上海桃浦西路φ2400曲线顶管施工方案(刘金奇).doc

1、桃浦西路（真北路泵站）道路积水改善工程桃浦西路（真北路泵站）道路积水改善工程2400曲线段顶管施工方案编制：审核：编制单位：上海盛鑫建设工程有限公司2013年4月23日目 录一、工程概况1、工程概况2、曲线段顶管设计平面图二、地质资料三、曲线顶管基本工艺3.1基本施工工序 3。2出洞前准备阶段 3。3 出洞及正常顶进阶段 3。4后期收尾工作3。5顶力理论计算 3。6中继间应用以及计算布置 3.7管材与接口 3。8减磨注浆3。9 沉降控制 3.10施工紧急预案3。11顶管质量四、曲线段顶管轴线调整及测量 4。1轴线调整以及管材选用4。2管子接口缝隙差的计算4.3顶进时设计轴线和高程的测量五、顶管

2、工程技术措施 5。1顶管泥水系统 5.2管内动力电及照明电 5.3顶管通讯、监控 5。4顶管通风 5.5顶管施工管理附表:1. 主要机械设备及仪器表 2。 管理网络3。施工进度计划表(附表)备注：鉴于4#井未动工只排1-3顶管段一、工程概况：1、工程概况桃浦西路（真北路泵站)道路积水改善工程，主要是解决雨季时道路路面积水问题,本工程位于现有桃浦河路西侧，南起真北路，北至现有的真南雨水泵站，全长约1.10km。本工程全线设置路面雨水收集管和雨水南总管。路面雨水收集管采用开槽埋管施工，雨水南总管采取顶管工艺施工。本工程重点为43顶管段，该段顶管顶进距离偏长，轴线样式复杂，需绕开的以往顶管井较多。4

3、3#井管线情况如下:障碍物管道里程与障碍物间距备注污18工法井有H型钢89。5m2。505m需绕开污17#工法井有H型钢220.92m2。2m需绕开污16沉井及小桥驳岸320。58m3。69m需绕开勤丰桥桥桩360.73m1。78m从中间穿过污15#工法井有H型钢452.47m1.8m需绕开由以上得知本段顶管所需穿越或绕过的障碍物较多,所以原污16#-污18井的位置准确性也相当重要.顶管管道设计概览：顶管段管道标高顶管轴线样式轴线总长度备注2#-1#-2。873。13直线+曲线+直线260m2#-3#7.707.60直线101m4-3#7.48-7。60直线+曲线+曲线+直线460m4#-5#

4、-3。22。5曲线+直线+曲线149m调整后工作井和接收井设计坐标1X=5003.586Y=-7649。631接收井2#X=4746。146Y=7666。700工作井3#X=4644。471Y=-7672.322接收井4X=4216。810Y=7497.638工作井不调整需拔3根桩5X=4098。1975Y=-7448.1243接收井由于该工程处于交通繁忙路段,道路狭小，还有附近居民比较集中，施工场地狭小，施工设备多,受环境的影响将会带给施工许多不便。 本着确保桃浦西路（真北路泵站）道路积水改善工程达到业主质量标准的要求,同时尽量减少施工对该地段的影响，加快施工进度，争取早日完成本工程。我们将

5、在工程全过程施工中,充分依靠和运用我公司在顶管施工优势和经验，选择合理、最优化的施工组织设计；选择资深的项目管理人员和技术人员参与本工程施工；在施工管理中充分发挥广大工程技术人员和管理人员的聪明才智和积极性，以领先的技术为龙头,建立完善的质量体系,齐心协力完成本工程的建设任务。在施工准备阶段，我们将和业主共同创造条件,尽早落实施工前期的准备，为工程施工创造有利条件。我公司将指派富有处理、协调前期、精通顶管技术的同志专门组成本工程的前期工作组。在施工前做好前期工作确保工程顺利开展。2、 曲线顶管段管道设计平面图 （附图13）二、地质资料:1、工程地质：地基自上而下为第层填土、第层褐黄灰黄色粉质粘

6、土、第层灰色淤泥质粉质粘土、第T层灰色砂质粉土、第层灰色淤泥质粘土、第1层灰色粘土、第1t层灰色砂质粉土、第2层灰色砂质粉土、第3层灰色砂质粘土、第层暗绿草黄色粉质粉土、第层灰黄灰色粉质粉土。本标段所处的地质分别为第T层灰色砂质粉土和第层灰色淤泥质粘土。顶管覆土层分别约为45m.910m。三、曲线顶管基本工艺1、基本施工工序 2、出洞前准备阶段本阶段工作包括：吊车就位，顶管设备进场，洞口止水装置安装，轴线放样，立后靠背，工作坑导轨、主顶油缸组测量安装就位,泥水系统安装就位、操纵平台搭建。电气控制线路布置、储水箱及泥水泵安装就位、压浆系统及其管道安装就位、顶管机头下井就位、各部分设备调试运行、联

7、机总调试、触变泥浆搅拌储存，洞外土体加固等工作。3、出洞及正常顶进阶段顶管机头下井调试正常后，将止水板、止水环安装在预埋筒上,迅速凿开预留口封门，顶管机头随即闷进洞口。为防止机头进洞时将橡胶止水板撕裂，预先在橡胶止水板上涂抹黄油。转接油管、电缆及泥水管后继续顶进。油缸顶到位后，拆除泥水管和电缆，第一节管子下井,设备段与第一节砼管合拢，接通泥水管和电缆继续顶进。重复上述步骤,直至安装中继间。在顶进过程中每顶一节管子对顶进轴线作一到二次测量,确定纠偏的角度方向和时机；并对机头前10米，后20米的地面沉降监测点作一测量，以便当班施工人员能及时采取相应措施,控制沉降幅度。当管节顶到位后,由于土体压力较

8、大，主顶油缸缩回时管节可能后退。这种情况下，可先将管节后端的钢套环与预留口止水板采用钢筋搭接。整个顶进过程中须在压浆孔向管壁外注入触变泥浆,以便顶进的定量定点压浆，减小顶进时管外壁与土体的摩阻力，填充扰动土中空隙，减小地面沉降。严格执行班长交接班一小时衔接制度，交待上班各类情况，共同观察工作现状，以保证全顶程的连续无间断。4、后期收尾工作本工程后期收尾工作：出洞口井壁与砼管节间连接，压浆。机坑内千斤顶支架、后座顶铁、至顶千斤顶、导轨等设备拆除。管道内钢壳中继环的前环、后环、替顶环割除后用钢板封焊缝隙并 除锈，焊钢筋网片，灌细石砼。管道清洗拆除进排风机、风管。管内变压器，电缆，电线，照明灯具.管

9、节与管节之间环缝用聚硫密封膏嵌缝，压浆管口用M10砂浆抹平。5、顶力理论计算（4#-3）按2400顶管长度450m计算：.顶力：FF1+F2+F3式中F-总推力 Fl正面阻力 F2-机头摩阻力 F3-顶进阻力F1D2P设/4 式中:P设正面土压力D-管外径2.88m L1-机头长度3。85mP主0Htg2（45-/2）5。858tm2P被0Htg2(45+/2）11.817tm2式中0浮容重，取0。8tm3H-地面至掘进机中心的厚度，取最大值10.4m等代摩擦角，此处取10.P设=2/3（P被 P主）+ P主=7。878tF13。142.882*6。617/4=51。294tF2=F*(K(P

10、v+Ph)DL+W)式中：F2-无采取注浆工艺的机头外壁与土层间的摩擦力Pv管顶以上土压力Pv=H=18。72t/ m2土的容重，取1。8 tm3H-管顶的覆土厚度Ph-管壁上土的侧向水平压力Ph=Pv*tg2（45/2）=13。181t /m2等代摩擦角,此处取10D顶管机外径2。90L机头长度3。85W机头自重29tF管壁与土层的摩擦系数，根据土的类别和不同含水量取用，此处取0。6K系数。当管道位于潮湿或复杂的土层时，取K=0.2F260tF3D fL 式中：f-管节浮在浆套中的摩阻力，取0.6tm2L-顶距450m（减掉机头长度）F32458t即每顶进lm顶力增加5。42t。因此，总推力

11、F51+60+24582569（t)6、中继环应用以及计算布置根据以往施工的经验，在(4-3)顶管段中采用钢制中继环，每只中继环的长度为1.3M，拟选用3套中继环。中继环安装时间相当重要，主要视顶力的上升速度而定.由于管道顶进时,常会发生一些不可预见的因素，如土质变化，漏水，纠偏角度太大，触变泥浆套遭到破坏，停顶时间过长等，都会造成顶力急剧上升,必要时启动待用的中继环。因此，顶进过程中必须加强监测，发现问题及时研究解决，以免贻误中继环的安放时间,造成不必要的麻烦。如遇到重大问题,会同监理、业主及有关专家，共同解决.初步确定中继间安放在距切土口位置:98M+222M+346M.具体视土质与顶力情

12、况增减设置。中继间布置距离计算如下：顶管工作井的设计允许最大顶力为700吨，中继环设计允许顶力为1000吨，贯通本段的顶力为2726吨。一般顶力不可用足，根据本段顶管管道所处位置的具体土质情况,将本段顶管的主顶顶力按允许顶力的80%计算,中继环顶力按允许顶力的70%计算，即：主顶控制顶力： F主顶=70080=560吨中继环控制顶力：F=100070%=700吨主顶（此时用主顶油缸推进管道和机头)f为平均每米的顶力:f=2726吨485米=5。62吨F主顶= fL560吨5。62L100m+60-80+60-80管节错口偏差15mm15mm外观标准: 管节无碎裂、内腰箍不渗漏，橡胶圈不脱出四、

13、曲线顶管测量1。轴线调整以及管材选用依据设计图关于顶管段43#的具体实施有以下几点建议。4-3#顶管段本段顶管在设计图纸时为曲线顶管，由4#工作井顶至3接收井，调整后的轴线曲率半径分别r=784。38；r=1155.57，根据以往施工经验曲线顶管的通病都是纠偏不到位和管接口缝较大，容易产生漏水漏浆。在顶管中需加设纠偏辅助管，这样来缓和急曲线顶管所带来的纠偏不到位。针对不利因素提出以下建议：、调整前面一段曲线的管节长度根据曲率半径367M和管节长度为2m计算出管接口张缝达到0.015m，管缝偏大;容易产生许多不利因素;故将管节长度调整为1.5m，计算出管接口缝为0。011m，管缝比较合理.根据以

14、上两组计算则建议在本段顶管时前面一段130米曲线选用管长为1。5米的2400管材。、在管材生产过程中，适当加长钢套环接口的长度2。管子接口缝隙差的计算(见下图）S=D*L/R S-缝隙差 D-外管径 L-管子长度 R-曲率半径对于R=367。501m（4-6#）顶管段S=（1.5/367.501m)2。88m=0.011m通过接缝计算,可以得知，对于R=337.7m，管口的转角公式(1.5/367.501)*（180/3.14）=00 142”由管节缝隙计算和F型管接口图可知，曲线段的管子接口密封性能是可靠的。但在实际施工中，还必须严格把关。如果顶管在曲线段的管子接口缝隙失控、契形胶带跑出钢套

15、环外、那么管管接口密封失效，后果不堪设想，应引起高度重视。解决办法是在前8节管子都用拉杆加以限制，成品管上的预埋件采用整环内钢环,锚固件选用835带钢,要确保拉杆的可靠性。3 、顶进时设计曲线线和高程的测量本标段有三段曲线。曲率半径分别为:R=1000m。L=132.5415 （2-1）；R=784.3857m。L=167.555 (4#-3#）R=1155.572m.L=160.529 （4#-3#）R=674.6223m.L=114.738 （4-5）顶管施工的测量难度较大，为保证管道按设计轴线建造，并确保每段顶管准确贯通，依据甲方提供的控制点和水准点.本标段顶管施工测量程序如下。根据图纸

16、计算出曲线上每2m一个点的坐标(x。y)值。直线上每10m一个。根据坐标控制点放样出所计算的.设计轴线的现场点位。在顶管施工之前，必须严密测定工作井和接收井预留洞口中心坐标的(x.y。H）.两井若有移位将和有关部门协调。以做适当调整顶进导轨安装完毕后。井底板位置做一强制归心控制点.用全站仪测出其点的（x.y.H)。洞门上方也做一点测出其点的（x。y.H）。以备顶进测量时做后视点工具头进洞前20米尤为关键.我们将一米一测。测出机头中心靶的（x.y.H)。正常顶进后我们将一节管一测。当管道变长时工具头到工作坑则不能通视.我们将在管道内加站.直至与工具头通视。测出其（x.y.H）.再与设计坐标和高程

17、相对比。判断出工具头偏离轴线数据.与设计标高对比判断出现在的工具头正负多少.周而复始.直至工具头顺利到达接受井.人工定期对工作井进行变形观测。在顶进过程中每隔50m我们将对工作井内所有控制点和水准点进行复测. 若发现有变化，则应重新测定（x。y.H）,以确保顶管准确贯通。顶进轴线与设计相符合。五、顶管工程技术措施1、顶管泥水系统管节顶进过程中,进水与出水是控制顶进速度的关键,进水系统与出水系统都需要达到一定的压力以保证机头内外水土压力平衡。以一定水压、流速流量，将切削下来的泥块在泥水舱内搅拌成泥浆,并将其携送至地面废浆沉淀池。废浆经沉淀池沉淀后用水泵抽回储水箱循环利用.在长距离顶管中，由于水泵

18、输送距离超过200多米，提升高度超过12m，易产生压力不足.针对这种现象在尾水输送管顶管中将增设二台排泥接力泵.排泥接力泵设置在离工具头50米、280米处，以满足进水压力和泥水输送要求.顶管工作井内设置一台22KW渣浆泵，此类大功率渣浆泵能将泥水提升至15米高度，足以满足从工作井内将泥水输送至地面沉淀池的要求.2、管内动力电及照明电管内动力电采用380V常压输电。请有关部门与供电部门协商提高专供变压器的输出电压,以防止电压降低引起设备过载运行。顶管管道内配置一条75mm2的动力电缆,专供顶管机头刀盘马达、机内油泵车、中继间油泵车、压浆泵、水泵等用电。 照明采用36V安全电压，管道内每12米安装

19、一个行灯，每300米放设一个变压器提供36V电源升压，每只变压器连接25只行灯进行照明。工作井位置设置三盏1000瓦卤素灯供晚上顶管及管材吊放时照明。3、长距离顶管通讯、监控(4#3#)顶管段长距离顶进必须保证信息交换渠道的畅通，同时对施工操作人员要进行监护，防止发生安全事故,因此需要设置通讯、监控系统。通讯采用数字程控交换机,各联络点之间可以通过电话联系，由于管道内空气潮湿,应使用防潮、防爆的矿用电话机,以保证通话安全畅通。监控采用了一台监视器，对工具管仪表盘、光靶进行监控。这样地面人员能及时了解施工情况,发生问题可以及时解决。为了解决传输信号长距离输送衰减的问题,将信号通过放大器放大后再送

20、上地面，保证图像清晰。4、长距离顶管通风(4#-3#)顶管段为了改善管道内的工作环境,施工时对管道进行强制通风，由地面空压机提供的经过滤清、除湿、降温的新鲜空气通过100mm进气管送到顶管机头，并在通风管道上100M、250M三处开设排风孔，管道内一氧化碳、二氧化碳、阿玛尼亚气等有害浑浊气体及微粒由轴流鼓风机排放出管道外。管道内放置有害气体检测仪和防毒面具，派专人巡视检测有害气体，一旦有害气体超标，当即戴上防毒面具撤离。5、长距离顶管施工管理（4#3）顶管段由于长距离顶管技术复杂、难度较大，不可预见因素较多，因此加强施工管理是确保顶管成功的重要环节。1）。 砼管节的吊装、对接、就位时应确保密封

21、圈、传力衬垫板和管口的完整，严禁使用不合格的管节。2）。 顶进施工中应随时观察顶进轴线和设计轴线的偏差,做到”勤测勤纠，并随着顶进距离的增长做好管内测站的测量,在工具管出洞后20米更应注意轴线的精度.3）。 土压力的设定和排土量及顶进速度的控制,是长距离顶管成功的关键。土压力的设定应根据施工地质状况、地下水位高低、管道埋深等因素初步设定，并根据施工实际情况和地表沉降的实测结果随时进行调整。4）. 采用膨润土泥浆减摩时，对膨润土的产地、质量、泥浆配比要严格控制，泥浆的注入量、注浆压力等技术参数，应根据施工地质状况的不同做相应调整。5). 顶进时尽量做到全断面出土，严禁在挤压状态下顶进，防止管道周

22、围土体的反弹，破坏马路通道。6). 做好顶进速度、顶力、土压力、轴线偏差和沉降量变化等原始数据的记录、收集、整理工作,供施工管理人员分析预测施工中可能发生的问题，便于及时采取相应的技术措施。7）。 所有施工人员配备胸卡及反光背心，施工人员下井进入管道前必须穿好反光背心，并将胸卡挂在井内的进入管道施工人员牌上。主要机械设备及仪器表序号设备名称规格型号数量状况备注12400泥水平衡顶管机头1套良好2双（单)冲程等推力油缸200T6只良好3130T汽车吊1台良好下机头至井内425T汽车吊1台良好下管材至井内5液压动力站4套良好3套中继间6注浆管路设备1套良好7泥水管路设备1套良好8通风管路设备1套良好9液压注浆泵SYB50/502台良好10电焊机交流2台良好11渣浆泵22KW2台良好12管道泵15KW3台良好13空压机0。9M31套良好14激光经纬仪JDJ21台良好15全站仪托普康1台良好16水准仪SZ31台良好顶管技术质量管理网络负责人黄恝施工测量材料资料高伟祥刘金奇黄仙鹤刘益文文明施工管理网络负责人 杨德爱现场措施施工安全工地卫生内业资料杨磊黄仙鹤董云水刘益文安全生产管理网络负责人 黄仙鹤现场机具用电三防内业杨德爱杨少锋漏永祥顾乃同刘益文19