中口径顶管施工组织设计概况样本.doc

目       录
一、工程概况
二、泥水平衡顶管机头配套设备选择及人员安排
三、测量
四、顶管注浆
五、顶管施工工艺步骤
六、工具管进出洞口技术方案
七、推力理论计算
八、建筑物及轴线上方管线沉降控制及保护方法
九、顶管施工质量控制
十、安全文明施工方法 
一、工程概况
1．施工概况
本标段顶管平行于内环路顶进，由-----------顶至-----------。全长---------------米。
穿越地层为含泥量约5%沙层，地下水位较高，顶管施工时刻控制好土压力改变，并对应调整推进压力，一直使其处于平衡状态顶进施工；尤其要控制好穿越砂土地层施工，该地层易发生砂土液化，所以，要控制好地面沉降施工。
本段顶管管径为：Φ1350
本段顶管机头采取MEP1350泥水平衡机头
1、顶管施工周期
泥水平衡顶管施工推进速度按30m/天考虑；

二、泥水平衡顶管机头、配套设备选择
1、泥水平衡顶管机选择
依据此土质，我企业拟采取日产伊势机企业MEP型泥水平衡顶管机头。该机种刀盘可依据前方土压力改变自动伸缩，伸缩同时进泥量也可随之改变。使前方平衡土压力一直保持定值，该机种是现在平衡土压力最正确顶管机，可确保地面沉降量最小。
（1）、施工原理：
当掘进机正常工作时，进排泥阀均打开，而机内旁通阀则关闭。泥水从进泥管经过进排泥阀门而进入掘进机泥水仓里。而泥水仓里泥水则经过由排泥管道排出，只要调整好进、排泥水流量，就能够使掘进机泥水仓中建立一定压力。
（2）、特点
A、  泥水平衡顶管机特点是含有双重平衡功效，即其全断面大刀盘能自动平衡顶进正面土体土压力，同时，经过对泥水室进行泥水加压，又能平衡地下水压力。
B、  另外，本机还装有主顶速度检测仪、倾斜仪等可对顶进速度、机头旋转、水平倾角自动进行测量。
C、  机头内刀盘后部装有液压检测土压力感应装置，随时监测正面土压力，当土压力变小时可提升顶速。土压力变大时则降低顶速，使土压力一直保持定值。平衡正面土压力，从而达成避免前方土体塌陷而造成地面沉降。
D、  机头顶进时在刀盘和前方土体之间可形成一层泥膜，可达成稳定前方土体效果可使顶进面一直处于平衡最好状态，有效地控制地表沉降于20mm以内。
（3）、和其它型式顶管方法相比泥水式顶管含有以下优点：
a. 适用地质范围较广，如碰到地下水位较高和地质改变范围大土质条件，它全部能适用。
b. 可保持挖掘面相对稳定，对周围土层影响较小，施工后地面沉降极小。
c. 和其它类型机种相比，泥水顶管推力较小，最适宜于长距离顶管。
d. 工作坑内作业环境很好，作业比较安全。因为采取泥水输送弃土，没有吊土、搬运土方等较易发生危险作业。能够在大气常压下作业。如挖掘面稳定，不会造成地面沉降而影响交通及多种公用管线安全。
e. 因为能够连续出土，所以大大提升了推进速度。

2、 配套设备介绍：
（1）、进排泥泵   
我们选择不仅能泵送清水，而且泵送r=1.3以下离心泵作为进排泥泵。
（2）、基坑旁通
基坑旁通可改变泥水循环方向，预防管内堵塞。
（3）、泥水管路系统，包含泥水钢管、泥水软管、手动明杆式闸阀、流量系统、隔膜式压力表等。
3，         顶管动力、照明配套
（1）、顶管动力配套

序号
设备名称
数量
总功率（kw/h）
1
刀盘电机
2
35
2
送、排泥泵电机
3
90
3
纠偏油泵电机
1
0.75
4
后方顶液压动力站电机
1
30
5
 注浆泵电机
1
3
6
潜水泵
2
15
7
电焊机
1
15
8

累计
188.75
 （注：以上所列设备，并不全部是同时开启。）
动力电缆设置：管内设置一路电缆，按其配套动力负载功率，选择电缆规格，供电采取TN-S方法，三相五线制移动电缆装接。为预防长距离以后电压降问题，所以在中间设置升压变压器增压，同时放大电缆截面，以降低电阻，电缆接头采取电缆接头箱。

2， 人员安排计划
机头控制                 2人
测量工                   2人
注浆工                   2人
电工                     2人
电焊工                   2人
辅助工                   6人
累计                     16人
3、 管子和接口
（1）、管子
依据设计要求,采取“F”型钢承口式钢筋砼管，接口采取挈形橡胶密封圈。
（2）、管材和接口验收
选择优良管材并处理好管子接口对顶管施工是十分关键。对于成套管材，要按相关规范对管材作现场检验验收，如发觉不合格品果断给予退回。
（3）、施工期间复验
施工前再次检验管子接头槽口尺寸，橡胶圈和衬垫板外观和质地。确定合格后可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无侵蚀性润滑材料以降低摩阻力。承插接管时加力要均匀，应确保橡胶圈不移位，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，并和管口抹成一个光滑渐变面。 
三、测量放样
1、顶管工程测量工作是整个顶管工程质量关键，它实施好坏将直接影响到管线线形平顺，甚至影响到顶管顺利贯通，所以需精心实施，确保无误。
2、本工程测量包含高程测量和左右偏差测量两部分。
3、高程测量较简单，在地面上把永久性水准引测至井边，经过垂直吊钢尺引测至井下，设临时水准点，再在管道内架设水准仪测至机关内标靶，即可知道机头高程偏差。此水准还可从机头测出来，闭合差按二级水准控制。
4、 左右偏差测量可在后座设一激光经纬仪，在满足通视条件下，直接看机头内标靶就可知道左右偏差。
5、 依据接收井预留井间隙，考虑到沉井土建施工存在误差，机头操作也存在误差，我们把管道内导线测量误差控制在±25mm。导线测量测回数定为一测回，必需时增加测回数。

四．顶管注浆
顶力控制关键是最大程度地降低顶进阻力，而降低顶进阻力最有效方法是进行注浆。注浆使管周外壁形成泥浆润滑套，从而降低了顶进时摩阻力，我们在注浆时做到以下几点：
（1）、选择优质触变泥浆材料，对膨润土取样测试。关键指标为造浆率、失水量和动塑比。
（2）、在管子上预埋压浆孔，压浆孔设置要有利于浆套形成。
（3）、 膨润土贮藏及浆液配制、搅拌、膨胀时间，听取供给商提议但全部必需根据规范进行。通常性能见下表：
膨润土
纯碱
掺加药剂
漏斗粘度
视粘度CP
失水量ml
终应力
比重
稳定性
8%
4‰
Cmc、PHP
1′19″2
21
12.6
80
1.048
0—0.001
     以上仅为一般配方，我企业另有依据数年实践经验及几十次试验而研制独特配方，能够使顶进时摩阻力最低降到0.25t/m2，能够大大减小顶进阻力。
（4）、压浆方法要以同时注浆为主，补浆为辅。在顶进过程中，要常常检验各推进段浆液形成情况。
（5）、注浆设备和管路要可靠，含有足够耐压和良好密封性能。在注浆孔中设置一个单向阀，使浆液管外土不能倒灌而堵塞注浆孔，从而影响注浆效果。
（6）、注浆工艺由专员负责，质量员定时检验。
（7）、注浆泵选择脉动小螺杆泵，流量和顶进速度对应配。
 五、泥水平衡顶管施工工艺步骤图

六、工具管进出洞口技术方案
（1）、为预防掘进机出洞时产生叩头现象，能够采取延伸导轨，并将前三节钢砼管和机头做成钢性联接。
（2）、为使进出洞口顶进过程中不发生泥水流失，在进出洞口里安装橡胶止水法兰。
（3）、进洞方法：
A、作好进洞前准备工作，包含人员设备；
B、        机头进洞后，立即将和机头连接管子分离，机头立即吊出井外；并抓紧处理井内泥浆和进行洞口封门止水。
C、       机头进洞后止水工作抓紧作好，洞口处土体流失、管子沉降等现象就不会发生，也是确保顶管质量关键。
（4）、出洞方法施：
D、作好进洞前准备工作，包含人员设备；
E、        机头进洞后，立即将和机头连接管子分离，机头立即吊出井外；并抓紧处理井内泥浆和进行洞口封门止水。
F、        机头进洞后止水工作抓紧作好，洞口处土体流失、管子沉降等现象就不会发生，也是确保顶管质量关键。

七，推进理论计算（按最长段80米计算）
     F=F1+F2
    其中F—总推力
        F1—迎面阻力    F2—顶进阻力 
F1=π/4*D2*P（D—管外径1.70m   P—控制土压力） 
    P=KO*γ*HO
   式中KO--静止土压力系数，通常取0.9
        HO--地面至掘进机中心厚度，取平均值5m
        γ--土湿重量，取2.5t/m3
    P=0.9*2.5*5=11.25t/m2
    F1=3.14/4*1.702*11.25=25.5T
F2=πD*f*L    式中:f—注浆后管外表面综合摩阻力系数,取1.5t/m2
D—管外径   D=1.7m  
 L—顶距     L=80m
F2=3.14*1.7*1.5*80=427.04T
所以，总推力F=25.5+427.04=452.54T
    依据计算，该段顶管最大顶力为452.54T，大于工作坑所能承受设计许可顶力，所以，需设中继间进行接力顶进。此段顶管拟在机头后部安放一只中继间，距机头40米，即可满足施工顶力要求。

八、建筑物及轴线上方管线沉降控制及保护方法
     为了确保在施工中做到对环境充足保护，我们将从以下几方面采取方法，来控制沉降，确保管线和房屋安全。

此次施工我们选择封闭式泥水平衡机头Ф1350泥水平衡顶管机。在顶管作业时，可经过操作台控制顶速，使迎面土压力保持在主动土压力和被动土压力之间，在0点周围一小段，在通常情况下，土压力可按实际情况控制在P±20KPA范围，地面沉降可控制在1cm以下。
依据我企业过去经验，在顶进过程中，控制好顶进压力、注浆量、推进速度，和控制好轴线测量工作，作到勤纠勤测，精心操作，精心施工，沉降量能够做到0.5cm以内,这么可有效控制沉降，达成预期控制目标，确保管线和建筑物安全。
九、顶管施工质量控制
顶管施工质量控制
项目
许可偏差
钢筋砼管最大偏角
0.5°
管线轴线偏差
L ≥70M
50MM
标高偏差
L ≥70M
+30～-40
相邻管节错口
≤ 15MM无碎裂
接口抗渗试验应达
0.11MPa
内腰箍不渗漏，橡胶止水圈不脱出

顶进过程中地面沉降控制范围
项目
许可改变范围（MM）
地面隆起最大极限
+30
地面沉降最大极限
-30

顶管在纠偏过程中，应勤测量，多微调，每项纠偏角度应保持10´～20´，不得大于1°

十、安全文明施工方法
严格根据企业制订相关安全、文明施工方法实施。
（1）    施工现场建立安全网络，设置专职安全员每七天进行一次安全检验，分析研究安全生产。
（2）    建立安全生产责任制，做到安全工作责任到人。
（3）    建立健全班前安全技术交底制度，建立安全奖惩制度。
（4）    开展安全检验活动，对查出安全隐患，必需定人定时定方法整改，使安全工作横向到边，纵向到底。
（5）    加强电器安全检验，现场电气设备严格实施接地和三相四线制，电动机械及电动工具设置漏电开关。
（6）    加强吊装作业安全，吊车垂直运输不得用“一点吊”，严格实施“十不吊”规程。
（7）    施工现场实施全封闭隔离，井边上设置安全护栏，上下扶梯必需设置扶手，严禁井上下抛物品。
（8）    夜间施工增加照明，安放红灯示警。
（9）    搞好环境卫生，排水通畅，泥浆不得泄入下水道。
（10）夜间施工尽可能降低躁声。