新华下路D1200顶管专项方案.doc

7处立交排水改扩建工程新华下路顶管专项方案XX园林工程编制日期：2021年6月7日新华下路D1200顶管专项方案一、施工方法本工程顶管管径为1200mm，管材为重型平口式“F型钢承式钢筋砼管，管道长度：70米。顶进施工一般技术要求1、开始顶进前应检查以下内容，确认条件具备时方可开始顶进。1全部设备经过检查并经过试运转；2工具管在导轨上的中心线、坡度和高程应符合标准规定。3防止流动性土或地下水由洞口进入工作坑的措施；4在不稳定土层中顶管时，封门撤除后应将工具管立即顶入土层。2、工具管开始顶进510m的范围内，允许偏差应为：轴线位置3mm，高程0+3mm。当超允许偏差时，应采取措施纠正。在软土层中顶进混凝土管时，为防止管节飘移，可将前35节管与工具管联成一体。3、采用手工掘进顶管法时，符合以下规定：1工具管接触或切入土层后，自上而下分层开挖；工具管断面的超挖量应根据土质条件确定；2在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135º范围内不得超挖；管顶以上超挖量不得大于1.5cm；管前超挖根据具体情况确定，并制定平安保护措施。4、采用橡胶圈密封的F型接口钢筋混凝土管材时，符合以下规定：1粘结木衬垫时凹凸应对中，环向间隙应均匀；2插入前，滑动面可涂润滑剂；插入时，外力应均匀；3安装后，发现橡胶圈出现位移、扭转或露出管外，须拨出重插。5、顶管结束后，管节接口的内侧间隙按设计规定处理；设计无规定时，可采用石棉水泥，弹性密封膏或水泥砂浆密封。填塞物应抹平，不得凸入管内。6、工具管进入土层后的管端处理应符合以下规定：1进入接收坑的工具管和管端下部应设枕垫；2管道两端露在工作坑中的长度不得小于0.5m，且不得有接口；3钢筋混凝土管道端部应及时浇注混凝土根底。7、在管道顶进的全部过程中，须控制工具管前进的方向，并应根据测量结果分析偏差产生的原因和开展趋势，确定纠偏的措施。8、管道顶进过程中，工具管的中心和高程测量应符合以下规定：1工具管进入土层过程中，每顶进30cm，测量不应少于一次，管道进入土层后正常顶进时，每顶进100cm，测量不少于一次，纠偏时增加测量次数；2顶完后，应在每个管节接口处测量其轴线位置和高程，有错口时，应测出相对高差；3测量记录应完整、清晰。顶管施工工艺流程图施工准备导轨安装顶进设备安装后座顶板安装后座千斤顶安装洞口封堵措施掘进机就位掘进机试运行割开闷板掘进机穿墙后座千斤顶顶进出土准备施工测量放线管道注浆轴线控制管道顶进偏差测量管内出土顶进纠偏砼管拼装接口检验砼管顶进结束竣工测量砼管进场验收设备转移顶进设备的安装1、装配式后背墙安装装配式后背墙施工a、装配式后背墙采用方木、型钢和钢板等组装，组装后的后背墙应有足够的强度和钢度；b、后背土体壁面应平整，并与管道顶进方向垂直；c、装配式后背墙的底端在工作坑底以下50cm。d、后背土体壁面应与后背墙紧贴，有孔隙时应采用砂石料填塞密实；e、组装后背墙的构件在同层内的规格一致，各层间的接触紧帖，并层层固定。顶管工作坑及装配式后背墙的墙面与管道轴线垂直，其施工允许偏差须符合下表的规定。工作坑及装配式后背墙的施工允许偏差mm 表-14项 目允许偏差工作坑每侧宽度不小于施工设计规定长度装配式后背墙垂直度0.1%H水平扭转度0.1%H注：1H为装配式后背墙的高度mm 2L为装配式后背墙的长度mm利用已顶进完毕的管道作后背时，应符合以下规定：a、待顶管道的顶力小于已顶管道的顶力；b、后背钢板与管口之间应衬垫缓冲材料；c、采取措施保护已顶入管道的接口不受损伤。2、导轨安装该工程导轨采用38kg/m钢轨，轨底并和型钢焊接成一体。安装时和工作井底板予埋钢板焊牢，并用型钢支撑或用砼围牢。导轨安装前要先复核管道中心位置，确保导轨的高程、轴线位置准确。导轨定位必须稳固、正确，在顶进中承受各种负荷时不位移、不变形、不沉降。导轨安装符合以下规定：两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致；导轨安装的允许偏差应为：轴线位置：3mm顶面高程：0-+3mm两轨内距：±2mm安装后的导轨牢固，不得在使用中产生位移，并经常检查校核。3、主顶千斤顶安装该工程主顶系统采用2台200T双冲程等推力油缸。油缸行程1700mm，总推力为400T。2只油缸固定在拼装式油缸架上，下井时整体吊装。安装在油缸架上的油缸中心误差控制在3mm以内。主顶油缸架安装也要定位准确，保证油缸受力点的位置正确，其高程和平面安装误差应控制在3mm以内。顶力计算：在综合分析了主顶液压装置，中继间的最大推力，管子允许的轴向力以及工作井后座最大土抗力以后，我们根据设计要求，先确定控制顶力F控3500KN (设计),以1200顶距L=70米计算顶力顶进阻力由二局部组成F=F1+F2 其中：F1为机头迎面阻力 F2为管道周边摩阻力机头迎面的土压力控制在主动土压力和被动土压力之间，我们忽略C值影响，机头迎面阻力F1rHA1.8×7.5×(/4)×(1.8)2 344KN设定：土的容重r=1.8/m3； 土面至管中心深度H7.5m；管道周边摩阻力F2DLf 其中：D-管外径 L-顶进长度 f-单位面积周边阻力。根据以往经验，一般取f=5KN/m2。F2DLf=3.14×1.8×70×5=1978KNF=F1+F2=344+1978=2322KN，小于控制顶力3500KN。千斤顶的安装应符合以下规定：千斤顶固定在支架上，并与管道中心的轴线对称，其合力的中心点在管道设计轴线上；千斤顶的油路应并联，每台千斤顶应有进油、退油的控制系统。4、油泵安装和运转符合以下规定：油泵设置在千斤顶附近，油管宜顺直、转角少；油泵应与千斤顶相匹配，并有备用油泵；油泵安装完毕，进行试运转；顶进开始时缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；顶进中假设发现油压突然增高，立即停止顶进，检查原因并经处理前方可继续顶进；千斤顶活塞退回时，油压不得过大，速度不得过快。5、顶铁的安装和使用符合以下规定：顶铁应有足够的刚度；顶铁宜采用铸钢整体浇铸或采用型钢焊接成型；当采用焊接成型时，焊缝不得高出外表，且不得脱焊；顶铁的相邻面互相垂直；同种规格的顶铁尺寸相同；顶铁上有锁定装置；顶铁放置时应能保持稳定。安装后的顶铁轴线与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨之间的接触面不得有泥土、油污；更换顶铁时，先使用长度大的顶铁；顶铁拼装后应锁定；顶铁的允许连接长度，根据顶铁的截面尺寸确定。当采用截面为20cm×30cm顶铁时，单行顺向使用的长度不得大于1.5m；双行使用的长度不得大于2.5m，且在中间加横向顶铁相联；顶铁与管口之间应采用缓冲材料衬垫，当顶力接近管节材料的允许抗压强度时，管端应增加环形顶铁；顶进时，工作人员不得在顶铁上方及侧面停留，并随时观察顶铁有无异常迹象。6、采用起重设备下管时符合以下规定：正式作业前应试吊，吊离地面10cm左右时，检查重物捆扎情况和制动性能，确认平安前方可起吊；下管时工作坑内严禁站人，当管节距导轨小于50cm时，操作人员方可近前工作；严禁超负荷吊装。1.11.3平面布置、井内布置及管内布置1、在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，地面指挥监测中心、办公室、仓库、配电间、冷作间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。  2、现场布置、设备进场、管道顶进时，采用25t吊车吊装。3、井内布置工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。    1.11.4出洞方案为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内，在洞口内预先安装一个单法兰穿墙钢套管，用于安装橡胶止水圈及止水封板。由于顶进距离长，造成管材外表及F型钢套环、砂等对橡胶止水圈不可防止的磨损，需经常更换橡胶止水圈。因此，我们在洞口里侧增加一道橡胶止水圈，当需更换外部橡胶止水法兰时，洞口内部的橡胶止水圈可防止地下水进入井内。1.11.5出土垂直运输和水平运输布置；下管、挖土、运土、和泥水排除的方法基坑上下吊装采用25T吊车，起吊能力以满足吊运件为主出土方式：在工具管挖出的土由架子车运至工作坑中，吊车吊至坑口，再由装载车运至弃土场。1.11.6测量以及纠偏方法1、顶管质量的检测用经纬仪测平面高程与轴线位置。测量工作须及时、准确，以使管节正确就位于设计的管道轴线上。在顶进过程中，测量次数分两个阶段，即开始阶段和正常顶进阶段，开始阶段出现的偏差应及时纠正，否那么，偏差开展较快，本工程中开始阶段每顶进20-30cm测量一次，以控制偏差的开展，在正常顶进阶段，管道进入土层随着不断顶进，包裹其周围土层的长度逐渐增大，工具管偏差较开始段容易控制。施工前经导线测量在坑内设桩，将经纬仪设置在预制的铁架上，在待测管前端固定一十字架，经纬仪十字丝对准十字架，假设十字架在管道前端的相对位置不变，其经纬仪高程和轴线必然固定不变，十字架高程尺标有刻度，只要测出十字架交点的偏离和垂直距离，即可读出顶管顶进中的轴线、高程偏差。2、测量与方向控制要点a、有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员工程管理部监理工程师，确保测量万无一失。b、布设在工作井前方的仪座必须防止顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。c、顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在1020不得大于0.5°。并设置偏差警戒线。d、初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。e、开始顶进前必须制定坡度方案，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原那么。3、顶管的纠偏作业顶管作业中偏差的校正是保证顶进质量的有力措施，因此，在顶进过程中发现偏差要及时纠正，做到“勤顶、勤挖、勤测、勤纠。4、顶管允许偏差工程允许偏差mm轴线位置50管内底高程D1500+40-50相邻管间错口15%壁厚且不大于20对顶时两端错口50顶进减阻措施顶进减阻是为了利用润滑济减小管道外壁与其周围土层的磨擦系数以降低阻力。从而收到大幅度降低顶力的效果。润滑剂采用膨润土，在泥浆桶中以水稀释后通过注浆系统注入管外壁。泥浆池尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力。注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均匀，系统应配置减压系统，在泵处1米外以及机头注浆处各安装一只隔膜式压力表，以便于观察注浆压力。 1.11.8顶管动力、照明配套动力电线设置：管内设置二路电缆，按其配套动力负载功率，选择电缆规格，供电采用TNS方式，三相五线制移动电线装接。1.11.9管接口质量控制1、本工程所用管节为“F管，“F管受力性能好，接头稳定性高，接口处止水密封性能好。2、选用优良管材并处理好管子接口顶管施工是十分重要的。要按有关标准对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。3、管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止“F型管接口的套环受压变形。4、接管前再次检查管子接头的承插口尺寸，橡胶圈和衬垫板的外观和质地。确认合格后可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无侵蚀性的润滑材料以减少摩阻力。承插接管时要保证与上节管的钢套环同轴度，并且加力要均匀，应保证橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。顶管结束后要按设计要求在管内间隙处填充弹性密封膏，并与管口抹成个光滑的渐变面。密封圈的胶结应在使用前两天完成并检查其牢固性。5、管材供给在顶进过程中，管材的供给是非常重要的，如果供给不及时造成顶进停止，后果是非常严重的，由于机头重量一般较大，长时间的滞留会造成机头沉降，使轴线发生偏差；或已顶好的管子和周围土体固结，使得摩阻力增大。因此，在开始顶进前，需指定详细周全的供给方案，现场应备有足够余量。1.11.10设备维修及保养在本工程项进过程中，特别需要对掘进机进行维修和保养，使掘进机始终处于优良的使用状态，从而顺利完本钱工程实施。1、液压系统当液化油出现乳化时，说明液压油己严重氧化，应予以更换，更换液压油之前须把油箱内清洗干净。加油必须用精滤车过滤前方可参加。另外，一旦发现油管老化应予以更换。2、电气系统电气系统应保持枯燥，保持指示灯及各仪表正常。3、纠偏系统纠偏系统要经常检查是否漏油、油液质量、油压情况，如发现不正常情况及时更换。1.11.11注浆减摩长距离顶管施工中，顶力控制的关键是最大限度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效的方法是进行注浆。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时的摩阻力，我们在注浆时做到以下几点1、选择优质的触变泥浆材料，对膨润土取样测试。主要指标为造浆率、失水量和动塑比。2、在管子上预埋压浆孔，压浆孔的设置要有利于浆套的形成。3、膨润土的贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供给商的建议但都必须按照标准进行，使用前必须先进行试验。4、压浆方式要以同步注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要经常检查各推进段的桨液形成情况。5、注浆设备和管路要可靠，具有足够的耐压和良好的密封性能。在注浆孔中设置一个单向阀，使浆液管外的土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响这浆效果。6、注浆工艺由专人负责，质量员定期检查。7、注浆泵选择脉动小的螺杆泵，流量与顶进速度相应配。8、触变泥浆的配方和性能指针：膨润土纯碱掺加剂漏斗粘度(秒)视粘度 CP失水量l/t终切力(达因 /mm3)比重126CMC适量36”30.591301.0731.12顶管施工技术质量保证措施1.12.1、洞口加固及顶管掘进穿墙措施顶进前所有顶进设备及顶管工具头必须全部安装就位，设备需试运行。为确保出洞时的绝对平安，在井外侧进行旋喷注浆加固， 以起到挡水隔泥作用，并控制加固强度不超过 0.8Mpa。在撤除闷板前，先开几个观察孔，如发现意外情况应先由闷板向外压浆， 确保出洞平安后，才能撤除闷板。闷板撤除后，马上将顶管工具头顶进沉井井壁，随即马上安装穿墙止水装置。这种穿墙止水装置的特点是用复合橡胶止水，根据水头压力可以用一层 三层来选择，而且止水橡胶预先装入穿墙管装置系统，既能平面止水 (闷板与法兰间 ), 又能轴向止水( 管段与穿墙管间 )。当工具管穿墙时，闷板开启，工具管进入穿墙管即能到达止水目的。1.12.2、工具头出洞防磕头措施工具头出洞时如假设洞外泥水流失过多，可能造成出洞时工具头因自重太重而下磕，为防止这一现象产生，采取以下措施：工具头就位后，将机头垫高 5mm，保持出洞时工具头有一向上的趋势。调整后座主推千斤顶的合力中心，出洞时观察工具头的状态，一旦发现下磕趋势，立即用后座千斤顶进行纠偏。由于距离较短。这一方法效果会非常明显。由于洞中外侧进行了加固措施，也进一步防止了磕头现象的产生。1.12.3、初始顶进防止管道后退措施由于出洞口深度较深，在初始顶进阶段正面水土压力远大于管周围的摩擦阻力。拼接管子时主推千斤顶在缩回前必须对己顶进的局部与井壁进行固定，否那么管道发生后退会导致洞口止水装置受损及发生人员的生命危险，因此在初始顶进的钢管外侧埋设预埋钢板，在主推千斤顶退回前将钢管与沉井壁相连，直至险管外壁摩阻力大于工具头正面水土压力为止。1.12.4、施工参数控制措施1初始顶进a 、土压力设定实际土压力的设定值介于上限值与下限值之间，为了有效地控制轴线，初出洞时，宜将土压力值适当提高，同时加强动态管理，及时调整。b 、顶进速度初始顶进速度不宜过快，一般控制在 lOmm/min 左右。c 、出土量加固区一般控制在105% 左右，非加固区一般控制在95%左右。2正常顶进a 、土压力设定结合实际施工经验，实际土压力的设定值应介于上限值与下限值之间。b 、顶进速度一般情况下，顶进速度控制在 2030mm/min，如遇正面障碍物，控制在 lOmm/min 以内。c 、出土量严格控制出土量，防止超挖及欠挖，正常情况下出土量控制在理论出土量的 98%100% 。1.12.5、管道抗扭转措施顶进过程中由于周围土质的变化，纠偏的影响及管内设备的不均匀性会造成推进时管道发生不同程度的扭转，直接影响到施工质量。因此主要采用以下措施：在管内设备及管道安装时，根据重量平衡原理，在安装设备及管材的另一侧配以相同重量的配重，使管道顶进时左右重量保持平衡。消除人为造成管道扭转的因素。顶进时在工具头及每个中继环处设有管道扭转指示针。一旦发现微小的扭转即用单侧加压配重的方法进行纠扭。因此配备了 30Ot压铁。单块重量为25kg。工具头假设发生扭转，那么将左右两只抗扭转翼板向外推出。推出越长，抗扭力矩就越大，当工具头平衡时那么缩回翼板即可。1.12.6、顶管轴线控制措施顶管要按设计要求的轴线，坡度进行。主要是工具头头部测量与纠偏的相互配合。纠偏是完成管道线型的主要手段。纠偏原那么如下：勤测勤纠：即每顶进一段距离，测量一次工具头轴线及标高偏差情况。用 通知工具头纠偏人员，纠偏人员再将工具头现在纠偏角度、各方向上千斤顶的油压值、轴线的偏差等报给中控室 , 输入微机。微机将显示出纠偏方法、数据，再按此进行纠偏。小角度纠偏：每次纠偏角度要小，微机每次指出的纠偏角度变化值一般的都不大于0.5º, 当累计纠偏角度过大时应与值班工程师联系，决定如何纠偏，此时应特别慎重。纠偏操作中不能大起大落，如果在某处己经出现了较大的偏差，这时也要保持管道轴线以适当的曲率半径逐步地返回到轴线上来，防止相邻两段间形成的夹角过大。1.12.7、减阻泥浆管理及控制顶进时贯彻同步压浆与补浆相结合的原那么，工具管尾部的压浆孔要及时有效地进行跟踪注浆，确保能形成完整有效的泥浆环套， 管道内的压浆孔进行一定量的补浆孔，具体补浆孔位位置设置于中继环后面一节管节位置上，补压浆的次数及压浆量根据施工情况而定。压浆时必须坚持“先压后顶、随压随顶、及时补浆的原那么。1.12.8、沉降控制措施地面沉降控制监测。地表监控采用地表和深层观测相结合的方法。沿顶进轴线的管线保护和重要区段增加每天监测次数以致进行 24 小时跟踪监测。正常情况下地面的观测点每天进行 12 次沉降跟踪观测，经数据处理分析后作为及时调整工具头参数的依据， 减小地面沉降量。1.12.9、砼管材质量控制措施1 、砼管材及配套木垫板，橡胶圈生产厂必须具有险构件一级企业资质企业通过 GB/T190000 系列认证。2 、砼管材生产前，对模具及配套设备必须经工程师及现场监理检查认可，方可进入投产。3 、对首批生产的砼管，对其外观尺寸进行检验，发现超过允许偏差必须寻找原因，对钢模进行校正。4 、砼管质量检验按每 500 节随机抽样 2 节，其中一节作外压裂缝荷载试验。一节作内水压试验，内水压力试验值为 0.lMpa, 破坏荷载值为 177KNM。如检验不合格，允许抽取双倍数量进行复验，如仍有一节管子达不到标准，那么认为该产品不合格，不予在工程中使用。5 、施工现场对每节进场的脸管进行外观检查，特别是接口部位，发现有问题，立即停止使用，并做好检验记录。6 、管材的堆放每节管子下方用方木垫稳，管子端面悬空，不得支承管子重量，允许堆高一层，不得叠放。7 、闭水试验试验水头为上游管顶以上2米, 带井试验、闭水试验管段的长度不得大于 50Om。要有充足的水源及退水出路。试验段灌满水后浸泡不小于 24 小时。当试验水头到达规定时开始计时，观察管渗漏量，直至观测结束时，不断的向管道内补水，保持试验水头恒定，渗水量的观测时间不得小于 30 分钟。当地下水位很高时，试验水头为上游管顶以上恤，闭水段管线长度 70米，在检查井回填土以后进行闭水试验。二、主要工程量1.D1200F型钢承口钢筋砼管道顶进70米；2.简易工作井1座开挖法；三、工期15天。 湖北凡华市政园林景观工程 2021年6月7日