3-1 工程施工人员计划表劳动力分配计划人数劳动力分配计划人数工 长1 人机械顶管6 人测量员2 人井坑施工12 人材料员1 人焊工4 人质控员1 人杂工5 人安保文明员2 人管理人员2 人电工1 人降水施工5 人合计42 人项目经理工程部技质部材料设备部商务部办公室项目总工机手泵手质控员安全员测量员电工计划员办事员材料员工长梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案9/52 3.2.4 生产准备（1）临时设施临时生活区建设：现场搭设帐篷，供施工人员居住。临时办公室建设：在施工现场搭设帐篷作为临时顶管指挥部用房。（2）用水、用电根据现场的具体情况确定。临时用水：生活用水从附近解决，施工用水由现场降水井抽取的地下水提供。临时用电：本工程生活用电根据现场位置临时搭接，顶管机施工用电由发电机组提供，建立临时供电系统。（3）临时通讯施工工地配发对讲机；与公司总部的联系，使用移动通信设施及网上交流的方式。（4）临时道路应用现有道路。（5）临时场地选好弃土暂存场地及施工配套设施的安装场地；确定配浆工作区、管材暂放区及顶管辅助设施排放位置；顶进坑布置见图 3-4所示。梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案10/52 顶进坑电闸箱注浆泵操作人员宿舍堆土区控制室大门大门配浆区发电机降水井吊车存管区办公室图3-4 顶进坑平面布置示意图3.2.5 材料准备根据工程实际需要提出材料计划，选择供货厂家，为材料及时进场做好前期准备。材料计划见表3-3。管材：埋深在 5米以下，按国家标准，及设计要求管材采用II级管，总计 23节，总长度 45米，其中机头管 2节，普通管 21节，见表3-3。对各种材料的进场时间及数量等根据工程进展情况提前做好安排计划，分期、分批进场，并派专人看守。进场材料均需进行质量检查验收，不合格材料不允许进场使用，所有材料均需有质量合格证。3.2.6 机械设备本工程所投入的主要机械为土压平衡机械顶管机及其辅助机具设备，主要施工机械设备用量，详见表3-2。梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案11/52 顶管施工主要机械设备表表3-2序号机械设备名称规 格单位数量备注1 土压平衡顶管机2200 套1 2 电焊机22KW 台2 3 注浆泵台1 4 灰浆搅拌机台1 5 主顶泵站台1 6 主顶油缸2.4 个4 7 经纬仪台1 8 水准仪台1 9 吊车25T（50T）台2 10 运土车辆1 11 空压机台1 12 水泵台16 降水井13 水泵台3 井坑顶管施工所需管材表表3-3序号管材种类规格单位数量备注1 机头管II 级节2 2 普通管II 级节21 梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案12/52 机械顶管施工主要物资材料计划表表3-3 序号品名规格单位数量备注1 顶铁1.5米块1 2 顶铁0.6米块1 3 后背铁23.5 0.4米块2 4 护口铁2200200 套1 5 机头道轨62米套1 6 机头道轨22米套1 7 管内道轨6米米120 8 土车个2 9 土斗个2 10 洞口止水圈压圈2200 块1 11 洞口止水圈底圈2200 套1 12 橡胶止水圈2200 套1 13 止水圈螺栓M16 50 套20 14 油缸支架2200 套1 15 经纬仪支架2200 套1 16 搅浆罐12001500 套1 17 储浆池600900 2 18 注浆泵挤压式台1 19 注浆钢管DN32 6000 根30 20 高压橡胶管DN32 20000 根2 21 塑料管DN25 米30 22 三通DN25 个30 23 弯头DN25 个30 24 球阀DN25 个30 25 外丝接头DN25 个30 26 涨栓M16 80 根30 27 空油桶（浆）个1 28 低压变压器台1 29 铝塑线米200 30 电闸箱套1 31 机头闸箱个1 梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案13/52 32 低压铝线10mm2米200 33 低压灯泡36v,60w 个50 34 碘钨灯1000W 个10 35 电缆线70mm2米200 36 电缆线16mm2米200 37 电缆线4mm2米200 38 架子管6000 根10 39 架子管2000 根20 40 架子管1000 根20 41 铅丝8#KG 5 42 围档块60 43 十字扣卡个40 44 挂勾个2 45 钢丝绳164000根4 46 集箱箱房套1 47 帐篷套1 48 监视器套1 49 视频线米200 50 电话机台4 51 电话线米120 52 方木根20 53 工字钢30#米60（井坑）54 掘井机刀头套1 消耗55 机头管2200 节2 消耗56 混凝土管2200 节36 消耗57 混凝土管止水环个38 消耗58 管间橡胶垫个38 消耗59 钢板20mm 块2 60 膨润土吨10 消耗61 碱KG 200 消耗62 液压油桶2 消耗63 水泥吨60 消耗64 粉煤灰吨50 消耗65 风镐个2 梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案14/52 3.3 测量3.3.1 对甲方提供的施工区内的导线网与水准网及其控制点进行复测，经核对无误后方可使用。测量工作从外业到内业必须做到步步校核。3.3.2 平面测量控制 施工测量按城市测量规范CJJ8-99、工程测量规范GB50026 97的有关规定执行。根据施工需要，引测三个导线点至顶管工作坑附近，布设三级导线平面控制网（即采用原有控制网作为平面控制网），形成闭合导线网。为保证测量精度，对于钢尺测量的边长，需加入相应的修正，测量的平面导线需进行平差计算，测量角度精确至 0.1 o，坐标及高程精确到 1毫米。3.3.3 高程测量 高程控制采用城市四等水准测量的技术施测，使用DS3 水准仪进行观测，往返各一次。高程闭合差在20L之内（L为水准跨线长度，以千米计）为合格。井坑内的高程控制点采用长钢尺导入法将高程传入，向井坑内传递高程与坐标传递同步进行。先做趋近水准测量，再做竖井高程传递。竖井传递高程采用悬吊钢尺法，井上和井下两台水准仪同时观测读数，每次错动钢尺3-5厘米，施测三次，高差相差不大于 3毫米时取平均值使用。高程控制点的布设：可利用平面控制点的埋石作为高程控制点，也可单独设置，如特殊需要时可进行加密。加密的水准点精度不低于高程控制点的精度，其布设形式为附合水准路线。3.3.4 顶管施工测量梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案15/52 顶管施工采用连续测量与间断测量结合的方式。连续测量：在顶进坑后方安放一台激光经纬仪，激光经纬仪按照设计顶进轴线方向发出一束激光，照射到掘进机的光靶上，机手按照激光指示路线操控机械顶进。间断测量：每顶进一节管后，测量人员对激光经纬仪进行校核，并且采用水准仪，测量已顶进管道高程偏差情况；采用水平尺测量管道水平偏差情况。测量结果填表上报到项目部。3.3.5 测量要求 对于坐标点、水准点现场需采取可靠的保护措施，需设立明显的标志；施工过程中要注意对测量控制点的保护，并定期进行校测。施工过程中要严格执行测量复核制度，特别是对中心线和高程、管线起终点、控制桩位、交叉点等更要严格控制，要提前做好内业，然后现场实施放样。竣工测量：竣工测量在已有的施工控制点上进行，测量人员认真做好原始记录，及时进行资料的整理、归档工作。3.4 施工降水本区域地下水较丰富，埋藏较浅，在顶管工作坑开挖时需进行降水处理。拟定采取以大口井井点降水为主、辅以工作坑内集水井明排的降、排水措施。在顶管工作坑四周布置六口降水井，降水井平面位置在工作坑外边缘以外 2m，井深18m。使用反循环钻机成孔，钻孔孔径600，井管使用外径 DN400、内径DN300 的无砂混凝土管，滤料使用 3mm 的豆石或石屑。在工作坑施作过程中，如果降水效果不好，工作面有渗水的现象时，可在工作坑内设立一个集水坑，采用集水坑排水，排水与开挖同梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案16/52 时进行。降水施工工艺流程：场地平整井点放样钻机对位成孔下放井管填充滤料洗井下放水泵抽水降水施工在工作坑开挖前2天进行，降水工作持续整个工作的全过程，包括工作坑开挖、顶管、直到穿管结束。降水施工方法为：3.4.1 打孔 采用QJ150 型钻机成孔，使用泥浆护壁。孔深比设计井深多2米，井底填入 0.5 米厚的碎石过滤层。3.4.2 下管 井壁使用无砂混凝土滤管，直径400毫米，每节管长 1米。成孔后，立即开始下管，下管前在地面上打设木桩，将承牵绳一端栓于木桩上，另一端放入管堵底部与两侧的凹槽里，管堵用混凝土制成。将首根无砂滤管放入管堵上，然后松动承牵绳进行下管。下到一半处将 36根竹条用 6#铅丝绑在滤管外壁上，将下一根滤管对接并用竹条固定后下管，如此至井底，然后将承牵绳抽出，下管过程见图 3-5。图3-5降水下管示意图孔壁木桩无砂混凝土管管堵接头承牵绳梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案17/52 3.4.3 填滤料在滤管外和孔壁之间回填砾石滤料，砾石粒径为1030毫米，杂质含量小于 3%。人工用铁锹沿井口周边均匀倾倒，分层填充，连续完成，从底部填到井口下1米，上部采用粘土分层回填，地表夯实。3.4.4 洗井滤料填充完成后，立即进行洗井，清除停留在孔内和透水层中的泥浆与孔壁的泥浆，疏通透水层。采用压缩空气和清水洗井，洗井后井内沉渣基本不上升为合格，3.4.5 装泵每口井内设置 l 台25mm、扬程为 20米的潜水泵，用绳将潜水泵吊入井底，接好保护开关后可以开始正式抽水。3.4.6 降水后的水位要在工作坑底面下l 米。若出现降水井不能完全有效降水的情况，为保证工作坑顺利开挖和支护稳定，应在工作坑内设置集水井，及时排除开挖过程中的渗透水。3.4.7 降水监测降水监测与维护期间要对各降水井和观测孔的水位、水量进行同步监测。降水井和观测孔的水位、水量和水质的检测要符合下列要求：1）降水勘察期和降水检验前要统测一次自然水位；2）抽水开始后，在水位未达到设计降水深度以前，每天三次观测水位、水量；3）当水位已达到设计降水深度，且趋于稳定时，可每天观测一次；4）在受地表水体补给影响的地区或在雨季时，观测次数宜每日23次；5）水位、水量观测精度要求要与降水工程勘察的抽水试验相同；6）对水位、水量监测记录要及时整理，绘制水量Q 与时间 t 和水位降深值 s与时间 t过程曲线图，分析水位水量下降趋势，预测设计降水深度要求所需时间；7）根据水位、水量观测记录，查明降水过程中的不正常状况及梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案18/52 其产生的原因，及时提出调整补充措施，确保达到降水深度；8）在开挖过程中，要随时观测侧壁、底部的渗水现象，并要查明原因，及时采取工程措施。3.4.8 降水维护降水期间要对抽水设备和运行状况进行维护检查,每天检查不少于3次,并要观测记录水泵的工作压力、电动机、水泵温度，电流、电压、出水等情况，发现问题及时处理，使抽水设备始终处在正常运行状态。抽水设备要进行定期保养，降水期间不得随意停抽。注意保护井口，防止杂物掉入井内，经常检查排水管、沟，防止渗漏。3.4.9 排水在地面上设置 D100 PVC 排水干管，将抽出的地下水排入现况排水系统中。图 3-6 机械顶管工艺流程图挖工作坑设施安装止水圈后背铁道轨测量复核机头入洞开洞入土正常顶进出土下管顶进机头出洞开洞顶出机头出坑泥浆置换完成梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案19/52 3.5 工作坑占地机械顶管需开挖工作坑，工作坑分为顶进坑与接收坑。3.5.1 顶进坑：占地面积为 8.5 米6米。3.5.2 接收坑：占地面积为 6米6米。3.6 顶管施工方法和技术措施3.6.1 土压平衡机械顶管施工工艺流程见图3-6。3.6.2 顶管方式根据此次施工所穿越的土质，确定采用土压平衡机械顶管方法施工。土压平衡机械顶管施工是市政管道铺设的一项新技术，它省却了全线降水（仅工作坑位置降水），地面沉降小，对地面构筑物的稳定性影响小，施工不影响地面交通，顶进速度快（平均顶进速度 4.5 米/天），适应的土质广，我公司在北京市是最早使用土压平衡机械顶管施工的企业之一，曾穿越过河流、立交桥、高速公路等多种建筑物；曾顶进过钢管、混凝土管等多种管材；曾铺设过自来水、污水、热力、电力、燃气、通讯等多种管线，对此施工方法已积累了丰富的施工经验。顶力计算通常确定机械顶管总顶力，使用经验计算公式：P NGL 其中：G 单位长度管体自重（KN/m）N 土质系数，本工程土质取2.5 P 总顶力L 最长顶距梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案20/52 按顶距最长的顶进段，计算顶力：长度L45米，DN2200 毫米的混凝土管每节长为 2米，管重为 7200千克/节。则预测总顶力为：P=2.5 457200/39.8=3969（KN）约需420吨的顶力推动。3.6.3 工作坑尺寸顶管需开挖工作坑，工作坑分为顶进坑与接收坑，其深度由设计管底高程决定，顶进坑底部需做 30厘米厚的混凝土底板，接收坑底部不做混凝土底板。管外底高程加上机坑轨道及底板厚度，就是顶进坑的坑底标高，接收坑标高与管外底标高相等。综合顶管机具的尺寸及作业要求，确定顶进坑及接收坑的净空尺寸：顶进坑：8.5 米（长）6米（宽）8.1 0 米（深）接收坑：6米（长）6米（宽）7.7 米（深）3.7.4 顶管工作坑做法机械顶管需做两个工作坑，一个是顶进坑，一个是接收坑。顶进坑与接收坑的做法基本相同，不同之处是：顶进坑底板采用钢筋混凝土施做，接收坑底板只需保留原状土即可。做法如下：锁口圈梁+格栅钢架+钢筋网片+连接筋+锚杆+喷射混凝土+临时钢支撑的综合支护系统。参见图3-8，图3-9，图3-10（1）管线调查：工作坑施工前需进行地下管线的调查，提出对原有管线的保护方案，施工中不得损坏原有管线。（2）探槽：工作坑施工须先开挖探槽，开挖相互垂直的二条探槽，分别平行于工作坑的两边，其长度须大于工作坑开挖范围1米，深度的确定须配合地下管线调查资料，通常在2米左右。梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案21/52（3）工作坑上口采用混凝土地圈梁、墙壁采用锚杆固着混凝土锚喷支护。（4）土方开挖：上部采用机械与人工配合，下部土方在锚喷施作的同时人工挖土，垂直运输采使用吊车和土斗。（5）地圈梁的施工：地圈梁尺寸为宽高1000mm 500mm，其顶面标高为从自然地面下反0.5 米。地圈梁内侧采用钢模，混凝土标号为 C25。（6）锚杆：锚杆使用 22的罗纹钢，长度为 1.5 米，与每层钢格栅连接，同层钢格栅的锚杆间距1米，向下倾斜 15度。（7）支撑：选用 30#工字钢做支撑，与钢格栅焊接在一起，每道支撑分步采用盘撑、角撑、直撑，角撑在四个方角内侧，长度为1.5米。垂直的两道支撑间距不大于2米，最后一道支撑，距坑底3.2 米。为便于吊装顶管掘进机，要求顶进坑的横支撑，平面上距后背墙不大于 2.8 米。（8）墙壁锚喷：用钢筋与混凝土地圈梁下部的骨架连接，在地圈梁底部安放、焊接第一层钢格栅，钢格栅使用22的罗纹钢制作。作业时依次向下逐层施工，同层须分部位间隔挖土、安装钢格栅、钢筋网片，并锚喷混凝土。要求钢格栅的垂直间距：深度 5米以上为 1米，5米以下为 0.5 米；网片钢筋采用6100 100，双层；混凝土强度等级为 C20，材料为水泥、中粗砂、豆石（粒径在 0.51.0 cm），配合比为水泥：砂子：石子1：1.8:1.9，并加入速凝剂，速凝剂为水泥重量的 35%。锚喷混凝土厚度为 30厘米。为了保证安全，严禁同层贯通挖土，每层钢格栅需用竖向连接筋相互焊接，连接筋使用12罗纹钢，间距1.5米，若单面焊接，其搭接长度应大于 20梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案22/52 厘米。（9）顶进坑底板：在挖深达到顶进坑底标高后施作底板，底板现浇30厘米厚的 C20混凝土，使用 20双层罗纹钢，间距200200。底板预留 500500500毫米集水坑一个。3.7.5 机械顶管后背（1）机械顶管后背结构为：锚喷墙+混凝土+后背铁。（2）在锚喷墙壁前垂直地面放置后背铁，后背铁与锚喷墙面之间的空隙以 C20 素混凝土浇灌填充。（3）顶进坑后背要有足够的强度，在顶进过程中能承受千斤顶的最大作用力；（4）后背墙表面要平顺，并且垂直于顶进管道的轴线，避免产生偏心受压。3.7.6 导轨安装导轨安装是顶管施工中一项重要的工作，安装的准确与否直接影响管道的顶进质量，其安装要求如下：两导轨要平行、等高，或略高于管道设计高程的2厘米左右，其坡度与管道坡度一致；安装后导轨要牢固，不得在使用中产生位移，且需设专人经常进行检查；将机械顶管导轨安放在工作坑底板上，导轨两侧牢固地焊接工字钢，工字钢须另一端须牢牢抵在侧墙上。3.7.7 止水环安装为防止掘进机入洞时地下水涌入工作坑，在顶进方向的墙壁上安装止水环。首先，进行测量，确定止水环安装的位置；其次，将止水环底圈固定到墙壁上，用混凝土封闭底圈与墙壁之间的缝隙；梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案23/52 然后，在底圈上固定防水橡胶板；最后，安装止水圈压板。在掘进机入洞之前才允许将止水环内的墙壁凿除。3.7.8 顶管机就位用50吨吊车吊装顶管机，将顶管机放入顶进坑内的导轨上，顶管机前端距井壁约 300毫米。就位后先检查顶管机的轴线是否与机坑轴线、导轨轴线以及主顶油缸的轴线保持一致，发现偏差立即调整。无误后再进行顶管机电路、油路、注浆系统的安装调试。3.7.9 机头入洞先将洞口处的墙壁凿除，洞口处，人工向前挖土500800 mm，再将机头徐徐推进洞口里，待刀盘全部进洞，调整止水圈位置，使其完全封闭地下水。然后开动顶管机刀盘，待土仓压力升到 0.1 MPa时，这时螺旋输送机的土压也上升到0.07 MPa 左右。掘进机开始入土时，机头外露，只存在轨道对机头的摩擦力，机头易发生旋转，故在入土前两米顶进时，顶进速度控制在 5 毫米/分钟以下，以防机头整体旋转，并观测机头倾角和旋转变化，及时修正和调整。倾角的变化用纠偏千斤顶调正，旋转角大于30度时，可使用刀盘1 2 3 5 4 1、机坑导轨2、顶镐3、激光经纬仪4、后背铁5、顶铁6、砼管7、止水圈8、土车9、操作台10、光靶11、机头图 3-7 土压平衡顶进示意图11 6 7 8 9 10 梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案24/52 反转调正，顶进 2 米以后在机头不旋转的情况下可逐渐加大顶进速度。机头完全入土后，土仓压力控制在5080KPa，下第一节混凝土管做反封闭。3.7.10 正常顶进1）土仓压力的设定：按计算表数值设定，施工时设备自控可保证10%的土仓压力：遇有砂层、砂砾石层、下穿道路、离构筑物较近时，土仓压力设定适当加大30%左右，以提高安全系数。2）触变泥浆减阻：顶管过程中，须同步注入减阻泥浆，它是减少顶进阻力、提高顶进速度的重要一环，减阻泥浆采用膨润土配制而成。膨润土一般要求胶质价在80以上。膨润土进场后，先测定其胶质价，根据胶质价确定配合比，见下表（重量比）：膨润土泥浆重量配合比膨润土泥浆的拌和时间一般为20至30分钟。泥浆制备后，须静置 24小时方可使用，使其充分吸水，膨润成胶体，使用比重计测其比重，掌握在1.15g/cm3为宜。在机头尾部设置有触变泥浆注浆孔，顶进施工的同步注入触变泥浆，以形成原始浆套；每节混凝土管均有三个注浆孔，顶进过程中，通过注浆孔持续补浆。注浆使用挤压式注浆泵，注浆口压力控制在0.13 0.22 MPa。视储浆池内触变膨润土胶质价膨润土水碱6070 100 524 23 7080 100 524 1.5 2 8090 100 614 23 90100 100 614 1.5 2 梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案25/52 泥浆下降的速度及顶镐压力表读数调节注浆压力。3）顶进测量：初始顶进每 1米测量一次，并做记录。正常顶进时，每顶进 3米测量一次，遇有纠偏每1米测量一次，测量时要注意照射到机头激光靶上的激光点和管道中心轴线的一致性，若出现偏差通知机手及时调整。测量人员分别绘制出管道中心及高程曲线图，随时预测机头的前进趋势。4）顶进纠偏：不断地观察光靶上激光点的行走轨迹，如发生偏移大于 20毫米，预测机头又有向偏差大的方向发展的趋势时，要采取纠偏措施。纠偏时开动纠偏千斤顶。纠偏时每1米测量一次，并做机头和机尾的数据比较，有回归趋势时，保持一段顶进距离后，要停止纠偏，防止左右摆动。纠偏的原则是勤纠、微纠，每次纠偏量不要过大，而且要注意发展趋势，当上下、左右均发生偏差时，先纠上下、后纠左右。5）顶进速度：顶进速度控制在30毫米 50毫米/分钟，人洞后的前10米以及纠偏时用较低速度，以后视出土情况、刀盘扭矩情况适当加快顶进速度。6）出土外运：掘进机刀盘切削破碎土体，由螺旋输送机将泥土输入到管道内部，使用土车通过管道将泥土运入顶进坑中，再使用吊车运到地面，倒入泥土暂存区，定期外运。7）安装管节：管节下坑前先进行外观检查，包括管端面是否平直、管壁表面是否光洁、管体上有无裂缝等等，检查合格的管子用吊车放到顶进坑内的导轨上，进行顶进。8）下管时，机头在停止顶进的状态下，刀盘转35分钟，在停机和同时螺旋输送机出土的情况下，排土液压门关闭，并断电以保证土压仓土压达到平衡。下管工序完成后，再顶进时，应先开刀盘，再依次开螺旋输送机、推进系统。梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案26/52 9）机头出洞：机头推进到距接收坑约2米处，拆除接收坑洞口处的墙壁，从接收洞口中心部位打进一根钢钎寻找机头，洞口处的土体开裂并向外凸出，仔细测量机头上、下、左、右的四个方向，与出洞口的大小、位置合适时，启动主顶油缸继续推进，至中心刀露出时，停止推进。安置机头接收托架，然后，慢慢将机头推入接收坑内。10）使用吊车将机头吊运出坑。3.7.11 泥浆置换顶管完成后及时对管道外壁进行充填加固，把原注入的膨润土浆置换掉。使用的泥浆置换材料为水泥加粉煤灰浆，其配比为水：水泥：粉煤灰=5：1：3。通过管道内部的压浆孔压注，注浆次数不少于三次，两次间隔时间不大于 24小时。每二节混凝土管编为一组，分为注浆孔与排浆孔。将注浆泵清洗干净，吸浆龙头放入灰浆池内，开启注浆泵，打开第一组注浆孔，当第一组排浆孔冒出灰浆后，关闭阀门，再打开第二组，以此类推，直到全线完成。再关闭所有阀门，保压三十分钟，保压时注浆压力为1 MPa。泥浆置换完成后，应拆除主通道浆管和管内弧形浆管就地清洗，以免浆液凝固堵塞。3.7.12 雷达检测泥浆置换完成后，需进行雷达检测，对雷达检测出的空洞地方，须再补注水泥+粉煤灰浆充填。3.7.13 设施拆除套管顶进、换浆、检测全部完成后，拆除顶镐、后背铁等顶管设备。梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案27/52 250800025085001000水平钢格栅，每 60cm 一榀|6 10cm 10cm 钢筋网片双面 满铺纵向连接筋|22，环向间距 1m，内外双排250厚喷射混凝土 C20锁脚锚杆 32 2.25m1000八字钢支撑，2200对焊 共设2道30060025083507500横撑，2250对焊 共设2道与八字撑设在同一层图 3-8 顶管工作坑支护示意图梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案28/52 水平钢格栅22500在梁内锚固长度 800122001220012221000600100250750图3-9 地圈梁配筋图 225 225 22522584401906440190 225 22514200 225225 225 200200图3-10 格栅钢架图梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案29/52 第 4 章顶管施工常见病害的防治4.1 管道轴线偏差过大4.1.1 偏差结果管道轴线与设计轴线偏差过大，使管道发生弯曲，甚至造成管节损坏，接口渗漏。4.1.2 预防措施1）顶管施工前对管道通过地带的地质情况认真调查，指导纠偏。纠偏按照“勤测量、勤纠偏、小量纠”的操作方法进行。2）采用同种规格的千斤顶，使其顶力、行程、顶速相一致，保持顶力合力线与管道中心线相重合。3）加强顶管后背施工质量的控制，确保后背不发生位移，并使后背平整，以保证顶进设备的安装精度。4）顶进过程中随时绘制顶进曲线，以利指导顶进纠偏工作。4.2 地面沉降与隆起4.2.1 沉降、隆起结果顶管施工过程中或施工后，在管道轴线两侧一定范围内发生地面沉降或隆起，使管道周围道路交通受到影响，甚至危及到正常使用和安全。4.2.2 防治措施1）严格控制顶管轴线偏差，执行勤测量、勤纠偏、小量纠的操作方法。2）在顶进过程中及时足量地注入符合技术标准的润滑支承介质填充管道外围环形空隙。施工结束及时用水泥或粉煤灰等置梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案30/52 换润滑泥浆。3）严格控制管道接口的密封质量，防止渗漏。4.3 顶力突然增大4.3.1 增大现象在顶进过程压力表指针突然增大。4.3.2 防治措施1）按不同地质条件配制适宜的泥浆，并采取同步注浆的方法，并及时足量的沿线补浆，经常检查膨润土质量，特别是不得含砂2）顶进施工前对顶进设备进行认真的检修保养。3）停顶时间不能过久，发生故障及时加以排除。4.4 管道接口渗漏4.4.1 渗漏现象管道接口渗水、漏水。4.4.2 预防措施严格执行管节和接口密封材料的验收制度，严禁使用不合格产品。严格控制管道轴线，必须按“勤纠”、“小纠”的原则进行，以避免接口不匀而使胶圈减小止水作用。下管时，要在钢丝绳与管口之间加橡胶垫，保护管口。选用相匹配的橡胶圈，事先检查橡胶圈的质量，临下管前抹好润滑剂，安装要正确。梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案31/52 4.5 钢筋混凝土管节裂缝4.5.1 裂缝现象管节纵向和环向有明显裂缝，造成管道渗水、漏水。4.5.2 预防措施1）管材进场后要进行质量验收，验收不合格要及时退货。2）顶进时严格控制管道轴线偏差，控制顶力在管节允许的承压范围以内。3）在管节运输过程中采取管垫等保护措施，并做到吊（支）点正确，轻装轻卸。4.6 顶管前端正面土体坍塌4.6.1 坍塌现象顶管施工中实际出土量远远大于理论出土量，且地面有明显塌陷。4.6.2 预防措施顶进施工中采取短开挖、勤顶进的方法，并随时注意到土质的变化情况，向土仓内加泥浆，使出土量与顶进量基本一致，保持土仓压力平衡。梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案32/52 第 5 章安全防护施工措施5.1 安全技术保证体系为了保证本工程施工中的安全保证，公司、项目部及班组三级分别成立安全小组，以便加强安全管理工作。现场施工的安全保证体系见图5-1。5.2 安全管理目标积极开展安全达标工作，切实贯彻安全生产责任制，强化安全意识，图 5-1 安全保证体系顶管施工队刘子彬顶管专项经理申闯专项总工贾松涛安全员姜广超兼职安全员时文孝施工员李 震技术员张 青机械员苏利国梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案33/52 本工程杜绝重伤和死亡事故，轻伤事故频率控制在1以下。5.3 安全岗位职责为确保现场文明安全工作目标明确、职责明确，顶管部从项目经理到施工员、作业队层层落实岗位安全责任制。5.3.1 项目经理安全职责1）认真执行国家、北京市、本公司安全生产、劳动保护的法规及规章制度。对本单位在生产经营活动中的安全健康负全面领导责任。2）建立、健全安全生产保证体系，领导组织实施本单位安全生产工作目标，督促、检查各职能部门人员执行安全生产责任制。3）落实施工组织设计、施工方案中各项安全技术要求，严格执行安全技术措施审批制度及设备、设施交验、验收、使用制度，保证安全技措及劳动保护用品经费的落实。4）随时掌握安全生产动态，监督并保证安全生产保障体系的正常运转，认真执行 ISO9001“安全生产管理程序”，开展定期和不定期地组织安全生产检查，及时消除事故隐患与不安全因素，制止违章指挥和违章作业。严禁职工在工作中间休息或就餐时饮酒。5）严格遵守特殊工种的安全管理规定，组织职工的各项安全生产教育。6）发生因工伤亡及重大未遂事故，要做好抢救伤员、保护现场、及时上报的工作，并协助事故调查组参加事故的调查处理，制定、落实各项防范措施，认真吸取教训，对事故责任者提出处理意见，报上级审批。5.3.2 顶管专项总工程师的安全职责梨园南街10Kv 入地顶管土压平衡顶管施工方案34/52 1）组织有关人员认真学习和贯彻执行安全生产和安全技术管理规定，对顶管项目工程生产经营中的技术工作负安全责任。2）主持制定、审批、上报安全技术措施，并监督落实。及时解决施工生产中的安全生产技术问题。对执行中发现的问题及时予以纠正。3）在组织编制和报批施工组织设计、施工方案或专业工程项目施工方案以及大型临时设施、特殊施工设施、自制生产机具的施工