杭州市三新路、曇花庵路電力管廊工程ⅲ標
頂管專項施工方案
一、工程概況
工程名稱：杭州市三新路、曇花庵路電力管廊工程ⅲ標。
質量目標：符合（工程施工質量驗收規範）合格標準。
計畫工期：270日曆天，開工日期以實際開工報告為準，竣工日期按實際開工之日起至270日曆天。
地理狀況：沿線場地現狀為雜地，錢塘變電所、雲峰社群地段地勢相對平坦，地面高程在5.60公尺～7.34公尺之間。
沿線場地地貌屬錢塘江衝海積地貌，地貌狀態單一。
本標段設計有併排的2個頂管作業段的頂管施工，管徑為dn2700ⅲ級鋼筋混泥土管頂管，介面採用柔性a型鋼承口接頭。頂管管頂覆土深度在7.865m～8.
345m，頂管採用泥水平衡頂管法進行施工。本標段頂管單頂全長約70.3m，頂管從現狀運河東路路面下穿過。
二、施工計畫
1、施工進度計畫20天，採用一台泥水平衡頂管機頂進，每天平均頂進10公尺，具體節點工期控制如下：
1）進場做施工準備工作，計畫時間日曆天數6天；
2）南邊第一條管線頂管施工，計畫時間日曆天數7天（含裝置安裝時間）；
3）北邊第二條管線頂管施工，計畫時間日曆天數7天（含裝置安裝時間）；
2、材料與裝置計畫及裝置和管材的選擇：
本工程的ф2700鋼筋砼管頂管，採用泥水平衡頂管施工工藝，屬於大中口徑頂管，且在砂質粉土土層中施工，首選泥水平衡式頂管機。此種裝置，在這種土層中頂管時，對周圍土體影響最小，又是井外操作，可連續出土，施工時省時、省力、***。
本工程採用的dtф2700泥水平衡頂管機的主要技術引數與組成部分及功能如下：
2.1、主要技術引數：頂管機總動力88kw；自重30噸；外形尺寸ф3300χ4000；產地：日本。
2.2、機殼：機身分前後兩節，前後殼體通過糾偏油缸聯結，糾偏油缸的各種組合動作可使殼體在需要的方向產生折角，再頂進過程中產生糾偏效果。
本機有8臺50噸推力的糾偏用千斤頂，糾偏角上向2度，下向2度，左向1.5度，右向1.5度。
前後殼體間有橡膠止水圈確保殼外泥水不滲入機體內。
2.3、刀架：頂管機的前端有乙隻錐形刀架，刀架上的刀用來切削土體和強度較低的障礙物，如腐爛木樁和三合土等。
刀架和前機殼的另乙個作用是用來平衡土壓力，本機允許平衡土壓力為50t/m2。
2.4、動力系統：刀盤是由4臺22kw電動機通過行星減速器減速後，由行星減速器主軸上的小齒輪帶動刀架減速箱中間的大齒輪，再由設在大齒輪中心的主軸驅動刀架轉動，刀頭由刀架帶動。
2.5、主頂系統：後方主頂裝置由6只200噸單行程的油缸組成，總頂力1200噸，油壓31.5mpa。千斤頂最小尺寸2500公釐，千斤頂推進全行程為3500公釐。
2.6、泥水系統：主要由位於頂管機下方的二根4寸進排泥管和一套用液壓控制的機內旁通系統組成。
其工作過程是由一定壓力、流速的水流，通過進水管進入泥水倉稀釋，攪拌泥漿，並將泥漿水通過排泥管帶到地面的沉澱池，往返迴圈工作。進入泥水倉的水流壓力比地下水壓略高，起到確保切削面土層無水土流失。水流壓力可以在2~25公尺水頭範圍內調節。
在頂管機停止工作時，旁邊系統可以起兩個作用。第一是把頂管機泥水倉與外界進排泥系統隔離，即分別關閉設在進排泥管內的兩個閥門，其目的是不讓泥水倉內的泥水流失。第二個是把進排泥管接通，用進水管的水，把排泥管中的渣土及沉澱物衝出，起到洗淨管道的作用。
2.7、泥水的二次處理：採用泥水平衡式頂管機必須要解決泥水二次處理的問題。
通常的做法是採取自然沉澱方式來進行泥水處理。具體做法是建造三個泥水處理池（箱），它們總體積在100m3左右，而且高度乙個比乙個高，最低的乙個沉澱池內安裝進水幫浦。排出的渣土泥水先送到最高乙隻池（箱）子裡，讓其自然沉澱，經過沉澱後多餘的泥水通過溢流口流向第二隻池（箱）子裡，再溢流到第三隻池（箱）子裡。
最後，經過三次自然沉澱後的泥水只要其比重不大於1.30，則可繼續利用。如果比重大於1.
3時，則需加水稀釋即可。
本工程選用tdф2700泥水平衡頂管機一套，配套主頂裝置、觸變泥漿系統各一套，配備50噸汽車吊一台。
施工機具裝置表如下：
計量器具表：
2.8、鋼筋砼管管材的選用和對接：
用於本工程的鋼筋砼管為ф2700管，「a」型鋼承口柔性介面。
頂進前應對管成品，橡膠密封圈和軟木襯墊材料從尺寸、規格、效能、數量等均作詳細檢查，必須符合標準設計圖的要求，對不合格的砼成品予以剔除。砼管接頭的槽口尺寸必須正確，光潔平整，無氣泡。
橡膠圈的外觀和任何斷面都必須緻密均勻，無裂縫、孔隙或凹痕等缺陷，橡膠圈應保持清潔、無油汙，不得在陽光高溫下直曬。
鋼環套必須按要求進行防腐處理，刀口無癖點，焊接處平整，肢部與鋼板平面垂直，堆放時整齊、擱平。
襯墊板厚度按設計頂力大小確定，貼粘時，凹凸口對中，環間間隙符合要求。
插入安裝前滑動部位可均勻塗薄層矽油等潤滑材料，對橡膠無侵蝕性，減少磨阻。
承插時外力必須均勻，橡膠圈不移位，不反轉，不露出管外，否則應拔出重插。
管材必須選用具有iso9002質量體系認證書廠家產品，這樣才能保證管子製作質量。
3、勞動力組織：
勞動力分為施工管理人員和施工生產人員兩部分。
施工管理人員由專案經理、專案副經理、專案工程師、安全員、質量員等人員組成，具體如下表。
施工生產人員，根據施工現場地質條件及周圍環境特點，為保證工程工期及工程的有序進行，本工程擬分2個作業隊進行施工，一隊計畫施工生產人員40名，主要由木工、鋼筋工、砼工及普工組成，負責工作井（接收井）施工；二隊計畫施工生產人員15名，主要由電焊工、測量工、電工、操作工及普工組成，負責頂管施工。
施工人員配備表如下：
4、施工用電計畫
本工程計畫總用電量300kw，其中，每套頂管裝置200kw，其他施工、生活用電100kw。
每套頂管裝置用電如下：頂管機主動力88kw，液壓站30kw，上幫浦15kw,下幫浦15kw，清水幫浦7.5kw，井下幫浦15kw，觸變泥漿攪拌幫浦7.
5kw，觸變泥漿輸送幫浦7.5kw，電焊機11kw，照明5kw。
備用電源，200kw柴油發電機一台。
三、主要施工方法
1、頂進施工工藝流程
⑴頂進施工的準備工作→⑵裝置安裝除錯→⑶頂管機出洞→⑷吊放第一管節，接進出水管及各種管線→⑸頂進，至一節管節頂進結束→⑹縮回主頂千斤頂，拆進出水管及各種管線，吊放下一節管節→⑺接進出水管及各種管線，頂進→⑻依此迴圈→⑼吊放第一只中繼間並頂進→⑽吊入管節→⑾中繼間頂進→⑿主頂頂進→⒀依此迴圈，至一節管節頂進結束，吊放下一節管節→⒁依此迴圈，至吊放下乙隻中繼間→⒂吊放管節→⒃第一只中繼間頂進→⒄第二隻中繼間頂進…→⒅主頂頂進→⒆依此迴圈，至最後乙隻中繼間吊放→⒇吊放管節→(21)中繼間依次頂進→(22)主頂頂進→(23)依此迴圈→(24)頂進結束。
2、頂管掘進機選型與設計
頂進採用泥水機械平衡頂管機，其基本原理是借助於壓力平衡以達到出泥平衡，從而減少地面沉降。即維持正面土壓力介於土體的主動土壓力與被動土壓力之間，通過plc控制正面土壓力，使之在設定範圍內浮動，當壓力過小時，切土口開口量減小，大刀盤外浮，使正面壓力公升高，反之亦然，這一平衡過程是由一套液壓伺服系統來進行控制的。除了這種機械平衡以外，還採用泥水平衡，頂進時，迴圈的高壓水將切削下的土體攪拌成泥漿，同時平衡地下水位，使開挖面的水壓與地下靜水壓力相近，減少地表沉降。
該頂管機具有遙控作業系統，開挖、出土、糾偏、測量均可在管道外進行遙控，對於大口徑管道施工較為有利。由於採用泥水機械雙重平衡，能有效支護開挖面土體，控制地表沉降。
2.1、主頂進裝置
主頂進系統由底架、油缸組、頂進環、鋼後靠及液壓幫浦站等組成，其主要功能是完成管節頂進，是頂管裝置系統的主要組成部分。
2.2、底架
起承托頂管機、頂進環、砼管節之用。底架設有微調千斤頂和水平支撐，可以調節底架高程和水平位置。底架頂部設內、外兩副軌道，內軌作頂管機、砼管節的承托及導向之用，外軌則為頂進環往復行走之用。
2.3、油缸組
油缸組由6只油缸分兩列左右對稱布置，每列各3只油缸疊積而成,並用可分式結構的支座固定，用聯接梁連成一體。
油缸選用國產的雙衝程、雙作用等推力液壓千斤頂，每只油缸最大推力為1940kn，裝備推力為11640kn，滿足管節最大承受頂力8000kn的要求。油缸行程3.5m，長度2.
5m的管節，可一次連續頂進完成，無須再設墊塊，提高了工效，並減輕了勞動強度。
2.4、液壓幫浦站
選用63scy14-1b手動變數軸向柱塞油幫浦，配備y180l-4型電機。通過變頻調速可改變油幫浦的流量，據頂進時的工況要求及時控制主頂油缸的頂速。可以遙控操作。
千斤頂活塞退回時，油壓不得過大，速度不得過快。
初始頂進應緩慢進行，待各接觸部位密合後，再按正常頂進速度頂進；頂進中若發現油壓突然增高，應立即停止頂進，檢查原因並經處理後方可繼續頂進。
2.5、頂進環
由頂環和頂座組成，頂環用螺栓固定在頂座上，頂座底設有滾輪，可沿底架上的外側軌道往復執行。頂進時，油缸將頂環頂入砼管節尾部，與管節端部環墊板相貼，起對中及導向作用，並傳遞油缸頂力均勻作用在砼管節上
2.6、鋼後靠
管節頂進時油缸的反力，通過鋼後靠均勻地傳遞到工作井井壁上，避免井壁受力不均或區域性受力過大造成井壁結構破壞。鋼後靠安裝時，應與頂進軸線保持垂直，與井壁間的空隙應用素砼填實，頂力後座最小面積4m×3m，確保整體接觸，能有效地傳遞作用力。
2.7、泥水系統
本頂管選用泥水機械平衡頂管機，由大刀盤將正面土體切削後，進入泥水倉，被高壓水沖成泥漿，採用管道幫浦及輸泥管路將泥漿輸送至地面沉澱池排放。該系統由排泥系統和高壓供水系統組成。
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