取水头部及原水自流管专项施工方案.doc

耒阳大市自来水厂（原水自流管、取水头部）施工专项方案编制人：审核人： 编制单位：二一七年十月十二日目 录一、编织依据二、工程概况三、主要施工方案的选择四、主要施工工艺流程五、施工方案（一）测量方案（二）沟槽开挖方案（三）沟槽找平（四）钢管组焊沉放（五）顶管施工（六）取水头部预制及沉放（七）水下混凝土浇筑（八）水压实验六、质量控制措施七、安全措施八、施工现场管理机构九、雨季施工措施十、文明施工措施十一、主要机械设备表及人员计划十二、施工进度计划表十三、施工平面图题外话：本人毕业于工民建专业，有二级建造师（房屋建筑工程市政水利水电）、潜水员、工程师职称，专业承接自来水厂、污水厂设备、水电、工艺管道、水下工程等，现已完成了多个项目，并具有水下施工能力，对取水头部、水下管道、取水泵房的施工集聚不可替代的经验。独立完成项目（从工程投标到施工管理、竣工验收及结算的全过程，含土建、装修、工艺、水电）有衡阳市桐桥港污水厂、耒阳市第二自来水厂、白杨渡污水处理厂、衡阳县第二自来水厂、等工程。如有类似工程请联系：电话：1867478096018824932488 谭工一、编制依据1、耒阳市大市自来水厂配套管网工程取水头部及原水自流管工程施工设计图2、耒阳市大市自来水厂配套管网工程取水头部及原水自流管工程技术规定、现场踏勘、地质资料、水文资料。3、验收规范3.1给排水管道工程施工及验收规范3.2给排水构筑物施工及验收规范3.3钢结构施工及验收规范二、工程概况1、概述本工程耒阳市大市自来水厂配套管网工程取水头部及原水自流管工程， 两根D63010钢管沉管，单根长度为140M。取水头部为钢筋混凝土结构，长8米，宽3米，高4.2米，两头为尖三角的墩式结构，总重量约为114吨。平面图如下图：根据设计图要求，水下埋管的沟槽开挖要求为底宽开挖成6.0M河床高程为61米至77米，百年洪水位为77米，历史最底水位为66.2米，常水位为73米，此方案的编制与施工均按常水位73米考虑编制。自流原水管中心标高为60米至64米，由河中取水头部向泵房走的反坡。管线纵断面及横断面如下图：管线纵断面图依图可见管沟水面开挖深度最深为13.8米，（管底500厚的混凝土找平包裹、水面标高73米），防洪堤顶标高为77米，管道覆土厚度最少处为1米，最厚处为14米。水面以上河堤高度为4米，长度为30米。2、工程水文地质 根据本工程所提供的地质资料可预见地质情况如下：2.1杂填土（Q4ml）层：杂色，稍湿，松散状，成分主要为粘性土及建筑垃圾组成，轻压实，结构松散无固结，具湿陷性，岩芯呈散碎状。本层局部钻孔有分布, 层厚0.50.6m，层底标高在73.6973.80m之间。2.2粉质粘土（Q3 al+pl）层：褐黄色，可塑状，切面规则，稍有光滑面，结构均匀，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。本层各孔均有分布, 层厚6.97.1m。层底标高在66.7066.79m之间。2.3圆砾（Q3 al+pl）层：深褐色居多，亚圆形，磨圆度、球度良好，分选性一般，最大粒径2.54厘米，粒径大于2mm含量占55.4%。湿，密实，成份以石英为主，充填物为中砂及细砂。本层各孔均有分布，层底标高64.49m65.20m，层厚1.52.3m，平均厚度1.90m。2.4中砂（Q3 al+pl）层：黄色居多，最大粒径1.92厘米，粒径大于0.25mm含量占57.78%。湿，中密，成份以石英为主。本层各孔均有分布，层底标高62.69m63.50m，层厚1.71.8m，平均厚度1.75m。2.5圆砾（Q3 al+pl）层：深褐色居多，亚圆形，磨圆度、球度良好，分选性一般，最大粒径2.54厘米，粒径大于2mm含量占55.4%。湿，密实，成份以石英为主，充填物为中砂及细砂。本层各孔均有分布，层底标高59.30m59.49m，层厚3.24.2m，平均厚度3.70m。2.6粉质粘土（Q3el）层：紫红色，可塑硬塑状，夹有岩石颗粒，切面规则，稍有光滑面，结构均匀，无摇振反应，干强度中等，韧性中等。本层各孔均有分布, 层厚10.811.10m。层底标高在48.3948.50m之间。2.4石灰岩中风化(D)层：灰色、青灰色，中薄层-中层状，隐晶质结构。岩石节理裂隙稍发育，裂隙面上附铁锰质及方解石，岩芯呈短柱状、柱状、长柱状，岩质硬，敲击声脆。该层岩石坚硬程度属较硬岩，岩体完整程度为较完整完整，岩体基本质量等级属级。揭露层厚为7.007.50m，本次勘察没有揭穿该层，层厚不详，最大控制完整层厚度为7.50m。上述各地层的分布规律及岩性特征详见“工程地质剖面图”及“钻孔柱状图”。 (如下图)。3主要工程量：3.1、D60010钢管制作、安装、防腐 280米3.2、水下挖砂石、乱石 约18000立方米3.3、砂石垫层 约800立方米3.4、管道包裹水下混凝土 约4000立方米3.5、取水头部 一座3.6、水下顶管 DN1000约140米3.7、其它辅材 4、主要施工机械设备（见机械设备表）5、主要施工工序5.1、施工测量5.2、沟槽水下开挖5.3、取水头部、管道的制作、浮运与沉放5.4、水下混凝土浇筑三、主要施工方案的选择：1、水下沟槽开挖、采用挖沙船开挖、运沙船配合运输；2、取水头部采用岸边预制、吊车起吊、舶船浮运、起重船起吊下沉就位。3、自流原水管道方案方案一、全段开挖沟槽加沉管施工方案二、水下顶管+挖沟槽沉管施工各方案的利弊：方案一土方开挖工作量大，防洪堤施工完成后需要恢复，但施工有保障，遇不明地质情况可潜员下水查看，如遇孤石、顽石可采用水下爆破施工，调整方案后可继续下一步施工。方案二、穿防洪堤部位采用水下顶管施工，开挖工作量少、防洪堤不需全面恢复，只需对管道周边注浆加固即可，但该方案成工的风险大，因穿越河堤总长度约为70米，根据现有地质资料为砂石地质，但钻孔的位置为取水泵房，只能做为参考。在这70多米的距离中，无法保证不遇到孤石、顽石及大片的岩石、顶管机机头出故障等情况，如果出现上述情况之一，顶管工作将很难进行，并且下一步方案调整的机率不大。所以本人认为还是采用开挖沉管施工较为理想,但考虑施工手续办理及前期项目立项可研报告的编制实况，将方案二水下顶管+挖沟槽沉管施工也同时编入此方案中，供各专家选定。4、管道包裹：采用水下混凝土施工四、主要施工工艺流程施工准备技术安全交底材料供应管道、配件加工现场部署放样、制作材料试验测量、放样船舶就位水下沟槽开挖沟槽整平砂石垫层管道、取水头浮运成品检查、验收钢管、取水头沉放水下检查定位混凝土施工准备包裹混凝土（一）包裹混凝土（二）水下清理竣工验收人员、设备撤离五、施工方案（一）测量方案1、测量主要任务 施工前，首先进行管线的测量设标，包括管线位置、节点控制、开挖边线位置、水准控制网络建立等。2、测量施工准备 鉴于工程质量的要求，施工测量的准备工作：首先对施工测量的所用的仪器进行校核，提高施工测量的精度；其次备全测量所用的材物料；第三，做好内作业计算，坚持一人计算，一人复核，两人签字的原则，确保施工测量的顺利进行。3、沟槽开挖测量3.1平面控制测量由于沟槽在水下，有其特殊性，因此在施工放样时，将管线的中轴线、沟槽的边线等应分别引测至陆上，采用导标的方法进行控制，导标测量用3M长度花杆，导标的间隔距离根据施工规范不少于0.2D（D为管线施工长度），施工过程中应用经纬仪经常进行复核，保证沟槽开挖平面位置的准确。节点的位置采用红外测距仪测量，并打入木桩控制。3.2高程控制测量采用测深铊测量水深的方法进行。 水面高程的确定采用在施工区域不受影响的地方设立水标尺，用DS3水准仪将高程引测至水尺上，直接读取水面高程，为保证高程到准确性，应定期用水准仪定时检测水尺高程的情况，及时修正读数，确保施工质量。3.3在进行沟槽过程中，要反复进行测量，挖好的会被水流冲填，必须进行二次、三次开挖。只有不间断跟踪测量，才能够保证沟槽的开挖质量。3.4取水头及管道安装施工测量3.4.1轴线测量在沉管安装的轴线桩上架设经纬仪进行管道中线观测，在下沉过程中，跟踪测量，及时调整钢管的下沉位置，保证沉管下沉到位。3.4.2高程测量采用水准仪跟踪控制测量来控制管顶高程，确保管顶高程的准确，中间水平段上测量绳，根据水面高程及测绳的读数来测量控制沉管下沉的速度及平衡，保证沉管下沉到位。3.5质量保证措施3.5.1为了确保工程顺利进行，严格按照资兴市自来水有限公司水厂取水点上移工程招标文件、施工合同、设计图纸、施工规范所要求各项技术指标及精度要求施工。3.5.2建立健全的测量管理机构，各工作面派专人负责，责任到人，严格作好测量原始资料的管理工作。3.5.3定期检查测量控制点、水准点等，对被破坏的控制设施应及时修复。（二）沟槽开挖方案1、水下部位水下沟槽开挖采用铰链式挖泥船挖泥，3艘40M3的泥驳运泥，送至甲方制定的抛泥区，开挖过程中由潜水员潜水检查沟槽的成型质量。开挖起点为原水管的进水口处，施工顺序为：施工测量定位挖砂船定位运砂船就位挖砂、运砂循环作业测量沟槽底标高（确定铰链下沉深度，按设计标高超挖0.5米）收铰钢丝绳前移挖砂船直至开挖终点挖砂船二次就位开挖扩宽沟槽挖砂船再次就位开挖扩宽沟槽直至开挖宽度满足要求潜水员下潜检查成槽实况水下沟槽验收。 根甲方提供地质资料河床均为砂砾石，挖砂船施工可满足施工要求，如在实际施工过程中遇有巨石等需要采取水下爆破。2、河岸（陆上部位）采用挖掘机开挖、自卸车运土，按常规土方开挖施工方案施工即可。3、防洪子堤填筑、现有河面水位标高为73米、防洪堤顶标高为77米、堤内自然地面标高为74米，破堤的不会出现河水漫出的情况，但考虑到施工周期长，堤内为大市镇，居住人口较多，为了避免河面水位升高而不出现河水漫溢，在施工范围外填筑防洪子堤，子堤高度高出25年一遇的洪水位1.5米。子堤顶标高根据当地村民了解可暂设为76米，子堤顶宽为3米，两边坡度为1：1.5，采用粘性土填筑。压实要求按防洪堤标准不少于98%。施工断面图如下图：（三）沟槽找平 沟槽开挖过程中，由于水位变化、船体摆动等原因会导致沟槽底标高有高底不平的情况，因此在开挖完毕后要进行找平。找平前先由潜水员潜水，在水下放出浮标确定要填平的位置，再由运砂船将砂石运输至需要回填的正上方，将砂石往回填区域回填。在回填过程中，潜水员根据情况及时潜水检查回填厚度、控制回填量，避免多填，最后由水面控制标高测量及潜水员水下用刮板找平。（四）钢管组焊沉放1、沉管原材料的Q235钢板螺旋成品卷管作为主材，加工尺寸必符合设计要求。焊缝采用手动电弧焊双面焊接，每条焊缝均并按规定进行检查验收。钢管到达施工现场后，要进行原材料检查，确保沉管的质量。2、钢管内防腐内防腐严格按设计要求选材施工。 (1) 前处理内外壁表面处理应达到涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有图层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级GB8923.1-2011中的Sa2.5级，配件可采用人工除锈，应达到St3级标准。（2）内防腐钢管及钢制管件内防腐采用8710饮用水涂料特加强级防腐，做法为两遍底漆（或一遍底漆和一遍中间漆）、四遍面漆，涂层干膜厚度不小于0.3mm。内防腐所选涂料等应通过卫生部“涉及饮用水安全产品卫生许可”。3、钢管外防腐埋地钢管及钢制管件外防腐采用环氧煤沥青特加强级防腐,做法为底漆-面漆-面漆-玻璃布-面漆-面漆-玻璃布-面漆-面漆,涂层干膜厚度不小于0.6mm,玻璃布采用中碱、无捻、无腊玻璃纤维布，经纬度1212根/cm。焊口处外防腐采用聚乙烯防腐胶带，底漆一道、内胶带一道、外胶带一道,胶带与钢管外防腐层的搭接带不小于150mm。4、钢管组焊管材进场检验合格防腐处理后可进行接找焊接，根据施工要求，在岸边用C25混凝土浇筑长30米，宽20米的施工场地，用于堆放原材料及原材料的加工，同时在河面搭设操作平台，在河岸边架设100T汽车吊一台，负责岸下与河面之间的材料运输工作。详细施工流程如下：岸上施工场地平整施工水面施工平台搭设原材料进场验收防腐处理管道按图组焊水压试验验收合格准备拖运。5、钢管压力实验该管道为自流管道，无设计压力，但为了提高施工质量，确定本管道的试验压力为0.6Mpa，钢管焊接完成后，将钢管两头用盲板焊好，在盲板上分别设进气阀、排气阀、压力表，在进气阀处接进气管，排气阀端装设气压表，采用压缩空气进行压力试验，要求最大压力达到0.6Mpa后关闭进气阀10分钟内压力不下降及为合格。6、钢管浮运水压试验合格后用驳船配合人工，根据计算整个沉管将浮于水面，吃水深度为28CM左右。因此，前面采用一艘24HP工作船拖拉，后面用一艘12HP的工作船稳管，就可以将沉管拖至施工区。拖至施工区域后，在岸边设备四个地锚，在第个地锚中分别引出一根钢丝绳调整、固定钢管位置，采用全站仪测量，确保钢管位于设计沉管的正上方。7、钢管沉放钢管牵拉进沟槽定位后，即可吊装注水下沉。根据钢管的长度，本方案考虑设计四个吊点，岸边采用汽车吊，其余吊点分别由三艘起重船完成。这样就可保证沉管在往水下沉过程中的平衡，有效地控制钢管下沉时的弯曲应力，保证质量。钢管就位后由一端注水，另一端设排气阀，首先将进水的一端慢慢下沉，向另一端推进，直到水平段的空气全部排出，然后调整平衡，继续注水，下沉至沟底，调整沉管的位置直至符合设计要求，最后分别在钢管位置打入四组定位桩，两端用钢绳固定，将工作船撤离。操作平台搭设：原水管沉管就位后，在上方进行水下混凝土浇灌操作平台的搭设。该平台采用栈桥法，搭设长度为136米，一端联通岸边，一头直到原水管端头。宽度为2.5米，满铺脚手板，两边设备1.2米高防护栏。(详见附图)（五） 顶管施工工艺概述：本工程设计为DN600的原水管两根，选用DN800的机头，顶进DN1000的钢管，顶管施工完毕后，再将DN600的管道穿过，进入取水泵房。1、机头选型由于本工程施工环境复杂，地质情况变化大，施工条件差，前15米左右为防洪堤下施工，后50米左右进入耒河河水下，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，工程设计为DN600的自流水钢管，根据机头的规格为顶DN800的水泥管，我公司根据以往施工经验，采用泥水平衡顶管掘进机。机头规格为DN800,顶进DN1000的焊接铁管。顶管掘进机如下图：本掘进机的优点是： 1.1顶管机、主千斤顶、泥水循环系统和泥水分离装置成套化。1.2带锥形破碎机的条幅刀盘，能破碎砾石。1.3该机能适用较软土壤条件，如粘质土、砂土、淤泥。1.4使用安装在轨道上的主顶油缸。1.5该机由一人在地面遥控操纵即可。1.6可在控制台上进行电视监测及方向控制，精度高。带有双光靶方向控制系统，可将方向误差控制在10mm之内。1.7使用主千斤顶不间断便可单独顶进一节管子。此机型在现今使用较广，我们有着成功施工经验、技术成熟、可靠，对土层扰动少的特点，适应于本工程的顶管施工。2、平面布置及井内布置2.1平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，地面操作室、沉井区、吊车作业区、料场等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。现场布置及顶进设备的起吊安装均采用25t汽车吊。平面示意图如下：2.2 井内布置工作井井内布置主要是后靠背、导轨、主顶油缸、油泵动力站、钢制扶梯等。2.3出土方案泥水平衡式顶管的出土采用全自动的泥水输送方式，被挖掘的土通过在机舱内的搅拌和泥水形成泥浆，然后由泥浆泵抽出，高速排土。在沉井上部砌2座沉淀池。沉淀的余土外运需按文明施工要求和渣土处理办法，运到永久堆土点，不得污染沿途道路环境。3、顶力计算本工程顶管单元长度根据设计图纸的井室位置、地面运输和开挖工作坑的条件、顶管需要的顶力、后背与管口可能承受的顶力等因素确定单元长度。本工程土质参数基本相同，顶力计算根据给水排水工程顶管技术规程CECS246:2008最大顶距进行计算。1020mm顶力的计算：最大推力计算，采用经验公式，按最大顶距70米计算：F=F1+ Nf =DfkL+/4D2P上式中F总推力； F1侧壁摩阻力；Nf顶管机迎面阻力即端阻力； D管外径（D=1020）；fk管外表面综合磨擦阻力，根据地质勘察报告，取值0.40T/m2 L顶距（取70米）P控制土压力；（P=KoHo）Ko静止土压力系数，一般取0.55Ho地面至掘进机中心的高度，平均取值9m土的重量，取1.8t/m3 F=/4D2（KoHo）+DfL=3.14/41.0201.020（0.551.89）+3.141.0200.470=29.11+89.68=118.79T根据总推力、采用2个100T的千斤顶,为了泵房井壁能满足工作反作用力要求，在沉井施工完成后，在井的外壁与土壤的接触部位采用高压旋喷桩加固处理。为了确保顶管的顺利进行，采用触变泥浆，顶力将小于理论计算值，因此我们无需增加额外的顶进系统即可满足要求。4、出洞方案为防止出洞口及顶进过程中泥水压力过大涌入工作井内，防止地下水渗漏和顶管掘进出洞时漏水，并确保压注的触变泥浆不流失，在封底及底板浇筑完成后，在洞口浇筑背墙同时预埋安装注浆钢管及钢法兰，用于安装橡胶止水圈及止水封板。由于顶进距离长，造成管材表面接头焊缝、砂等对橡胶止水圈不可避免的磨损，需经常更换橡胶止水圈。因此，我们在洞口里侧增加一道橡胶止水圈，当需更换外部橡胶止水法兰时，洞口内部的橡胶止水圈可防止地下水进入井内。详见顶管穿墙体止水构造图5、井内测量以及设备安装5.1井内测量的方法根据图纸坐标使用全站仪分别定出工作井及接收井上A、B点（如上图），置全站仪于A点，后视B点，作BA直线的延长线，并在工作井后部定出一点C。然后，在井底定出任意一点D，置水准仪在D点上，根据图纸上A、C点位置的管道中心线高程，定出A和C，点，A，C，直线就是我们要找的顶进轴线。5.2 设备安装5.2.1 后靠背导轨及后顶的安装轴线确定后先安放后靠背，后靠背后部距离井壁100200mm，调整后靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心于轴线相重合，调整方法见下图：在轴线定好后既可安装导轨以及后顶，先根据导轨本身的尺寸计算出导轨顶面至轴线的高差h，至水平仪于井下，在井四周作出46个临水点，保证轴线标高-临水点高程= h，安放导轨时可用线绳在相对的两个临水点拉出一条直线，使导轨顶轻触于线绳既可，然后根据轴线调整导轨轴线在竖直方向上于已知轴线的竖直投影线重合，导轨轴线方向调整好后再精调导轨的高程，最后支撑导轨至井壁上。引轴线至井底前后两侧A、B两点，分中后靠背，在后靠背上作一分中点C，开始放置后靠背时尽量使C点在AB的延长线上，此值可肉眼鉴定，误差不应大于10cm，在后靠背边缘定出任意等高两点D、D，测量AD和AD，的距离，只需保证AD的距离约等于AD，的距离既可，误差不应大于3cm，导轨左右方向确定后既固定下面两侧各一点，后使用线坠调整前后方向既可，最后填塞C15细石混凝土至井壁到后靠背的间隙，后方顶的安装在后靠背的安装完毕后进行，抄平后顶后，只要保证千斤顶后平面贴实后靠背既可固定。导轨安装完毕后需在预留洞口内安装副导轨，副导轨的轴线以及高程均要与主导轨保持一致，此副导轨用于防止机头进洞后低头，增高装置可根据机头重量以及增高量选择枕木，钢支架或砼垫层。见下图：5.2.2 洞口止水装置的安装：按设计图纸顶管穿墙止水构造图进行安装。5.2.3顶管动力配套安装每套顶管动力配套如下表：序号设备名称数量总功率(kwh)1刀盘电机1222螺旋输送泵电机15.53纠偏油泵电机144排污泵2155电焊机130 (注：以上所列设备，并不都是同时启动。)动力电线设置：管内设置二路电缆，按其配套动力负载功率，选择电缆规格，供电采用TNS方式，三相五线制移动电线装接。6、泥水系统的安装泥浆池应尽量靠近工作井边，可采用并联法，见下图：泥浆池尽量靠近工作井边，可以减少排泥管路过长而且产生的管路摩阻力，沉石箱的配置可沉淀块状物，防止块状物直接进入排泥泵引起排泥泵堵塞和损坏。注浆系统应尽量使用螺杆泵以减少脉动现象，浆液应保证搅拌均匀，系统应配置减压系统，在泵出口处1米外以及机头注浆处各安装一只隔膜式压力表。设备调试以及土体取样：顶管下井前应作一次安装调试，油管安装先应清洗，防止灰尘等污物进入油管，电路系统应保持干燥，机头运转调试各部分动作正常，液压系统无泄漏。机头下井后刀盘应离开封门1米左右，放置平稳后重测导轨标高，高程误差不超过5mm，既可开始凿除砖封门，砖封门应尽量凿除干净，不要遗留块状物，同时可进行土体取样工作，使用100，L=500mm的两根钢管在洞口上下部各取长400mm的土样，取样工作完成后随既顶机头，使机头刀盘贴住前方土体。选择机头属于刀盘可伸缩型，土压力表所显示的土压力为泥仓土压，显示的土压力与实际顶进的土压力存在一个压力差P，此值一般取15-30T，由于进泥口是衡定的，机头的土压控制主要通过顶速来调节，每次初顶时先调节好送水压力，然后打开机内止水阀，转动刀盘，关闭机内旁道，待流量达到额定值的80%时既可开始顶进，送水压力可通过机内压力调节既可完成。7、 顶进顶进前先检查顶铁安装是否平直,以防顶进时产生偏心荷载。顶进时按以下程序进行：安装顶铁开油泵使千斤顶伸出活塞千斤顶伸出活塞额定长度后开阀门回油下管。7.1 顶进方法有被动措施是采用极慢速（5mm/min）和间竭式顶进方式；主动措施是往进水管内添加10%30%细砂来减少粘泥浆。正常情况下， 1020mm直径顶管平均每米管长的顶力21KN左右。当每米顶力大于14KN或21KN时，就必须注浆减阻降低顶力。顶管宜连续顶进，暂停时间一般控制在12小时之内。如果停顶时间超过12小时，必须每隔12小时之内至少注浆一次（注浆量为：每平方米管材表面积0.050.01立方米浆液）。并在重新开顶前大量注浆（每平方不小于0.2立方米），才能取得较明显的减阻效果，确保顶力在正常范围之内。否则就可能会因顶力过大造成后座墙顶裂、管材顶爆、完全顶不动等后果。顶进工作的示意图如下：7.2 顶进过程中注意事项7.2.1连续顶进，不能长期停顿。顶进间隔过长时，地下水渗出，土拱坍塌，会使顶力增加。7.2.2检查首节顶管的高程、中线和坡度，顶进时连续测量，高程测量使用水准仪，中线测量使用全站仪。7.2.3顶进时如有偏差过大，应立即停止顶进，进行纠偏。8、泥水循环在泥水平衡顶管施工中，泥水循环系统的主要任务：一是使送进机头的泥水与机头正前方的土压及地下水压形成平衡，防止塌方引起地陷和地面隆起。二是把刀盘切削下来的泥土，以泥水为载体连续运送到地面。监视泥水循环是否正常主要有两个指标：流量和压力。流量大小参考值与判断，流量大小要求一般不小于8090立方米/小时。泥水颗粒在0.251.5mm之间时（如中、细砂），流量取上限；颗粒小于0.2mm（如胶粘土），可取下限。本工程属于粉质粘土和粉砂地质，取上限即90立方米/小时。判断流量大小，可由安装在系统的流量计直接读数得出。压力大小参考值通过设在机头的进水口、回水口、泥水仓等处压力测量点。各点压力可以观察通过摄像头传送回来安装在机头的压力表读数或由传感器通过变送器变送回来的数据。泥水经过泥水仓后都会有一定的压力损失。9、泥水循环异常的排除当泥水循环过程中，流量或压力指标超出上述参考值时，就表明泥水循环出现异常，操作人员必须开始采取措施予以排除。异常现象、原因、排除措施具体分析见下表所列：现象原因排除措施没有流量1水箱液面低于抽水口或阀门没打开。2泥水管线完全堵塞。1往水箱加水，把阀门打开。2通过分配水阀反冲清理管路，甚至拆卸管路逐节通管。流量不足（低于参考值）1管线开始堵塞。2顶程过长。3水泵叶片磨损严重。1暂停顶进，内旁通冲管；通过分配阀反冲清洗管路。2加中继水泵。3更换水泵叶片。排泥泵振动1进水泵与排泥泵流量设定值不合理。2排泥泵吸空。3排泥泵缺相运行。(某相电流为零)1将排泥泵设定值调低或增大进水泵设定值。2检查和修复漏气之处并排气。3查清缺相所在，重新接好。排泥泵有异声或不转动1泵被杂物卡住。2排泥泵电机过载保护。1通过分配水阀或拆卸管道清除杂物。2查清过载所在，按动复位键。机头泥水进出口压差偏大主要是机头泥水进出口堵塞顶进速度太快超过排泥能力所致。2泥土太粘，需要更长与水充分混合的时间所致。3有杂物堵塞回水口。1降低顶进速度或暂停顶进。2采用慢速顶进（520mm/min）或掺砂改良土质。3暂停顶进，采用反冲清除杂物泥水冒顶根本原因是泥水仓压力偏高(0.04 MPa)1回水管堵塞所致。2进水泵设定值过大。3顶程过长，引起背压增加所致。1暂停顶进，采用旁通和反冲清除堵塞。2调低进水泵设定值。3降低顶进速度或加装中继水泵。10、方向控制和纠偏10.1 顶进过程中的方向控制由于所选机头本身所具有的方向诱导装置，纠偏操作就变的简单易行了，操作员只要通过纠偏动作，始终保证激光点在光耙的中心既可。应有严格的放样复核制度，并做好原始记录。顶进前必须遵守严格的放样复测制度，坚持三级复测：施工组测量员项目管理部监理工程师，确保测量万无一失。 布设在工作井后方的仪座必须避免顶进时移位和变形，必须定时复测并及时调整。顶进纠偏必须勤测量、多微调，纠偏角度应保持在1020不得大于0.5，并设置偏差警戒线。 初始推进阶段，方向主要是主顶油缸控制，因此，一方面要减慢主顶推进速度，另一方面要不断调整油缸编组和机头纠偏。 开始顶进前必须制定坡度计划，对每一米、每节管的位置、标高需事先计算，确保顶进时正确，以最终符合设计坡度要求和质量标准为原则。10.2纠偏纠偏是顶管施工中必不可少的环节，操作者熟练地掌握纠偏技巧，才能使顶进的管材轴线满足设计要求。顶管施工过程中管轴线出现的偏离，一般分为：位置偏离和方向偏离两种。几乎所有泥水平衡顶管设备，都可以从安装在机头里的光靶上的激光点位置来判断机头是否有位置偏离。激光点在光靶的偏离位置与机头实际偏离位置，是关于圆点对称关系。对安装有倾斜仪的设备，可以根据倾斜仪的读数与设计值比较大小来判断有否发生方向偏离。产生轴线偏离的原因一般有：进洞前机头方位定位不准确（先天不足）。洞口有较大的空腔，使机头进洞时发生栽头。沿线土层相对密度的变化，使机头掘进面受力不均匀，从而引起机头轴线方向的变化。沿线土层承载力不够，机头下沉。泥水循环控制不当，使掘进面掏空，导致机头前进方向改变。10.3纠编原理：利用安装在机头前后节之间的24根纠偏油缸伸缩，改变机头前端的前进方向后，在继续顶进过程中向原设计位置逐渐修正，而获得纠编效果。10.4纠偏方式：纠偏方式包含两方面：伸缩哪根纠偏油缸。按照光靶上激光点偏离哪个方向，就将哪个方向的纠偏油缸伸出来。顶进速度快慢的选择。土质愈硬，纠偏时的顶进速度愈宜慢；向下纠偏（机头位置高偏）时，顶速度宜慢不宜快；反之，向上纠偏（机头位置低偏）时，宜快不宜慢；对于因土质疏松引起机头下沉的偏离，宜采用闷顶纠偏。其纠偏距离视纠偏效果和顶力上升量而定。10.5适时适量纠偏：机头倾角与设计的偏离在5%之内，且激光点偏离靶心不超过1cm，就可以不作调整继续顶进。 11、管接口焊接11.1 焊接前的准备工作11.1.1、钢材材质必须设计选用标准的规定，必须附有材质合格证书。11.1.2、焊接方法及坡口的选择：所有管道焊口均采用手工电弧焊的焊接工艺，坡口加工成V型坡口。管口组对的坡口型式应符合设计文件和焊接工艺规程的规定。当无规定时，对接接头的坡口型式应符合下列规定；11.1.3不等壁厚对焊管端宜增加过渡段并应平滑过渡。图3.1.1 对接接头的坡口型式11.1.4 管道组对应符合表3.1.1的规定。序号检查项目规定要求1管内清扫无污物2管口清理(10mm范围内)和修口管口完好无损，无铁锈、油污、油漆、毛刺3管段螺旋焊缝或直缝余高打磨端部10mm范围内余高打磨掉，并平缓过渡4管道对接焊口中心线距管道弯曲起点不小于管道外径，且不小于100mm5两管口螺旋焊缝或直缝间距错开间距大于或等于500mm6错口和错口校正要求当壁厚14mm时，不大于1.5mm；当壁厚14mmt17mm时，不大于2mm；当壁厚17mmt2lmm时，不大于2.2mm 7钢管短节长度不应小于管子外径值且不应小于0.5m8管子对接偏差不得大于39管道端面偏斜度管道端面应与中心线垂直，偏斜度不大于2mm11.1.5、从事管道焊接的焊工必须经考试合格后，领取到焊工合格证，方可进行焊接作业，焊工考试规则按照焊工技术考核规程DL/T679-1999和锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则有关规定执行。11.1.6、焊件组装前应将焊口表面及附近每侧1015mm范围内的母材内外壁的油、漆、垢、锈等清理干净，直至发出金属光泽。11.1.7、焊条在使用前应进行150烘干1.52小时，装在焊条保温筒内，保证其不受潮湿，发现有药皮脱落，生锈及受潮的焊条不得使用。设专人保管、烘干和发放焊接材料，焊工每天按工作量定量领取焊接材料，焊条必须存放在现场的保温桶内，随用随取，防止雨淋或受潮。11.1.8、焊接场所应采取防风，防雨等措施。11.2焊接工艺11.2.1、对口点焊，焊件组对完成后，先进行点焊固定，在管道圆周上对称位置用均匀点固焊三至四点，点固焊焊点长度不小于30mm，厚度不小于3mm。对口时要将纵向焊缝错开。口对好后，先沿圆周点焊牢固，然后按要求进行手工氩弧焊打底，手工电弧焊盖面。要求焊口无咬边现象。11.2.2、焊接电流，焊接电流的过大或过小都会影响焊接质量，所以其选择应根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑，其中焊条直径和焊缝空间位置最为关键，根据本工程情况及相关经验，手工氩弧焊打底选用焊丝2.5mm，焊丝焊接电流一般为80110A；手工电弧焊选用3.2、4.0mm直径E4303焊条；焊条焊接电流一般为110140A，平焊位置时，可选择偏大一些焊接电流，横、立、仰焊位置时，焊接电流应比平焊位置小10-20%。11.2.3、氩气的纯度要求99.95%，气瓶中的氩气不能用尽，并且内余压不得低于0.5Mpa，以保证氩气纯度。氩气背部充气保护的气体流量范围为812Lmin。当喷嘴直径、钨极伸出长度增加时，气体流量也应相应增加。若气流量过小，保护气流软弱无力，保护效果不好，易产生气孔和焊缝被氧化等缺陷；若气流量过大，容易产生紊流，保护效果也不好，还会影响电弧的稳定燃烧。11.2.4、为了减小焊接变形，保证管道在同一轴线上，采用二人对称法焊接。操作方法：施焊前，接好电焊机电源和气源，采用划弧方法引燃电弧，注意引弧时应在坡口内引弧，不要在坡口外管道母材上引弧，把电弧引至待焊部位，在母材开始熔化时徐徐焊接，焊条在前，焊把在后，向前移动电弧，注意保持电弧稳定，电弧在同一位置不能停留时间过长，以免发生焊瘤或过烧。11.2.5、施焊过程中注意保持焊条角度，保持电弧稳定，每道焊口必须连续焊完，在前一层焊道没完成之前，不得进行下一层的焊接，层间接头应错开2030mm。11.2.6、焊缝起弧和收弧要保证焊透，可以用砂轮打磨过度凹槽。更换焊条要快，应在熔池未冷却前换完焊条引弧。层间要彻底清除熔渣，并检查前一层焊道，检查合格后方可进行下一层焊接，如有缺陷应铲去重焊。采用钨极氢弧焊打底的根层焊缝检查合格后应及时进行次层焊缝的焊接。施焊中，应特别注意接头和收弧的质量，收弧时应将熔池填满。多层多道焊的接头应错开。焊接层数应视焊件的厚度而定，焊接层数过少，每层焊缝的厚度过大，对焊缝金属的塑性有不利的影响。氩弧焊打底厚度不小于3mm，施工中每层焊缝的厚度不应大于45mm。11.2.7、每根焊条应一次连续焊完，每层应连续焊完，当天施工结束时，不得留有未焊完的焊口。11.2.8、焊工严格按操作规程焊接，保持身体平衡，焊条角度正确，运条方法恰当，保证焊接电弧的稳定。11.2.9、施焊前及施焊过程中的各项检查都要有详细的记录，每名焊工所焊的各道焊缝也应做好记录，保存此记录。11.2.10、使用的电焊设备应定期检修、保养，使用前要调试，调试合格方可使用。11.2.11、焊缝焊完后，应及时认真进行清理，经自检合格后，在焊缝附近打上焊