顶管施工方案同名.doc

一、工程概述南京市城北污水收集系统外金川河区域南十里长沟污水截流工程中，J32～河内闷井顶管管径均为d1500mm的F-B型接口的钢筋砼管，J33～J32顶管段位于神策门公园内，顶进长度约17.5米左右；J33～J34顶管段位于神策门公园和铁路箱涵南侧之间，顶进长度约104.9米左右，管道顶进过程中需要从护城河底、龙蟠路下和桥的西侧穿过；J34～河内闷井顶管段，顶进长度约25米左右顶管管材均为 d1500mm的F-B型接口的钢筋砼管二、地质资料根据江苏省地质工程勘察院提供的工程地质勘察报告，各顶管段分别穿越：J33～J32顶管段主要穿越③-2土层；J33～J34顶管段主要穿越③-2土层，部分可能穿越①-a；J34～河内闷井顶管段主要穿越③-2土层，部分可能穿越①-a和①-2地质情况如下：①-a层淤泥：黑色，具腐臭味，流塑①-2层素填土：灰黄色，以粉质粘土为主，结构松散，非均质③-2层粉质粘土：灰黄色，可塑，具铁锰质浸斑，局部粉粒含量高，欠均一无摇振反应，有光泽，干强度，韧性高三、主要施工方法及技术要求1、 设备选择顶管管径为DN1500mm顶管，经综合考虑各项因素决定：J33～J32、J34～河内闷井采用敞开式机具顶进；J33～J34采用遥控式泥水平衡顶管系统设备顶进。

2、因J32～河内闷井各顶管段进出洞处管内底距沉井底板高度分别为：J33～J32进洞口管内底距沉井底板高度3.22米；J33～J34进出洞口管内底距沉井底板高度0.95米；J34～河内闷井进洞口管内底距沉井底板高度3.43米，顶管设备无法安装和出洞无法接收，均需要搭设操作平台，平台采用[28A槽钢和6mm厚的钢板搭设3、J33～J34顶管段顶进时要穿越护城河，因管顶覆土不够，为防止管道在河道范围内顶进时上浮和避免与河水贯通，在管道轴线两侧打设围堰，两围堰中间夯填黄土，以确保管道顺利顶进（详见附图一、二）J34～河内闷井将管道顶入河道内吊处机头，因机头需要在河道内取出，在闷井位置处打设围堰（详见附图一、二）1）、便道为了便于机械及人工操作，分别在：J33沉井东侧和J34沉井南侧将现挡土墙拆除，放坡做一施工便道（施工完毕后，按原样进行恢复），便道土方为外进黄土，便道顶宽4.5米，底宽10.0米2）、围堰因在河中施工，为防止施工过程中因暴雨或玄武河道放水河水上涨，影响正常施工及河底淤泥较厚，加之河水的流动，直接围堰将导致土方的大量流失围堰采取如下施工方法：围堰施工前，请业主给予联系玄武河道，在我单位施工期间，不要开闸放水，以确保施工人员的人身安全及围堰的正常施工和围堰的稳定。

围堰施工前在其两侧底脚线上密打圆木桩，圆木桩长度为4～6米，梢径为150mm，打设时采用密打，并且将其连成稳定的整体，防止变形，木桩连成整体后，进行围堰施工围堰为草袋围堰，中间夹填黄土，所有黄土均为外购围堰高出现有水面1.0米，并且准备好装好土的草袋，随时防止河水上涨，立即调集人员将围堰增高围堰顶宽：J33～J34顶宽2.5米（J34～河内闷井2.0米）；J33～J34底宽6米（J34～河内闷井4.5米）；J33～J34长约30米，围堰的两侧迎水面满铺防水布，以进一步防止围堰渗水，围堰内侧底脚采用抛石挤淤围堰所用土为外进黄土，不得使用垃圾土，筑围堰时，草袋采用二顺一丁，上下错开中间夹黄土，层层夯实，以确保围堰的牢固性3）、清淤围堰筑好后，用出水口径为150mm的污水泵抽出围堰内的水，挖除围堰范围内的淤泥及遗留的渣料，因从河中挖出的淤泥及渣料含水量较高，在运输时可能有抛洒滴漏现象，所用运输车辆须用密封性较好的自卸车（外运至30KM外），并在车厢内铺设彩条布，派专人清扫道路清淤前及清淤后均请业主、监理现场测量淤顶及淤底标高，以便确定有关工程量4）、破除挡墙基底清淤完成后，采用人工破除影响顶管施工范围内的挡墙及基底，破除过程中对挡墙及围堰采取相应的加固保护措施，破除完毕后，将石块、建筑垃圾、杂物清除后，立即进行黄土回填配重，顶管范围内不得有石块、建筑垃圾、杂物等。

5）、配重（J33～J34顶管段）待清淤和破除挡墙基底完成后，立即进行配重施工，配重均为外购黄土进行分层夯填，确保密实，回填时围堰内不得有水，以防止影响回填密实度配重回填至顶管管顶上4.5米，回填时不得有石块、建筑垃圾、杂物等6）、埋管引流（J33～J34顶管段）由于河道不能完全封堵，现采用双排Ø1200的钢筋砼管进行引流，设在护城河的南侧，沿护城河的水流方向布置，为防止砼管发生不均匀下沉，而影响出水率，在Ø1200砼管的下部用草袋装黄土夯填，垫平高度低于现有流水面0.92m，保持Ø1200砼管上口高出现有流水面0.3m左右，砼管的接口采用钢丝网水泥砂浆接口7）、围堰拆除顶管施工结束后，立即进行引流管和围堰拆除，清理到原河底标高，清除的围堰土方等均外运到30KM外4、进洞口措施顶管顺利进洞是顶管成功的基础，我们根据提供的地质条件，提出以下进洞口措施： （1）、为使进洞口在施工中尽量不发生泥水流失，洞口止水装置必须良好必须做到：A、止水胶圈安装平整牢固，水密性良好；B、止水胶圈安装位置必须与管道在同一轴线C、在顶进过程中，严格控制顶进速度、进出水压力和机头前部的土压，并加强监测等措施2）、在工具管进洞时，应严格控制其水平偏差不大于5MM，其高程应为设计标高加以抛高数（其数值可根据土质情况、管径大小、工具管自身重量和顶进速度等因素设定），以抵消工具管出坑后的“磕头”而引起的误差。

出现“磕头”时应迅速调整，必要时应拉出后重新顶进，但必须抓紧时间迅速完成，以减少对正面土体的扰动为防止工具管出现“磕头”，可采用以下措施：A、在工具管后两节管子上预埋钢板，通过螺栓将工具管与其连接起来；B、在预留孔处填入良性粘土，使导轨与预留孔底保持水平 4、管道外围压注触变泥浆减摩（1）、为了减小管道外壁的摩阻力，必须在管道外围压注触变泥浆2）、触变泥浆A、触变泥浆压注力和耗量：触变泥浆的压注力应与注入土层的土体压力基本相当或略大，而触变泥浆的耗量亦应略大于或等于地层土体的损失量B、触变泥浆的配比及拌制经多次试验，采取成品膨润土的配合比如下： 成品膨润土：水=1：8（体积比）泥浆的拌制要均匀首先将定量的水放入拌和桶内，开动拌和机徐徐投入膨润土，拌和2-3分钟，继续搅拌7-8分钟，即成泥浆制成的泥浆排放入贮浆池内贮存10小时，使膨润土、水、碱发生置换作用，形成稳定性良好，且有一定粘度的泥浆，使用时用泵压至管道外围3）、泥浆的压注方法采用在顶管机压浆、中继补浆的方法，对掘进机压浆要与顶进同步，以迅速在管道外围空隙形成粘度高、稳定性好的膨润土泥浆套中继补浆是在已有的泥浆套基础上改善泥浆套，补充其损失量。

掘进机尾部第一压浆孔后的4米处设置第一道补浆孔，8米处设置第二道补浆孔，此后每隔4米设置一道补浆孔，顶进时通过管节上的补浆孔补浆，以保证管道外围空隙充满触变泥浆，补浆始终要坚持从后向前补压和及时补浆的原则对于各层土质，特别是夹砂土层施工时根据其渗透系数充分考虑泥浆的损失，调整注浆压力和注浆量4）、泥浆的置换每段管道顶进完成后，立即用水灰比为0.5～0.55的水泥浆将泥浆置换出来，以确保管道外围土体有足够的支撑和减少渗漏水待浆液凝结后（一般在24小时以上）拆除管路，换上闷盖，将孔口封堵5、最大允许推顶力计算顶管中推顶力不仅受设备的制约，而且受工作井后靠土体稳定的允许反力和管材轴向允许承压力的限制，因此顶管施工中允许推顶力受诸多因素中的最小允许承载力来决定1）、Ф1500mm钢筋砼管的轴向允许承压力f允=6200KN（2）、工作井设计允许推顶力3200KN，根据以上计算来看，允许最大推顶力为320T6、中继站的设置 顶管施工中，顶管中继站的设置与顶管允许推顶力有关管道的顶进总阻力，由掘进机的正面阻力和管道外壁的摩阻力组成公式R=π×D2/4×Pt+π×f×D×L其中：D---管道的外径，D=1.8mPt---机头底部1/3×D处的被动土压力（KN/㎡）Pt=γ×（H+2/3×D）×tg2(45°+φ/2)γ---土的天然容重H---管顶土层厚度φ---土的内摩擦角f---管壁四周的平均摩阻力系数，因注浆减摩，f=0.5t/㎡L---管道的入土长度（m）（1）、J33～J32顶管段：取值D=1.8m L=17.5m Φ=19.9º f=0.5t/m2 H=6.541mγ=18.9KN/m3Pt=γ×（H+2/3×D）×tg2(45°+φ/2)=297.3KN/㎡则 R=π×D2/4×Pt+π×f×D×L=125.1t＜300t 根据计算结果可知，能满足顶进的需要，不需设中继站。

2）、J33～J34顶管段：取值D=1.8m L=104.9m Φ=18.4º f=0.5t/m2 H=8.23mγ=18.55KN/m3Pt=γ×（H+2/3×D）×tg2(45°+φ/2)=492.3KN/㎡则 R=π×D2/4×Pt+π×f×D×L=421.7t＞300t 根据计算结果可知，不能满足顶进的需要，需要加设中继站A、 第一个中继环安装位置计算：Ld=（P“-F1）×K1/f2式中Ld-1号中继环安装位置（m）：P“—中继环设计顶力（4000KN，额定工作压力25.0MPa）F1—工具管正面阻力（KN）f2—单位长度管道摩阻力（28.26KN/M）K1—工作系数 取K1=0.60F1=π×D2×1/4×Pt=1252.12KN经计算得：Ld=58.34米B、 中继环间距（m）：L0=P“×K2/f2式中L0--中继环间距（m）：P“—中继环设计顶力（4000KN，额定工作压力25.0MPa）f2—单位长度管道摩阻力（28.26KN/M）K2—工作系数，组合密封中继环取K2=0.70经计算得：L0=99.1米C、 主站顶进长度：（m）：Lm=P/×K3/f2式中Lm--主站顶推管道最大长度（m）：P/—主站的最大允许顶力（3200KN）f2—单位长度管道摩阻力（28.26KN/M）K3—工作系数 取K3=0.90经计算得：Lm=101.9米D、 中继环数量：（个）：n=（L- Ld- Lm）/ L0＋1经计算得：n=1个根据以上计算结果，J33～J34顶管段需要设1个中继环。

3）、J34～河内闷井顶管段：取值D=1.8m L=25.0m Φ=18.4º f=0.5t/m2 H=5.45mγ=18.55KN/m3Pt=γ×（H+2/3×D）×tg2(45°+φ/2)=347.14KN/㎡则 R=π×D2/4×Pt+π×f×D×L=158.94t＜300t 根据计算结果可知，能满足顶进的需要，不需设中继站7、管材与接口主材甲供，管材进场时按规范进行验收，不合格品予以清除接管前再次检查管子接口的槽口尺寸，橡胶圈和衬板的外观和质地确认合格后方可使用接管时可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无腐蚀性的润滑材料以减小摩阻力，承插接管时加力要均匀，应保证橡胶圈不移位，不反转，不露出管外顶管结束后要按设计要求对管接口进行处理，对管道进行防腐8、J33～J32顶管段：J33～J32顶管段为第一开顶段，因J32沉井为原已施工完毕的沉井，需要将J32沉井开挖出来，将预制盖板、梁用。