电力给水机械顶管 施工方案汇报 71页

1 一、工程概况 北京市昌平区南丰路（百沙路～怀昌路）给水管线工程穿越北六环路顶管工程，施工地点为北京市昌平区南丰路与北六环交叉处南丰路西侧。穿越六环路段给水管中心线位于规划南丰路永中以西43.8米；电力管线穿越六环路段电力管线中心线位于规划南丰路永中以西48.8m。 顶管施工长度均为77.5米，管材采用DN2000三级钢筋混凝土管，电力管线埋深为13米，给水管线埋深为13米，本工程为南丰路随路建设电力、给水管线穿越六环路段采用机械顶管方法施工。 1 、地理位置 2 电力、给水管线与六环路关系： 3 2 、工程概况 序号 工程名称 昌平区南丰路（百沙路 ~ 怀昌路）市政管线穿越六环路工程 1 建设单位 北京市昌平区市政市容管理委员会 2 监理单位 北京吉盛安电力工程咨询有限公司 3 设计单位 北京鑫业博诚电力设计有限公司 （电力） 北京京江国际工程咨询有限公司（ 给水 ） 4 勘察单位 北京市建平工程勘察有限责任公司 5 质量监督单位 6 合同工期 200 天，其中电力工期 60 天 7 质量目标 合 格 8 建设地点 北京市昌平区 9 建设类别 电力 、给水 管线 10 建设内容 施工图纸的全部内容 4 电力管线相关技术尺寸表 桩点号 结构形式 几何尺寸 设计长度 （米） 埋设深度（米） 覆土厚度（米） 3+082.5 工作竖井 圆内直径 8 米 13 1.5 3+160 竖井 圆内直径 6 米 13 1.5 3+082.5~3+160 管道 圆 2 米 77.5 13 1０.６ 5 给水管线相关技术尺寸表 桩点号 结构形式 几何尺寸 设计长度 （米） 埋设深度（米） 覆土厚度（米） 2+971.5 工作竖井 圆内直径 8 米 1３ １.6 3+042.3 竖井 圆内直径 6 米 1３ １.6 2+971.5~3+042.3 管道 圆 2 米 77.5 1３ １０.6 6 3 、工程地质情况 根据勘察报告，本次岩石工程勘察期间（ 2010 年 6 月）勘探至地下 20.0m 深实测到三层地下水，第一层水埋深 1.3 ～ 5.7 米，主要分步在场地南侧；第二层水埋深 4.5 ～ 8.6 米，主要分布在④中砂 - 细砂和⑤ 1 砂质粉土层，属潜水；第三层水埋深 13.0 ～ 17.4 米分布整个场地，属潜水，略具承压性，承压水头 1.0 ～ 2.0m ，水量较大考虑地下水对混凝土结构具有较弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性，历史最高水位近 10 年本区水埋深 1.0m 。采取有效地地下水控制措施，确保无水作业，保证施工和人员安全。 7 地质情况一览表 成因年代 大层序号 地层序号 地层岩性 岩层标高（ m ） 平均高度 人工堆积层 1 ① 粉质粘土～粘质粉土填土 48.41 ～ 46.76 1.5m 新近沉积层 2 ② 粉质粘土 47.07 ～ 46.47 1.1m 第四季沉淀层 3 ③ 砂质粉土 47.21 ～ 45.57 2.0m 4 ④ 中砂～细砂 45.66 ～ 39.56 5.6m ④ 1 粗砂 42.47 ～ 39.97 ④ 2 卵石 42.01 ～ 37.91 5 ⑤ 粘土 38.36 ～ 36.46 3.5m ⑤ 1 砂质粉土 39.56 ～ 36.56 6 ⑥ 粉质粉土 36.77 ～ 控制最大厚度 11.2m ⑥ 2 砂质粉土～粘质粉土 35.61 ～ 34.11 8 电力套管顶管所处岩层 电力管线纵段图 10 给水套管顶管所处岩层： 给水管线纵段图 12 二、 施工部署 3.1 工程总工期 本工程的计划工期为 60 天。后附工期进度横道图 开工日期： 2012 年 7 月 竣工日期： 2012 年 9 月 3.2 施工组织机构 3.2.1 组织机构设置 针对本工程规模、特点和技术要求，我公司选派施工经验丰富、责任心强、曾多次承建机械顶管施工的施工负责人，配备技术水平高的专业技术员负责技术工作。后附组织机构框图   13 组织机构框图 项目经理：何明义 项目副经理：曹雪利 项目总工程师：王庆平 14 3.2.2 各组织机构职责 3.2.2.1 项目经理：主持项目部总体管理工作，制定项目管理方针目标：负责对内、对外的合同签订，人员、物资、设备的调配工作；划分项目部个职责部门的权限、任务、协调各部门工作；积极处理好项目部与当地职能部门的关系；与监理、业主、监督部门搞好关系，随时解决施工过程中出现的问题，并对所承包的工程质量负全部责任。 3.2.2.2 生产副经理：在项目经理领导下负责在施工过程中的一切生产活动、施工队伍组织、协调、参与技术方案、质量标准的制定，并负责在施工过程中的推广执行；负责施工安全、文明施工、环保体系的组织、执行工作，确保安全生产、文明施工、环境保护达标；负责施工进度的控制、调整，确保进度计划按期完成。 3.2.2.3 主任工程师：在项目经理的领导下，具体负责 15 施工组织设计的编制、质量保证体系的建立工作；负责组织各专业工程师审图、各专业的职责确定和沟通，负责各单项施工方案、技术交底的审批工作；负责与设计、监理、监督、业主的沟通，保证信息畅通，各项要求、指令及时传达，以指导施工生产；负责组织相关人员对材料、设备的规格、数量、质量把关。 3.2.2.4 技术质量部：负责各项工序的交底、重点工程技术方案的编写及施工过程中的操作；组织对分部、分项及各工序的质量检查、验收工作；组织现场测量、试验工作，保证对施工过程随时控制；做好各项施工资料的收集、整理、归档及竣工文件的编制工作。 16 3.2.2.5 工程部：负责施工进度、质量、安全的具体执行工作；负责施工过程中与相关部门的协调工作，监督各作业队现场文明施工、保护环境、安全生产的实施情况，编制各项指标达标。 3.2.2.6 实验部：负责施工过程中的各种材料、机械等实验工作，在保证进场材料合格后，方能投入使用。 3.2.2.7 材料部：与对施工过程中的材料、设备、人员投入和全程控制，保证施工顺利进行。 3.2.2.8 安全部：负责施工过程中各专业、各环节的安全保证措施的制定及落实工作；制定各类安全生产制定，定期检查并对出现问题及时监督整改。 17 3.3 施工阶段划分 根据本工程工程量、工期等特点，为确保总体工期目标的实现，划分为两个施工阶段实施，即施工准备阶段与土建结构阶段。 施工准备阶段 进行现场三通一平，施工临设搭建，地上、地下构筑物勘探，人员设备，主要材料进场，进行设计交底及施工组织设计编制、审批、测量放线校核，搭设施工围挡，初步具备施工条件。 土建结构阶段 本工程重点进行土建结构， φ 8米、φ6米竖井 2 座同时开挖，然后完成管道施工工作（顶管、内套管施工）及检查井的新建工作。 18 　　 顶进坑：15天完成 　　　　　接收坑：12天完成 工作坑与接收坑同时施工。 顶管施工需要15日历天 安装顶管机械设施，3日历天 顶管施工，8日历天 　　 顶管设备拆除，4日历天 　　 电力支架安装及井室施工到回填7日历天 　　 清理现场1日历天 施工具体进度计划见后附： 19 劳动力计划表 序号 工种 10 天 20 天 30 天 40 天 50 天 60 天 1 普工 10 30 50 50 40 10 2 管工 3 10 20 20 10 0 3 电焊工 2 20 20 20 10 2 4 钢筋工 10 15 20 30 10 0 5 电工 2 2 2 2 2 2 6 测量工 2 2 2 2 2 2 7 司机 2 2 2 2 2 2 8 机械工 2 9 9 9 9 2 9 信号指挥员 1 2 2 2 2 1 10 合计 34 92 127 137 87 21 20 主要施工机械设备表 序号 机 械 或 设备名称 型号 规格 数量 国别产地 制造 年份 生产能力 用于施工部位 备注 1 顶管机 D2000 1 德国 2009 良好 管道施工 2 锚喷机 2 河南 2010 良好 竖井施工 3 注浆 机 1.0MPa 2 河南 20 10 良好 管道 施工 4 发电机 300KW 2 福建 2009 良好 电源 5 装载机 2 徐工 2004 良好 运料 6 汽车 1041 2 北京 2000 良好 运料 7 洒水车 5T 1 北京 2001 良好 洒水 8 吊车 25吨 2 天津 2008 良好 下管 21 9 切断机 2 北京 2004 良好 钢筋加工 10 弯钩机 2 北京 2002 良好 钢筋加工 11 切割机 2 北京 2003 良好 断料 12 蛤蟆夯 5 河北 2003 良好 夯实 13 油夯 5 河北 2005 良好 夯实 14 电焊机 40kw 15 北京 2004 良好 焊接 15 搅拌机 350L 2 北京 20 07 良好 砂浆搅拌 16 翻斗车 0.3m 3 5 山东 2003 良好 运料 17 水泵 6 寸 32 北京 20 09 良好 抽水 22 第 4 章 施工准备 4.1.1 现场准备 4.1.1.1 在施工现场建立办公、生活设施，接通水、电。 4.1.1.2 施工场地应进行平整，制定开铲位置，挖槽方向和汽车运输路线。 4.1.1.3 施工现场测量定位，对地下管线、地上结构物进行调查并做好标识，配合相关单位做好拆迁改移、保护工作。 23 4.1.2 技术准备 4.1.2.1 工程开工前，技术人员抓紧阅读图纸，学习施工规范、质量标准在开工之前做好各分项工程的技术交底。 4.1.2.2 测量人员接桩后，按设计图纸做好测量控制和设置基准点，按设计位置进行工程定位放线。 4.1.2.3 做好对上层预加固方案所需浆液的适配工作。 4.1.3 生产准备 4.1.3.1 了解总体计划安排，制定详细的总体计划、特殊部位施工计划，指导施工顺利进行。 4.1.3.2 了解现场地上地下障碍情况，向业主及监理提交拆迁报告和地下保障的保护方案。 4.1.3.3 调查联系渣土消纳场地，并办理渣土消纳手续。 24 4.1.4 施工用水、用电准备 4.1.4.1 对施工现场进行调查，确定进入现场的水、电接入口，办理相关手续，布置场内临电、临水的走向。 4.1.4.2 根据施工进度计划，及时协调做好劳动力、物质、设备的准备工作，制定现场管理、消防保卫和环境管理措施。 25 4.1.5 物质准备 4.1.5.1 根据材料需用量计划，材料人员同建材部门和生产厂家取得联系，对重要材料会同技术人员进行订货考察，以保证产品质量和厂家资质达到本工程要求。 4.1.5.2 分别与建设单位和经考察合格的社会供货方签订物资供货协议，明确进货方式、供货型号、供货质量、供货数量、供货范围、供货日期等。 4.1.5.3 根据工程的需用量计划，租赁或购置施工机具，签订租赁合同或订货合同。 26 4.1.5.4 根据施工计划确定材料计划，合理安排各种物质的进场时间，组织物质进场。确定大型机具设备的运输方案，并提供施工场地，进行妥善的现场保护。 4.1.5.5 做好各种设备机械的维修保养工作，以保证施工时能正常工作。 27 4.2 施工测量 在保证施工精度的前提下，各级控制测量应严格遵守《工程测量规范》执行临理程序，执行测量复核制度。 4.2.1 测量准备 接到设计图纸定线资料后，对设计资料数据进行核算。 结合工程的设计文件、施工组织设计和施工技术规范，提前做好工程所需测量数据的计算准备工作，数据必须由第二人进行复核，合格后方可进行现场的施工放线。 28 结合计算机技术的应用，使与工程测量有关的各种记录、计算表格的填写及竣工资料编制规范化。内业计算时，高程计算取值精确到 1mm 。 施工中使用得全站仪、经纬仪、水准仪、钢尺必须有检定合格证，超过检定周期的需要重新进行检定方可进场，严禁使用未检定的仪器设备。 4.2.2 地面控制测量 在管线沿线，根据业主提供的已知坐标数据、高程数据，建立施工区内的高程控制点。 29 根据现场施工测量的需要，对平面控制点、高程控制点进行回密布设，布设时充分利用现场周边建筑物布设控制点，使之对整个施工现场形成一个完整的控制体系。以平面坐标网控制管线中线、桩号及井位。 施工前，校验业主提供的平面控制点和高程控制点，合格后方可使用，以业主提供的高一级坐标点为依据，采用附和导线的方法，建立施工所需要的平面坐标控制点。校核并加密管线中心桩、管线井位中心桩，及时栓桩。 水准点的建立以业主提供的水准点为依据，进行适当加密，单一水准支线必须往返测量且路线总长不能超过 4KM 。现场所有的水准点及坐标点测设完毕后，均采取必要的保护措施，并做上标记，以方便施工所用。 本工程所有测量成果达到以下技术指标： 30 测量成果技术指标 水准高程闭合差 ± 20L 1/2 mm 导线测量方位角闭合差 ± 40n 1/2 ( 〞 ) 导线测量相对闭合差 1/3000 直接丈量测距两次较差 1/5000 注： L 为水准测量闭合路线的长度（ km ）： N 为导线测量的测站数。 定期的对控制点进行复核，以减少控制点的变化对施工的不利影响。 31 4.2.3 既有相关管线及现况地面高程测量 施工前，为确保既有管线能够在施工中正常运行，必须对与本工程交叉的管线位置进行精确测量，包括管线高程、管径、种类、属性等，并写出详细调查报告，并进行技术交底，做好现场明显标识，发现问题及时上报有关部门，采取必要的措施。 施工前还要在监理工程师的指导下对进场现况地面高程进场复测，并将测量结果上报监理及业主。 32 4.2.4 施工中测量 4.2.4.1 中心放样 在管道顶进施工前，根据地面上所建立的平面坐标体系，对待开挖施工段的中心精确放样，并及时保护中心桩，然后根据中线线定出隧道的开挖边线。 4.2.4.2 施工测量保证措施 （ 1 ）测量人员均持证上岗，使用合格的仪器设备。 （ 2 ）施工前测量人员要认真学习图纸，再次对测绘院交给的中心线桩位、高程点进行复测，并报监理认可后对其定出相应的保护措施，严加保护，并进行定期检测。 （ 3 ）施工中，严格执行 《 工程测量规范 》 （ GB50026-2007 ）的要求及测量核制度。定期检查、做好施工原始记录。 （ 4 ）按规范要求设置控制点、水准点。 （ 5 ）现场作业必须注意安全，交通路口处测量时，设置有效的安全标志，测量人员配备明显标志，仪器支架后，设专人看管。 33 4.3 交叉管线的保护措施 工作竖井、管道顶进施工前，对全线地下管线做详细的调查，除查看图纸外还需进行超声波物探，将地下管线的位置、埋深逐一探明，并在现场标出具体位置，然后联系各管线的管理部门需求和部门的配合。 施工前应有测量人员对原有地下管道位置进行详细定位，并做出标记。管道顶进施工进行到地下原有管道位置前 3 米处应放缓施工速度，并适当减小施工步距，并对管道范围进行注浆加固， L=5m 范围，水平间距 1000mm 。 施工前应有测量人员对原有地下管道位置进行详细定位，并做出标记。避免施工过程中对现有管线的扰动。 34 第 5 章 主要施工方法 5.1工作坑和接收坑的尺寸确定：顶管需开挖工作坑，工作坑分为顶进坑与接收坑，综合顶管机具尺寸、顶管作业要求及电力井的设计要求，确定顶进坑与接收坑的净空尺寸：工作坑：￠8米 接收坑：￠6米。基坑等级为3级基坑。 5.1.2顶管工作坑和接收坑施工 5.1.2.1顶管工作坑竖井设计 　　①结构形式：即钢筋锁口圈梁+坑侧壁钢格栅挂钢筋网片倒挂逆作+钢筋网片封底支撑形式；顶管工作坑净空尺寸为￠8m，顶管接收坑净空尺寸为￠6m，总深度约为13.0m，标高在-35.00m。（工作坑和接收坑设计参照电力管井初衬竖井设计图） 　　 35 ②施工方法：竖井采用逆作法施工，竖井的竖向连接钢筋为￠20@1000mm，内外双层，钢筋锚入圈梁长度不小于800mm，圈梁断面尺寸900×600mm（或根据设计的电力，主筋12根￠20，2根￠12、箍筋￠10@200mm（详见施工设计图纸），混凝土强度等级为C30，初衬厚度250mm，竖向结构为水平钢格栅（钢格栅主筋采用￠18钢筋，每断面4根，采用￠12@200接头采用双面焊5d,主筋与箍筋之间点焊。）加挂钢筋网片（内外双层￠6@100×100mm；喷射C20早强砼，竖井侧壁水平钢格栅，钢格栅四角采用角钢连接）竖向间距为0.6米，根据不同土质变化、地下水位及竖井深度随时调整钢格栅竖向间距。根据基坑稳定性计算，在施工至8米深后，竖向钢格栅间距缩至0.4m每榀。 在顶进洞口上 1.0m 范围内设三榀水平钢格栅，竖井侧壁与底板相接处设一榀钢格栅。开挖时采用对角开挖，严禁整体同时开挖造成悬空。在竖井对角各设置一个 500mm×500mm×500mm 的积水坑，与侧壁间距为 1000mm 。 　　对于深度较大的竖井，按要求在规定范围内，对侧壁格栅进行锚杆加固，锚杆为￠ 22HRB335 钢筋，间距 1m ， L=3m ，采用梅花分布法。 　　根据勘察报告，若遇到地下水量大时，采用原状土回填的方案施工，在水位稳定后，在继续向下开挖；或是在已施工完成的侧壁内打入注浆管，注双液浆对地下水和土体进行止水加固处理。 37 5.1.2 锁口圈梁 按设计标高开挖至锁口圈梁底标高后，停止开挖，进行锁口圈梁的绑筋、安设下部锚筋，安设上部结构柱锚筋和护栏预留洞口。待圈梁混凝土强度达到 70% 以后，在圈梁外边缘上砌筑 240 砖墙护壁，达到一定强度时，再进行下一道施工操作。 5.1.3 土方开挖 竖井施工时为防止竖井锁口圈梁下移，应采用对角开挖（先开挖 1-1 、 再 2-2 ，最后开挖核心土 3 ），利用另一半土作为支撑。其中钢格栅事先在现场试拼，再进行安装。待先挖的这一半喷射混凝土完毕后，再开挖另一半，这样交替进行，每次挖深 0.6 米，直至井底。其中土方吊装主要采取吊车。 开挖时，严格按照结构外缘进行开挖，严禁超挖，圈梁底和井底均须严格按 设计高程开挖，不得超挖扰动原状土，榀架间距要严格按设计要求施工。 38 40 5.1.4 按照钢格栅、焊接竖向连接筋，挂钢筋网片 土方开挖后立刻焊接竖向连接筋，安装钢格栅。锁口圈梁 1m 以内设置 1 道水平钢格栅，钢格栅竖向间距为 0.6m ，直至坑底，在施工马头门顶上 1m 内设置 3 道钢格栅。钢格栅与钢格栅之间用 φ20 纵向连接筋焊牢，沿内外主筋环向间距 1.0m ，连接筋焊接时必须满焊并且满足搭接长度的要求。钢筋网与纵向连接筋、钢格栅焊接牢固。 钢格栅的安装必须牢固，平面必须保持水平，平面翘曲＜ 2cm 。 5.1.5 喷射混凝土 喷射混凝土设计强度等级为 C20 ，由 P.O42.5 、中硅砂、豆石或碎石（粒径在 0.5 ～ 1.5cm ）组成，经验配比为水泥：砂子：石子 =1:2:2 ；速凝剂掺量为水泥重量的 5% ，水泥比控制在 0.4—0.45 之间。水泥、砂子、豆石或碎石用搅拌机搅拌，混合料在喷射机附近掺入速凝剂，混合料随伴随用。 41 在钢格栅安装、纵向连接筋焊接完毕后，然后挂外层钢筋网片，再喷射混凝土直到设计厚度，竖向喷射混凝土厚度为 250mm 。 喷射混凝土前检查开挖断面尺寸，清除开挖面的浮土，尤其是与上一榀钢栅 接茬处，必须将上一次喷混凝土时的回弹料清理干净。喷射混凝土前用高压风清扫开挖面，保证作业面均被喷射混凝土覆盖，并埋设控制喷射混凝土厚度的标志，喷层表面的平均起伏差控制在 120mm 内。 喷射作业应分层、分段依次进行，分层厚度为 10cm+10cm+5cm ，分三次喷射至设计厚度。喷射顺序应自下向上，以免松散的回弹料玷污尚未喷射的壁面。先钢格栅的混凝土，后喷射钢格栅之间的混凝土，沿水平方向螺旋式移动，水平回旋半径为 300mm 左右，一圈压半圈，不得在一处堆积。 每次喷射混凝土之前，应将前次喷射混凝土的接茬部位凿毛，清除表面粘附的泥土，以保证接茬处混凝土的密实，力求表面平顺。 42 5.1.6 竖井底板及排水 竖井底板：竖井开挖至基底后，及时进行封底。竖井井底采用“底板钢筋 + 喷射混凝土”的结构，底板钢筋为 φ14@150mm 双层双向钢筋，并且与周围拱架焊接，浇筑 C30 混凝土，浇筑厚度为 250mm 。喷射混凝土前一定要复合高程，准确无误后才能进行底板钢筋与钢格栅竖向连接筋的焊接与浇筑混凝土施工。 竖向排水：在竖井范围内，地下水渗透和暗挖完成后注浆浆液流出的泥水，为保证竖井施工安全和井坑干燥作业，竖井底设置的 500mm×500mm×500mm 集水坑，用潜水泵抽出。 5.1.6.1 喷射注意事项 喷射手必须穿雨衣、带胶皮手套，戴防护眼镜盒防尘口罩，喷射前必须检查工具、设备、材料是否齐全完好，喷射时 43 软管不准有死弯，软管连接处进行检查和试运行，管内是否有水泥结块，如有问题可及时处理，用锤敲击疏通，以保证施工顺利进行，防范施工事故。 喷射时，操作人员必须做到开始时先送风、再开机、再给料，结束时应待料喷完后再关风。向喷射机供料应连续均匀，机器正常运转时，料斗内应保持足够的存料。喷射机的工作排风量不小于 9m 3 /min ，应满足料流喷头处通过的压力在 0.1MPa 左右，喷头处的水压为 0.15 ～ 0.20MPa 。喷射作业完毕或因故中断时，必须把喷射机和运料管内的积料清除干净。 水泥、砂子、豆石或碎石用搅拌机搅拌，混合料在喷射机附近掺入速凝剂，混合料随伴随用，不掺速凝剂的干料其存放时间不超过 45 分钟，混合料掺入速凝剂后，停放时间不应超过 20min 。 44 喷射手施工操作应遵守以下规定：喷射手应经常保持喷头有良好的工作性能，喷头与受喷面应保持垂直，喷头与受喷面的距离保持在 0.6m ～ 1.0m 之内，喷射混凝土时应保证混凝土表面平整。 5.1.7 马头门施工： 5.1.7.1 竖井封底后，搭设临时脚手架，准备开马头门。 5.1.7.2 沿拱顶打一排 φ32mm 小导管，长 2.25m ，间距 200mm ，注浆加固拱顶土壤。 5.1.7.3 凿除马头门上部临时封闭混凝土，形成上台阶施工掌子面，继续做上台阶，留核心土，在洞口处密排安放两榀拱架，喷射混凝土支护。 5.1.7.4 当上台阶进至 3m 后，开始凿除洞门下部混凝土，开挖下台阶土方，连续两榀密排钢格栅与上台阶拱架连接成整体，从而封闭洞口一衬结构。 45 5.1.7.5 竖井水平格栅遇洞口断开处要与隧道格栅焊接牢固。 本工程每个竖井各开两次马头门，当竖井井底封闭后，根据马头门标高及超前支护位置，在井内搭设临时操作平台，平台采用 φ50 钢管搭设，水平管间距为 900mm ，竖向管间距 900mm ，架子顶部满铺 50mm 脚手板，以便人员及设备作业，在马头门上方进行钻孔插打超前小导管，小导管为 φ32mm 钢管 L=2.25m ，环向间距为 300mm 。注双液浆，对马头门上方土体进行加固，待小导管注浆完成并达到设计强度后，再进行马头门施工。 46 机械顶管示意图： 47 48 马头门施工完成后，对掌子面进行喷射砼封闭，采用全断面深孔注浆止水，加固土层竖井垂直运输采用龙门架，必要时底板设料斗坑一个。 5.1.8 注浆加固方案 为保证本工程顶管过北六环路范围的顶管施工、路面及地下管线运行安全，需对土层进行加固处理。根据工程施工现场实际交通情况，无法在路面、地面进行加固措施，在混凝土管道直径￠3m范围内放射形超前注入双液浆进行加固。 5.1.8.1 施工方法 运用新奥法原理，沿混凝土管道开挖轮廓线（含管底部）按轴向辐射状布孔（开挖面中心也布孔），进行全断面全封闭深孔注浆固结止水，使隧道周边及开挖面形成一个堵水帷幕（加固区），切断地下水流通路，保持围岩稳定，增强施工安全。 49 本工程投入顶进设备技术参数 　　　 1)拟采用我公司自有的TPN2000型泥水平衡顶管机。 　　　2)专门用于对付以粉土、砂、粘土及混合地层为主的地质，特别是在砂层中顶进。采用加强型刀盘，可耐土压达300kPa； 　　　3)顶管掘进机在任何状态下所有铰接处的密封装置应能够承受0.3MPa水压，保证在顶管掘进机顶进时不漏水； 　　　4)在上述地质条件下，掘进速度为≤10cm/min； 　　　5)在砾石层中能进行掘进，具有2次破碎功能，掘进速度为≤10cm/min的条件下, 掘进1250m切削刀盘上的切削刀头可不需更换； 　　　6)地面操作式，用电视摄像系统监视顶管机内状况，各类参数的表示和操作通过电气控制系统实现，使操作员远离机头。 功率KW 120 纠偏角度 2.5 纠偏油缸推力（吨） / 只 80 液压系统功率 kw 1.5 进排浆管直径 mm 4 可破碎岩石直径 mm 350 控制方式 地面集中控制，视音频传输，视频显示 长度 m 3.3 直径 φm 2.45 重量 T 22.6 名 称 规 格 材料 数量 泥水管 100 （ 4 寸） 钢管 1 排泥管 100 （ 4 寸） 钢管 1 通风管 150 塑料软管 1 润滑泥浆管 50 （ 2 寸） 钢管 1 水密封清水管 4 分 镀锌铁管 1 电缆动力 100mm2 2 照明线 36V10mm2 1 自控电缆 1 通讯电缆 1 管道内布置管线如下表 52 5.1.8.2 施工工艺 5.1.8.2.1 施工工艺程序（见下施工程序图） 3.6、顶管机现场吊运、组装及调试 3.6.1、顶管机吊运 　　　顶管机机头吊运属于大型设备运输，在吊运前制定详细的吊运方案，并进行以下工作： 　　　⑴运输路线选择与考察，主要有所经路途的架空线缆情况、运输路线桥梁限高及限重； 　　　⑵运输时间安排； 　　　⑶向路线所经地区交通管理部门提出申请备案，如必要请其进行协助维持交通； 　　　⑷吊装起止地点支放吊车处的地基承载力验算及加固； 　　　⑸运输时跟车设有经验的吊装起重工一名。 　　　⑹根据我公司以往吊运顶管机的经验，顶管机吊装初步选用50t吊车一次整体吊运，拖式炮车运输。 3.6.2、顶管机及泥水分离设备调试 54 　　　 顶管准备工作 　　　①轨道及顶进后靠背安装 　　　安装导轨，测量中心、高程误差在±3mm之内。安装后靠背，并检查后靠背端面与导轨垂直度小于3%，检查顶铁接触面接触有无缝隙，有缝隙调正到无缝隙为止。 　　　②机头组装 　　　③各系统安装调试　　 　　　④泥水及砂水分离系统调试　　　 　　　⑤工作井顶进系统调试　　　 　　　⑥供电系统：发电机、配电柜、电缆，分别作绝缘、耐 　　　⑦工作井内高程、中心桩校核； 　　　 　　　 55 　　　 初始顶进 　　　顶进准备工作完成后，开始初始顶进。初始顶进在顶管工作中起着很重要的作用，一要穿过工作井洞口，低标号微膨胀混凝土，在这过程中保证洞口结构不被破坏，洞口橡胶瓦套及钢丝刷不被破坏，同时水和流砂不进入顶坑。二要保证高程、中心偏差最小，为正常顶进打下良好的基础。初始顶进长度、机头和第一节管8m。 3.7.1、初始顶进速度控制 　　　顶进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3~5mm/min，影响速度因素：一是刀盘切削膨胀砼厚度，当刀盘转速2.2转/min时，顶进速度3~5mm/min，膨胀砼切下厚度1.4~2.3mm，在这样厚度下砼成粗粉末状，便于泥浆带出；二是机头没入土时，机头克服刀盘旋转产生的扭矩，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，机头顶进速度控制在10~20mm/min，此阶段重点是找正管子中心、高程，偏差控制在±5mm之内，所以速度不要太快。 　　　 　　　 56 6、洞口的土体固化及止水措施 　　　 顶管机进出洞口是关键工序，而且要防止被顶钢管下的砂水上翻，影响开洞口设备进洞如果止水不好，不仅设备无法进出洞口，而且会造成施工的安全隐患。 6.1、洞口的土体固化 拟采用在顶管洞口周围用旋喷水泥止水帷幕止水，幕高为18.0m，幕宽为5.0m，旋喷的工作压力控制在35~45MPa，水泥单米用量300~360kg，旋喷水泥浆的水灰比为1：1~1:1.5，加速凝剂三乙醇氨及盐，三乙醇氨N(C2H4OH)3，PH值为12（10%的水溶液，该产品无毒、高碱），其掺量控制在0.5‰（水泥重），NaCL 0.5‰（水泥重），旋喷过程中，根据砂的疏密控制布孔距离，一般中~中选用1.2m，旋喷头钻孔加套管，钻至75.00m（绝对标高）后自下而上旋喷，由于设计要求强度较低≥1.5MPa，旋喷时可用水泥浆比重进行控制，要做好试验桩，选好旋喷压力及水泥浆比重。见顶管进出洞口地基加固图。 6.2 、洞口止水 　　 根据制作沉井过程中预埋的钢套管，钢套管采用两侧内封钢板，洞口的切除及止水圈的放入止水是设备进出洞口的关键，进洞可以划线切除，出洞亦需要钢板切除，所以进出洞口止水拟采用给水接口方式进行，采用压兰胶圈止水，这样不但可以承担较大的地下水压力，也可以在长距离顶管过程中更换止水胶圈，根据实际情况要求，如果在覆土深度很深，一般大于 10m 以上或者在穿越江河的工作坑中，洞口的止水圈必须做两道，前面一道是充气的，它像是一只自行车内胎一样，它与管子不直接接触，中间有一道止水圈，平时，前一道止水圈是不充气的，只有当后面止水圈更换时，前面一道充气，起到止水作用，后面卸下压兰，套上止水胶圈，然后紧固压兰，将第一道止水圈放气，恢复待命状态，继续顶进，直至将全部钢管顶完。进出洞口止水如上图示意。 洞口的土体固化及止水示意图 59 　　　 工作井洞口密封安装 　洞口密封装置的安装一定要遵循快速、准确就位的原则。 　　　工作井在出洞旋喷完成后及降水井降至设计深度后开启穿墙管闷板，快速连接上洞口密封钢丝刷装置及橡胶瓦套，将机头缓缓推过橡胶瓦套及钢丝刷，刀盘切入微膨胀砼缓慢进行顶进。推进前需要注意将周边主切削刀用木板进行覆盖，以防止在出洞时破坏橡胶瓦套。 　　　工作井在出洞旋喷完成后及降水井降至设计深度后开启穿墙管闷板，安装过渡穿墙管（30cm长）、洞口密封钢丝刷装置及橡胶瓦套，将机头缓缓推过橡胶瓦套及钢丝刷，刀盘切入微膨胀砼缓慢进行顶进。 初始顶进泥水控制 　　　机头刀盘切入填充物前500mm，顶进时泥水流量控制在1.4~1.5m3/min，作用润滑刀，切削填充物杂物泥水带出，由机头出泥管排入砂水分离装置。 　　　初始顶进时，泥水流量控制在1.0~1.2m3/min，泥水容重： =1.2，泥浆由顶管机出泥管排入砂水分离设备。顶管机泥水仓压力控制在248KPa。 　　　 　　　 60 　　　 测量 　　　 初始顶进后50mm，顶进测量开始，测量仪器使用日本TOPCON GTS-800A型全站仪，每顶进100mm做一次中心、高程记录，并及时向技术负责人汇报，以便采取措施。 3.7.5、纠偏 　　　 顶管机头没有全部进入洞时，在机头中心、高程偏差不大于±20mm，不考虑纠偏，因此时轨道在控制前进方向，另外因机头没有全进管，此时纠偏如不采取措施，纠偏没效果反而使第一节管偏离轨道。如中心、高程偏差大于±20mm，要停止顶进，由项目技术负责人主持研究是否纠偏及纠偏方案，此时纠偏高程时，轨道上管要加配重，纠偏中心时，轨道管要加两侧支撑。机头全部入土后，高程、中心偏差大于±10mm要纠偏，此时纠偏用机头纠偏设备，但应用人工操作、全站仪测量。初始顶进终点，中心控制在5mm以内，高程控制在±10mm以内，为以后掘进打下好基础。 3.7.6、注浆减阻 当注浆筒通过钢丝刷后，开始由注浆筒向钢管外壁注润滑泥浆，润滑泥浆压力初始顶进时控制在457KPa，流量控制在0.1m3/min。 　　 　　　 61 管道正常顶进 　　　 本工程顶管技术难点： 　　　①地下水位高，管在砂层中，泥水仓工作面塌方； 　　　③长距离顶进保证轴线偏差在左右50mm范围内，高程控制在±50mm，而且管线为砼管，纠偏曲率半径比较大； 　　　④地下水位高，纠偏难，中继间、顶管后封闭漏水问题； 　　　⑤工期紧，如何在保证质量的前提下保证工期； 　　　⑥供电功率大，距离长，如何保证正常安全供电。 3.8.1、顶进主要参数 　　　 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、流量影响到切削下土体能否正常送到地面。泥浆配比要在优选货源的前提下优化配比，并能根据土质变化及时变化。泥水仓泥浆压力取决于地下水压力，施工过程沿顶进方向100m挖一地下水观测井，及时测得观测数据，确定泥水压力，使泥水仓压力始终大于水压力。 　　　泥水初定参数： 　　　泥水比重 1.15t/m3 　　　泥水仓压力 255KPa 　　　排泥流量 Q1=1.1m3/min 　　　排泥流量 Q2=1.37m3/min 　　　润滑泥浆严格按配比配制，为保证管外泥浆套的形成和有2.8cm厚泥浆（2.8cm厚润滑泥浆主要为纠偏考虑）。 　　　机头顶进速度设定50mm/min，如要加大顶进速度，在保证泥水仓泥压的条件下，要先加大泥浆流量，再计算顶进速度，否则排泥管会堵塞。 　　　流量计设定1.37m3/min。 62 管道纠偏 　　　纠偏是影响顶力和管道竣工质量的关键操作。纠偏操作方案是顶管司机交接班讨论的重点，方案的依据是测量提供的机头的折角、倾斜仪基数和走动趋势、前后尺读数比较，0.50大动作纠偏尽量避免并慎重讨论。 　　　纠偏动作如无折角变动应停顶，会同电工、机修工检查电路和液压管路，尽早排除故障，严防轴线偏差。 　　　纠偏在下管后尽早进行，注意观察倾斜仪读数的纠后姿势及光点滞后变化，同时通知地面和地下压浆人员加大同步注浆量。 　　　机头折角尽量减小，严防机头大折角平推。 　　　我们以往的经验是，机头走机头线路，管子走管子线路，即机头与前进方向倾斜前进，尤其顶钢管，这种现象更为严重。 　　　轴线纠偏主要是通过纠偏系统来进行的，顶进轴线发生偏差后，先计算出纠偏的量，然后调节纠偏千斤顶的伸缩量至纠偏需要的位置，再锁定纠偏系统，纠偏一定要按照“勤测、勤纠、缓纠”的原则进行。 　　　出洞阶段的纠偏既可以用纠偏系统也可以用主顶装置，利用主顶装置纠偏是通过对主顶的油缸进行合理的编组，利用主顶的合力的作用点的变化对工具管进行纠偏。当机头纠偏时，机头前进产生的侧向压力N的分力要克服土体对管子的约束力，如土体是原状土，约束力会很大，土体被润滑泥浆置换，润滑泥浆是胶体，约束力很小，管子比较容易纠偏。 63 5.3 沉降监测 （参照地铁工程监控量技术规程 DB11/490-2007 执行） 主要检测顶管施工过程引起的地表变形情况，监测方法是正地表埋设测点，在管道沿线，地表影响范围外布设监测基准点，基准点按照国家二等水准观测的技术要求实施，用精密水准仪进行地面沉降的量测。根据检测结果进行分析，判断隧道掘进对表沉降的影响。（该工程重点对百沙路路面进行监测）同时对竖井周边地表进行沉降监测及对竖井进行水平位移监测。 5.3.1测点布置原则 5.3.1.1测点布设 依据《地铁工程监控量测技术规程》及根据以往的工程经验，对施工影响范围内（六环路）进行监测，施工监测应与第三方监测做到同点、同源、同编号。 本工程沿管道在北六环路布置7个监测断面（因考虑六环路车流量大不便于监测，所以在六环路路中设1拍监测点，路边设一排监测点，另外六环路两侧从路边向外10米一排点），每个断面5个测点，测点布置示意图见下图所示。 64 通过在施工过程中对隧道维护结构及周围建筑物等进行变形测量； 测点布设 65 序号 监测项目 测量方法和仪表 测试精度 备注 1 地面沉降测量和地下交叉管线沉降测量 水准测量方法，水准尺、钢尺 0.5mm 交叉路口 2 周围建筑物沉降和倾斜 水准仪观测法，水准仪、钢尺 0.5mm 3 管顶下沉测量 水准测量方法，水准仪、钢尺 1mm 路口及建筑物范围 5.3.2 量测项目的选择 经实地考察，拟采用如下测试项目： 7. 安全与文明施工 7.1安全保证体系 针对本工程的特点，建立、健全各种制度，使其有领导、有组织和有计划地进行，制定各种责任制和实施办法。 安全施工领导小组： 组长：何明义 组员：曹雪利 王庆平 林伟星 李智强 7.2安全防护措施 （1）施工中安全防护措施十分重要，为了防止施工区向外飞东西伤人，施工围挡必须整齐、严密，不能出现漏洞。 （2）小室开挖后及时在竖井外１m处设1.2m高的护身栏杆和红色标志灯，坑内设上下钢梯。 （ 3 ）小室边１ m 以内不得堆土、堆料、停置机具。槽、坑、沟边与建筑物的距离不小于 1.5m 。 （ 4 ）进入现场一律戴安全帽，无论是小室内作业还是隧道作业必须注意轮班作业，不得疲劳工作。 （ 5 ）脚手架必须结合现场实际情况精心设计，严格施工，脚手架的架立须经公司有关部室联合检查验收合格后方可使用。 （ 6 ）特殊工种操作人员均有上岗证。 （ 7 ）吊装、信号指挥设专人指挥。 （ 8 ）现场各类配电箱、开关箱均外涂安全色标，统一编号，箱内无杂物。 （ 9 ）对新工人和外包人员、零散人员做安全培训和交底。 7.3 临时用电安全措施 （ 1 ）建立对现场临时用电线路、用电设施的定期检查制度，并将检查、检验记录存档备查。 （ 2 ）配电系统实行分级配电。各类配电箱、开关箱安装和内部设置必须符合有关规定，开关电器应标明用途。各类配电箱、开关箱外观完整、牢固、防雨、防尘、箱体涂有安全色标，统一编号，箱内无杂物；停止使用时切断电源，箱门上锁。 （ 3 ）独立的配电系统必须按部颁发的标准采用三相五线制的接零保护系统，非独立系统可根据现场的具体情况形成完整的保护系统。 （ 4 ）手持电动工具，应符合有关规定，电源线、插头和插座完好，电源线不得任意接长和调换，工具的外绝缘完好无损，维护和保管由专人负责。 （5）电源照明采用220V，在电源一侧加装漏电保护器，特殊场所按规定使用安全电压照明器。使用行灯照明，其电源电压不超过36V，灯体与手柄坚固绝缘良好，电源线使用橡胶套电缆线，不得使用塑胶线 。 （6）电焊机单独设开关，电焊机外壳做接零或接地保护。一次线长度不小于5m，二次线不小于30m，两侧接线应压接牢固，并安装可靠防护罩，焊把线双线到位，不得借用管道、金属脚手架等做回电线路。 7.4机械安全措施 （1）施工现场的机械均按“施工现场平面图”的位置进行安装。 （2）所有机械设备必须做到定期检查，机械不得带病工作，非专业人员不得开启机械。 （ 3 ）大型机械的安装必须符合规定要求，并办理验收手续，经验收合格后方可使用。 （ 4 ）搅拌机、空气压缩机等均搭设有防砸、防雨的专用操作棚。 7.5 文明施工 （ 1 ）文明施工目标：创北京市市级文明工地。 （ 2 ）我公司的环保方针：增强环保意识，预防环境污染，节能降耗，营造绿色工程。 （ 3 ）我公司在国家环保总局、国家技术监督局的监督下，正在率先试推行 ISO14001 环境保护体系。 （ 4 ）本工程中，公司将加强对职工的环保教育，进一步增大环保投入，采用成熟的环保工艺、环保型施工设备，着重从控制施工噪音与振动，减少大气污染，控制施工废水的排放，保护树木与绿地，节约用水、用电等方面入手，加强环境保护。 机械顶管汇报完毕 谢 谢！