污水治理项目过江顶管施工方案样本.doc

※ ※污水治理项目过江顶管施工方案

1、顶管工艺选择：
顶管有土压平衡法、泥水平衡法、气压平衡法等多个施工工艺，应依据不一样地质情况和工程情况选择最好工艺。
依据地质资料显示，顶管所穿土层为中砂夹少许砾石，地下水由汉江补给，十分丰富，且是在汉江河床下穿越，故应选择排水性能和排障碍（砾石等）能力较强气压平衡顶管工艺。
气压平衡顶管工艺原理是向顶管机头密封墙外侧按需要压入压缩空气，以疏干地下水并支撑开挖面，操作人员在气压密封墙内侧常压下操作顶头内液压挖掘机在顶头内挖土，同时将管道向前顶进，挖下土经不漏气特殊螺旋输送机输至密封墙内侧，再由运土车运至工作井吊至地面。在顶头后面几节管道处还装有一道带密封门气压密封墙，密封门日常开启，供人员通行。当顶头内挖掘机等设备维修保养或排除顶头内障碍时，人员人进到密封墙前面并关闭墙上密封门，在顶头和密封墙间充入压缩空气，当其压力和顶头内气压相等后，即可打开顶头上密封门，人员即可进入顶头工作。工作结束后，关闭顶头上密封门，放掉顶头和密封墙间压缩空气，顶管又进入正常工作状态。
2、顶管设备选型
选配设备要求质量优良可靠，操作方便快捷，功率充足富余。
2.1顶管机头
选择气压平衡顶管机头，包含：
液压挖掘机：油泵电机功率30KW，可挖到开挖面上任何一处；
螺旋输送机： 油泵电机功率 45KW
额定油压 29Mpa
螺杆转速 30转/min（可正反转）
取土量 30m3/h
纠偏油缸四组八个，额定油压25Mpa
油缸行程 100mm
顶力 60t/个
2.2主顶站千斤顶：
额定顶力 300t/个
行程 3000mm
额定油压 40Mpa
主顶站由四个千斤顶组成。
2.3主顶站液压油泵：
额定功率 3×15KW
最高压力 45Mpa
最大泵油量42L/min
2.4中继站千斤顶
额定顶力 75t/个
额定油压 35Mpa
行程 500mm
2.5中继站油泵
电机功率 15KW
最高压力45Mpa
泵油量 23L/min
2.6空压机DVY-12-7型
电机功率 110KW
排气压力 0.7Mpa
排气量 12m3/min
2.7膨润土注浆泵
电机功率 5KW
最大压力 1.2Mpa
流量 3m3/h
3、顶管关键技术施工方法。
顶管工程中关键技术包含顶管测量控制、顶管进出洞技术及长距离顶管技术等。
3.1顶管测量控制
1）依据业主提供测量控制点，在井周围布设一个高精度控制网，用以测放、检验和修正工作井井区和井下测量点，如轴线点、井下测量起始点和后视点等。
2）顶管方向和高程控制可直接用置于井下测量平台起始点上激光经纬仪对顶管机头上光靶即可。激光经纬仪发射激光束偏离光靶中心距离，即顶管偏差值，但方向相反。
伴随顶管进尺增加，激光发射距离增加，激光会发生散射，即打在光靶上激光点会扩大，影响目视精度。此时顶管轴线采取支导线法控制，标高采取支水准线路控制。
3）顶管测量注意事项：因为顶管部分操作在工作井内进行，顶管过程中起始点和后视点发生位移是完全可能，故每七天均需对其进行检验校核，发觉偏移过大需查明原因并立即修正。
地面测量控制网上部分点在顶管轴线上或工作井周围，可能因地面沉降等原所以移动，故也需不定时进行校核检验。
顶管测量计算全部用自编程序在计算机上计算，分析，速度大，精度高。从未出现过差借。
3.2顶管出洞，进洞技术
顶管出洞是指顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中，开始正常顶管前过程，是顶管中关键工序，也是轻易发生事故工序。
本工程地下水位丰富，又是在透水性良好砂土中顶进，故采取井点降水疏干地下水出洞。
顶管机头在井内座床就位，调试完成，地下水位已降到管口以下，作好出洞一切准备后，便可快速割开出洞口，将机头穿进橡胶密封圈顶入土中，同时在机头和井壁出洞口间缝隙中注满膨润土泥浆，以润滑管道，支护土体。出洞操作速度要快，以防出洞口外土体坍塌。
顶管出洞对操作者要求也很高，这是因为出洞时顶管机未被土体包裹，处自由状态，另外，沉井施工和封门拆除也会使洞外土体受到挠动，使顶头出洞时正面阻力和周围摩阻力全部很小。而使顶头出洞主千斤顶顶力是巨大，所以，控制操作哪怕是出现少许不均匀或土质不均匀，使各千斤顶行程不等，也足以使顶头和第一节管子偏离设计轴线。此时土体难以对机头产生较大反力，难以对机头起到导向约束作用，故此时产生偏差极难纠正，甚至是纠不过来。所以，出洞顶进时一定要十分小心，不停测量，确保顶头和第一节管子位置正确。
除上述严格操作外，我单位还将采取国外出洞和初顶时管道正位技术保障方法，即前几节管子上增加部分特殊结构，使前几节管临时成为整体，提升其抗偏位能力，确保顶管出洞万无一失。
顶管进洞，是指一段管道顶完，顶头机破进洞口封门进入工作井，并作好顶头后1号管和进洞口密封联接过程。一样采取井点降水方法进洞。
当顶管机头顶至接收井进洞口外，地下水位已降到管口以下，接收井内机头支座等一切进洞准备工作就绪后，快速割开进洞口封门，将顶管机顶入接收井，使1号管就位，并快速处理好1号管和进洞口间连接，形成能止水、挡泥接口。
3.3实现长距离顶管技术方法
1）膨润土泥浆减阻
优质膨润土泥浆含有良好触变性和润滑性，将其压到管外壁，包裹住管子，可大大减小管外壁和土壤间摩阻力。若压浆技术适当，压浆管分布合理，膨润土质量好，单位摩阻力全部可降至5KN/m2左右。
管节上注浆孔应合理分布，机头及其后面10～20节管每节全部设一圈注浆孔，使泥浆立即全部填充管壁和土间空隙，其后逐步过渡到每4节管设一圈注浆孔，立即补浆，使全线管壁全部包裹在泥浆套中。
顶力在控制值之内十分关键。若顶力过大，会带来一系列问题，各方面控制全部会困难，故膨润土泥浆压浆绝不可轻视。
2）中继站应用
本工程每个中继站拟由14个行程为50cm，顶力为75t千斤顶阻成。中继站间距应依据顶力、膨润土润滑效果、顶头正面阻力及充足安全系数计算确定，本工程204m顶管需设两个中继站，距顶头距离分别为20m及 100m。
中继站在管道顶进中要反复伸缩，其结构必需可靠、橡胶圈必需有抗磨损方法，因中继站出问题可能会造成顶管全线失败。