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1、3500顶管施工方案金山市政建设股份污水治理三期UWW2.6标项目部二OO六年六月目录一、工程概况2二、顶管施工工艺流程：2三、顶管顶进前的准备3四、顶管施工方法和技术措施3五、质量保证措施17六、安全文明施工措施211、安全施工管理措施212、文明施工管理措施23七、全过程监测24八、施工进度计划表25九、机械设备表26十、附图27、工程概况市污水治理三期工程，是市合流污水治理一期工程、市污水治理二期工程和河环境综合一期工程的延续。本工程3500顶管共4段，其分别为2.5标工作井1#接收井（367.11m）、3#工作井2#工作井（91.23m）、3#工作井4#接收井（393m）、5#工作井4
2、#接收井（833.69m）。2.5标工作井1#井顶管主要在2层砂质粉土中进行，其余几段顶管基本上在3淤泥质粉质粘土及层淤泥质粘土中进行，是顶管较适宜地层。二、顶管施工工艺流程：施工准备测量放样卄1导轨安装顶管设备安装后座顶板安装后座千斤顶安装洞口止水装置安装掘进机井就位掘进机试验收1吊去盖板1 掘进机穿墙后座千斤顶顶进L出泥下管连接接口检验一砼管进场验收Jr-偏差测量轴线控制沉降测量管道顶进注浆I-顶进纠偏砼管顶进结束竣工测量吊机头k封洞1F设备转移三、顶管顶进前的准备1、测量放样定位首先对甲方提供的水准点和导线点进行复测，经监理认可后，对井位进行复核放样定位，定出顶管中心轴线，建立测量控制网
3、。同时在场适当位置设置好临时的轴线控制校核点和水准控制校核点，作为顶管施工的控制依据。2、井上地面施工准备、在顶管顶进施工前，按要求进行施工用电、用水、通道、排水及照明等设备安装。、施工材料、设备及机具必须齐全，以满足本工程的施工要求，管节要有足够的余量。3、井下准备工作及井布置顶管基座位置按管道设计轴线准备进行放样、就位、安装、固定。基座上的导轨按照设计轴线，并按时测洞口中心居中放置，并设置好支撑进行加固，保证基座稳定不变形。4、在顶管施工前，对参加施工的全体人员进行安全和质量技术交底。5、砼管材的进场验收。四、顶管施工方法和技术措施1、工具管选型选择好顶管掘进机对顶管施工是至关重要的。根据
4、业主提供的工程地质勘察说明书显示：污水管主要穿越灰色砂质粉土层，由于灰色砂质粉土层土质不均匀，顶管易发生偏斜，为确保工程质量万无一失，确保工程绝对安全，我公司根据以往施工经验，结合当地地质条件，施工条件及本工程的施工特点，决定采用DK式大刀盘土压平衡顶管机，由于该机采用了目前先进的土压平衡原理，除了施工过程中安全可靠外，对地面建筑物的影响也比较小。施工时该顶管机是全断面切削。同时，由于该顶管机采用了大刀盘切削，可利用在切削搅拌过程中的正转和反转产生的正反转矩来纠正机头的旋转。顶管工程中，我公司采用的顶管掘进机配备了四台电机，并采用4台意大利布雷维尼进口减速器，减速器的动力配置为4台四级37KW
5、电机，从而增大刀盘的扭矩力。本工程DK式大刀盘顶管掘进机具体技术参数如下：DK3500大型顶管机，其大刀盘直径为4180MM顶管机设备，总长度为5325MM，配备四台意大利布雷维尼减速器股份生产的减速器型号为ET36000/FE/160/MF225，有效速比为154.2。每台减速器的额定输出扭矩为50000Nm，最大输出扭矩为100000Nm。减速器的动力配置为四台四极37KW电机，刀盘后级齿轮速比为9.7，刀盘总数比1497刀盘扭距可达1500KN-m，最终刀盘输出转速为0.97转/分。2、工具管施工原理及主要特点、施工原理该机型的施工原理是建立在土压平衡理论基础上的。即：掘进机正面压力与所
6、处土层的地下水压Pw和土压力P处于平衡状态；排土量与掘进机顶进体积的平衡。该机面板上设有土压力传感器，可精确测量土仓土压P,在理论上我们可将P控制在Pa-Pp之间，这样就能达到了土压平衡。PO=KOXyXHPa=KaXyXH-2CVKa;Pp=KpYH+2CVKp其中：Po-静止土压力KpaPa-主动土压力KpaY-土的容量KN/M3;y-土的容重KN/M3H-埋深Ko-静止土压系数，一般取0.55Ka-主动土压系数，tg2(45-也Kp-被主动土压系数，tg2(45+8/2)8-土的度角CC土的粘聚力Kpa从实际施工来看，在覆土层较深时，主动土压Pa-被动土压Pp的变化围较大，加上理论计算与
7、实际间的误差，我们一般将施工控制土压设定在P020Kpa围。、特点A、适用的土质围非常广泛，几乎从软土到硬质粘土都适用。B、由于采用了泥土加压的施工原理，因此，它施工后的地面沉降最小，根据我们的施工经验，它的最大沉降量一般不会超过20mm。C、由于是干土，弃土的处理比较简单，没有泥水掘进机的二次泥水处理问题。D、该机亦适宜在超深的地层中施工。E、有较完善而合理的土体改良功能。由于该顶管机具有对土层扰动少的特点，因此该机型在现今使用较广，我们有着丰富成功施工经验、技术成熟、可靠。、顶管工作井现场布置工作井井布置主要是后靠背、前方洞止水圈、主顶油缸、油泵车、钢扶梯等。、主顶进系统主顶进系统设置6只
8、200T单冲程等推力油缸，行程1500MM，总推力1200T（实际控制顶力为960T），6只主顶油缸组装在油缸架，安装后的6只油缸中心位置必须与设计图一致，以使顶进受力点和后座受力都保持良好状态。安装后的油缸中心误差应小于10MM。主顶液压动力机组由二台大流量斜轴式轴向柱塞泵供油，采用大通径的电磁阀和系统管路，减小系统阻力，油缸可以单动，亦可联动。、管子与接口 、管子根据设计，本标段工程所用管节为3500“F”型钢承口的钢筋砼成品管节，壁厚320mm。“F”管受力性能好，接头稳固性高，接口处止水密封性能好。管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止“F”型钢板受压变形。管材供应：在
9、顶进过程中，管材的供应是非常重要的，如果供应不及时造成顶进停止，后果是非常严重的，由于机头重量一般较大，长时间的滞留会造成机头沉降，使轴线发生偏差；或已顶好的管子和周围上体粘结，使得摩阻力增大。因此，在开始顶进前，需制定详细周全的供应计划，现场应备有足够余量。 、接口顶进前应对砼成品管、钢套环、橡胶密封圈和衬垫从尺寸、规格、性能、数量等均作详细调查，必须符合标准设计图的要求。顶进前还必须在现场作试安装，对不合格的砼成品管应予以剔除。砼管接头的槽口尺寸必须正确，光洁平整无气泡。橡胶圈的外观和任何断面必须质密、均匀、无裂缝、无孔隙或凹痕等缺陷，橡胶圈应保证清洁、无油污，不能在下直晒，物理力学性能要
10、满足设计要求。锲形橡胶圈自然周长应与砼顶管槽口周长的85%，即套上槽口后橡胶圈的伸长率为15%左右。安装橡胶圈时，为保护钢套环，同时便于橡胶圈的安装及粘接质量，我们将制作专用的托架。顶管管节在连接前，要在橡胶圈上和套环壁涂一层硅油作为润滑剂。其他润滑剂一律不得使用。锲形橡胶圈应采用氯丁橡胶圈，主要物理力学性能如下：邵氏硬度（IRHD）45-55Mpa拉伸强度：16Mpa伸长率：425%拉伸长久变形：15%最大压缩变形（70C*22h）25%老化试验（70C,7h）拉伸强度降低值20%老化试验（70C，7h）拉断伸长率降低值30%10%耐酸碱系数0.8（酸溶度20%，202C，24h）防霉要求一
11、级钢套环必须按设计要求进行防腐处理，刃口无缺点，焊接处平整，支部和钢板平面垂直，堆放时整齐搁平。衬垫材料为多层胶合板，其应力一应变关系应符合试验曲线要求，误差5%。粘贴时，凹凸口对中，环向间隙符合要求插入安装前滑动部位应均匀，涂薄层硅油等润滑油材料，对橡胶无侵蚀性，减少摩阻。承插时外力必须均匀，橡胶圈不移位、不反转、不露出管外，否则应拔出重插。顶管结束后，应按设计要求在间隙嵌以弹性密封胶，要求与二管口抹平。、顶管动力、照明、顶管动力配套序号设备名称数量功率（Kw/h）1刀盘电机4372螺旋输送泵电机118.53Brevini减速器4394纠偏油泵电机155机头液压动力站电机226中断间油泵车功
12、率157注浆泵电机138排水泵1159电焊机11510合计369.5（注：以上所列设备，并不都是同时启动）动力电缆设置：管设置二路电缆，按其配套动力负载功率，选择电缆规格，供电采用TN-S方式，三相五线制移动电缆装接。为防止长距离以后的电压降问题，因此在中间设置升压变压器增压，同时放大电缆截面，以减少电阻，电缆接头采用电缆接头箱。、照明配套管照采用36V电源专用箱及3KV以下的变压器，输出电压24V，能满足管道照明亮度要求。在管道右上方每隔10m布置一个灯架，照明电缆也固定在上面，按顶进距离逐步延伸装置。、各段顶管最大顶力计算及其中继间设置2.5标工作井1#接收井（367.11m）3 #工作井
13、2#工作井（91.23m）3工作井4接收井（393m）5工作井4接收井（833.69m）a、2.5标工作井-1#接收井：3500-367.11M（直线段）推力的理论计算F=F1+F2其中F-总推力F1-迎面阻力F2-顶进阻力F1=M4*D2*P（D-管外径4.14MP-控制土压力）P=K0*r*H式中K0一静止土压力系数，此处取0.39Ho-地面至掘进机中心厚度，取最大值9.6Mr-土的湿重量，取1.83T/MP=0.39*1.83*9.6=6.84T/MF1=3.14/4*4.142*6.84=92TF2=n）*f*L式中：f管外表面综合摩阻力，此处取0.4T/M2D管外径4.14ML顶距3
14、67.11MF2=3.14*4.14*0.4*367.11=1909T，即设顶进1M顶力上升5.20T。因此，总推力F=92+1909=2001T根据以上计算，总推力需2001T，工作井所能承受的最大顶力为1200T，因此我们选取1200T作为设计依据，并按规定取其80%作为油缸总推力，即1200*80%=960T，主顶油缸选用6台200T（2000KN）级油缸，每只油缸最大顶力不超过160T（1600KN）。中继间设置（顶力的限制）经计算得知顶管的总推力大于设计主顶油缸的总推力，故需设置中继间进行中间接力顶进。顶进时，为确保安全，当顶力达到中继间设计推力的80%时，即需设置中继间，中继间设计
15、总推力f=1000t。（由20只50t小千斤顶组成）。L=（f*0.8-F1）/5.20=（800-92）/5.20=136m。故本段顶管需设中继间2套。（机头后35m处设中继间一套）b、3#工作井-2#工作井：3500-91.23M（直线段）推力的理论计算F=F1+F2其中F-总推力F1-迎面阻力F2-顶进阻力F1=n4*D2*P（D-管外径4.14MP-控制土压力）P=K0*r*H式中K0一静止土压力系数，此处取0.55Ho-地面至掘进机中心厚度，取最大值11.3Mr-土的湿重量，取1.7T/M3P=0.55*1.7*11.3=10.56T/MF1=3.14/4*4.142*10.56=142TF2=；iD*f*L式中：f管外表面综合摩阻力，此处取0.4T/M2D管外径4.14ML顶距91.23MF2=3.14*4.14*0.4*91.23=474T，即设顶进1M顶力上升5.20T。因此，总推力F=142+474=616T根据以上计算，总推力需61
