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1、北京市东北热电中心再生水供水工程东坝南二街再生水管线（机场二通道东高路) 顶管施工专项方案 编制人： 审核人： 审批人： 北京城建集团有限责任公司2014年6月20日目 录一、工程概述31.3加固处理3二、顶管方法4三、施工工艺流程4四、地质情况及工作井、接收井的设置5（一)地质情况5（二）、顶管工作井及接收井的设置5五、顶管工具管5六、顶力计算及顶时设备的配置5七、顶管工作平台及棚架搭设7八、设备的安装8（一)顶管设施安装83. 基坑导轨安装9（二）、 洞门处理10（三）、出泥设备10（四）、通风设备及送风10九、顶进设备的试车运行11十、顶管施工照明11十一、触变泥浆减阻12（一）触变泥浆
2、的配制12（二）应用触变泥浆设备包括：泥浆封闭设备、调浆设备和灌浆设备13（三)注浆孔的设置13（四）触变泥浆的拌合程序13(五)注浆工艺程序14（六)触变泥浆使用应注意事项14十二、建筑物附近监测141、测点布置142、监测方法及时间：153、 数据采集及处理方案154、 减少测量误差的措施15十三、管道顶进施工15(一）下管就位15（二）顶管挖土16（三）穿墙16(四）管道顶时18(五）顶管施工测量18（六）顶管纠偏校正19（七）管道纠扭19（八）对顶接头20（九）顶管接口20十四、顶管工艺流程质量控制20（一)基本要求20（二）顶管实测项目允许偏差21（三)顶管排水21十五、顶管施工管道
3、内的保护措施21十七、顶管管道失稳的分析和防治措施22十八、顶管记录与管理23十九、流砂的简易处理方法24二十、安全用电24一、工程概述1.1总体概况为配合东北热电中心工程建设，满足其冷却循环用水需求，新建再生水供水专用管线。本工程再生水供水水源为酒仙桥再生水厂，再生水用户为北京市东北热电中心.本工程采用压力供水，设计供水规模6。0万m/d，西起机场二通道东，向东与东高路相交。1.2顶管工程概况本工程顶管段分为3段，均为人工顶管，人工顶管处砼管分为DN1600和DN2400两种，套管内穿再生水管为DN1020的螺纹钢管，每节钢管长6m.顶管段概况表：序号顶管段长度（m)顶管方法备注15#7#
4、DN160035。5人工顶管1。3加固处理 本工程顶管段为人工顶管，人工顶管处砼管分为DN1600和DN2400两种，由于地质勘察报告中显示地面9米以上为杂填土，为防止开挖过程中土体塌落需沿管线对管体上方进行注浆加固，孔距1m梅花形布置，加固范围管中心外扩3.44m(即管外壁外扩2m），加固宽度6.88m ，施工工艺同竖井注浆加固方案，注浆量:3.14*2。96235。5*0。4=488。33m附图:1。4过河段处理措施1、本工程为北京市东北热电中心再生水供水工程东坝南二街再生水管线（机场二通道东高路）中水人工顶管段，管材为DN1600双胶圈钢承插口钢筋混凝土排水管，本段设计为人工顶管，但顶管
5、需下穿18米宽的河道，且管线在河道下方的覆土为1.2米。2、 施工中遇到的问题在顶管下穿河道时由于覆土为1.2米，且河道内有水，淤泥为0。5米，顶管管头顶到河道下方时,管道上方的土体由于河道内的水长时间浸泡开始出现塌方。3、 施工措施由于管道上方覆土较浅，因此采用开槽方式,首先对管线两侧10米河道进行截流，然后在把截流段内的水抽干,进行前边钩机开槽0。5米,人工配合清槽，后面推顶0。5米，重复施工的方法推进。管线施工完成后再对河道进行恢复.4、人工、材料、机械项目名称工程量150钩机6天土车7车次人工100工日5KW水泵5天5、 附图现况平面图 剖面图二、顶管方法根据地质资料揭露情况,本工程管
6、线穿越之处均处于地下水位以下，根据图纸设计情况，本工程沿线管段均为直线段顶管，在顶管过程中，应控制顶管的走水方向,以及坐标控制，保证管道顶进之后，其坡度、坐标符合设计要求。为保证管道顶进、挖土作业顺利进行，管内及工作井不能有积水现象，在工作井设置集水井,用抽水机抽出至地面的沉淀池，经沉淀后排至市政雨水井。顶管时，在防止塌方管头加一个及可纠偏挤压式工具管,并采用触变泥浆减阻措施，采用机械配合人工掘进出土的方法进行管道顶进.三、施工工艺流程工 作 开 始测 量 放 线放样复核基坑构筑工作坑设备安装浇筑检查井进 洞卸管、接口安装推 进挖土运土管出洞准备取工具管 注浆材料准备注 浆四、地质情况及工作井
7、、接收井的设置（一）地质情况详见地质勘察报告（二）、顶管工作井及接收井的设置1、工作井的位置顶管工作井是顶管起始点，这里除安装有顶进设置外，还设置有穿墙孔、后背以及各种预埋件。工作井根据设计尺寸已考虑管道下放、各种设备进出、人员上下、井内操作等必要的空间以及排放弃土的位置等等。本工程顶管工作井的位置设计院已充分考虑，根据设计院所设计的工作井进行施工.2、后背及后座后背是将主油缸顶力传递到承重工作井墙.后背的结构要根据计算而定,其构造是整体的。本工程井设计考虑了顶管的顶力诸多因素。五、顶管工具管顶管专用钢砼管前面的是工具管,在下钢砼管前，需先顶进工具节,然后顶进钢砼管。工具管主要是控制管线方向、
8、坐标、高程.六、顶力计算及顶时设备的配置对于顶管顶力的计算，管径、埋深、顶时长度、土质是否采用减阻措施,挖土工艺等都对顶力具有一定的影响，顶管的总顶力主要分为两个部分：下面阻力和四周的磨擦力，即总顶力F=F1+F2。本工程采用挤压式工具管。F1工具管的正面阻力（KN),由于该工程采用挤压式工具管，故F1=D2（l-e） RD工具管外径（m)E开口率 e=S1/S2S1工具管开口面积S2工具管横截面积R挤压阻力（KN/M2），取R=300500KN/ M2F2管道磨擦阻力（KN），F2=f2LL=管道总长度（m)F2单位长度管道磨擦阻力(KN/M）.管道的摩阻力是指管壁与土之间的磨擦阻力，由于该
9、工程采用触变泥浆减阻措施,故f2=DfD管道外径（m），顶管采用的管材一般其壁厚为其内径的1/10。F管壁与土的平均阻力(KN/ M2）(见下表)触变泥浆中管壁与土地的平均磨擦力(f)土的类别软粘土粉粘土粉细土平均磨擦阻力(KN/ M2)砼管4.06。06。010.010。016。0钢管3。05。05。08。08.012。0本工程采用双胶圈钢承插口钢筋砼管，其顶力计算如下。故57#最大顶力：F=F1+F2=(/4)/ D2（le）R+f2L=（/4）/ D2(lS1/S2）R+ D fL=（3。14/4)/1。922（l-0.4）*400+3。141。928*35.5=1712.179KN序号
10、顶管段长度（m）最大顶力(KN）备注15#7# DN160035.51712。179工具管外径、管道外径（m）S1-工具管开口面积(m2）S2-工具管横截面积（m2）R挤压阻力， 取R=300500KN/ M2D管道外径(m）f-管壁与土的平均阻力(KN/ M2)（见下表L=管道长度（m）在选用顶管设备时，每坑采用2个200t的千斤顶作业，上下各两个，额定最大顶力为400t，最大顶力均不超过2个200t千斤顶的顶力,最大工作顶力为1712.2KN，这里暂以1712KN考虑。七、顶管工作平台及棚架搭设（一)顶管工作平台1、工作平台搭设在工作井的顶面，主梁采用型钢,上面铺设150*150枋木,作为
11、承重平台，在平台上口装设有带滚动轮和导轨的活动盖板。2、承重主梁必须根据荷载计算选用,一般采用30号以上工字钢，本工程拟采用32b工字钢，主梁两端伸出工作坑壁搭地不得小于1。2M。3、平台口的长度和宽度各大于管节长度及管外壁0。8M,即平台口的尺寸为：长度LL1+0。8宽度BD1+0.8式中：L1管子长度（M）D1管外径（M）本工程估计每节管道长度为3M,故LL1+0.8=3+0.8=3.8MB D1+0。8=3.36+0。8=4.16M,取B=4。2M。4、工作井口上的平台孔口必须安装护拦，上下入设置牢固的爬梯。（二)、棚架本工程起吊设备采用门吊，具体详见本章第四节顶管设备的选用中的吊装设备
12、,支搭于工作平台上的门吊宜安装在防雨棚下面，防雨棚采用铁支架，上盖镀锌波纹铁皮，并安装牢固.八、设备的安装（一）顶管设施安装1。 后背安全系数的核算土体的被动泥水力:式中：p 土壤的总被动泥水力r - 土壤容重（KNm3） r =19.8 （土壤的内摩擦角度） = 15.6c 土壤的粘聚力（KNm2） c = 27h - 天然土壁后背墙高度 h = 10。4m以上土质参数是根据岩土勘察报告中的数据，按不同的土层厚度加权平均，计算得出。则: 2282 （kN/m)顶进时所需最大后背宽度:式中： B 后背受力宽度 F 顶管中的最大顶推力，F = 3516KNP - 土体被动泥水力，P = 2558
13、kN/m经计算，顶管过程中，需要后背宽度为1米,实际施工时考虑顶镐架后背宽度设为5米，可以满足施工需要。2。 后背安装基坑验收合格后，安装顶管设备，首先安装后背。（1）机械顶管后背结构为：锚喷墙+混凝土后背+后背铁.(2)混凝土后背为钢筋混凝土结构,与锚喷墙浇筑成为一个整体，长度为5米，高度为5米,厚度0。6米.22钢筋双向双层排列，混凝土强度C30。（3)在混凝土后背前垂直地面放置后背铁,后背铁与锚喷墙面之间的空隙以C10素混凝土浇灌填充。(4）后背墙表面要平顺，并且垂直于顶进管道的轴线，避免产生偏心受压。（5）后背的安装允许偏差为： 垂 直 度：0.1 H 水平扭转度：0。1% L 其中 H为后背的高度，L为后背的宽度.（6)顶管完成后需对后背进行破除。3. 基坑导轨安装导轨安装是顶管施工中一项重要的工作，安装的准确与否直接影响管道的顶进质量。1。 导轨内距的确定：其中：A两导轨内距（mm） D管内径（mm），D=1600mm d 管壁厚（mm），d = 160mm 则： 导轨安装内距为1061
