顶管施工组织设计404标41 41页

'青草沙水源地原水工程南汇支线工程C4标顶管施工组织设计编制人：刘伟刚审核人：厉响明上海建工桥隧筑港工程有限公司青草沙原水工程C4标项目经理部2011年8月25日 目录一、工程概况----------------------------------31地理位置、周边环境----------------------------32主要工作内容概况------------------------------33工程地质水文概况------------------------------54工程相关单位----------------------------------65编制依据-------------------------------------6二、难点以及对策-------------------------------71、顶管时的纠偏--------------------------------72、长距离顶管顶力过大、中继环较多---------------7三、施工方法------------------------------------81工程量分布及工期安排-------------------------82现场平面布置和交通组织------------------------83设备选用和施工工作原理------------------------94顶力计算-------------------------------------125顶管出洞技术---------------------------------146拼管、焊接、防腐-----------------------------157触变泥浆减阻措施-----------------------------188洞口止水处理---------------------------------229顶进测量-------------------------------------2310通风----------------------------------------2711后座----------------------------------------2812中继环顶进及闭环焊接------------------------2813用电、通讯和照明---------------------------3114进洞及后期收尾阶段--------------------------3215地表沉降控制措施----------------------------33四、施工进度计划---------------------------------34五、劳动力计划安排-------------------------------34六、质量保证措施-------------------------------34七、安全保证措施-------------------------------37八、应急措施-------------------------------------38九、附图 一、工程概况1、地理位置、周边环境本工程为青草沙南汇支线工程（QNZ－C4标），南汇支线工程是青草沙水源地原水工程陆域输水系统的重要组成部分，承担着向川沙水厂、航头水厂、惠南水厂输送青草沙原水的重任。南汇支线工程全线共分12个标段，本工程为4标段管道、顶管井以及附属工程的总承包施工。本工程设计规模为28万m3/d，工程内容为2根DN2000钢管，全线采用顶管施工工艺，两根管道主要敷设在道路绿化带内。2、主要工作内容概况本标段（QNZ-C4）施工主要内容可分为为：A20（唐丰路—环龙路）之间管段，线路长3576.07m，顶管长度约7152.14m，工作井有5座，接收井有4座，沿线顶管井内设有单向补压塔井、阀门井以及排气排水井等附属设施。J21~J20：DN2000钢管，长度为386米J21~J23:DN2000钢管，长度为1050米J24~J23:DN2000钢管，长度为148米J24~J25:DN2000钢管，长度为118米J26~J25:DN2000钢管，长度为118米J27~J26:DN2000钢管，长度为150米J27~J28:DN2000钢管，长度为166米J29~J28:DN2000钢管，长度为608米J29~J30:DN2000钢管，长度为834米 1、 1、工程地质水文概况（1）、概述上海位于长江三角洲入海口东南前缘，属三角洲冲积平原，地貌形态较单一。拟建场地位于上海市浦东新区A20东侧，地貌类型属于滨海平原，拟建管道沿线一般位于已有道路绿化带内，地势平坦，且沿线有明浜及建筑物分布，沿线地势由一定起伏，勘察期间测得所经地区地面标高一般在3.8--4.9m之间。根据勘探资料揭露，拟建原水管线沿线穿过淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土、粘质粉土夹淤泥质粉质粘土，一般呈水平层理分布。经勘察查明，在本工程范围内的地基土属第四纪全新世Q34～上更新世Q23的沉积层，主要由填土、粉土、淤泥质土、粘性土等组成。根据沉积时代、成因类型及其土性可划分8个主要层次，其中①、③、⑤、⑦层各分为若干亚层。具体为：①1层杂填土（夹建筑垃圾）、①2层淤泥、②1层褐黄～灰黄色粉质粘土、③1层灰色淤泥质粉质粘土、③夹层灰色粘质粉土夹淤泥质粉质粘土、③2层灰色粘质粉土、④层灰色淤泥质粘土、⑤1-1层灰色粘土、⑤1-2层灰色粉质粘土、⑤2层灰色粘质粉土、⑤3层灰色粉质粘土夹砂、⑥层暗绿～草黄色粉质粘土、⑦1层草黄色砂质粉土、⑦2层灰色粉砂、⑧1层灰色粉质粘土。具体土层分布情况详见勘察报告中的《地层特性表》。（2）、水文地质场地浅部土层主要为粘性土，在埋深5m左右有一层粉性土分布，地段地表水与地下水水力联系不密切，但在雨天有瞬间汇流。对本工程基础设计及施工有直接影响的主要为浅部土层的潜水，其补给来源主要为大气降水、江水渗流与地表径流，排泄方式以蒸发消耗为主。潜水位埋深随季节、气候、潮汛等因素而有所变化。勘察期间测得钻孔中地下水稳定水位埋深约0.40～2.60m ，相应水位为1.90～5.10m。潜水对本工程基坑开挖影响较大，开挖时应做好降排水工作。拟建场地浅部有③夹层粘质粉土夹淤泥质粉质粘土、③2层粘质粉土及⑤2层粘质粉土微承压水分布，深部有⑦1、⑦2粉（砂）土承压水分布，⑦1、⑦2属于同一水文地质层，③夹、③2层连通，系同一水文地质层，⑤2层为古河道沉积区微承压水含水层。根据上海市长期观测资料，承压水水头高度一般均低于潜水位，水头埋深一般为3.0～11.0m，随季节呈周期性变化。（3）、不良地质工程评价A沿线场地填土厚度一般为0.2~2.0m，局部较厚达5.6m，夹碎砖、石子等建筑垃圾以及植物根茎等，土性不均，结构性差，为本工程的不良地基土，会给基坑开挖造成一定障碍，施工时应注意防止坍塌。B拟建场地属软弱场地土，场地类别为IV类，属对建筑抗震不利地段，勘察资料表明，在20m深度范围内无成层饱和砂质粉土和砂土，故本场地在抗震设防烈度为7度时，可不考虑地基土地震液化影响。1、与本工程相关的主要单位建设单位：上海青草沙投资建设发展有限公司设计单位：上海市政工程设计研究总院监理单位：上海上咨建设工程咨询有限公司施工单位：上海建工桥隧筑港工程有限公司2、编制依据给水排水工程顶管技术规程（CECS.246:2008）地基处理技术规范（DBJ08-40-94）市政地下工程施工质量验收规范（DGJ08-236-2006）给排水管道工程施工及验收规范（GB-50268－2008） 现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范（GB50236-98）钢制管道对接环焊缝超声波探伤方法和检验结果的分级（GB/T15830-1995）钢融化焊对接接头射线照相和质量分级（GB/T3323－2005）工业金属管道工程施工及验收规范（GB50235－97）涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级（GB8923－88）熔融结合环氧粉末涂料的防腐蚀涂装（GB/T18593-2001）一、难点以及对策1、顶管时的纠偏顶管时，承插式管能顺着洞穴前进，但钢管的前进方向不一定与洞穴方向完全一致，这就是钢管纠偏困难的原因。要使钢管改变方向和实现纠偏，首先要在顶管机纠偏段形成足够的纠偏土压力，对钢管形成纠偏弯矩，迫使钢管弯曲。2、长距离顶管顶力过大，中继环使用多，对保证质量、进度造成很大的困难长距离顶管顶力过大，中继环使用多，对质量、进度造成很大的影响，对此，我们的对策：（1）、管道顶进要顺直（2）、强化补浆，减少管壁摩擦力如CECS-246:2008（指挥部发的给水排水工程顶管技术规程）指出，我们目前顶管减阻的基本措施是扩孔，工具头刀盘扩孔半径增加0.5cm左右，工具管尾端注浆环扩孔半径增加到3cm，工具管后预留注浆孔，具体如下： J21~J20：386米，计44节，第1~10节，每节置孔，第11~30节，每2节置孔，第31~44节，每3节置孔。J21~J23：1050米，计120节，第1~10节，每节置孔，第11~30节，每2节置孔，第31~80节，每3节置孔，第81~120节，每4节置孔。J24~J23：148米，计17节，第1~10节，每节置孔，第11~17节，每2节置孔。J24~J25：118米，计14节，第1~10节，每节置孔，第11~14节，每2节置孔。J26~J25：118米，计14节，第1~10节，每节置孔，第11~14节，每2节置孔。J27~J26：150米，计17节，第1~10节，每节置孔，第11~37节，每2节置孔。J27~J28：166米，计19节，第1~10节，每节置孔，第11~19节，每2节置孔。J29~J28：608米，计70节，第1~10节，每节置孔，第11~30节，每2节置孔，第31~70节，每3节置孔。J29~J30：834米，计95节，第1~10节，每节置孔，第11~30节，每2节置孔，第31~80节，每3节置孔，第81~95节，每4节置孔。一、施工方法1、工程量分布及工期安排本工程顶管施工可分为两部分：一号管顶管施工和二号管顶管施工。顶管的功效确保焊4根/天。2、现场平面布置及交通组织 在顶管工作井内进行顶管顶进施工过程中既要考虑确保路面的通行又要顾及对周围环境的影响。施工现场周围按文明施工的要求采用彩钢板隔离施工区域，并在彩板上标出醒目记号以提醒过往车辆，在一侧留出施工车辆进出口。在每座工作井施工现场考虑布置1—2只办公集装箱供施工人员使用。本工程共有4座工作井和5座接收井，每座工作井均考虑存有6-8根8.5米长的φ2000钢管备用堆场。3、设备选用和施工工作原理根据本工程土质，多为粘性土，具有渗透系数很小的特点。顶管直径为2米，鉴于工期安排较紧张，所以采用泥水平衡机头顶进。该设备都是现在国内使用比较广泛的设备，工作原理合理，性能良好，型号为TPNø1650泥水平衡顶管机：顶管机外径Ф2060，刀盘最大扭矩71KN.m，刀盘最大转速2.3rpm，最大纠偏角度2.70，装机容量90kw，具有多边形破碎清障能力。 TPN泥水平衡顶管机的基本工作原理是利用泥水压力来平衡地下水压力,同时也平衡顶管机所处土层的土压力.泥浆不但和地下水达成平衡状态,同时还可以在切削面上形成泥膜,防止泥水仓内的泥水向地下渗透,同时也阻隔了地下水向泥水仓内的渗透,,而泥水仓内的压力同时也平衡了土压力,从而保持了切削面的土体稳定.由于泥水平衡顶管机采用的是泥水作为出土介质,流体的性质决定顶进的连续性,能保证顶管的进度。本次顶管所采用的顶管机采用大刀盘切削土体，切削土体厚度约25cm，搅拌深度80cm左右，土体切碎后经过3-6cm的环隙，进入混合仓。被高压水冲成泥浆和泥团，真空泵吸入出泥管，成为比重约1.35的泥浆，进入沉淀池。后座千斤顶顶进速度控制在每分钟6cm—8cm左右，出土量为管道体积的90%--95%左右。顶管轨道采用工字钢箱体和重型轨道组成，轨道间距离为顶管钢管的半径，即1.020米，后座千斤顶选用200T，顶进长度为3.5米，4只组成，千斤顶合力为顶管中心偏下10cm。为保护φ2000钢管的外防腐不受磨损，钢管和轨道之间安放5对可滑动的垫块，每块垫块由12mm橡皮和3mm厚的钢板组成，顶管轨道要与工作井钢筋砼底板预埋件牢固连接，沿轴线向与后背砼，洞口下部墙底固定，轴线垂直向要对底板有斜撑固定。确保轨道在顶管顶进过程中的纠偏，拼管过程中不变形、不位移。在顶管工具管刚开始出洞，和随后几节顶管过程中，由于本工程是大口径顶管，正面土压力较大，往往会出现头部的反作用力。此时除了减慢顶进速度，多出些土，使头部土压检测表读数降到1/2γh,还需要靠轨道上焊接临时限位牛腿，克服反弹。 顶管顶进施工工艺示意图4、顶力计算本标段工井井后靠背的设计允许顶力为4500KN，最大顶力控制在允许顶力的90％以内。(1)DN2000顶管（以J21~J23顶管段1050m计算） 顶管长度为1050m，顶管中心埋深约10m，刀头外径约2050mm。土体容重为γ=18kg/m31)工具管正面阻力NF（查表给水排水工程顶管技术规程CECS.246:2008中表12.4.2得）NF=(π/4)×Dg2γsHs=(π/4)×2.052×18×10=594KN;2)管道摩阻力F0（在触变泥浆作用下,查CECS.246：2008表12.6.4得,摩阻力由25KN/M2减小到4KN/M2）：F0=πDfL=3.14×2.05×4.0×1050=27035KN3)顶管总顶力F(工作井最大顶力取4500KN)F=NF+F0=594+27035=27629kN>4500KN结论：需要设置中继环。4)第1个中继环安装位置L1L1=P’×K1/πDf=4500×0.6/3.14×2.05×4.0=104.86m取L1=105m5)中继环间距L0（后座顶力取0.8的许用顶力，中继环顶力6000KN，取4500KN）即：L0=P’×k2/πDf=4500×0.8/3.14×2.05×4.0=139.82m取L0=140m6)主站顶进长度Lm（主顶进长度后座顶力取0.9）即：Lm=P’k3/πDf=4500×0.9/3.14×2.05×4.0=157.29m取Lm=157m7)中继间数量nN1=[πD1fk(L+50)]/(0.7f0)-1=[π×2.05×4.0×(1050+50)]/(0.7*4500)-1=7.99n=N1=8≈8个 中继环布置，以上为理论计算，根据本单位施工经验和土质，具体布量；头部以后12节管子，即5米+12×8.5=107米加第一只中继环，随后计划140米左右加一只中继环，第一只中继环除克服头部正面土压力外，主要作用是纠偏时可适当释放钢管内应力。5、顶管出洞技术措施（1）、Ф700水泥土搅拌桩加固本工程为直径φ2000顶管，在顶管机出洞前，对围护结构的钻孔桩在洞口部位的钢筋砼要进行凿除，为了防止洞口砼处理时的泥水涌进，我们在洞口外采用Ф700@500二轴水泥土搅拌桩进行洞口加固，水泥采用42.5普硅水泥，浆液水灰比1.5—2.0，水泥掺入量13%，加固体无侧限抗压强度≥0.8Mpa，渗透系数≤1×10-6cm/s，水泥土搅拌桩与钻孔桩之间采用压密注浆加固。凿除门洞砼顺序：在工具管安装到位后，采用φ100切割钻机，切割钻孔桩的钢筋砼，分割几块，用吊车吊出工作井，此时由井外的砼搅拌桩挡住洞外水土，防止坍方，然后在内衬穿墙管外侧和钻孔桩被割除的部位，用砂、瓜子片、水泥浆填平。作为轨道延伸的作用，防止工具头叩头。（2）、凿除钻孔桩程序和顶管轨道延伸。工具管吊运至轨道后座钢结构检查、200t千斤顶试顶，送工具管距穿墙管80cm左右钻孔切割门洞布设延伸辅助轨道砂石水泥修补洞口工具管顶进穿墙管顶进至钻孔桩外边位置上、下、左、右固定工具管位置继续顶进至可安装下一节钢管。工具管出洞时，轨道上的防腐垫块，前部要比后部的垫块高10mm。让工具头微翘。 6、拼管、焊管、防腐拼管及电焊施工本工程φ2000厚20mm钢管顶管，接管工艺采用单面坡口形式，如图 分1、2、3、4区域，3、4区域为两种坡口的交界，用认真焊接清根的方法保证焊缝质量，与工具管相接的一头钢管是坡口与顶铁接触的一头钢管为平口，吊管和对管时均采用厚6.8cm厚的卡子，配2寸钢丝绳，如下图： 这种吊钩十分安全，吊件不会滑钩，且对管子的防腐没有损伤，因为吊点处的钢管是在焊接后再防腐的。在吊管前应先看好井下钢管的焊缝在何处，俗称（几点钟），因本工程制管时钢板都是定尺的，钢板长度都是φ2000的固长长度，每节钢管只有一条顺向焊缝，所以只要焊缝顺时针转三小时（90度）即可。管子吊到顶管轨道，应与前面钢管有10cm左右空隙，卸钩后，先找两管平直处加码，然后用千斤顶徐徐将钢管推到与前面一根钢管相接，可留1-2mm间隙，由平直处开始，用钢码和契铁块，把两根钢管的两个断面全部密贴，因周长相等，所以密贴是做得到的，这里的关键是钢码要调整均匀，可由后座千斤顶配合，对管结束后，开始电焊，电焊时先要在圆周上下左右四个部位焊牢，保持对管的成果，不能单边电焊，避免焊接变形，钢管固定后，开始正式电焊。按照焊接工艺，分为4层焊接，清根面加焊一层，即单面坡口先焊两层，用φ1.2mm焊丝焊接在管底仰焊处，设置长100cm，宽70cm，高70cm的焊接操作坑。因此，在管底的底板上设置深20cm的凹槽，并在两根管道中间挖 1m3的集水坑，把焊接坑内的水引入集水坑，再用水泵抽除，确保焊接坑的干燥，保证管道焊接质量。焊接结束后，经检验合格，采用防腐厂提供的特殊快速防腐材料进行防腐，达到要求后，再继续进行顶进。快速防腐材料，可在现场试用。7、触变泥浆减阻措施本工程采用触变泥浆减阻，所谓触变泥浆，即在静止状态中是固体，一旦触动即为液体，摩阻力大大小于土的摩阻力，本工程在钢管中设置的φ25mm注浆孔，沿φ2000钢管圆周设置一组（4个）孔，每孔间隔90°，相邻注浆管错位30°，3节钢管设置一组，从而使φ2000钢管外形成一个泥浆套，顶进时摩阻力减小的效果。每只泥浆孔均有凡尔控制，可以按需要调节，注浆压力一般控制在土柱重的2倍即2γh。压浆孔的做法：在钢管上开通孔焊接内丝，规格1寸管牙。内装塑料单向阀，厚10mm，管外侧焊上扩散罩，再安装外丝口缩节联结1寸凡尔，4只注浆孔为一组,由一根1＇＇皮龙连接，接通注浆总管，注浆总管由2寸橡皮笼，2寸钢管组成。压浆孔设置A规格：1寸管牙。B方式：开通孔，焊全内丝。C位置：孔中心距离管端15㎝，距离管材纵向焊缝大于1m.，4个等距分布，4孔在同一端。本工程共16根顶管，长度小于350米的有12根，大于700米的有4根。我们在工具管头部均安装2m3的泥浆桶，配一只压浆泵，泥浆由泥浆总管送入，我们把顶管分为三个压浆段，工具管后10节为成套段，再后15节为饱和段，再后则为浆套维持段，头部压浆泵主要负责泥浆成套段，泥浆套饱和段和浆套维持段，由泥浆房直接压浆，两处压浆泵在顶管过程中，全程压浆，压力以γh--2γ h为宜。压浆材料采用成品钠基膨润土作为润滑材料，按配合比加水在工地泥浆间搅拌成生浆，经6小时充分膨胀成熟浆后才能使用，本工程备用8m3泥浆箱4只。每100米泥浆用量：Q=пD×0.03（泥浆套厚为3cm）×100=3.14×2.02×0.03=0.19m3×100=19m3每节管子布置4个孔，孔径为90°均布，后续管子和前节管子注浆孔互相错位30°，但当注浆转到钢管下端60°圆心角范围内，则要关闭凡尔，该孔不注浆，如下图顶管结束后，要进行水泥浆置换和注浆孔封堵，顺序如下：关闭每个注浆孔的凡尔拆除注浆总管和分路管安装水泥注浆管接通工作井前第一道注浆孔（每组4个）开启第二道注浆孔（4只）注水泥浆待第二道注浆孔（4只）流完触变泥浆流出良好水泥浆后 开启第三道注浆孔，关闭第二道注浆孔……，逐道置换触变泥浆，50m为一组进行置换，置换压浆压力控制在2γh左右，同时加强地面观察，发现水泥冒出，或地面有隆起，立即暂停减小注浆压力，分析对策，缩短每组置换长度。当置换泥浆的工作结束24H后（待水泥浆凝固后），拆除每个注浆孔的凡尔缩节，对注浆孔的处理是保证注浆孔部位同等强度的关键，我们采用h=34mm的外丝口闷头管堵死。塑料单向阀，在闷头铲进过程中被顶出。如图： 塑料单向阀 8、洞口止水处理本工程洞口均处于淤泥质粘土和淤泥质粉质粘土中，渗透系数均为-7次方左右，属渗透系数很小，不会产生流沙，所以，采用D顶管专用的止水橡胶板止水，如下图：9、顶进测量 （1）、轴线测量：建立地面和地下测量控制系统，即工作井穿墙管中心和接收井穿墙管中心，用全站仪建立连线，转入井内设置测站，修正测量误差。（2）、顶管水准测量的传统方法是用联通管测量，由于水经过一定时间的沉淀会分解出气体引起测量误差，为进一步提高管道水准测量精度，本工程水准测量采用常规的水准仪测量。由于接收井可和工作井在两井通视，故采用激光经纬仪布置地面控制桩，在顶管施工期间必须对控制桩进行复测，并每顶进80米对井位及顶管轴线复测一次，以防井位移动和轴线变化。如果工作井位置发生位移需对顶进轴线进行调整。井内测量通过地面控制桩用经纬仪定出井下管道顶进轴线及井内固定经纬仪的位置；同时在经纬仪对面井口与壁上分别设置经纬仪的复测校核点与线，以便在管道顶进轴线测量过程中对经纬仪自身位置的位移进行检查；经纬仪自身位置的复核为每个工作班一次。管道顶进轴线测量：在井内设固定的测站。根据设计纵坡，经纬仪调好垂直角度，在机头处设置控制管道轴线和标高光靶；当距离过长时。不能采用一镜测量时，则增设中校测量站测量。顶管推进机内垂直面设置顶进轴线灯箱型光靶。顶管推进机内水平设置坡度线。用以测量推进机的倾斜和旋转。在顶进过程中应有专业人员经常性的对顶进轴线进行测量做到勤测勤纠。本顶管工程采用全自动比较先进的泥水平衡机头，设备比较先进，配有全自动激光经纬仪，测量结果直接反映在电脑屏幕上，供操作员操作，为保证测量的准确，每200米全程采用全站仪复测一次，在顶管出洞前80米 时，是最后的关键阶段，此时测量的准确与否是关系到能否顺利进洞，整条顶管最终能否成功的关键所在，我们首先暂停顶进，通知专业精确测量队复测，根据准确的测量指导进行进洞顶进。为确保测量复测正确指导顶管施工，已委托本集团内基础测量队协助施工，详细测量方案如下：测量队顶管施工测量1）准备工作（1）井下平面测量根据地面导线网，采用导线测量的方法，将地面坐标向井下传递。首先，测出工作井及接收井洞门中心的实际坐标，检查其与设计坐标的偏差，然后以工作井洞门中心与接收井洞门中心的连线为基准在工作井后背及地面测设顶进基准线，作为搭设测量起始平台的依据。第二，利用垂球或经纬仪精确的将工作井洞门中心及接收井洞门中心测设到工作井及接收井的混凝土井壁上，并用水泥钉打入做好标记。该标记点必须做在管道安装后的可视范围内，作为顶管顶进测量的后视点。以上测量出工作井及接收井顶管洞门中心坐标为城市坐标，为方便起见，将其转换为施工坐标。工作井洞门中心为坐标原点，以工作井与接收井洞门中心的连线方位角为0度角，建立坐标系作为顶管的施工坐标系。（2）高程传递为了方便顶管施工测量，必须将地面水准点传递到井下。 高程传递采用钢尺导入法进行作业，采用两台DS2级水准仪同时观测。如图所示，将钢尺悬挂在支架上，其零端放入井中，并在该端挂一重锤，一台水准仪在地面上，另一台在工作井中，同时读取钢尺读数R1、R2和水准尺读数A、B，此时井下BM1点高程为：式中：为钢尺的温度改正数为钢尺的检定改正数而其中：α为钢尺的膨胀系数=0.0000125/CT均为地面地下平均温度T0为钢尺检定时的温度井下临时水准点做在井壁上。为便于复核，井下临时水准点应不少于2个。并经常复核。2）导轨、后靠定位（1）测出两导轨的中心线，使顶进基准线与导轨中心线相重合。（2）计算出导轨中心高程，使导轨高程与设计高程一致。（3）后靠与中心轴线垂直，控制工具头与后靠的水平距离，如起始有坡度，后靠坡度与导轨坡度相一致。3）管道顶进测量（1）管道轴向测量顶管工作井施工结束后，按工作井穿墙孔实际坐标与设计终点的坐标测量放线，定出管道顶进轴线并将轴线投放到工作井测量平台上和井壁上。施工管道轴向测量采用电子经纬仪进行测量，测量主要用导线测量法，测量平台设在顶管后座处。测量光靶安装在掘进机头部，测量时电子全站仪直接测量机头的测量光靶的位置，并根据机头内的倾斜仪计算机头实际状态。对于小于300米的顶管，直接采用激光经纬仪测设。对于大于300米的顶管，激光点会因为管内空气等的原因越来越弱，因此，300以后必须改为人工测量，正常情况下，每1米 测量一次，如果测量成果与设计轴线有偏差时，适当加大测量密度，顶进至距离接收井150米以内时，改为0.5米一次。（2）顶管水准测量顶管水准测量的传统方法是用联通管测量，由于水经过一定时间的沉淀会分解出气体引起测量误差，为进一步提高管道水准测量精度，本工程水准测量采用常规的水准仪测量。为了确保顶进轴线无较大偏差，要多次的进行水准测量，通过对各次数据的对比分析来保证高程控制的精度，在顶进到最后30～50m时，用人工测量的方式，对管道进行全线复核，确保测量工作做到万无一失。4）测量质量保证措施（1）、用于测量的图纸资料，测量技术人员必须认真核对，必要时应到现场核对，确认无误后，方可使用。如发现问题做好记录并及时上报，待得到答复后，才能按图进行测量放样。（2）、原始观测值和记事项目，应在现场用钢笔或铅笔记录在规定格式的外业手册中，测量技术人员要认真整理内业资料。保证所有测量资料的完整。资料必须一人计算，另一人复核。（3）、监理测量复核制度，按“三级复核制”的原则进行施测。（4）、外业前，测量技术人员对内业资料进行检查，所采用的测量方法、测量桩位及测量要求向测工交底。外业中，中线和高程测量要形成检核条件，满足校核条件的测量才能成为合格成果，否则返工重测。外业后，应检查外业记录的结果是否齐全、清晰、正确，由另一人复核结果无误后，向技术主管交底。（5）、固定专用测量仪器和工具设备，监理专业测量组，专人观测和成果整理。（6）、用于本工程的测量仪器和设备，应按规定日期、方法送到具有检定资格的部门检定和校准，合格后方能使用。 （7）、所有的测量仪器和工具使用前，要检查是否完好。在运输和使用测量仪器的过程中，应注意保护，如发现仪器有异常，应立即停止使用并送检，并对上次测量成果重新做出评定。（8）、测量过程中，必须消除干扰，需停工的要停工，以保证测量精度。放样时应和施工人员密切配合，防止出现不必要的偏差。（9）、所有的导线点、水准点等控制点要设置在工程施工影响范围之外，坚固稳定，不易受破坏而且通视良好的地方。定期对上述各桩点进行监测，测量标志旁要有明显持久的标记或说明。经常复核，随时掌握控制点的变形情况，关注量测信息。在测量工作中，随时发现点位变化，随时进行测量改正。严格遵守各项测量工作制度和工作程序，确保测量结果的准确性。（10）、加强对测量用所有控制点的保护，防止移动和损坏，一旦发生移动和损坏，应立即报告监理，并与监理协商补救措施。（11）、施工测量严格执行三级复核制度，杜绝人为的错误，严格执行计算、复核、审核制度。（12）、施工放样前，将施工测量方案与意见报告监理审批。（13）、积极和测量监理工程师进行联系、沟通和配合，满足测量监理工程师提出的测量技术要求及意见，并把测量结果和资料及时上报监理，测量监理工程师经过内业资料复核和外业实测确定无误后，方可进行下步工序的施工。10、通风本工程采用专用通风鼓风机，该机有由两只22kw鼓风机组合而成，鼓风机出风口配备专用的Φ500挂式人造膜通风管，每节人造膜通风长20米，配备专用的拉链连接，使用方便，通风管每根长度20米 ，挂在钢管内壁上，在工具管头部装有出风口，连接通风管，固定在管壁上，一直逐根通风管接到顶管尾部以上管段，都是固定挂在顶管管壁上的。随顶管不断顶进，在工作井内接长。此通风设备在较多工地中使用，效果较好。并且每班组都备有空气监测仪监测管内空气情况。11、后座工作井的顶管后座采用3m×4.5m厚10cm的钢板作为顶力支承板，钢支承板和井壁之间采用C20混凝土填实。顶管后座是安装在顶管千斤顶和工作井墙身之间的结构物，把千斤顶的巨大顶力扩散传递到工作井墙体上。本工程以上的做法就是把千斤顶顶力传到钢板上，再扩散传递到C20砼结构上和工作井墙体上，C20砼起到密贴的作用，钢靠板的安装由吊车吊到工作井后背已测定的位置，按井内底板的位置记号就位，用线坠校正垂直度，确保钢靠板的平面和顶管轴线垂直。钢靠板就位后用8#槽钢使之与井壁和底板临时固定，其与圆形井壁间的空隙，立模板浇筑砼填实。12、中继环顶进及闭环焊接中继环的形式和构造.是保证长距离顶管中是否顺利顶进的关键专题之一，长距离顶管中多次使用,性能良好,止水坏了怎么换，及闭环补强问题，是确保工程百年大计的重大课题。中继环的形式和构造如附图。 其中,A部为工作密封,可调节,B部为修理密封，平时不工作，当A部需修理时，才起作用。当密封因为往复工作引起橡胶磨损造成漏液,那么只要适当调节工作密封的调整螺栓调节顶块的位置,把橡胶条的剩余部分适量调整密封压力就可以相当有效的重新密封,如此反复完全可以使密封橡胶条得到充分使用,直到调整螺栓不起作用的时候,再通过B部的修理密封止水，拆卸A部工作密封区，更换工作密封条。 B部的修理密封在通常条件下处于相对较松弛的状态,保证在平时低磨损,当A部需要修理的时候,只需把B部的调整螺栓压紧,就可以把A部完全安全的拆除或替换或修理,完成后重新调松修理密封的螺栓,以备下次使用。确保中继环多次使用止水可修理，使中继环在长距离顶管中，能长期使用。中继环的操作使用方面,由于本次顶管相当部分是中长距离的顶管,所以相当大的可能是必须使用两个以上的中继环,为使顶管速度较快,人工操作必然存在着各环配合误差以及信息滞后的问题,故本次顶管我部预定使用电气联锁联动控制与人工巡视监控相结合的方法,电气联锁联动控制精确各环联动,人工巡视监控及时发现问题保证联动顺畅,做到各环联动效益最大化。至于中继环的布置位置,我部认为,除去机尾15米左右的应力释放环位置不变动外,其他各环应以顶力大小来判断放置时机,若主顶油泵顶力已经达到设计顶力的50%到60%（设计顶力450t）,那么不管距离前一个中继环多少距离,都应当再放置一个中继环,顶力达到设计顶力的70%左右则应启动本环,不能机械的按照预定距离来放置.若顶力相对较小,没有达到放置中继环的要求,也应当在适当的距离内放置中继环,宁可备而不用。本中继环内环钢板采用δ=50mm钢板精制而成的配合件，在加工后的中继环中和φ2000钢管相对应的内环钢板板厚，厚度最小处也大于20mm。闭环焊接：进入闭环工序后，拆除一应附属设备后，再调压修理螺栓，压紧修理密封，拆除A区所有活构件，焊接完成后气割去除内箱体部分，然后通过预留注浆孔注压固结浆填充中继环插头与承插头之间的环隙，待完全固结后卸除调压螺栓和注浆单向阀，以实心堵头堵孔焊实完成闭环。 13、用电、通讯和照明顶管现场为适应供电要求配置电容补偿柜。输出端电缆分三路，分别供井上供电系统、井下工具头、及井内设备。第一路施工现场：泥浆区：20KW现场照明：20KW各工种间：50KW合计：90KW第二路工作井内：后座油泵：22KW通风设备：20KW供水设备：18.5KW 电焊机：4×17KW=68KW合计：128.5KW第三路管道内：工具头：90KW中继环：15KW×13（常用一道）管道泵：11KW×2管内照明：20KW合计：147KW本工程长距离供电会产生较大的电压降，影响管道内各种用电设备的正常使用，因而本工程管内输电电缆截面按1.4倍正常截面放大，同时顶管机内采用变频式运行降低电网负荷。管内供电系统配备可靠的漏电保护措施。井上井下与管内照明用电采用36v的低压行灯。现场配电间为适应上述要求，安装450A主受电柜一只，分别输入3只配电箱，经3路分送至各用电部门。地面的箱式变压器，井下的操作电柜，管内的用电器我们都将给予可靠的安全接地，并保证良好的接地电阻系数。在操作上将严格按电气操作规程操作，使每位电工都熟知操作规程，操作顺序，操作方法。在每次接拆电缆时一定要做到验电、放电，以确保人身的安全。由于长距离顶管施工，地下和地面信息交流困难，因此设立小型交换机系统，使顶管掘进机工作面、轴线测量点、工作井地面、顶管指挥部门及有关部门可以随时相互联络。工具头部位和后座顶进部位，各压浆部位均有电铃和红绿指示灯联系。井内照明严格按24V低压执行。14、进洞及后期收尾阶段 由于接收井进洞区域土层渗透系数亦为-7次方左右，渗透系数很小，为防止接收井壁上凿孔到顶管掘进机进洞。这段时间内，可能引起的水土流失而造成的掘进机磕头、管子扭曲变形、地下管线和地面沉降，本工程采用三轴机搅拌桩对洞口加固，加固范围同顶管出洞加固范围。并在接收井内保护好轨道，供安放工具管之用，工具管进洞后，顶到设计需要的钢管长度，切割工具管和主体钢管的连接，工具管吊出井外，清洗、保养、备用。钢管和井体间的缝隙，用柏油麻丝封堵。15、地表沉降控制措施在施工场地附近地下管线复杂。尽管我们采用的是泥水平衡掘进机，地表沉降控制精度比较好，但是为保证建筑物和管线的绝对安全，我们仍要制订必要的监测措施。（1）在顶管施工中，用监控指导施工是十分必要的，依靠监控和数据的不断反馈可避免盲目施工，冒险施工。根据本工程的规模和环境控制的要求，施工监控包括二项内容：沉降、隆起和工作井水平位移，以确保绝对安全。（2）沉降控制，在监测站采用水准仪，通过测量取得的数据与原始值进行对比分析，并绘制沉降速率图表，有效的掌握沉降量，要求沉降控制在±20mm之内。当发现沉降量接近控制量，必须立即停止推进，调整土压力控制值，并采取相应的跟踪注浆措施。工作井的位移监控在长距离顶管中是十分重要的，由于顶管后座力的作用，工作井可能有所移动，这不仅对工作井周围建筑管线会产生影响，还会对顶管的发射轴线产生改变。如果发生位移，必须立即停止顶管，对轴线轨道进行纠正，然后才能继续顶管，我们在顶管开始后每天对工作井位移进行监测。各监测站进行全过程沉降、位移监测，汇总数据，分析取得的数据。（3）报警及处理原则我们初定的报警值为沉降20mm，工作井位移30mm ，如果监测数据任一项到达警戒值即向监理提出报告，立即采取相应措施。如果情况发生严重并无法控制及时，提请有关部门关注。同时一起参与补救方案的制定和研究，并立即汇集监测单位和各方人员进行情况分析，必要时召开专家讨论会，调整方案，采取调整措施。四、施工进度计划J21~J20：2011.11.15~11.30J21~J23：2011.10.1~11.10J24~J23：2012.2.5~2.15J24~J25：2012.2.20~2.28J26~J25：2012.3.5~3.10J27~J26：2012.3.15~3.20J27~J28：2012.3.25~3.30J29~J28:2012.1.5~1.30J29~J30:2011.12.5~11.12.30五、劳动力安排计划工种人数顶管工3焊工6普工7六、质量保证措施1、质量创优目标为确保质量目标的实现，必须针对所有参加工程项目施工人员，尤其是管理人员加强质量意识、质量目标的教育宣传，牢固树立“百年大计、质量第一”的意识。2、原材料质量保证措施（1）、加强原材料的质量控制，凡工程需用的成品、半成品等严格按质量标准采购，各类施工材料到现场后必须由项目经理和项目材料员组织有关人员进行抽样检查，发现问题及时与供货商联系，经公司物资部门批准后采取退货措施。 （2）、合理组织材料供应和材料使用并做好储运、保管工作，在材料进场后应安排适当的堆放场地及仓贮用房，指定专人妥善保管，并协助做好原材料的二次复试取样、送样工作。3、现场计量器具管理措施由专职计量员负责本工程施工所用计量器材的周期鉴定、抽检工作。（1）、现场计量器具必须确定专人保管（本工程由项目技术员及项目试验员共同保管）、专人使用，并建立使用台帐，他人不得随意动用。（2）、所有计量器具（包括经纬仪、水准仪、全站仪、垂直仪、钢卷尺、台秤、天平、温度计、稠度计等）要定期进行校对、鉴定，损坏的计量器具必须及时申报修理调换，不得带病工作。4、轴线定位控制措施（1）、施工现场轴线定位、标高控制点必须严加保护，避免毁坏，在施工期间，按分部分项施工要求进行定期复核检查，确认施工轴线、标高这一基本要素的准确性。（2）、轴线控制点、总标高控制点以及定位放线的测设必须经过书面认可。5、顶管施工质量保证措施（1）、顶管施工前编制顶管组织设计，提交监理和业主审定后才能施工。（2）、一旦工程开工，项目部应尽快熟悉设计图纸，并组织设计、建设单位进行图纸交底。未经设计单位书面同意，不得随意更改设计。（3）、项目部应认真分析地质资料，摸清水文地质的详细情况，并制定详细的技术措施。 （4）、顶管前，项目部应向作业班组进行详细的技术交底，并办好书面手续。（5）、管材的外观质量应合格，管端面应坚实，，且端面平直、垂直于管轴线，管材外皮光滑平整；管口圆顺，圆度误差不大。管壁厚符合设计要求。（6）、顶管进出洞口措施，必须严格按方案实施，做好原始记录。洞口止水装置的同心度误差小于10mm。机头到达终点，进洞时应避免管子叩头现象。（7）、顶管工作坑后背，必须按设计的最大顶力进行强度和稳定性验算，保证整个后背具有一定的刚度和足够的强度。（8）、导轨安装要求反复校测，使导轨中线、高程、轨距、坡度符合设计要求。导轨面应光滑，安装应牢固。顶进中管节不发生跳动和侧向位移。下管后管节与轨面接触应成直线，工具管就位在轨道后，应对进洞尺寸进行复测，并检测轨道的高程、平行度，发生问题应纠正后再顶进。（9）、首节管入土前，应严格校对其中心及高程，合格后方可进行顶进。避免首节管出现中心及高程偏差超标。（10）、顶管顶进时，应采用信息反馈技术，优化顶进参数，并建立和执行严格的校测制度和交接班制度，严格控制顶进中心和高程，及时检测、纠偏。使沉降值降低到最小限度。（11）、顶进中必须不断观察压力表指针的变化。如发现压力突然上升，或出现嗡嗡声，或纵向顶铁有外拱现象时，均表明要崩铁。必须立即停止顶进，检查原因，采取相应措施。（12）、对坑内引入的水准点及后视方向桩，要经常复测，发现问题，及时纠正。 （13）、顶管注浆工艺是施工的关键，必须从膨润土的材料，搅拌、压注进行全面监控，严格按操作规程施工。降低顶进阻力。顶进过程中，应严格控制顶力在允许范围内，并留有足够的安全系数。（14）、顶进需昼夜三班连续施工。顶进时，严格控制管道中心和高程，做到勤顶勤测，每班应设专人校测，并按规定要求做好各项记录，做好交接班。七、安全保证措施1、顶管进出洞口安全措施在洞口外侧，用搅拌桩加固，插入H型钢，采用专业钢筋砼切割设备，切割地下墙或钻孔桩，切割洞口直径比顶管钢管直径大20cm，同心圆形状，在钢筋砼内衬中按设计图纸安装穿墙管。根据设计预留的法兰，我们在法兰上安装工作井洞口特制橡皮止水环。该装置必须与导轨上的管道保持同心，误差应小于5mm。工作井洞口止水装置密封为橡胶止水法兰。基坑导轨、主顶油缸架、承压壁、出洞口应严格控制好设计轴线安装精度高，并确保牢固稳定。接收井进洞口与工作井出洞口的施工是相似的。首先必须确保进洞口外侧土体的稳定，使得洞口打开过程中不致出现洞口外侧土体涌入井内，所以应对洞外土体采用地基加固的稳定措施。在顶管机到达接收井前30m左右时，作一次定向测量。基座安装：顶管机在进洞前应先在接收井安装好基座，基座位置和标高应与顶管机靠近洞门时的姿态相吻合，以防机头叩头。2、由于本工程顶管埋设较深，必须严格定期用空气监测仪检测管内气体情况，在开挖面可能会遇到沼气。为此，在掘进机处要安置针对沼气的灭火器具。施工过程中，管内严禁抽烟。如果管内必须动用明火，应对管内气体进行详细测定，在确保绝对安全情况下，才能使用明火。坚决执行安全制度。 3、由于本工程基坑深度较深，因此在基坑上下设置有平台的钢制爬梯。4、施工及生活用电由专职电工配线管理，用电线路架空，配线为三相五线制，做到三级配电、二级漏电保护，做到一机一闸一保护。所有配电板柜均设防护棚保护，做到防潮防火。电工及安全员、施工员应随时检查施工安全用电情况，线路不得裸露漏电，电器设施安全、灵敏、可靠。5、严格执行施工现场安全纪律6、严格贯彻定机定员，确保人员持证上岗。7、工具头、中继环和后座的工作人员必须采用对讲机和有线电话，两种通讯工具同时使用，确保通讯畅通。并备有蓄电池应急灯。8、定期检查各类表具的完好性和准确性。9、各类计量设备（工具）严格执行标定制度。10、各类机械设备均需进行定期检查，定人挂牌使用。11、按早、中、晚三班设有专职安全员，实行班前安全检查交底制度，并做好安全工作交接班记录。八、应急措施1、对开挖面的土体进行改良的技术措施为了对正面的土体进行改良，在机头迎土面的上部布置了注浆管。顶进时，通过注浆管向土体内压注一定量的泥浆并经刀盘搅拌后，可以有效地改良正面的土体，使出土保持顺畅。2、中继间密封的技术措施结合本工程的特殊情况拟设计一种新型的中继间，用于接力顶进。这种中继间采用双道可调节橡胶密封圈进行密封，其中有一道密封圈是可更换的，称为工作密封，另一道为修理密封，修理密封平时放松，由工作密封在顶进时起作用，修理密封仅在更换工作密封时起作用，在两个密封都损坏时，应急堵漏可利用压浆孔，聚氨酯堵漏。 3、管节止转的技术措施顶进时机头在大刀盘及螺旋机的作用下会发生旋转，而机头旋转尤其是转角偏大时会对顶进造成不利影响，因此对工具管要采取纠旋转措施。在机头前方筒的水平二侧焊翼板，长1．8m，宽30cm，厚25mm，以防止机头旋转。对机头的旋转主要采用加压重块的方法。一旦发现机头发生通过刀盘旋转无法扭转的偏转，立即将压铁移到一侧来调节。4、顶管工作坑设置、最大顶推力及其限制措施A、顶管工作坑设施基坑导轨应具有足够的强度和刚度。本工程基坑导轨由型钢和钢板焊接而成。在工作井底板基础上应事先预埋钢板，预埋钢板的位置与基坑导轨相吻合，以便导轨与之焊接。预埋钢板上的锚固钢筋要焊牢并有足够的锚固强度，导轨安放后，还应在二侧用型钢支撑奸，必要时再浇筑混凝土，确保导轨在受撞击的条件下，不走动，不变形。主顶油缸架是拼装式结构，主顶油缸架的安装也要定位准确。保证油缸受力点的正确位置。其高程和平面安装误差小于5mm。承压壁是承受和传递全部顶力的后座墙，更应具有足够的强度和刚度，并有足够安全度。本工程的承压壁设计在内衬混凝土上先用钢筋混凝土浇平，后靠钢板，在钢板和混凝土平面之间衬以松木板。承压壁应承受和传递全部顶力，必须具有足够的强度和刚度，应根据最大顶力计算留有较大的安全度。承压壁采用一块4.5m×3m×0.1m厚钢板组成，钢板就位后用钢丝绳牵牢以防止倾倒。承压壁的平面必须与顶进轴线相垂直，在顶进中随时检查，如发现严重倾斜，则必须重新布置，以保证安全。B、工作井平面布置 本工程采用25T汽车吊，在工作井实行全封闭隔离，8.5米φ2000钢管重量为8.5T，满足该汽车吊起吊重量要求,并建筑必要的生产临时设施。要保持施工现场的文明、安全和卫生整洁。C、最大顶推力及其限制措施本工程主顶液压系统最大顶推力设置为8000KN，液压系统压力为30Mpa,根据工作井设计规定限制顶力为4500KN。限制措施为控制液压系统的压力。由于限制的系统压力较小，所以液压系统的故障将大大减小，顶管的可靠性也相应提高。当液压系统的压力达到17MPa时，顶力为4530KN，主顶液压控制台将报警，以满足限制最大顶力的措施。中继间预计布置11只35t油缸，顶力为11×35=385t。5、如何防磕头如果叩头，或其他方向姿态失控，对以后顺利顶管产生极大的困难，所以确保工具管出洞姿态正确，是我们顶管工作首先要克服的难点。机头出洞，与其他围护结构的机头出洞又有所不同。内衬墙中有穿墙管，围护结构的钻孔桩或SMW工法桩中没有穿墙管，是在出洞前凿除的，很容易叩头，对此，我们采取的措施是：轨道延伸至钻孔桩或SMW工法桩外壁、拼装第一根钢管时，为使重心在顶管轨道和延伸轨道上，第一根钢管采用4.4米短管，工具管+过渡管+4.4米钢管组成时，此时工具管头部未出轨道，以上管节电焊结束后，可直接顶出围护结构外侧5米以上，即工具头已完全坐落在原状土中，此时，工具管的重量比其替代的原状土重量轻，一般不会再叩头了。6、通风保障措施在长距离顶管中，通风是一个不容忽视的问题，它直接影响管内工作人员的职业健康和人身安全。本工程采用专用通风鼓风机，该机由两只22kw鼓风机组合而成，鼓风机出风口配备专用的Φ 500挂式人造膜通风管，每节人造膜通风长20米，配备专用的拉链连接，使用方便，通风管每根长度20米，挂在钢管内壁上，在工具管头部装有出风口，连接通风管，固定在管壁上，一直逐根通风管接到顶管尾部以上管段，都是固定挂在顶管管壁上的。随顶管不断顶进，在工作井内接长。7、管道内照明的应急技术措施管道内的照明采用36V安全电压，照明电源由工作井内操作平台上的配电箱供电。工具管和中继间处均安装1KVA36v变压器，管道内照明灯每节管节上装一只，功率为60w。管道内还设有应急照明系统，因故突然停电时，使用应急照明，保证施工人员安全撤离。应急照明安装在中继间处。头部、中继环处，泥浆巡视工、管路巡视工等都备有蓄电池应急灯，用以备用。'