施工組織設計／方案報審表
工程名稱： 貢山路汙水管道工程二標段編號：ａ３.1 －
江蘇省建設廳監製
貢山路汙水管道二標段頂管
施工專項
方案編制人審核人
審批蘇州二建建築集團****
貢山路汙水管道二標專案部
2012-5-28
本工程貢山路為蘇州市高新區西部生態城的一條東側綠化帶下，管中心距路道中心線12公尺左右，為解決馬山遊客中心的汙水排放問題，同時為滿足環太湖流域水汙染防治的要求。本標段從起點開始至k1+347開始，總長約1510m。施工內容據施工圖設計頂管段為1200m，管徑d800，如在施工途中遇到變更，具體的工程量以變更後為準。
管材採用「f」型鋼承口式鋼筋砼管，二級**管。
一、施工工藝
1、泥水平衡式頂管
本工程由於管道埋設較深，管道層位於粘土層、粉質粘土層中，為保證工程質量及施工安全，採用npd-800型平板式泥水平衡頂管掘進機。
主要裝置引數：
本工程使用的主要裝置直徑800 mm 泥水平衡偏壓破碎型頂管機。主要引數如下：
1 尺寸
內徑（mm）：800外徑（mm）：1020
全長（mm）：3300重量（t）：4
2 切削刀盤
電機功率（kw）：30
轉速(rpm)： 5.8
轉矩（knm): 52
對抗土壓（t/m2): ≤50
3 糾偏油缸
數量（個）：4每個推力（kn）：26
糾偏角度：2.5油壓(mpa):21
排量（1/min):1.5
4 泥水系統
進排泥漿管徑：100 mm
5 測量系統：用j2雷射經緯儀導向
2、施工工藝流程
測量引點→工作井施工→測量放樣→井下導軌機架、液壓系統、止水圈等裝置安裝→地面輔助設施安裝→頂管掘進機吊裝就位→雷射經緯儀安裝→掘進機出工作坑→正常頂進→頂管機進接收坑，如下圖所示。
二、頂力計算及施工前準備工作
1、頂力計算
在綜合分析了主頂液壓裝置，管子允許的軸向力以及工作井後座最大土坑以後，對頂管頂力進行計算。
頂進阻力由二部分組成f=f1+f2
其中：f1為機頭迎面阻力、 f2為管道周邊摩阻力
機頭迎面的土壓控制在主動土壓力和被動土壓力之間，我們忽略c 值影響。
d800砼管機頭迎面阻力
f1=rha=1.8×7.5×（π/4）×（1）2=10.60t
設定：土的容重r=1.8t/m3
土面至管中心深度h
d800管道周邊摩阻力,頂進長度120公尺。
f2=πdlf=3.14×0.96×120×0.4=144.7t
其中：d---管外徑
l---頂進長度
f---單位面積周邊阻力
根據以往經驗，一般取:
f=0.4t/m2
dn800 f=f1+f2=10.6+144.7=155.3t <300t符合設計要求。
2、注漿減摩系統
注漿減摩是頂管施工中非常重要的乙個環節，尤其在長距離頂管中，它是頂管成功與否的乙個極其重要的環節。本工程採用觸變泥漿減阻。在整個管道中每間隔3節管子9公尺，設1個注漿斷面共3個注漿孔，補漿應按順序依次進行，每班不少於2次迴圈，定量壓注。
方法:從機頭後第一節管至管道最後一節管，每隔9公尺安置一圈壓漿管道，每個壓漿孔上安裝乙隻單向閥，由橡膠軟管乙隻球閥與壓漿總管相連。壓漿總管是一根2寸橡膠軟管，連線壓漿幫浦。
壓漿幫浦選用液壓注漿幫浦。以上壓漿系統上設有流量、壓力調節閥。觸變泥漿選用標準配方的漿料，在攪拌筒內按一定比例兌水充分拌制後，儲放3~5小時後方可使用。
壓漿分三類，分別控制。（1）機尾同步壓漿：以形成原始漿套，填充固有間隙；（2）沿線（及洞口）壓漿；以補充管道不直或泥漿失水形成的沿線漿套缺損。
(3)定點壓漿：根據沉降測量反饋資料，對沉降過大處補償性壓漿，以支承地表荷載。
配合比：膨潤土 cmc 純鹼水
104 1.05 3.05 800(kg)
各作業班在頂管施工時作好壓漿量、點的記錄，確保壓漿工作到點到量，以降低管外壁摩擦阻力，提高頂管質量。地面沿線有專人巡視，防止打穿地面造成漿套損壞。
3、地面準備工作
1 在頂管頂進施工前，按要求進行施工用電、用水、照明等裝置的安裝。施工用電及施工用水就近接入；貢山路為蘇州西部生態城主幹道不得在上面任何操作，由路邊向內，現場裝置擺放空間至少需長30公尺，寬20公尺的平整封閉場平區域。
2 施工材料，裝置及機具必須備齊，以滿足本工程的施工要求；本標段正常長度為80公尺左右，管材分兩次到位。
3 井上、井下建立測量控制網，並經複核精度符合規範要求後，材允許施工使用。
4 泥水系統的安裝
泥漿池應盡量靠近工作井邊，可採用併聯法，見圖：
泥漿池盡量靠近工作井邊，可以減少排泥管路過長而且產生的管路摩阻力，水幫浦進水處用鋼絲網包紮防止塊狀物直接進入排泥幫浦引起排泥幫浦堵塞和損壞。
3、井下準備工作及井內布置
工作井井內布置主要是後靠背、導軌、主頂油缸、油幫浦動力站、鋼製扶梯等。頂管基座為鋼結構預製構件，頂管基座位置按管道設計軸線準確進行放樣，安裝時按照測量放樣的基線，吊入井下就位安裝固定。基座上的導軌按照頂管設計軸線並按實測洞口中心居中放置，並設定支撐加固，保證基座穩定不變形。
5、技術交底，崗位培訓
在頂管施工前，對參加施工的全體人員分階段進行詳細的技術交底，對各技術工種進行崗位培訓，經考核合格後，才能上崗。
三、 操作控制系統
控制台由受過高度訓練的操作人員專職操控，在地面控制室內外操作並仔細檢測著整個作業系統、觀察掘進機內的土壓、油壓、雷射束位置。控制台負責提供運算元據和控制整套系統，其他的工作人員則負責井內管道和頂鐵的更換以及進行排泥管和電纜的連線。當掘進機到達接收井時，挖掘會暫時中斷，如果遇到有地下水或軟土層時，還需有洞口止水圈安裝在接收口牆上。
最後，掘進機頭從土層出來進接收井，這並完成一段管道的鋪裝。
頂管進出洞口作業是一項很重要的工作，施工中應充分考慮到它的安全性和可靠性。尤其是從工作坑中的出洞開始頂管，如果出洞安全、可靠又順利，那麼可以說頂管施工已成功了一半。許多頂管工程就是失敗在進出洞口這兩個環節上。
頂進前，為防止洞口處的水土沿工具管外壁與洞門的間隙湧入工作井，在工作井內洞口處安裝一道環形橡膠止水圈。在頂進施工過程中又可防止減摩漿從此處流失，保證泥漿套的完整，以達到減小頂進阻力的效果。
工程技術人員、施工人員應了解施工現場情況和熟悉洞門附近的地質情況。分析可能出現洞口漏泥、水情況，井內布置一台排汙幫浦，並制定相應的措施。
在機頭進洞時因土體是流沙，地下水位高，土體鬆軟，地基承載力差，雖然經過地基處理，但為了機頭頂進安全，機頭不下沉，還應有機頭加固措施。機頭進洞時將機頭與後面的五節管用拉桿連線起來，使之成為乙個整體，並在導軌上用兩個手拉葫蘆間隔一公尺拉緊，從而使機頭沿著導軌方向順利頂進。
掘進機頭頂進到位後，吊放第一管節，拼接完畢，然後在工具管後管節內安裝工具管輔助裝置。
1、管節運輸
根據本工程施工場地情況，管節由16t吊車卸到指定位置後，再由吊車將地面管節吊運至井下。
2、管節頂進
頂管管節採購成品管，對成品管生產製造廠家製造管子的資質和能力進行考查。生產過程中派專人檢驗，檢驗質量必須在外觀質量、尺寸及允許偏差都檢驗合格後方可送至工地。運至工地後根據標書要求進行抽驗，合格後才能送至工作面使用。
掘進機頭進洞後的軸線方向與姿態的正確與否，對以後管節的頂進將起關鍵的作用，因此在頂進時，機頭與前5節管子應連在一起，用拉桿將前5節管子與機頭固定，防止機頭重量大而下沉。實現管節按頂進設計軸線頂進，做好頂進軸線偏差的控制和糾偏量的控制是關鍵。根據控制台顯示屏雷射點及時調節糾偏油缸，使其能持續控制在軸線範圍內。
要嚴格按實際情況和操作規程進行，勤出報表、勤糾偏，每項糾偏角度應保持10′～20′，不得大於1°。嚴格控制機頭大幅度糾偏造成頂進困難、管節碎裂。在穿越河道時，應放慢頂速，並嚴格控制注漿壓力，防止貫通河床。
3、頂管頂進與地層形變控制
頂管引起地層形變的主要因素有：掘進機頭開挖面引起的地層損失，機頭糾偏引起的地層損失，機頭後面管道外周空隙因注漿填充不足引起的地面損失，管道在頂進中與地層摩擦而引起的地層擾動，管道接縫及中繼間滲漏而引起的地層損失。所以在頂管施工中要根據不同土質、覆土深度和地面沉降的情況，配合測量報表的分析，及時調整泥水與土壓平衡值，同時要求坡度保持相對的平穩，控制糾偏量，減少對土體的擾動。
根據頂進速度，控制排泥量和地層變形的資訊資料，及時調整注漿壓力和注漿量，從而將軸線和地層變形控制在最佳的狀態。
4、 觸變泥漿減摩是頂管施工中減少頂力的一項重要技術措施，在頂進過程中，通過頂管機尾部的同步注漿與管道上的預留孔向管節外壁壓注一定數量的減摩泥漿，採用多點對稱壓注使泥漿均勻地填充在管節外壁和周圍土體的空隙來減小管節外壁和土體間摩阻力，起到降低頂進時阻力的效果。在管節外壁能否形成完整的泥漿套，將直接影響到泥漿的減摩效果。減摩泥漿採用觸變泥漿，該漿液效能穩定，且有良好的觸變性，又有一定的稠度（漿液配比見下表）。
施工過程中，泥漿應保證不失水、不沉澱、不固結，泥漿的配比應根據不同的地質情況作相應的調整，使泥漿適應土層的特性，起到預期的減摩效果。施工過程中還可配製特殊的泥漿以滿足頂進施工中特殊適應土層的特性，起到預期的減摩效果。施工過程中還可配製特殊的泥漿以滿足頂進施工中特殊要求。
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