泥水平衡顶管施工方案

第1页共25页1一．工程概况.........................................................................................2二、工作坑.............................................................................................4三、双液浆注浆施工.............................................................................6四、管涵顶进.......................................................................................10（一）泥水平衡顶管施工概述.....................................................10（二）NPD2200泥水平衡顶管机简介........................................13（三）泥水作业管理.....................................................................15（四）注浆减摩.............................................................................18（五）测量记录.............................................................................18五、收尾工作：...................................................................................22六、顶进时的劳动组织.......................................................................23七、顶进完成时的允许偏差...............................................................23八、顶进施工的事故预防及处理.......................................................23第2页共25页2南水北调穿越107国道涵管施工方案一．工程概况1、南水北调保沧干渠穿越107国道涵管工程位于河北省定州市北郊，保沧干渠K20+649与107国道交叉位置，设计为外径3.12ｍ钢筋混凝土顶进管涵，涵管中心间距7米并排两涵，单涵长度约为60ｍ,管内设直径2.2m的钢管；土壤种类为粉细沙，无地下水。该段107国道，路基宽度约30ｍ，双向4车道属繁忙主干线，货车载重量大。在不影响公路运营的情况下,采取先注浆加固土体后采用泥浆平衡顶管机顶管穿越公路施工方案。2、地质概貌及周围环境：施工地点为平原地带，地形开阔，平坦，地表覆盖为砂性土，稳定性差。堆料地点１００米以内、自然地面排水、水源（机动车拉水）、电源（柴油发电机组自发电）、施工道路畅通。3、主要机具设备材料见表：序号主要设备及材料名称规格单位数量1砼管¢3120×2500×260节482发电机400KW台13千斤顶200t台44高压油泵1-4台25分配梁4000×200×500根46顶铁0.1-1ｍｍ37导轨P50ｍ308木枕2500×240×160根209平车辆210吊斗2m3个211泥浆顶管机套112吊车130T台113挖掘机320台1第3页共25页314装载机ZL50台115钠膨润土20㎜T316水玻璃(化学浆)T3017工字钢，钢板20mm（钢轨分配梁）公路路面上备用T518电焊机320台219氧割设备套220经纬仪套121水准仪套122交通车辆123注浆机台224拌浆机台225注浆管套226钢筋T227砼，普通水泥土体注浆按实计量吨28振捣器套229钢筋弯曲机台130钢筋切断机台131工作井支撑根432管幕管棚(备选方案)T4、施工劳动组织：序号职能人数主要工作内容1指挥1涵管顶进的现场组织指挥2技术指导3各种技术方案的制定和施工过程中的技术指导和质量控制3顶进操纵3顶进机械设备操作、检查4测量观测3施工的各种控制测量第4页共25页45综合施工机械设备保障18设备安装、更换顶镐顶铁、机械维修保养、出工、圆管安装、道路维护6安全防护3顶进中各项安全检查及行车防护7物资供应1各项物资供应8治安看守19机械车辆6挖运土机械、吊车车辆操作保养10总指挥1整个工程项目指挥11计划统计1施工计划编制计划统计12调度1工程协调、调度13其他3后勤保障5、施工工期：2014年4月20日——2014年6月30日施工进度计划表：施工内容工天数四月五月六月基坑开挖15工作井后背予制10注浆施工30圆涵顶进25竣工验收56、工艺流程：施工准备→测量放线→工作井施工→超前小导管注浆→(管幕施工)安装导轨→千斤顶安装→油泵安装→泥浆顶管机安装→进洞口施工密封→下管→涵管顶进→出土→注触变泥浆→涵管顶进→出土→注触变泥浆→……循环……→土体注浆。二、工作坑1、工作坑设置要求：（1）、位置：应根据公路平面、堆放材料的场地、公路两侧的地面高程、土质情况和地形、地物等情况全面考虑。将工作坑放在靠近公路东侧。（2）、坑深及边坡：工作坑的挖深为10米；边坡一般为1：1.5。第5页共25页5（3）、尺寸大小：约16×6.5ｍ。在降雨季，还需参考四周排水沟及集水井等尺寸。2、开挖工作坑的测量和放线：（1）、测设中心线：工作坑中心线与顶进管涵中心线一致，是顶进施工全过程的标准线，也叫基线。设置方法是：在工作坑两侧钉基桩，桩距槽边应不小于1.5米，以防止塌土丢桩。桩基一定要保护好，竣工前不能移动或丢失。（2）、设置水准点：工作坑附近应设临时水准点，坑内设备安装完毕后，在坑内两端也要设1~2个临时水准点。水准点应妥加保护，竣工前切勿碰撞。3、工作坑与后背：采用工作坑的开挖需与后背的修筑一并考虑。本工程拟采用钢筋混凝土后背,矩形工作井，开挖时将钢筋混凝土后背位置挖出，尽量少扰动后背的原土层，保证后背土壤的密实性,超挖部分分层夯填密实。4、工作坑的形式：工作坑不设置马道，采用明挖现灌注钢筋混凝土或喷锚支护，其宽度：5米，长度16m深约10m、坡度为1：1.5，高度按检查井设计高度预制,顶进完成后做检查井使用。5、工作坑的排水：为了保证顶进施工正常进行，顶进的工作面不塌方,其方法如下：在开挖工作坑时还应考虑暴雨淹没工作坑的雨季施工排水问题，在基坑顶部挖截水沟，基坑内设集水井，以防影响施工进展，并保证公路的安全。6、顶管基础修建：由于本工程管径较大，细沙土壤且二孔间隔约7米并排,拟采用C30钢筋混凝土基础厚30㎝。7、顶管导轨安装：导轨是顶进中的导向设备、安装得好坏对顶进质量影响很大，故装导轨时要反复校测，使中线、高程、坡度务必符合设计要求，本工程采用钢导轨。导轨选用P50钢轨每组两根，每根长5米,共6根。安装时用道钉固定于枕木上，钉距85厘米，并固定在砼基础内;管节按内径2600mm、外径3120mm。第6页共25页6导轨安装要求：（1）、钢导轨用道钉稳定于枕木上并固定在砼基础内。（2）、下管后管节与轨面之接触应成直线，管外皮与基础面距离为1厘米。（3）、高程、坡度、方向线一定要符合设计要求，安装后要在轨前轨中轨尾左右检查6~8点，允许误差≤3mm，，稳定第一管节后应测量加载后之变化，并加以校正。8、后背的基本要求：（1）、要具有一定刚度，压缩变形尽量小。（2）、具有足够强度和稳定性，不致因顶力大而坍塌。（3）、后背土壤应一致，压缩均匀，以免顶力大时后背倾斜。（4）、后背土壁面要求平整，垂直于中轴线，以便安装。（5）、顶管后背面积为26.5平方米，高为底板下1米底板上3.5米,预留涵管及供水钢管孔洞;上部及其它三边砼墙厚0.3-0.5米,。9、千斤顶配置按顶进长度配置千斤顶，采用4台济南局产200t千斤顶。三、双液浆注浆施工1、双液注浆的特点（1）双液注浆工艺具有良好的流动性、触变性和扩散性。浆液初凝快且具可调性能，能适时提高强度，可以缩短土体沉降稳定时间，能克服注浆中引起的扰动和软化效应。（2）根据双液注浆的特性，具有速凝性能，可以调节时间，缩短沉降周期，在瞬时间内能起到强化和加固作用，比单液注浆更能达到控制土层塌陷的效果。（3）施工安全、简便、快速，工期短，质量好，效果快。（4）该工法施工设备仪器体积小，调动灵活，比较适用于本工程地面向下进行加固。根据施工地点和不同深度层次要求的加固，具有对周围环境影响小等优点。2、双液注浆的原理双液注浆主要具有克服注浆加固中引起的扰动和软化作用以及缩短固结塌陷，控制沉降和塌陷的特点，因此当双液浆及时充填到土体中的空隙（回填建筑垃圾层、第7页共25页7粉质粘土、砂层、流沙层、地下水）。由于浆液具有速凝并可在瞬时内初凝的特点，因此能起到强化和加固作用。同时注浆过程中浆液流失少而且有效充填量提高，及时补充了由诸多原因造成的土体损失。限制了地下水及建筑垃圾等土层间隙被顶进泥浆压力所冲穿，减少土体塌陷和串浆现象发生。同时当双液浆在充填土体中的空隙达到一定饱和后，会在压力作用下逐渐扩散不断充填空隙，能对周围土体产生挤压并劈入土体的薄弱部位，形成交叉网状凝固体，增强了土的密实度和压缩模量，扩大了应力范围，提高了一定的承载能力，从而减少了最终的沉降量。3、双液注浆堵漏止水处理针对粉质粘土、砂层、流沙层、地下水等土体稳定的分析，合理选择浆液配比，以确保灌入浆液有效的扩散半径。扩散半径控制在1.0m～1.5m以内，混合浆液初凝时间控制在2min以内，注浆孔位布置应遵循“分步，分段，逐步加密”的原则。4、双液注浆施工工艺流程5、施工机械及人员配备采用的主要机械设备如下：序号机械名称数量（台）1钻机22泥浆搅拌机23发电机2注浆设备和机具钻机：普通小型地质钻探机。三通阀门连接头注浆管储浆桶开关阀单液注浆机压力表稀释后的水玻璃浆液水玻璃水单液注浆压力表搅拌制浆水泥水储浆桶第8页共25页8泥浆搅拌机：高速搅拌机，具有自输送能力。制备泥浆及时迅速，搅拌浆液均匀，维修方便，耐腐蚀。搅拌式贮浆桶：具有过滤杂质和大颗粒作用，能保持浆液均匀和不易离析，结构简捷，维修方便，且贮浆量大。浆液泵：液压注浆泵具有无级调速，注浆压力可以设定最高值，不会发生压力无限上升现象，排浆量应能满足最大注入率和双液浆配比调整的要求。长时间运转不渗漏，密封性好，安全可靠，适用露天作业的机械。注浆管及接头：采用花管以及Y型接头。止浆塞:有良好的膨胀性和耐压性，在最大的注浆压力下能可靠的封闭注浆孔，并易于安装和卸除。其他：发电机组、电焊机、电锤、交通工具等。6、注浆材料水泥：矿渣硅酸盐水泥，选用初凝时间3h以上和终凝时间较长的水泥，受潮变质的水泥不得使用。采用强度等级为42.5的水泥。水：自来水或降水井地下水。水玻璃：选用浓度Be′=30～40，模数M=2.8～3.1的水玻璃原液。氯化钙溶液：氯化钙溶液的浓度为50%。浆液的制备浆液材料按规定的浆液配比计算，计量允许误差为5%。水泥浆液的搅拌时间应大于3min。浆液在使用前进行过滤，浆液自制备到用完的时间不超过其初凝时间，且不宜大于2h。采用就地制浆法制备水灰比1:0.75的水泥浆液，现场配备比重计进行检测。输送浆液的管道流速宜为1.4m/s~2.0m/s.在各注浆点根据配比进行调配。确定水泥浆、水玻璃及氯化钙溶液的设计配比（质量比）为：1:0.025:0.002。水玻璃和氯化钙溶液按要求分别制备好搅拌均匀以备用。7、施工工艺（1）注浆布孔间距：注浆孔布置方式间距2m，注浆孔直径为7cm。（2）注浆压力：为防止过大的灌浆压力破坏土层结构