顶管工程施工组织设计方案_secret32952.pdf

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1、.目 录 第一章 编制说明 .4 1.1编制说明 .4 1.2编制依据 .4 第二章 工程概况 .5 2.1工程概况.5 2.2工程特点.5 2.3水文地质情况.5 2.4本工程主要工程量.错误!未定义书签。2.5工期及工期保证措施.5 第三章 施工部署 .7 3.1施工组织 .7 3.2环保目标 .7 3.3文明施工目标 .7 3.4劳动力计划及设备物资准备.8 3.5 生产准备.9 3.6起重设备.11 第四章 施工方案.11 4.1 机械顶管工程工艺流程.12 4.2竖井降水施工 .14 4.3竖井结构设计.15 4.4 竖井施工方案.17 4.5出土平台及起重架.21 4.6后背、导轨

2、的安装.21 4.7管口聚硫密封膏.23 4.8管道严密性试验.23 .4.9泥水平衡机械顶管施工.23 第五章 机械顶管主要施工技术措施.29 5.1洞口止水密封措施 .29 5.2洞口加固措施 .29 5.4防止顶管机出洞后产生叩头现象.33 5.5防掘进机旋转措施.33 5.7改善螺旋输送机输土性能措施.34 5.8防止地面沉降或隆起的措施.34 5.9防止顶进时阻力过大措施.35 5.12 地下建筑物管线的保护措施.37 第六章 工程测量.40 6.1 地面控制点的布设.40 6.2 平面控制.40 6.3 地上、井下联系测量.41 6.4 井下高程点的设置.41 6.5 顶管施工测量

3、.41 6.6施工监测.41 6.7 本工程测量规.42 第七章 季节性施工措施.43 7.1雨季施工措施.43 7.2冬季施工措施.43 第八章 工程质量保证措施.46 8.1 质量目标.46 8.2 质量保证体系.46 8.3 质量保证管理措施.47 第九章 文明、安全、环保施工措施.49 .9.1 创建安全文明工地目标.49 9.2 建立文明安全保证体系.49 9.3 安全、文明生产及环保具体措施.50 第十章 安全应急预案.55 10.1 工程概况.56 10.2 应急预案.56 10.3 应急防重点.57 10.4 实施原则.57 10.5 应急指挥小组职责.57 10.6 事故应急

4、与救援.58 10.7 应急反应.58 10.8 社会救援.58 10.9 应急领导小组.58 附件一：锁扣梁计算书.58 附件二：顶进推力计算.65 附件三：钢格栅计算书.66 附件四：竖井平面图.68 .第一章 编制说明 1.1编制说明 1.1.1本方案为xx 未来城南区北 xx 村中路道路及管线工程的污水管线工程机械化顶管施工所用。该工程中的污水管线埋深较大，埋深在 8m11m 之间。根据地勘，水位在地面以下 1.26.3m 左右，因静水层较多，如延线采用降水施工效果不理想，且土质为不良砂和低液粘土，土质极为不稳定。为了保证安全和加快施工进度，将井段采用需采用机顶以及接收坑均采用锚喷竖井

5、施工。1.2编制依据 1.2.1xx 未来城南区北xx 村中路排水工程管线平面图、管线纵断图；1.2.2 xx 未来城南区北xx 村中路排水工程 岩土工程勘察报告及现场的实地考察情况；1.2.3要求执行的国家、xx 市及有关部委现行的技术标准、施工规、规定、规程、验收标准；（1）给水排水管道工程施工及验收规（GB 502682008）（2）建设工程施工现场供电用电安全规（GB5019493）（3）排水管（渠）工程质量检验标准（DBT01132004）（4）市政基础设施工程质量检验与验收统一标准（DBJ01902004）（5）工程测量规（GB50026-2007）（6）xx 市给水排水管道施工技

6、术规程（DBJ01472000）（7）xx 市市政工程施工安全操作规程（DBJ01562001）（8）市政基础设施工程资料管理规程（DBJ01712003）（9）中华人民全生产法 （10）建设工程安全生产管理条例 （11）xx 市建委颁发的有关安全、质量、环保等文件 .第二章 工程概况 2.1工程概况 本工程为xx 未来城南区北xx 村中路道路及管线工程，位于xx 未来城南区北xx村。污水管线管径为 D4001200mm，干线长 1946m，其中北 xx 村中路（七北路至定泗路路段）D1200mm 污水管道埋深约 811m，采用机械顶管法施工，其余采用开槽施工。顶管施工工作坑净尺寸为：5.4m

7、8.4m，坑深约 8-11m；接受坑净尺寸为：5m4m，坑深约 8-11m。2.2工程特点 2.2.1 沿线地貌复杂。2.2.2 地下水位较高，地质情况复杂。2.3水文地质情况 2.3.1 本工程施工段土层以第四纪冲积、洪积土层为主。地表为人工填土层，此土层薄厚不均，起伏较大，稳定性较差。人工填土以下为低液粘土、粉细砂、中粗砂、粘质粉土。该土层分布连续均匀，稳定性较好，无圆砾、卵石等坚硬底层。2.3.2 本工程顶进地层为密实的粉细砂层、粉土层3、低液粘土层2、适合机械顶管施工。2.4工期及工期保证措施 2.4.1 本工程工期为 2012 年 5 月 25 日2013 年 3 月 14 日。2.

8、4.2 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。同时根据本工程特点，配备充足的施工机具设备。2.4.3 尽快创造现场施工条件 积极主动地配合建设单位、监理、设计等部门做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。2.4.4 技术保证 依靠科技进步，采取新技术、新工艺，按照施工现场条件、地质条件，采用先进.的泥水平衡机械顶管施工工艺，能大大提高顶进速度，平均每天顶进18 米以上。2.4.5 设备与材料的保证 提前做好施工设备的调研及有关技术准备工作，即使维

9、护好顶管设备及辅助机具设备，确保按时进场。落实管材等材料的加工订货，确保质量及供应满足施工要求，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。2.4.6 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。2.4.7 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，做好技术交底工作，监督各项技术保证措施的落实，确保工程质量和施工进度。.第三章 施工部署 3.1施工组织 本工程

10、设项目经理部及两个施工队组。项目经理部组织机构见下图：项目经理部组织机构图。3.2环保目标 本项目工程将以维护xx 市的良好自然环境及业主的良好社会形象为中心思想，最大限度降低施工区域的扬尘，施工现场散装材料和土方堆放覆盖率 100，办公生活区黄土不露天；施工场界噪声排放达标，固定使用机械设备 100采取降噪措施。3.3文明施工目标 按建设部、xx 市文明施工的管理规定要求，严格做好施工现场的各项文明施工措锚喷施工队 顶管施工队 文明施工项目经理 项目副经理 项目总工程师 测 量 员 材 料 员 安 全 员 质 检 员 技 术 员 .施，争创“安全文明工地”。3.4劳动力计划及设备物资准备 3

11、.4.1施工人员准备 为了保证本工程如期保质完成施工任务，我们选派具有丰富专业施工经验的管理人员和施工队伍进场施工。劳动力分配表：序 号 工种 单 位 土方 工程 砼工 程 顶管 工程 1 普工 人 30 12 14 2 瓦工 人 10 3 钢筋工 人 10 4 木工 人 10 2 5 电气焊工 人 5 4 6 机械工 人 8 4 4 7 电工 人 2 2 2 8 测量工 人 1 1 2 9 安全员 人 1 1 1 10 其它管理人员 人 4 4 3 11 合计 人 56 49 32 3.4.2 物资设备准备：工作井施工设备为土建工程施工的常用设备，由公司统一调配。工作坑施工所需工程设备表（每

12、座顶管坑）序号 设备名称 数量 备注.1 锚喷机 6 台 2 搅拌机 3 台 3 钢筋加工设备 2 套 4 空压机 3 台 12m3 根据该工程的特点及工程地质、水文条件，顶管施工设备采用 D1350 偏心破碎式泥水平衡顶管设备。机械顶进施工设备 序号 设备名称 数量 备注 每套设备动力容量 1 D1200 泥水平衡式顶管机 1 台 DK 式 20kw*2 3.4.3 工程主要材料表（作业坑 5 座）序号 材料名称 规格型号 1 水泥 42.5 2 砂 中粗砂 3 石子 豆石 4 速凝剂 8880-A 5 钢筋 622 6 砼管 D1200 3.5 生产准备 3.5.1 临时设施 临时生活区建

13、设：现场临建设施供施工人员居住。临时办公室建设：施工现场临建设施作为顶管指挥部用房。3.5.2 用水、用电 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：架设临时线路引至施工现场。.3.5.3 临时道路 施工前先修建设备和材料进场的临时道路。3.5.4 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。顶进坑设备布置见下图：振动筛控制室机头排管区泥浆罐转换阀进泥泵排泥泵斜坡主顶油箱旋流器触变泥浆 设备布置图 3.5.5 施工测量控制 3.5.5.1 测量仪器设备和人员配备（1）测量仪器情况见下表：测量仪器配置表

14、 序号 仪器名称 型号 单位 数量 备注 1 激光指向仪 台 2 2 经纬仪 DJ2 台 4 3 水准仪 DS3 台 6 .（2）测量人员配置：本段顶管距离较长，为顺利完成测量任务，项目部设测量负责人一名，配合现场施工人员主要负责现场施工放样，测量控制网的建立，测量桩点的保护，业资料的整理与申报等工作。项目部组织测量组进行复测。3.5.5.2 施工测量 顶管工作坑施工前，将地面管道中心桩用经纬仪引入工作坑两侧支撑上，然后挂通线利用线坠将检查井的中心投到坑底，作为顶管中心的测量基线；将地面的临时水准点用水准仪引入工作坑的底部，设置两点供测量高程时互相闭合；每顶进 50cm 用水准仪测一次管前端高

15、程，每下一根管用经纬仪检测管前端中心，并作好顶进记录。3.5.5.3 保证施工测量精度的技术措施及资料管理 为了确保工程顺利进行，在施工中要坚持测量两级复核制度，即项目经理部部复核及公司测量组复核。测量所用的仪器设备都在检定有效期。本工程所有的测量桩位都必须设有明显的标志，并加以保护，桩位的选择应便于施测，牢固不易破坏的地方，必要时采用混凝土浇注，砌砖围护，严防车辆碾压。如遇有破坏的桩位，应及时补测，并做好复核。测量放线、验线都要按照相关文件做好相应的资料，同时，要保存好测量原始资料，以保证竣工时资料齐全无丢失。3.6起重设备 机械顶管机头采用 50t 汽车吊安装及拆除，采用 16t25t 吊

16、车下管，采用卷扬机垂直吊运小型设备及竖井开挖土方，8t 吊车运输顶管设备（顶铁、后背铁、横铁、立铁、顶管平台架子、平台、槽钢、方木、大板及泥浆材料等）。3.7管材要求 机械顶管采用钢承口级砼管，长度 2.53 米，机头管与中继间两端工具管另行加工，加工时依设备型号做好预埋铁预埋，保证安装使用。第四章 施工方案 .4.1 机械顶管工程工艺流程 本工程采用泥水平衡机械顶管施工工艺，设 1 个顶管工作坑，1 个接收坑，单向顶进。顶进中注入水使切削下来的土料搅拌成泥浆，水土比一般为9：1。泥浆通过泥浆泵排入基坑上泥浆沉淀池，沉淀后进行泥浆外弃。为了降低总顶力，延长顶进长度，顶进过程中采用触变泥浆进行减

17、阻。为更好的减小摩擦力，砼管外表面进行打蜡处理。机顶段长度按图纸距离设定，超长距离顶进采用中继间技术，减少工作坑，减少拆迁，提高顶进长度，保证管线连通。在顶管段完成顶进及管口处理后，从管一端向土壤间注入水泥浆，进行泥浆置换。确保顶管周围孔隙密实，防止地面沉降。工作坑及接收坑结构形式为锚喷。机械顶管施工工艺流程见下图.开始 结束 测量放样 测量复核 注浆材料准备 注浆减阻 基坑施作 工作坑设备安装 钢格栅配筋计算书 监理检查 合格 不合格 监理检查 不合格 合格 机头进洞 下管、接管线 继续推进 机头出洞 进洞准备 顶管推进 监理检查 合格 不合格 .泥水平衡机械顶管施工工艺流程框图 4.2竖井

18、降水施工 据水文地质勘探资料和已掌握的现况，工作坑及接收坑施工时须打管井降水。在工作坑、接收坑四周各布置6 眼管井，井深16m，井径300。工作坑开挖前，管井施工完成并进行降水。管井降水排放应有组织，先把六眼井的排水管（1 寸半管）汇集到1 根 3 寸钢管，就近排至雨水口或允许排放处。4.2.1 降水平面示意图 4.2.2 降水井井深及井数计算书 计算不规格块状基坑等效半径(r 0)r0=70/4.72A(m)式中：A基坑面积。计算降水井影响半径(R)潜水含水层为粉细土层，渗透系数k=4m/d 水位降深(110.5)74.5Sm 含水层厚度1275Hm 224.5 5 440.25RSKHm

19、.基坑涌水量(Q)1.366k(2H-S)S Q=138m3/d lg(1+R/r0)单井出水量q 31 400242473/130ldqmd 井数 1.12Qnq 眼 井深 12(0.5)0.5/1011.53.5/102215.8516WWhHBHHm 根据现场实际条件，实际共布置6口井，工作坑长向两侧各布置3口。井间距为5.5m。4.3竖井结构设计 顶进工作坑：工作坑采用锚喷竖井施工工艺，工作坑平面尺寸根据管径确定，顶D1200管径，工作坑尺寸为 5.4m8.4m深度为8m11m。锁口圈梁为300mm600mm，主筋22，砼标号为C25。工作坑壁厚300mm，砼标号为C20。顶管坑锁口梁

20、以下部分侧墙采用喷射砼+钢格栅+钢筋网片的结构，倒挂逆作法，分层开挖，分层锚喷砼支护。水平格栅竖向间距500mm，外双层布置。其间洞口上皮1000mm围施作3榀钢格栅，钢格栅断面主筋采用4根18的MnSi20螺纹钢筋，钢格栅纵筋与横筋之间采用蝴蝶筋连接，钢格栅外双层挂双层6.5钢筋网片，网孔100mm100 mm。在竖井四角各设一根角称工字钢，离角钢0.5m处设2道对称，并与竖井锁口圈梁钢筋焊成一体。竖井施工中应沿竖井壁设置长2.5m的18锚杆，呈梅花状布置，间隔1m，并在喷射砼前与网构钢架焊接牢固，以满足结构整体受力的要求。锁扣梁计算书见附一 .接收坑采用锚喷竖井施工工艺，平面尺寸均为：D1

21、200 以上管径为 5.0m4.0m（其他同工作坑一样）工作坑封底砼为 C25 厚 300mm。式中：B 工作坑底净宽（m）D1顶管机外径（m）D1200 取 1.75,D1750 取 2.15,D1950 取 2.35,b管一侧操作空间（1.21.6m）B1.75+21.65.335.55（m）取 B56m，为安装爬梯，2）工作坑底的长度 机械顶管机部分在轨道上并下管时的长度：LL1L2L3L4L5L6 式中：L工作坑底的长度（m）L1顶管机在轨道上长度（1m）L2管节长度（3.1m）L3护口圈宽度（0.4m）L4出土工作间宽度（1m）L5顶镐长度（1.3m）L6后背总厚度（1.1m）L1+

22、3.1+0.4+1.6+1.3+1.18m 因此工作坑长度为 7m。.3）工作坑深度（m）h1地面至检查井流水面高程(根据设计图和现况地面高程)h2管壁厚度140mm200mm(根据管径确定)h3检查井基础厚度300mm400mm（依据设计工艺图）h4基础垫层砼厚度100mm（依据设计工艺图）式中：Hh1+h2+h3+h4=工作坑深度 注：竖井机械顶管封底,另行考虑，机械顶管完成后封底砼拆除按检查井高程二次开挖。4.4 竖井施工方案 4.4.1 土方开挖 土方开挖采用人工开挖，先进行锁口梁施工，锁口梁以下土方开挖及锚喷交替进行，在锚喷施作的同时进行人工挖土，土方采用四步搭垂直吊运。出地面后集中

23、堆放暂存，然后外弃。工作坑开挖采用分层分段的开挖方式（见下图），先开挖墙体土方，后开挖核心土方，墙体土方为距工作坑壁 1.0m 围的土体。墙体处土方对称开挖，先开一个角，再开对角，土方开挖后立即进行锚喷支护。该层锚喷支护完成后再开挖中间部分土方。每步开挖深度不得超过0.5m。.4.4.2锁口梁施工 锁口圈梁开挖采用人工配合风镐施工，开挖时要探明地下管线，并进行保护，锁口圈梁嵌入现况地面300mm500mm，锁口粱砼标号采用C25。锁口圈开挖完成，经现场监理检查合格后，绑扎锁口圈梁钢筋，立模。绑扎钢筋时，应作好龙门吊地脚螺栓的预埋，并将钢筋焊接牢固，保证地脚螺栓的位置，标高的准确，并预埋工字钢，

24、以便施做人行步梯。钢筋绑扎，立模经监理检查合格后，进行锁口圈梁混凝土浇注。4.4.3 挡水墙施工 在锁口梁上部采用 MU10 水泥砂浆砌筑页岩砖，厚 360mm 的挡墙。挡墙外侧抹面，墙顶高出地面 200mm。在锁口梁顶部沿梁设置护栏，护栏高 1.2m。挡墙外侧与路面接触位置抹三角灰，防止雪、雨水灌入基坑。4.4.4 竖井锚喷砼施工(1)锚喷施工工艺 竖井墙体厚度为 300mm，采用喷射砼，砼标号为 C20，A 喷射机安装好后，先注水、通风、清除管道杂物。B 保证上料连续，严格按施工配合比配料。C 原材料的要求 水泥：采用不低于 P.o42.5 普通硅酸盐水泥，使用前做强度复查试验，其性能符合

25、现行的 GB175-2007 水泥标准。细骨料：采用硬质、洁净的中砂或粗砂，细度模数大于 2.5。粗骨料：采用坚硬耐久的 510mm 碎石，粒径不大于 15mm，级配良好。使用碱性速凝剂时，不得使用含有活性二氧化硅的石料。水：采用不含有影响水泥正常凝结与硬化有害杂质的饮用水。速凝剂：使用前与水泥做相容性试验及水泥凝结效果试验，其初凝时间不得大于 5min，终凝时间不得大于 10min。掺量根据初凝、终凝试验确定，一般为水泥用量的 5%左右。D 搅拌混合料采用普通混凝土搅拌机，搅拌时间不小于 3 分钟。原材料的称量误差为：水泥、速凝剂2%，砂石5%；混合料随拌随用。E 混凝土喷射机具性能良好，输

26、送连续、均匀，技术性能满足喷射混凝土作业要求。.F 喷射混凝土作业前，清洗受喷面并检查断面尺寸，保证尺寸符合要求。喷射混凝土作业区有足够的照明，作业人员佩戴好作业防护用具。G 喷射混凝土作业分段分片进行。喷射作业自下而上，先喷格栅钢架及拱壁间隙部分，后喷两钢架之间部分。H 喷射混凝土分层进行，后喷一层在先喷一层凝固后进行，若终凝后或间隔一小时后喷射，喷层表面用清水清洗干净。I 喷射混凝土终凝 2 小时后开始洒水养护，洒水次数以能保证混凝土具有足够的湿润状态为度；养护时间不得少于 14 天。喷射混凝土由专人喷水养护，以减少因水化热引起的开裂，发现裂纹用红油漆作标记，进行观察和监测，确定其是否继续

27、发展，若在继续发展，找出原因并作处理，对可能掉下的喷射混凝土撬下重新喷射。J 喷射混凝土表面密实、平整，无裂缝、脱落、漏喷、空鼓、渗漏水等现象，平整度允许偏差为2cm（2）竖井质量标准 A 拌制混合料时，称量（按重量计）的允许偏差为：水泥和速凝剂均为2%；砂、石均为5%。B 喷射混凝土时不允许出现滴水和淌水现象，当喷射表面出现流水等情况时查找原因根治（例如可采取引排后补喷混凝土的办法）。C 喷射混凝土不允许有大于 0.5mm 的贯通裂缝及大面积（400cm2）的空鼓现象，当出现时凿除重喷或采用背后注浆补强。D 在网构钢架连接板和预埋件处，其背后喷射混凝土必须密实，不可留有孔洞，当出现时必须补喷

28、密实。E 喷射混凝土基面无遗留残渣堆积物。4.4.5 竖井爬梯 竖井完成后上下步梯采用之字型步梯，步梯的具体位置在根据每个竖井的情况确定。在锁扣梁侧面预留两块钢板，楼梯平台采用20 钢筋帮焊为 1.2m1.2m 的架子，上铺防滑钢板，楼梯踏步采用20 钢筋与防滑钢板焊接而成，楼梯两侧采用架子管焊接 1.2m 高扶手，用密目网封闭，各焊接部位严格按照规要求施工，爬梯宽 60cm。4.4.6 工字钢角撑和环撑的设置 为确保工作坑的稳定性，在竖井架设环撑及角撑，采用25a 号工字钢，环撑设置：第一道环撑设置在锁扣梁梁底以下 22.5m,第二道环撑根据竖井的用途而选定，如该井为顶管坑，第二道环撑应考虑

29、后背安装，设置高度应在后背墙以上 1.0m 围，如该竖井为接收坑，第二道环撑应考虑机头出洞口，设置高度应在出洞口管洞口以上1.0n 围。角撑设置：根据竖井水平格栅竖向间距：第一道角撑设置在 3.0 米围，3 米以下每隔一榀设置一道。.对撑设置：根据竖井特殊情况进行现场确定，设置时要考虑下放管材设备具体位置如下图：4.4.7 入洞口加固 为确保入洞口位置支撑结构的稳定性，在入洞口位置增加两个竖柱，竖柱与入洞口上下的两层水平榀架连接，在入洞口底侧再增加一个水平榀架与竖柱连接，使入洞口位置形成一个闭合框架。4.4.8 土钉的施工 在钢筋榀架位置设土钉，土钉采用18 钢筋，长度为 2.5m，以斜向下

30、1520方向打入，梅花状布置，间距为 100cm，土钉与榀架钢筋焊接或绑扎牢固，使锚喷混凝土与后背土体形成整体，支撑更稳定。根据施工现场情况土钉施工时可酌情调整。4.4.9 竖井封底 1竖井井底设置 1 个集水坑，位置根据现场实际情况设置，设置原则本着不影响竖井的其他施工的原则，积水坑尺寸为 500mm*500mm*1000mm，底板做成坡度便于排水。2竖井采用 C25 预拌混凝土 300mm 厚。4.4.10 钢筋加工及安装（1）钢筋加工 钢筋采用级、级钢筋。进场钢筋具有出厂质量证明书、出厂合格证。钢筋在现场加工。配备一台切断机、一台弯曲机、一台调直机加工后钢筋分类码放，下垫方木，并挂牌注明

31、编号、直径、长度形状、所用部位。对加工成型覆盖苫布或塑料布加以保护，防止锈蚀、油污。（2）钢筋安装 A 格栅水平梁钢骨架安装前进行试拼合格，格栅钢架拼装允许误差：周边拼装允许偏差：30mm；平面翘曲：小于 20mm。B 竖井的格栅采用单面搭接焊接，土方开挖至设计高程后即进行格栅钢架安装，.采用钢尺、水准仪排设格栅钢架水平位置，安装时要求横平竖直，采用单面焊时搭接长度不小于 10d。C 竖井墙体纵向双层拉结筋与水平钢格栅采用单面焊接，纵向搭接长度达到技术规的 10d 要求。D 网片(100mm100mm)在竖井壁安装时与上下格栅水平梁钢筋骨架绑扎固定为一体或点焊。4.5出土平台及起重架 4.5.

32、1 出土平台 顶管平台采用2道30号工字钢作为主梁，2道30号工字钢做辅助梁，满铺150*150的方木，四周用铁管做好防护栏，不少于 1.2m 高。4.5.2 起重架及设备 起重架由 4 根 L=9m、159mm 的厚壁（t=12）钢管组成，顶部用 60mm 圆钢连接，两端锁紧。架底部焊接在平台下横向置放的 I30 槽钢上，支脚加肋。竖井吊运土及顶管设备垂直吊运采用卷扬机，设 1 台 1t2t 卷扬机以满足使用要求。16427537324561顶管坑出土平台布置示意图 4.6后背、导轨的安装 4.6.1 后背制作及安装 工作坑后背长度核算 .根据公式（板桩工作坑顶力与被动土压力平衡时）：lBF

33、L 式中：L后背长度，F总顶力，B后背宽即工作坑宽，l附加安全长度，砂土取 2m。mlBFL4.1125444 故为保证施工安全，工作坑后方11.4m 禁止挖土方。钢筋砼后背梁宽高厚为5m4m0.6m，C30 砼，配双层双向筋20150mm。4.6.2 导轨的安装（1）导轨间距计算)(2ehehDA 式中:A两导轨的中距，由计算确定。A两导轨距(mm)；设 D管外径(mm)h导轨高(mm)，本工程用QU100导轨，取 h140mm；e管外底距枕铁(枕木)面的距离(mm)，取 e20mm。（2）轨道安装预埋 竖井在封底时在混凝土基础中每隔1.0 米埋设 1520 厘米钢板，作为道轨安装预埋铁，预

34、埋铁采用 18 厚钢板加工制作，在封底混凝土浇注同时进行预埋，预埋铁顶面应高出混凝土 1cm 左右，预埋时要控制好中心高程、导轨距，导轨安装时用档铁把导轨固定住，档铁与预埋铁焊接牢固。（3）导轨安装要求 A、枕铁安装高程宜低于管外底高程 2cm，间距均匀，铺装纵坡与管道纵坡一致。B、两根导轨直顺、平行、等高，导轨安装牢固，其纵坡与管道设计坡度一致。C、导轨、高程及距允许偏差为2mm,中心线允许偏差为 3mm,顶面高程允许偏差为 0+3mm。（4）道轨支撑 道轨安装完成后，两侧采用 30#槽钢进行支撑加固，间距为 1.0 米，支撑点与竖.井墙体牢固，防止道轨在承压后变形或倾到，槽钢上满铺厚5cm

35、 大板作为操作平台。4.7管口聚硫密封膏 顶管接口为钢承口，接口缝宽为 30mm，管口采用双组份聚硫密封膏，密封膏厚度为13mm。施工中必须保证管口处干燥、干净，无杂物。聚硫密封膏与砼管口壁粘接牢固，表面光滑直顺。4.8管道严密性试验 污水混凝土管道闭水试验控制点：所试验管段按井段分隔，带井试验；管道及检查井外观质量验收合格，质检资料齐全；管道两端砌砖封堵，用 1：2 水泥砂浆抹面，必须养护 34 天达到一定强度后，再向闭水段的检查井注水，注水的试验水位，应为井段上游管顶以上 2m，注水过程中同时检查管堵、井身，无渗水和严重洇水，再浸泡管和井 12 天后进行闭水试验；将水灌至规定的水位，开始记

36、录，对渗水量的测定时间应不少于 30min，根据井水面的下降值计算渗水量，渗水量不超过规定的允许渗水量即为合格。满水试验时先把所有敞口封堵，将水从下游缓慢注入，在试验管段的上游管顶及管段中的凸起点设置排气阀或排气孔，将管道的气体排除。注满水浸泡 24 小时后，观测半小时，其渗水量必须满足规要求。4.9泥水平衡机械顶管施工 4.9.1 掘进机选型及安装 本工程采用 DK 式 1200 泥水平衡掘进机施工。（1）工作原理 机头安装，采用机头管，将机头管固定（机头管另行加工），泥水平衡掘进机顶管施工方式为由大刀盘旋转，作径向切削土层，切削下的土料加入水 搅拌成泥浆。水土比一般为 9：1，通过泥浆泵送

37、至基坑上的沉淀池进行沉淀后，水再次回用。泥浆积存一定数量后，采用泥浆车进行外弃。.（2）掘进机主要参数 该机器外径1480 mm，总长 3.84.0m，装机容量4465KW，自重 1520t。轴线确定后，先安装钢制后靠背，后靠背后部距离井壁为600mm。浇筑宽高厚为 5m3m0.5m 后背梁，埋入地下 500mm。调整靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心与轴线相重合。后靠背找正后，绑扎后背梁钢筋20150 双向双层，经绑筋后浇筑后背梁砼并养护。安装导轨以及顶镐，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周作出46 个临时水准点，保证轴线标高-临时水准点高程

38、=h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临时水准点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。顶镐安装用镐架，在后靠背安装完毕后进行，抄平顶镐要保证顶镐后部贴紧后靠背，顶镐必须对称布置。（3）安装主顶油缸 主顶油缸安装在主顶油缸架上，主顶油缸的合力中心应比管中心低 5%的管径左右。（4）安装测量仪器 先安装好基坑旁通、排泥泵及其管路以后再安装测量仪器。顶管施工采用经纬仪进行中线及高程控制，经纬仪安装在工作坑底，经纬仪安装要牢固，并进行调试及检验，当确认无误后方可使用。4.9.2 顶

39、进控制 1、泥水仓压力控制：控制泥水仓压力值：Pmin、Pmax 被动土压力 Pp Pp=rhtg2(450+2)+2ctg(450+2)=195KPa 主动土压力 Pa .Pa=htg2（450-2)-2ctg(450-2)=37KPa Po=Korh=52KPa 设定泥水仓压力Po 为 80KPa 泥水仓压力控制值：Pmin=Po-15=65KPa Pmax=Po+15=95KPa。2、初始顶进速度控制：用工作井顶进设备进行速度控制，分为两个部分，机头入洞阶段速度控制在35mm/min，影响速度因素：一是道盘切削水泥砂浆砌体厚度，当刀盘转速2.2转/min时，顶进速度35mm/min，砌体

40、切下厚度1.42.3mm，在这样厚度下砖成粗粉末状，便于泥浆带出；二是机头没入土时，机头克服刀盘旋砖产生的扭矩，靠的是机头重量产生的与轨道摩擦力，吃刀太深扭矩大，机头会旋转。第一节管进洞阶段，刀盘速度控制在 1020mm/min，此阶段重点是找正管子中心、高程，偏差控制在5mm 之，所以速度不要太快。3、轴线和高程的控制（1）测量工作是整个顶管工程质量的关键，将直接影响到管线线形的平顺，甚至影响到顶管的顺利贯通，因此需精心实施，确保无误。（2）测量包括高程测量和水平偏差测量两部分。（3）在地面上把永久性水准点引测至井边，通过垂直吊钢尺引测至井下，设临时水准点，再在管道架设水准仪测量机头标靶，即

41、可知道机头高程偏差。（4）轴线测量，在井设固定的测站，经纬仪调好垂直角度，从镜子看光靶上刻度。（5）根据接收井预留孔间隙，考虑到沉井土建施工存在误差，机头操作也存在误差，我们把管道导线测量误差控制在25mm。导线测量测回数定为一测回，必要时增加测回数。（6）顶进中要做到勤测量、勤纠偏、微纠偏，在进洞和出洞阶段适当增大测量密度，出现偏差应马上纠偏，减少与轴线的偏差次数。.（7）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。纠偏是每 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

42、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。4、泥浆控制 泥浆在整个顶管过程中起着关键作用，泥浆的压力、浓度影响挖掘面的稳定性。泥浆浓度设定主要取决于土层的渗透系数，土层的渗透系数大，说明土层孔隙大，在土层孔隙大的情况下，如泥水不能在挖掘面形成泥层，挖掘面就会失稳坍塌。泥浆液如太浓，输送管路压力损失大，施工费用会提高，要权衡以上两个因素，取比较合理的泥浆浓度。根据本段土质情况，泥水密度控制在 1.121.25g/mm3 围，浓度控制在2025s 之间（可通过逐渐添加高分子聚合物材料 CMC

43、 或 PMS 进行调节）。土仓泥浆监控是：使用小调整使用大调整使用的无限循环过程，是一个动态变化过程。5、顶进过程中严格执行以下控制值。（1）顶进时及时注意加泥、排泥压力，根据情况及时调整加泥量，保证泥水仓压力。（2）管道推进时，实时测量中心轴线，若一发现偏移趋势就进行纠偏，若偏移量达到 20mm 时立即停止掘进，上报项目部技术负责人并查明原因有措施保证后再顶进，确保顶管轴线的质量，时测勤纠。（3）根据地面和房屋沉降监测反馈信息及时调整泥水压力的控制值、顶进速度。（4）若发现沉降值超标，立即停止掘进，查明原因，采取相应措施后才能重新顶进，确保地面建筑物安然无恙。4.9.3 注浆减阻 为了减少推

44、进过程中的阻力，在顶进中对管子外壁周围注入润滑浆。注浆材料选用成品膨胀土粉。按照膨胀土：水=1：8（重量比）的比例拌成润滑浆。.膨胀土经过拌浆设备与水拌匀后放入注浆贮存罐，经充分的膨胀，有足够的稠度再用螺杆泵通过管道泵注入管子的外壁上，形成浆套。注浆主管道采用2 寸镀锌钢管。注浆管的安排：每根混凝土管子上都有注浆的管子，用来减少顶进阻力及达到补浆的目的。本段穿越管道所处地层皆为细砂层，该土层孔隙比较大，在顶进过程中按具体情况适当地调整注浆位置、注浆量与注浆压力。补浆量视具体顶力大小情况而定。4.9.4泥浆处理 出土采用泥水输送泵送至泥水处理系统，通过漩流器、振动筛后，完成泥水分离，渣土外运，分

45、离出来的水重复利用。4.9.5出洞 在掘进机出洞前，做好以下工作：（1）通过测量放样准确确定出洞位置。（2）安置好接收轨道，主要防止出洞后的前面几节管子扭曲、磕头。（3）掘进机顶进至接收井预留洞口，顶力明显上升后，停止推进，同时开始从接收井破除预留洞口砖墙.以上工作完成后，就可以将顶管机推入接收井已铺设好的接收轨道上，用起重机从接收井中吊出顶管机。然后立即拆除中继间、合拢管节并封堵接收井出洞口和管道间隙。4.9.6管道泥浆置换与填充补浆 管道泥浆置换与填充补浆，在顶管段完成顶进施工及管接口工序结束后进行，为防止顶管段出现沉降，在管通过注浆向管外注入水泥浆填充顶管超挖空隙，同时将触变泥浆置换出来

46、，最大限度地消除因顶管施工造成的现况地面沉降。通过泥浆置换与填充补浆，有效补偿管外壁空隙部分，达到原土体结构密度要求。在该项工作完成后，必须进行雷达探测，充分掌握顶管后管道四周土体密度情况。注浆材料为低标号水泥，水泥浆配合比按 0.6：1 水灰比进行配置（见下表）水泥浆液配置表 水灰比 0.6：1 0.8：1 1：1 1.5：1.373L 400L 400;L 366L 水泥（袋）8（400kg）7(350kg)6(300kg)4(200kg)食盐（kg）2 1.76 1.5 1 三乙醇胺（kg）2.2 0.18 0.15 0.1 注浆机械采用高压注浆泵向管外注入水泥浆液，注浆顺序由后向前交错

47、注入水泥浆液。第一次压注水泥浆后，停置24 小时，待一次注浆初凝后，疏通注浆管，进行第二次压注补浆。如果顶进过程中个别地段出现塌方，应认真记录塌方位置和围，以便顶管完毕后，从地面自上而下钻孔压浆填充；注浆压力控制在 0.10.2Mpa.水泥浆充填设备：泥浆泵，搅拌机、注浆管；注浆时加装注浆压力表，确认各孔位注浆压力，并做好注浆记录，注浆管、接头管要求无破损，不堵塞，使管浆液输送流畅。4.9.7、压浆孔封拆 压浆管在压浆完成后进行拆除，并对压浆孔进行封堵，封堵材料采用环氧树脂。.第五章 机械顶管主要施工技术措施 5.1洞口止水密封措施 顶管过程中，无论是从工作坑进洞还是出洞，砼管与洞口间都留有空

48、隙，如封闭不严，地下水、触变泥浆和泥砂均从该间隙中流入坑，影响坑作业，严重时造成洞口塌落，造成安全事故。同时做好前后封闭是顶管能否用好减阻的重要措施，否则触变泥浆在管外壁形不成减阻的泥浆环套，达不到减阻作用，因此洞口必须做好止水密封这项工序。目前止水方法有多种，一般采用现浇砼方法，在洞口位置浇注 300mm 厚钢筋砼止水墙，浇注面积根据顶进管径大小确定，一般大于外管径，1.0m 围，在墙外侧安装3 道止水橡胶圈，橡胶圈径及外径根据砼管外径确定，各橡胶圈中间用 10mm 厚钢板做为隔挡和固定橡胶圈之用，止水圈橡胶采用 10mm12mm 厚橡胶圈，止水圈橡胶质量应达到拉伸度300，邵氏硬度在 50

49、，+5围。止水橡胶圈安装，可采用在砼墙上预埋地螺栓或打孔安装膨胀螺栓，固定止水圈压板。压板胶圈中心应和砼管中心同心。5.2洞口加固措施 机头进出洞口工作是一项很重要的环节，要加倍认真对待，确保其安全性、可靠性。根据专家认证意见，机械顶管施工必须考虑洞口处土体加固，确保施工安全，针对这一意见对原方案进行修改，结合该项工程地质水文情况，为防止洞口处土体塌陷，对进洞口处采用超前小导管注浆加固措施，对出洞口处采用垂直注浆加固措施。（1）进洞口小导管注浆加固措施 由于顶管所处地层基本在砂层，土质松散地下水较严重，在开设洞门前，采用超前小导管注浆加固措施，对洞门前地基土壤进行改良加固，具体施工方案：在洞口

50、上部.180围，顺顶管方向布设长3.0m 48 的注浆花管，花管间距为50mm，采用风动凿岩机或夯管机，将花管打入土中，花管倾角为58适宜。注浆前用压缩空气将管积物吹净，并将管尾部及孔口周边空隙封堵严实，注浆利用预埋的花管向土注入浆液，浆液采用改性玻璃浆液现场配置，已配置制好的浆液需在规定时间用完，注浆中随时检查各连接管件的状态，防止跑浆，对注浆速度严格控制，注浆压力不小于 0.2MPa（如图所示）（2）出洞口垂直注浆加固措施 出洞口处地基加固，采用垂直注浆加固，注浆围长度 3.0m，宽度根据管径大小为，管外径 2.0 米，深度为管顶以上高度，布点间距为2.0m，采用梅花形分布（见下图）注浆材