气压平衡顶管综合项目施工专项方案.doc

DN1200气压平衡顶管施工方案概况：我项目部施工玉溪市珊瑚路截污干管顶管工程，在施工J7号接受井时，发现地层地质状况与原地质报告提供状况存在较大差别。原地质报告显示在该位置地质为：地面如下3.8米为素填土、3.85.3米为粉质粘土、5.3米如下为砾砂。沉井施工实际显示地质状况为：地面如下2米为素填土、23.3米为粉质粘土、3.3米如下为砾砂。为此，我项目部经请示监理和甲方批准，在距离J7号井北边50米位置、距离南边50米和100米位置补充勘探钻孔。6月17日完毕钻孔，显示地质状况为：1、补ZK1(距离J7号井南50米)显示状况，地面如下2米为素填土、23.5米为砾砂、3.53.8米为粉质粘土、3.84.1米为砾砂、4.14.9米为粉砂、4.96.1米为砾砂；2、补ZK2（距离J7井南100米）显示状况，地面如下2.1米为素填土、2.12.2米为粉砂、2.24.3米为砾砂、4.35.3米为粉砂、5.37.2米为砾砂；3、补ZK3（距离J7井北50米）显示状况为，地面如下1.8米为素填土、1.84.2米为砾砂、4.26.2米为粉砂。砾砂描述为：褐灰、湿饱和、稍密中密，含量2545，砾径0.24cm，粉砂填充。设计顶进管道覆土深度为地面如下3米4.5米，管道所有在砾砂层中顶进。由于泥水平衡掘进机在上述含量砾砂层中顶进，会导致前舱进泥口堵塞及泥浆泵无法排运，最后会导致顶进无法进行。为此，咱们筹划采用气压平衡工具管顶进施工方案，详细实行方案如下：一、顶管总体施工方案：由于G6G4管段浮现地质状况发生变化，筹划在G6J7、G5J7、G5J6、G4J6顶段采用气压平衡人工掘进办法顶进施工，别的顶管依照再补充地质勘测状况，来拟定采用泥水平衡或气压平衡施工办法。二、施工工艺流程1、工艺原理概述：气压平衡式顶管工作原理是，通过作用于暂时掘进工作面上气体压力（这里气体压力普通依照工具管底部地下水压力来拟定），来制止地下水。在整个掘进工作面高度范畴内，作用气体压力是相等，但地下水压力是有梯度，因而在工具管顶部就形成一种超过平衡压力气体压力区。在这一压力作用下，地层空隙中水被挤出，地层也从本来饱和状态过渡到半饱和状态，从而起到平衡挖掘面作用。工艺原理图：设备布置图：1-冷却塔；2带纠偏装置工具管；3-第一道气闸门；4-空压机；5-第二道气闸门； 6-空气滤清器；7-防漏气装置；8-送气管道顶管施工准备工作坑设备安装工具管出洞顶进气压加压挖掘出土地面设备安装注浆材料准备注浆地面沉降控制布点顶至接受坑地面沉降点测量下管、安管测量、纠偏2、气压平衡顶管施工工艺流程吊取工具管清理管道、准备交验三、详细实行方案1、导轨安装：导轨安放在混凝土基本面上，导轨定位后必要稳固、对的，在顶进中承受各种负载时不移位、不变形、不沉降。导轨安放前，应先复核管道中心位置但在安装时必要复核。导轨面标高按管道设计标高设立，在顶进中经常复核调节，保证顶进轴线精度。导轨设立坡度与设计轴线相似。顶进工作坑混凝土基本面标高等于管底标高减去导轨构造高度和管壁厚度之和（约400mm）。导轨安装容许偏差：轴线位置：3mm；顶面高程：+3mm;两轨间距：2mm。2、顶铁采用U形顶铁：U形顶铁普通是一种内径较小、外径与“F”管相似，有一定厚度钢构造件，重要作用是把主顶油缸点推力，分布在被顶“F”管圆周上，使“F”管受力均匀并保护管节端面。3、设立承压壁：安装在工作坑后座墙与主千斤顶之间钢构造件。承压壁承受和传递所有顶力，必要具备足够刚度和强度，本工程承压壁设计承压能力为6500KN4、安装主顶设备：主顶设备安装在承压壁前方，使顶管掘进机和管道向轴线方向顶进加力组合装置。由组合千斤顶架、4只主千斤、油泵站2管阀、马蹄形顶铁、环行顶铁构成。5、工具管安装将制做好工具管平稳安放在导轨上后，对工具管先后端中心方向偏差和相对高差进行测定。6、管节吊装管节吊装重要采用5T龙门吊吊装卸，并用专用吊具，以保护管口不被损坏。7、安装管节管节安装下管前先进行外观检查，涉及管端平直度，管壁表面光滑度，端面上有无纵向裂缝等，对马蹄型端面，裂缝、管壁粗糙不得使用。经检查合格管子吊放至顶管工作坑导轨上，准备连接顶进。对于管承插口尺寸，构造应认真测量，符合原则方可下管顶进。8、管道接口管道接口选用与F钢承口管管材互相配套鸟形橡胶圈柔性接口。9、顶管作业（1）、掘进顶管掘进重要采用人工挖掘出土，施工中应做好管内通风工作，保证人身安全。工作面挖土操作重要点为：普通采用先顶后挖原则，以保证不超挖，在遇到大石块或者偏差较大必要采用挖土纠偏时才干向前超挖。规定开挖范畴，不得超挖，管端上部可超挖15mm,以减小顶进阻力，特别是管底土基135度包角范畴内，一定要保持管底壁与土基面吻合；不得扰动管底下部地基土；挖出土要及时外运；开挖要及时配合顶进操作，及时测量，以便顶力限制在较小范畴；管前挖土深度，普通为千斤顶出镐长度。土质好，可超前500mm以内，不适当超前过长，以免引起管位偏差大和管端上方土坍塌。（2）、运土工作坑采用人工挖土龙门吊垂直吊升出坑，然后采用人工装车运至指定堆土场堆放，由于出土量不大采用4吨自卸汽车运土。管道内土方通过管内水平运送和工作坑龙门吊垂直运送提高至地面，管内水平运送通过小四轮车拖运土，人工或卷扬机吊运，然后将土方运至在指定地点进行堆置。 （3）、气压平衡装置起用当碰见含水量较大或流砂现象地层时，为保持掘进面稳定，防止浮现坍塌，而引起地面塌陷，应及时起用气压平衡装置。一方面，关闭顶管机第一道压气舱门，使工作舱与大气隔绝。在工作舱完全密封状况下，向工作舱输入压缩空气，气体压力普通要高出地下水压力0.01MPa,以制止地下水涌入工作舱，达到平衡掘进面地目。第2步作业人员进入物料舱，关闭第二道舱门，也向该舱输入与工作舱同等压力压缩空气，然后打开第一道舱门，作业人员开始掘进作业。第三步当物料舱装满后，停止掘进，关闭第一道舱门，打开第二道舱门，装土、运送。如此重复循环作业。为保证作业人员安全，必要保证最大工作气压限制在0.36Mpa人体能承受安全气压。挖掘、气压加压操作流程关闭第1道密封舱门向第1道密封舱加压挖掘人员进入第2道密封舱，关闭第2道舱门向第2道密封舱加同第1道密封舱相等气体压力压缩空气打开第1道密封舱门，挖掘人员掘进作业将土方挖弃至第2道密封舱关闭第1道舱门对第2道密封舱减压，启动第2道舱门土方装车、运送至工作坑顶进（4）、顶管施工测量 顶管施工测量工作分如下四个方面：、顶进前准备阶段测量：工作坑开挖之前应对工作坑轴线，距离和引暂时水准点进行复测贯通，顶进前应对工作坑方位，高程进行复测，并标定管道中心线，设立暂时水准点。开始顶进第一节管必要平稳进洞，位置对的。、顶进过程中测量：管道轴线及高程均由激光经纬仪测定，经纬仪架放在工作井后部，并固定在底板上，顶管机后端装设激光光靶，操作人员通过观测激光光点偏移及顶进长度，判断管道迈进趋势，及时采用纠偏办法，校正前管段方向。重要是对首节管进行测量，每天不少于2次。除对首节管频繁测量外，每顶进30m-50m还对整个顶进管段进行复测，检查中间管节有无下沉现象。当管道顶进发现偏斜误差时，每顶进一镐即要测量纠偏一次。、地面观测测量：为检查地面有无沉陷和隆起，开始顶进前，应在路面上选好基线（中心轴线），在慢车道和快车道两端横向10m范畴每设立一水平基点，以保证顶进控制精度。对通过有地面建筑物顶段,在其建筑物上选点作为沉降观测点。、工程竣工测量：工程竣工后，对过程测量记录进行认真整顿，竣工后在进行一次至二次稳定性测量，确认符合规定原则。（5）、管道内有害气体安全保证办法及照明设施a.掘进机工具管内对于管道内有害气体，采用通风稀释其浓度办法，再用有害气体检测仪进行检测，确认安全后来，方可让施工人员进入作业面施工，以保证地下施工人员安全。即采用DN50镀锌钢管和0.6m3/mm电动空气压缩机向工作井及管内工作面持续送风。以保证工人及其她经允许入内工作人员吸入空气中含氧量不低于20%，工具管内装有摄像头，操作平台上安装小电视机以便于监测。b管道照明：所有管道内均采用36V安全电压照明，电线沿管道内壁敷设。电缆采用橡胶三芯软缆（规格：3*35），总长约250m，灯泡采用防水型。（6）、纠偏校正顶管偏差校正要以防止为主，不能等产生明显超差时再进行校正。必要逐渐由误差调节到对的，防止误差积累，纠偏应在顶进中采用小角度逐渐进行校正，其校正办法有：挖掘校正法：采用在不同部位调节挖土量办法，以达到纠偏目，这种办法校正误差范畴普通不不不大于10-20mm.施工中要不断总结经验，调节挖掘范畴，保证顺利顶进，决不能盲目掏挖导致偏差，也不可盲目纠偏以产生隐患。强制校正法：偏差范畴不不大于20mm时，采用纠偏千斤顶纠偏法。衬垫校正法:当局部地基软弱、地基承载力局限性而使管头底沉，这时应结合顶木校正法同步在管底下衬垫，换填砂石加木板等以增长地基强度。（7）、纠正/防止办法A、管道轴线偏差防治顶管施工前应对地质状况进行认真调查。工程部设专职测量员负责全过程测量工作，按照测量、纠偏原则认真操作，顶进过程中应随时绘制顶进曲线，采用同种规格油压千斤顶，保持顶力与管道中心线重叠。加强施工质量控制，保证后背不发生位移，并应使后背平整，以保证顶进设备安装精度。B、解决办法重新调节千斤顶行程，顶力，顶速或重新调节千斤顶安装精度。对顶管后背进行加固，防止位移继续发展，并保证后背平整。纠偏前应认真分析顶进曲线发展趋势，采用恰当纠偏量，循序渐进。（8）、顶管材质、接口及顶进减阻办法钢筋混凝土管材选用C50及以上高标号钢筋混凝土F管材，顶管接口采用与F管相配套橡胶圈钢套环企口，为了在顶进过程中减小摩阻，每隔3根设立注浆孔，在顶进过程中加触变泥浆进行减阻。、注浆注浆设备：螺杆奈莫泵，搅拌器、注浆管道主管用DN50mm钢管，分支用DN20mm橡胶管。注浆办法：在工具管背面持续放置3根有注浆孔砼管，后来每隔6米放置一根有注浆孔管子，顶进时工具管后3根管子上三组注浆口，随顶进同步注浆，随顶随注，管线背面管道注浆孔视顶力大小进行补浆用。注浆操作人员应注意：工具管后注浆应随顶随注，先注后顶。控制好注浆压力及注浆量，该顶段注浆压力不不不大于0.6Mpa，注浆量为0.1立方米/米。为防止浆液进入工具管前方挖掘面，宜在距工具管后第3节管节设立注浆孔，并持续设立23节注浆管。后来每隔23节再设立一根注浆管。为减少浆液流失，在管节表面涂刷“石蜡”以减少浆液失水性。（9）接受井搭建托架导轨接受井托架作用是将顶进接受井洞口工具管托住，工具管在托架上仅履行4-5m，出洞约0.5m，因而该托架不必滚轮构造，用两根32#槽钢，按一定宽度、接受井总长度、顶管机出洞口标高（略低3-5cm），与两侧洞口密封环在下部、左右两侧固定牢固。顶管机在距进洞口2530m时，应进行最后复测。重要目是：最后拟定顶管机与设计轴线及进洞洞口相对位置，如果此时偏差不大，可以进行进一步调节、纠偏，同步也为竣工复测积累资料。（10）拆除洞口封门拆除洞口封门时间，一是要等到洞口加固土体达到强度。二是要待顶管机抵近洞口后，距离为0.5m时进行。顶管机进洞吊运：工具管破洞进入洞口后，为减少土体扰动时间，可以加快顶速，接受井派专人观测及时与工作井顶进人员联系，防止将管道多顶进接受井，普通管道进井约1.0m即可,然后将顶管机与管道分离，确认完全将顶管机与管道分离后，用吊车轻轻起吊晃动顶管机头，使顶管机与管道脱开，此时必要再次检查分离状况，确认后将顶管机吊出井外，运往维修场地。（11）、劳动组织每班作业人数及职责分工表序号职务人数重要职责备注1班长1全面负责全过程2安全员1负责全班作业过程安全全过程3测量员2负责测量、指引纠偏工作两班4设备操作员2负责顶进设备和纠偏设备操作两班5掘进人员12负责工作面土方挖掘及运送工作三班（12）、机具设备序号设备名称规格单位数量备注1气压平衡工具管台1带纠偏装置2空压机台23发电机台1备用4空气滤清器个15液压油泵台1自制6液压千斤顶个47导轨副18顶铁套19吊车QY16台110挖掘工具铁锹等11运土小车个2自制12注浆设备套1（13）、安全办法1、严格按照安全用电强制办法和机械操作规范规定组织实行施工作业。2、依照土质状况，合理、严谨验算压缩空气消耗量和气压压力。3、通过在操作舱安装摄像头和通讯设备，及时理解舱内状况并及时沟通，使前舱处在可监控状态。4、在工具管安装双重安全气压控制阀门，将气压力严格控制在人体所能承受安全压力内，人体所能承受安全气压为：0.36MP。5、每班作业时间控制，在压气中工作时间一天不能超过8h，一周不能超过40h，并且在两个班之间，必要保证有12h休息时间；当工人在工作舱停留时间超过4h时，要保证其有至少半小时休息时间。6、采用HB7500型高压风机向管道内强制送风，该风机流量为480M3/h。将外面新鲜空气强制压入管道最前端，使管道内部空气进行置换。