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1、卵石地段顶管施工方案5 施工工艺流程及操作要点接口处理工作坑、接收坑回填竣工验收管道顶进施工准备放线定位确定工作坑尺寸工作井、后靠背制作导轨及顶管设备安装测量与纠偏5.1 施工流程5.2 施工准备5.2.1 顶管工程开工前，建设单位组织设计单位、施工单位、监理单位等相关方进行设计交底。当施工单位发现施工图有错误时，应及时向设计单位提出设计变更申请，变更申请应得到建设方和设计单位确认。5.2.2顶管工程开工前，施工单位应根据施工范围进行现场调查，绘制现状调查平面图，并应掌握现场以下资料：1) 现场地形、地貌、建筑物、各种地面地下管线和其他设施情况；2) 工程地质和水文地质资料；3) 地区气象资料
2、；4) 工程用地、交通运输及排水条件；5) 施工供水、供电条件；6) 工程材料、施工机械供应条件；7) 结合工程特点和现场条件的其他情况和资料。5.2.3顶管工程施工前，施工单位应编制实施性施工组织设计、基坑开挖及支护专项方案、用电施工组织设计等。5.2.4顶管工程施工前，施工单位应接受建设单位组织的有关单位向施工单位进行的现场交桩，并办理交桩手续。5.2.5临时水准点和管道轴线控制桩的设置应便于观测且必须牢固，采取保护措施并经常校核。5.2.6对已建管道、构筑物等与新建管道衔接的平面位置和高程，开工前应进行校对复核。5.3 工作井及后靠背制作（1）因管径较大，穿越长度较长。为保证顶管穿越安全
3、顺利进行，工作井采用钢筋混凝土结构。沉井尺寸为宽5m，长7m，高7m，壁厚50cm，采用钢筋混凝土浇筑而成，混凝土标号为C30。主筋敷设22双层钢筋，辅筋敷设14双层钢筋，钢筋间距均为20cm20cm；沉井底部用C25素混凝土浇筑，底厚50cm ，井底设直径0.8m集水井一个，后背墙采用钢筋混凝土后背墙,尺寸为4m2m2m.。（2）集水井排水沉井施工完成后，在井中部两侧砖砌2座1 m深、直径600的集水井明排水。(3)降水为确保沉井平稳下沉，施工过程中采用深井降水方式进行降水。施工前根据降水要求、降水有效范围、有利土方施工为原则确定深井的位置和数量；根据日东高速的地质和水位埋深情况，在距离操作
4、坑5米处布置4口深30m的深井。A:钻孔钻机就位时必须稳固、水平，保证深井的垂直度；采用笼式直径750mm的钻头成孔；B:清孔当成孔到达30m标高后，进行清孔，泥浆比重小于1.05，之后在孔底内填入1.5m粗砂作为沉淀层。C:埋设井管和滤头并回填井管采用500mm水泥管，回填用粒径不小于10mm的粗砂；下管、回填须连续进行，一气呵成，不可中断。回填好后，在孔口（井灌管外侧）封纯粘土，保证不漏气。D:安装水泵 在4口深井内个安装80mm电潜泵一台，分别降水至少7天后方可进行沉井下沉。5.4 导轨及顶管设备安装5.4.1 导轨安装工作坑导轨选用采用重型钢轨，长度以管材长度1.5-2倍为宜；两导轨距
5、离控制在管径的0.45-0.6倍之间，安装导轨时，应首先利用垂球和直尺确定导轨间距和平面位置，然后根据放样高程调整导轨高程，两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡与管道设计坡度相一致；安装后的导轨应当牢固，不得在使用中产生位移，并经常检查校核。5.4.2 主顶设备安装顶管采用的主顶装置由主顶油缸、主顶油泵、操纵台及油管等四部分组成。主顶油缸是管子推进的动力，主顶油缸的压力油由主顶油泵通过高压油管供给，主顶油缸宜固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的作用点应在管道中心的垂直线上。5.4.3 工作坑防护工作坑周围必须安装护栏，护栏应用钢管制作（钢管40mm），当在基坑四周固定时，可采用钢管并打人
6、地面500700mm深。钢管离边口的距离，不应小于500mm。当基坑周边采用板桩时，钢管可在板桩外侧进行焊接。工作坑四周采用1.0m1.2m封闭围挡。工作坑上下应配有梯子，梯子必须有扶手，其跨度尺寸不大于30cm，工作坑在二步框架处应设置二次平台，作业人员应从规定的通道上下，不得从非通道进行攀登。5.4.4 顶管工作坑验收标准顶管工作坑允许偏差应符合下表的规定：序号项 目允许偏差（mm）检验频率检验方法范围频率1混凝土抗压强度符合设计要求按坑检验2中线位移15每座2经纬仪检测或挂中心线钢尺检查3后背垂直度1%H1垂线与钢尺检查水平线 与中线偏差1%L4导轨高程+3，0水准仪检测中线偏位3经纬仪
7、检测注：表中H为后背的垂直高度，L为后背的水平长度。5.5 顶进施工5.5.1 顶力计算 中继间前所受最大顶力，根据总顶力经验计算公式FnGLL=60m其中n为土质粘度系数 本地质取n=1.5G每米套管自重主顶镐受力：F1.5602.45103kg/m33.14（1.8+0.18）0.18m3246t 300t，故安全。顶进前180m后，采用主顶搞（QYS320液压千斤顶）将剩余100m顶进。主顶镐受力：F1.51002.45103kg/m33.14（1.8+0.18）0.181m3411t顶力达411t，为安全、稳妥的完成此项顶管任务，用两台最大顶力为320T的QYS320型顶镐顶进，即可满
8、足顶进要求。5.5.2 套管顶进（1）安装导向机头用=14板卷成的内径1810长1110圆筒，前内侧用=32板做成18101500内支撑环和引流坡，后端用OL32型螺旋千斤顶4个来调整顶进过程中的方向。（2）套管就位下管前先对管子外观进行检查，主要检查管子是否有破损、纵向裂缝，管径符合规范要求，管口无破损，若修补合格处宜在正上方。检查合格的管子方可用起重设备吊至工作坑的导轨上就位。下管时工作坑内严禁站人。当所下管子距导轨小于500mm时，操作人员方可进前工作。管子就位，第一节管子下到导轨上，测量管体中心及前后端的管底高程，确认高程合格后方可顶进。第一节管作为工具管，顶进方向与高程的准确，是保证
9、整段顶管质量的关键。（3）管前挖土与顶进管前挖土是控制管节顶进方向和高程、减少偏差的重要作业环节，是保证顶管质量及管上构筑物安全的关键。因此对管前挖土顶进的规定是：在一般顶管地段，若土质良好，可超越管端300-500mm；在铁路道轨下方不得超越管端以外100mm，并随挖随顶，在道轨以外最大不得超过300mm，同时应遵守其管理单位的规定；在不允许基土下沉的顶管地段，管子周围一律不得超挖；在一般顶管地段，上面挖弧面允许超挖15mm，但在下弧面135范围内不得超挖，一定保持管壁与土基表面吻合；在土层松散或有流沙地段顶管时，为防止土方坍落，保证安全便于操作，在首节管前端可安装管帽（帽檐伸出长度取决于土
10、质）将帽檐顶入土中后，方可在帽檐下挖土。顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速度顶进；顶进中若发现油路压力突然增高，应停止顶进，检查原因并经过处理后方可继续顶进，回镐时，油路压力不得过大，速度 不得过快；挖出的土方要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小的范围内。 （4）顶进测量在顶第一节管（即工具管）时，以及在校正偏差过程中，测量间隔不应超过30cm，以保证管道入土的位置正确；管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不宜超过100cm，测量应在管前挖土后进行，根据偏差量修整管前土弧。中线测量：顶进长度在60cm范围内，可采用垂球拉线的方法进行测量，要求两垂球的间距尽可能地拉大，用
11、水平尺测量头一节管前端的中心偏差。一次顶进超过60cm应采用经纬仪或激光导向仪测量。高程测量：用水准仪及特制高程尺，根据工作坑内设置的水准点标高（设两个），测第一节管前端与后端管内底高程，以掌握第一节管子的走向趋势。测量后应与工作坑内另一水准点闭合。激光测量：用激光经纬仪安装在工作坑内，并按照管线设计的坡度和方向调整好，同时在管内装上标示牌，当顶进的管道与设计位置一致时，激光点即可射到标示牌中心，说明顶进质量无偏差，否则根据偏差量进行校正。全段顶完后，应在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，应测出错口的高差，以衡量全段高程与纵坡，高程与中心偏差应在允许值之内。（5）校正纠偏顶进纠偏操
12、作要坚持“小纠”、“勤测”、“勤纠”的工艺原则。纠偏必须遵循两个原则，一是每次纠偏量不要过大，而且要注意发展趋势。二是有高低与左右均发生偏差时，先纠高低，后纠左右。常用的方法有以下三种：、超挖纠偏法：偏差量1-2cm时，可采用此法，即在管子偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧不超挖甚至留坎，形成阻力，使管子在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到设计位置。、顶木纠偏法：偏差大于2cm，在超挖纠偏不起作用的情况下，可用圆木或方木的一端顶在管子偏向的另一侧内管壁上，另一端斜撑在垫有钢板或木板的管前土壤上，支顶牢固后，即可顶进，在顶进中配合超挖纠偏法，边顶边支。利用顶进时斜支撑分力产生的阻力，使顶管向阻力小
13、的一侧校正。、千斤顶纠偏法方法基本同顶木纠偏法，只是要顶木上用小千斤顶强行将管慢慢移位校正。5.6 卵石地段人工顶管措施5.6.1 中继间使用中继间构造：中继间外套采用Q235B=8板卷成内径1810长2000圆筒，前后用=40板做弧顶板，用=12板固定于圆筒上，内固定8个自身长940外径205，行程650的顶镐。中继间原理：解决卵石段顶管的顶力问题，主要是考虑如何克服管壁外周的摩阻力。当顶进阻力即顶管掘进迎面阻力和管壁周围摩擦阻力之和超过主千斤顶的允许总顶力或管节容许的极限压力或工作井后靠背极限反推力，无法一次达到定近距离要求时，采用中继接力顶进技术，实行分段使实施每段管道的顶力降低到允许顶
14、力范围内。采用中继间将管道分割成前后两个部分，中继间油缸工作时，后面的管段为后座，前面的管段被推向前方。中继间按先后逐个启动，管道分段顶进由此达到见效顶力的目的。采用中继接力技术后，管的顶进长度不再受后座顶力的限制，只要增加中继间的数量，就可延长顶进的长度。5.6.2注浆减摩注浆减摩是卵石段顶管施工中的一个重要环节，由于随着管子的不断推进，推力会随之增加，而降低顶进阻力最有效的方法是注入膨润土泥浆，使之在管外壁与土层之间形成一个完整的环状泥浆润滑套，变原来的干摩擦状态为液体摩擦状态，这样就可以大大地减少顶进阻力，减小地面沉降。泥浆具体成分及配比如下表：名称膨润土烧碱水 质量（kg）100352
15、4考虑采用膨润土触变泥浆进行减摩，注浆浆液是在地面注浆系统配制后，经过充分搅拌发酵，再通过液压注浆泵进入输浆总管及管节上的环形分管，压入管节上的注浆孔形成管节外围泥浆套。 注浆压力控制在0.15mpa以内，达到压力后注浆孔封堵密封。顶进施工中，减阻泥浆的应用是减少顶进阻力的重要措施。顶进时，通过工具管及混凝土管节上预留的注浆孔，向管道外壁压入一定量的减阻泥浆，在管道外围形成一个泥浆套，减少管节外壁和土层间的摩阻力，从而减小顶进时的顶力。泥浆套的好坏，直接关系到减阻效果。为了保证压浆的效果，在工具管尾部环向均匀地布置了4只压浆孔，顶进时及时进行压浆。工具管后面的3节混凝土管节上都有压浆孔，以后每
16、隔2节设置1节有压浆孔的管节。混凝土管节上的压浆孔有4只，呈90环向交叉布置。压浆总管用50mm白铁管，除工具管及随后的3节混凝土管节外，压浆总管上每隔6m装1只三通，再用压浆软管接至压浆孔处。顶进时，工具管尾部的压浆要及时，确保形成完整、有效的泥浆套。混凝土管节上的压浆孔供补压浆用，补压浆的次数及压浆量需根据施工时的具体情况而确定。由于顶进距离长，一次压浆无法到位，需要接力输送，因此在管道内共设置5个压浆接力站，平均每隔60m左右设1站。压浆接力站的作用有两个，一是运输作用；二是承担至前面压浆接力站管道部分的补压浆。施工期间要求泥浆不失水、不沉淀、不固结，既要有良好的流动性，又要有一定稠度，
17、顶进过程时要不断地观测泥浆流量，使流量控制在需用量的1.21.5倍内，随时检查泥浆是否到位，是否渗漏，并及时处理。5.7 竣工验收目测直顺、无反坡、清洁、不积水、管节无裂缝；钢筋混凝土管道内接口填料饱满、密实，且与管节接口内侧表面齐平；内套环接口应对正管缝，填料密实、均匀，每侧凹进套环边缘1-2mm；顶管中如遇塌方或超挖空隙必须进行处理。顶进管道允许偏差：序号项 目允许偏差（mm）检查频率检验方法范围点数1中线位移D150030每节管1测量并查阅测量记录2D1500503管内底高程D1500+30-40每节管1用水准仪测量4D1500+40-505相邻管间错口混凝土管d15%且不大于20每个接
18、口1用尺量6钢管2对顶接口1用尺量7相顶时管节错口30注： D为管径，d为管壁厚。5.8 路面注浆5.8.1施工原理通过压力注浆机把水泥浆由钻孔注入路基内部，通过将浆液注入土体增加路基的承载力。5.8.2 施工设备序号设备名称型号、规格单位数量1钻机SGZ-A台22高压注浆机GPB-500台63高速搅拌机ZJ-400台24泥浆搅拌机300L台25.8.3施工工艺施工工艺流程如下图所示: 施工准备 测量定位 钻孔 封 口 浆液拌制（水泥、水、水玻璃促凝剂） 开注浆机 吸浆（混合） 边注浆边提升直至路基加固标高5.8.3.1钻孔：要求保证钻孔的垂直度，钻杆钻到设计标高时提升300mm，封口，开始注
19、浆。5.8.3.2浆液制作：浆液拌制采用直径1.2m，高度0.8m的容器，按规范要求提供的配合比（水灰比0.5）拌制好浆液，浆液的比重符合要求，添加剂的按试验人员确定的参量进行添加，保证水泥浆液的配制质量。5.8.3.3开注浆机：在一切工作都做好后方可开注浆机进行注浆，注浆时先开泵加压至规定值（0.20.5Mpa）后停泵，灰浆渗入，待表压下降到规定值时再开泵加压到规定值，如此反复进行，直到压力稳定在规定范围内，在提升注浆管。注浆过程中主要通过看压力、看注浆量来判断注浆的实施效果；看压力是否过高，看注浆量是否达到设计的注入量；这个过程主要靠注浆技术人员来控制，另外还要做好注浆记录，并保证记录的真
20、实性。5.8.3.4注浆管上提：注浆管的上提一般是在压力稳定至设计值、达到注浆量时进行，所以要求上提注浆管要用力均匀、及时快速、并按一定的步距，每隔300mm提升次，提升时必须达到设计压力，压力有专人查看。 5.8.3.5清洗及文明施工：在注浆完毕后要及时清洗注浆机、搅拌机和各种管路，这是一项非常重要的工作，不能马虎。另外就是要做好现场的文明施工工作，做到工完料净场地清5.8.4技术参数 5.8.4.1钻孔 垂直度1.5%，孔位偏差5cm，软土层中孔径80mm，压密填土层中。5.8.4.2注浆材料及造浆 以42.5号普通硅酸盐水泥搅拌均匀的纯水泥悬浊液，并掺入2.0%的水玻 璃促凝剂。 注浆浆
21、液初凝时间为1-2小时，浆液注入率为20%，注浆流量控制在10L/min-15 L/min，注浆管每次上拔高度300mm。 每立方米掺入水泥量为200公斤，浆液水灰比0.5，浆液扩散半径：11.2m 注浆油压力：0.20.5Mpa 凝结时间：12h 浆液基准配比：水/水泥=0.5：1 水玻璃：2.0%按水灰比0.5:1搅拌桶内制浆,每次搅拌时间为35min，由于喷嘴孔小，应严禁杂物进入搅拌桶。为保证质量，搅拌中定时测定浆液比重。制浆水采用现场大口井内地下水，注浆用水进行检验。 5.8.5注意事项5.8.5.1由于现场大口井已经完成，大口井距泵站外壁3.5m，当注浆靠近大口井时井内水泵应连续抽水
22、，如抽出水中含注浆液时，减小压力，提升注射，避免将大口井於死，币并派专人检查出水情况。5.8.5.2当注浆高度到最后一步时，应当密切关注注浆压力，当压力稳定值设计时，应立即停止注浆，避免注浆高过刃脚，影响沉井下沉。5.8.6 质量保证措施5.8.6.1钻机就位与设计位置偏差要求小于2cm，垂直度偏差度小于1%。采取钢尺丈量和吊锤球的方法检测，满足精度要求后方可进行钻孔施工。5.8.6.2钻孔下注浆管时必须将每个接头拧紧，注浆管拔出应将注浆管随时冲洗干净，以备下次使用。5.8.6.3注浆管提升时切忌逆向转管，注浆管每次提升高度严格控制，每次提升300mm。5.8.6.4施工时严格控制各种施工参数
23、，发现问题及时汇报处理。现场施工做到及时记录、及时调整、及时汇报处理。5.8.6.5密切注意周围环境的沉降观测，若发现有较大隆起现象时，应立即停止注浆或减小压力。5.8.6.6在施工时严格遵守操作规程，严格进行质量自检。5.8.7安全保证措施5.8.7.1全体施工人员必须遵守安全生产纪律，遵守国家和企业颁发的有关安全生产规定，落实执行施工现场安全标化管理实施细节。5.8.7.2安全工作做到班班交底，分工分岗明确。做好上岗记录，每周不少于一次安全活动自检，包括上岗人员劳防用品的完好和正确使用情况，施工区域周围工作环境是否安全，各种机械设备的安全保险装置是否完好有效，各类安全技术措施的落实情况，主
24、要工具完好。5.8.7.3做好高速公路警示工作，施工时与高速公路管理部门充分结合，确保施工路段车辆通行顺畅。6 机具设备本工法使用的主要机具设备见下表：序号设备名称规格型号单位数量备 注1油泵站YBZ16-50台2配主顶镐及中继间千斤顶2主顶镐QYS320台23卷扬机5T台1出土4汽车吊30T辆1卸管、下管5发电机组50kw台1施工用电6发电机组30kw台1施工用电7水准仪S3台1测量7经纬仪台1测量8千斤顶50T台24中继间9千斤顶25T台4纠偏10电动出土小车台2出土11空压机W28台2凿岩用12气镐个4凿岩用13污水泵3寸个2排水14搅拌机台1搅拌混凝土15振动棒个1沉井制作16农用运输
25、车台4弃土外运17工程车长城皮卡台1值班18注浆泵套119鼓风机4kW HC601S台2管内通风20逃生梯个121通风专用皮管200m35022有毒气体检测仪Exiad CT6台123对讲机台47 劳动组织序号工种（职务）数量1机组长1人2顶管队长2人3技术员2人4质量员2人5安全员2人6测量工4人7顶管技工16人8 质量保证措施8.1 顶管施工前编制顶管组织设计，提交监理和业主审定才能进行施工。 8.2 顶管前，项目部向作业班组进行详细的技术交底工作，每道工序开工和员工上岗前进行简短的质量要求和技术交底，由各专业工程人员负责实施，使每个员工上岗前做到人人心中有数，以确保工程质量。 8.3摸清
26、施工沿线的地下管线的详细情况，并制定详细的技术措施。 8.4 做好施工资料管理工作，及时填写原始记录和隐蔽工程记录（含照片），及时完成竣工资料。 8.5认真做好施工计划，保证施工作业连续均衡、紧凑，从而有效可靠地控制质量，保证工程质量。 8.6 顶进过程中，应严格控制顶力在允许的范围内，并留有足够的安全系数。 8.7顶管控制在质量标准范围以内，如果在顶进过程中，发现方向失控，应该立即停止顶进，逐级上报，经研究同意后，方可以继续顶进。 8.8作好地质勘察及资料整理工作，认真编制好施工方案和通过不同土层的技术措施及纠偏措施，确保管道的顺利顶进。 8.9加强操作控制，使顶管均匀平稳，受力均匀，尽可能
27、减少顶进过程中的倾斜、偏移、扭转，防止管壁出现裂缝、变形。 8.10混凝土管吊装、对接，就位时，应注意密封环，传力衬垫和管口的完好，防止发生人为的损坏，而影响管口的密封。9 安全措施9.1 沿工作井四周设置1.2m高的固定护栏，护栏上挂安全网，工作井四周要挂相应的警示标语。9.2 挖土施工时工作井必须设置爬梯，供人员上下井用。使用的卷扬机等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置。9.3 挖出的土石方应及时运离工作井，不得堆放在工作井四周1m范围内。9.4 顶管作业人员必须佩戴安全帽。9.5 顶管施工区域沿线采用标准围蔽。9.6 严格遵循土方开挖程序，控制均匀挖土，防止发生偏位，严重倾斜或管涌等现象，
28、做好作业前和施工中的通风换气工作，每次进入管道时，保证管内通风，以免导致人身事故。9.7 吊车、起重设备由专人操作和专人指挥，统一信号，预防发生碰撞。吊车靠近工作井边坡行驶时， 加强对地基稳定性检查， 防止发生倾翻事故。吊管下工作井时，注意安全。9.8 加强机械设备维护、检查、保养。机电设备由专人操作，认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业。9.9 开挖前详细了解沿线管线资料，做好沿线管线保护措施。9.10 作业人员轮换制。每个作业人员在管内作业时间不得超过1h，避免劳动强度过大引起危险。9.11 顶进过程中，施工人员必须使用安全带，洞口必须有施工人员照应，洞内用不大于12 v照明灯照明，每
29、班作业时必须有合格的电工当班。9.12 利用轴流式抽水泵在工作井设置的集水井内进行抽水，保持井内无积水，抽水时，施工作业人员不得站立在积水范围内。9.13 采用卷扬机垂直牵引出土时， 井下不能站人，工作井上平台的作业人员出土时必须使用安全带。9.14 自制木板小车，用于放置压缩空气呼吸器和运载进管人员，并在车尾部拴上绳子，在万一发生意外的情况下由管外监护人员迅速将管内人员拉出管外进行抢救。 9.15 利用鼓风机并购买软管，用于输送空气进入管道，加强管内空气的流动和循环。工作挖掘面的工人要佩带含氧量探测仪，经常检查该处含氧量必须超过18 。 9.16 管外配备专职监护人员，密切注意入管作业人员状
30、态，每一分钟对管内人员进行呼喊，或用一条绳子每隔一定时间拉一下作业人员，在得不到安全的反馈情况下立刻采取相应应急措施。9.17 井上配备相应药品。作业前要对施工人员进行紧急救援的培训，使全体人员懂得使用呼吸器和含氧量探测仪，懂得救人步骤，并进行实地现场考核合格后才施工。9.18 在人员进管前要用含氧量探测仪进行管道内氧气浓度的探测，利用毒气探测仪进行管道有毒气体浓度的探测。9.19 电动卷扬机必须设置防冲顶装置。9.20 施工过程中使用的有关机械设备必须严格按照各机械的安全操作规程进行操作，全部用电设施必须符合施工现场临时用电安全技术规范。10 环保措施10.1 控制噪声，顶管设备施工作业、施工运输车辆特别是夜间施工所造成的对附近居民的影响，由于顶管进行连续顶进施工，采取必要的减噪措施，同时报经主管部门批准。10.2 加强环境保护，控制空气污染，对施工作业机械，运输车辆作业时所产生粉尘进行控制，并定期对施工现场周围地面进行淋水，减少灰尘对周围环境的污染，同时做好对城市绿化、地下管线、地下文物的保护。 10.3 保持每天24 小时对工地区域进行维护、清扫。工地范围与各主要通道加强照明设施，保证车辆司机、行人能充分看清路况、警示标志以及施工围栏。10.4 当天的余泥尽量当天运走，避免污染环境。
