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1、目 录一、工程概况 2二、工程地质条件 2三、顶管方案 21.顶管现场平面布置22.顶管施工流程图43.顶管施工工艺及设备配置54.顶管施工方法及技术质量保证措施 11四、施工计划181.施工进度计划 182.施工资源计划 18五、环境监测191. 工程情况192. 监测内容203. 测点布设204. 监测频率20六、安全文明施工保证体系201. 安全保证管理体系202. 安全保证措施213. 重点工序的安全措施214. 环境保护225. 现场文明施工措施22附图一：顶管现场平面布置图附图二：出洞口增设钢板桩示意图附图三：顶管顶进系统布置图附图四：顶管顶进施工图一、 工程概况严桥支线输水管道采
2、用2根DN3600钢管，2根管线平行段中心间距为8m，管道中心线距道路红线2m，管线长度约为27km。管道绝大部分拟采用顶管施工，仅在五号沟泵站和严桥泵站附近有一段管道采用开挖方式。管顶覆土厚度不小于5.4m，对于特殊地段（穿越建筑物或重要道路），视情况适当加大埋设深度。顶管工作井和接收井拟采用沉井、地下连续墙或者SMW工法，根据实际地质地形条件确定，其平面净尺寸分别为约13.013.8m和8.013.8m，沿顶管方向的长度分别为约13.0m和8m，埋深均约为9.8m。钢管顶进施工采用管径对应的大刀盘土压平衡式顶管机，配备46个400t主顶作为主顶设备，现场配备120t履带吊。管道沿线除穿越A
3、20立交和磁浮快速轨道交通高架外，其它一般位于已有道路绿化带内。二、工程地质条件根据上海岩土工程勘察设计研究院有限公司提供的青草沙水源地原水工程严桥支线工程岩土工程勘察报告，拟建输水管道沿线场地40.5m深度范围内地基土属第四纪滨海河口、滨海浅海、滨海、沼泽、溺谷、河口湖泽及河口滨海相沉积物。主要由粘性土、粉性土及砂土组成，一般呈水平层理分布。根据顶管施工段工程地质剖面图分析，顶管施工主要涉及第3层灰色砂质粉土、第1层灰色淤泥质粉质粘土、第1夹层灰色粘质粉土、第2层灰色砂质粉土夹淤泥质粉质粘土、第层灰色淤泥质粘土。第1层及第层以淤泥质粘性土为主，呈流塑状态，局部夹少量薄层粉砂；而第3层、第1夹
4、层及第2层以粉性土为主，呈松散稍密状态，局部夹少量粘性土。三、顶管方案1、顶管现场平面布置1.1 地面布置在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，地面指挥监测中心、办公室、仓库、配电间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。井顶布置一台120t履带吊车负责钢管及顶铁吊运和井内、地面的吊装工作。现场内另设临时堆场，供管节及半成品、周转材料等堆放，顶管现场考虑一定管节的贮存量。现场一侧布置泥浆房、进水排泥系统等。顶进控制室布置工作井内，自动控制台、通讯、中央控制均在顶进控制室内。顶管出泥排入泥浆池。由于顶管为24小时连续作业施工，在现场四个角上各安装錪钨灯一座，供夜间现
5、场照明。管道顶进时，现场布置采用120t覆带吊，设备进场时，采用150t汽车吊车。1.2 井内布置工作井内沿顶管轴线方向在临时后座墙上装刚性后座，主顶千斤顶、导轨、刚性顶铁、环形顶铁等顶进设备。工作井边侧设置下井扶梯二座供施工人员上下。管内供电及工作井内电力配电箱均位于工作井内。管内测量起始平台，安装在主顶千斤顶之间轴线上，独立与砼底板连接，与千斤顶支架分离，确保顶进时测量平台的稳定。沿工作井井壁依次安装2寸压浆管、4寸供水和出泥管、供电管线。井内二侧工作平台布置配电箱、电焊机、泥水旁通装置、后座主顶油泵车和顶铁堆放。沉井内照明采用高压水银灯。1.3 管内布置管内进、排泥管、压浆管、供电、通风
6、管分别安装于钢管左右偏下侧。管内照明采用36伏低压照明灯，每8m布置1只。施工期间在工作井内及管道内应配置足量的排水设备。2、顶管施工流程图螺旋输送机顶管准备顶管掘进机就位顶管出洞口加固起重设备就位顶进设备进场导轨拼装后座顶板安装后座千斤顶安装井内其它设备安装机头调试工具头进行试运转封门拆除后座顶进安装出泥系统测 量压 浆出 土供 气管段顶进钢管焊接中继千斤顶安装顶管掘进机穿墙顶管掘进机推进钢管拼装轴线高程控制网拌 浆通风装置配电间供 电焊缝验收中继泵站安装钢管导入接收井吊出掘进机加入中继环接收井封门拆除接收井简易轨辅设竣工测量管内设备转移地基加固清理接收井3、顶管施工工艺及设备配置3.1 顶
7、管机选型本工程由于地段复杂一次顶进距离较长，为确保工程质量万无一失，确保绝对工程安全，为适应本工程顶管的特点，根据顶进沿线的地质情况并结合以往的施工经验，在经过全面分析比较之后，顶管顶进施工选用大刀盘土压平衡式顶管机，水力出土。顶管机的结构：大刀盘电机驱动土压平衡顶管机主要由大刀盘、大刀盘驱动装置、前后壳体、止转装置、联接两壳体的纠偏油缸组和铰接密封装置、出土螺旋输送机、纠偏油缸液压动力站和液压管路、润滑油脂泵和油脂输送管路、加泥(水)装置、驱动电机电器柜及顶管操纵台等组成。大刀盘土压平衡式顶管机的工作原理是：先由工作井中的主顶进油缸推动顶管机前进，同时大刀盘旋转切削土体，切削下的土体进入密封
8、土仓与螺旋输送机中，并被挤压形成具有一定土压的压缩土体；经过螺旋输送机的旋转，输送出切削的土体。密封土仓内的土压力值可通过螺旋输送机的出土量或顶管机的前进速度来控制，使此土压力与切削面前方的静止土压力和地下水压力保持平衡，从而保证开挖面的稳定，防止地面的沉降或隆起。由于大刀盘无面板，其开口率接近100%，所以设在隔仓板上的土压计所测得的土压力值就近似于掘削面的土压力。根据顶管机开挖面不同的特性，通过向刀盘正面和土仓内加入清水、粘土浆（或膨润土浆）、各种配比与浓度的泥浆或发泡剂等添加材料，使一般难以施工的硬粘土、砂土、含水砂土和砂砾土改变成具有塑性、流动性和止水性的泥状土，不仅能被螺旋输送机顺利
9、排出，还能顶住开挖面前的土压力和地下水压力，保持刀盘前面的土体稳定。本顶管机的技术特点：A、 适应土质范围广，不仅适用于各种土质，而且适用于中粗砂、强风化、中风化砂岩。B、 施工后地面沉降小，可在覆土层仅为管径1.5倍的浅土层中施工。C、 有完善的土体改良系统，可对土体进行改良，从而扩大它的使用范围。D、 开口率达100%，土压力更切合实际。E、 采用中心支承式刀盘，结构紧凑、重量轻、寿命长、维修保养方便。F、 采用无轴式螺杆，端面出土螺旋输送机，从而提高了出土口的高度及增大了排除障碍物的粒径。G、 配有先进的控制仪表，纠偏油缸行程及机头的俯、仰和偏转均可数字显示。H、 操作简单、动作灵活、直
10、观可靠。I、 具有可靠的主轴密封装置。3.2 顶进系统工作井主顶装置共有四只千斤顶，分两列布置。主顶千斤顶为单冲程千斤顶，总行程为1.10m，主顶千斤顶每只最大顶力为4000KN，主顶最大总顶力可达16000KN。实际施工时应控制油压在8000KN。四只油缸有其独立的油路控制系统，可根据施工需要通过调整主顶装置的合力中心来进行辅助纠偏。3.3 出泥系统大刀盘土压平衡式顶管的出土采用工作井中的主顶进油缸推动顶管机前进，同时大刀盘旋转切削土体，切削下的土体进入密封土仓与螺旋输送机中，并被挤压形成具有一定土压的压缩土体；经过螺旋输送机的旋转，输送出切削的土体。在大刀盘土压平衡顶管机后第一节钢管内，装
11、置一只配有高压水枪和水力机械的土体处置箱，顶管机输送出切削的土体直接置入箱内，然后采用TSWA1509级高压水泵抽水用4寸进水管输送高压水，将土体破碎稀释形成泥浆，由水力机械结合排泥不堵泵将泥浆吸出并水平通过4寸排泥管输送排放到泥水池或直接排入泥罐车按文明施工要求和泥浆处理办法，运到永久排放点，不污染沿途道路环境。长距离顶进时，为增强高压输水的能力，拟在土体处置箱处串联增压水泵一台；长距离顶管时，排泥也采用串联接力形式，排泥泵每隔200m设置一台。排泥时，可先将泥浆排入工作井泥浆箱中，然后再启动渣浆泵或备用水力机械进行二级提升。3.4 泥浆系统 泥浆减阻用泥浆减阻是顶管减少摩阻力的重要环节之一
12、。如果注入的润滑泥浆能在管子的外围形成一个比较完整的浆套，在长距离顶管施工过程中其减摩效果将是十分令人满意的，一般情况摩阻力可由1220KN/m2减至36KN/ m2。本工程采用顶管掘进机尾部同步注浆和中继环后面管段补浆两种方式进行减阻。补浆管一般布置于中继环后面第二节管段及中断环与工具头及后座中间位置，补浆孔按908设置。每道补浆环有独立的阀门控制。润滑泥浆材料主要采用钠基膨润土，纯碱、CMC、物理性能指标：比重1.051.08g/cm3，粘度3040S，泥皮厚35mm。施工时按土质具体情况调整合适参数。 泥浆置换顶进结束，对已形成的泥浆套的浆液进行置换，置换浆液为水泥砂浆并掺入适量的粉煤灰
13、，在管内用单螺杆泵压住。压浆体凝结后（一般为24小时）拆除管路换上封盖，再将孔口封堵。 注浆设备符合物理性能要求的润滑泥浆用BW-200压浆泵通过总管、支管、球阀、管节上的预留注浆孔压到管子与外管土体之间，包住钢管。管道内的压浆系统布置如图所示。3.5 组合密封中继间与自动控制系统 组合密封中继间本工程中继间采用我司自行研制并获得专利技术的组合式密封中继间，其主要特点是密封装置可调节、可组合、可在常压下对磨损的密封圈进行调换，从而攻克了在高水头、复杂地质条件下由于中继间密封圈的磨损而造成中继间的磨损而造成中继间渗漏的技术难题，满足了各种复杂地质条件下和高水头压力下的超长距离顶管的工艺要求。中继环结构布置图3.5.2 中继间布置本工程顶管长度拟以640m作为基准，顶管共布置3道中继间，中继间拟安装40只250KN油缸，合计最大顶力10000KN，中继间设计允许转角1，中继间可通过径向调节螺旋丝自由调节，在圆角方向可以根据需要局部或整体调节，具有良好止水性能，每道中继环安装一套行程传感器及限位开关与DK-20自动控制台相连。中继间布置计算掘进机正面阻力N根据我公司在该地区相关工程施工经验，正面阻力按500KN/m2估算。经计算：迎面阻力N=4
