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桃浦西路（真北路~泵站）道路积水改善工程1桃浦西路（真北路~泵站）道路积水改善工程φ2400曲线段顶管施工方案编制：审核：编制单位：上海盛鑫建设工程有限公司2013年4月23日桃浦西路（真北路~泵站）道路积水改善工程2目录一、工程概况1、工程概况2、曲线段顶管设计平面图二、地质资料三、曲线顶管基本工艺3.1基本施工工序3.2出洞前准备阶段3.3出洞及正常顶进阶段3.4后期收尾工作3.5顶力理论计算3.6中继间应用以及计算布置3.7管材与接口3.8减磨注浆3.9沉降控制3.10施工紧急预案3.11顶管质量四、曲线段顶管轴线调整及测量4.1轴线调整以及管材选用4.2管子接口缝隙差的计算4.3顶进时设计轴线和高程的测量五、顶管工程技术措施5.1顶管泥水系统5.2管内动力电及照明电5.3顶管通讯、监控5.4顶管通风5.5顶管施工管理附表：1.主要机械设备及仪器表2.管理网络3.施工进度计划表（附表）备注：鉴于4#井未动工只排1#--3#顶管段桃浦西路（真北路~泵站）道路积水改善工程3一、工程概况：1、工程概况桃浦西路（真北路~泵站）道路积水改善工程，主要是解决雨季时道路路面积水问题，本工程位于现有桃浦河路西侧，南起真北路，北至现有的真南雨水泵站，全长约1.10km。本工程全线设置路面雨水收集管和雨水南总管。路面雨水收集管采用开槽埋管施工，雨水南总管采取顶管工艺施工。本工程重点为4#—3#顶管段，该段顶管顶进距离偏长，轴线样式复杂，需绕开的以往顶管井较多。4#—3#井管线情况如下：障碍物管道里程与障碍物间距备注污18#工法井有H型钢89.5m2.505m需绕开污17#工法井有H型钢220.92m2.2m需绕开污16#沉井及小桥驳岸320.58m3.69m需绕开勤丰桥桥桩360.73m1.78m从中间穿过污15#工法井有H型钢452.47m1.8m需绕开由以上得知本段顶管所需穿越或绕过的障碍物较多，所以原污16#--污18#井的位置准确性也相当重要。顶管管道设计概览：顶管段管道标高顶管轴线样式轴线总长度备注2#--1#-2.87~-3.13直线+曲线+直线260m2#--3#-7.70~-7.60直线101m4#--3#-7.48~-7.60直线+曲线+曲线+直线460m4#--5#-3.2~-2.5曲线+直线+曲线149m调整后工作井和接收井设计坐标1#X=5003.586Y=-7649.631接收井2#X=4746.146Y=-7666.700工作井3#X=4644.471Y=-7672.322接收井4#X=4216.810Y=-7497.638工作井不调整需拔3根桩5#X=4098.1975Y=-7448.1243接收井由于该工程处于交通繁忙路段,道路狭小，还有附近居民比较集中，施工场地狭小,施工设备多,受环境的影响将会带给施工许多不便。桃浦西路（真北路~泵站）道路积水改善工程4本着确保桃浦西路（真北路~泵站）道路积水改善工程达到业主质量标准的要求，同时尽量减少施工对该地段的影响，加快施工进度，争取早日完成本工程。我们将在工程全过程施工中，充分依靠和运用我公司在顶管施工优势和经验，选择合理、最优化的施工组织设计；选择资深的项目管理人员和技术人员参与本工程施工；在施工管理中充分发挥广大工程技术人员和管理人员的聪明才智和积极性，以领先的技术为龙头，建立完善的质量体系，齐心协力完成本工程的建设任务。在施工准备阶段，我们将和业主共同创造条件，尽早落实施工前期的准备，为工程施工创造有利条件。我公司将指派富有处理、协调前期、精通顶管技术的同志专门组成本工程的前期工作组。在施工前做好前期工作确保工程顺利开展。2、曲线顶管段管道设计平面图（附图1-3）二、地质资料：1、工程地质：地基自上而下为第○1层填土、第○2层褐黄~灰黄色粉质粘土、第○3层灰色淤泥质粉质粘土、第○3T层灰色砂质粉土、第○4层灰色淤泥质粘土、第○51层灰色粘土、第○51t层灰色砂质粉土、第○52层灰色砂质粉土、第○53层灰色砂质粘土、第○6层暗绿~草黄色粉质粉土、第○7层灰黄~灰色粉质粉土。本标段所处的地质分别为第○3T层灰色砂质粉土和第○4层灰色淤泥质粘土。顶管覆土层分别约为4—5m.9—10m。桃浦西路（真北路~泵站）道路积水改善工程5三、曲线顶管基本工艺1、基本施工工序顶管工作井.接收井联测控制点布设工作井顶进基准线布设顶管设备安装洞口止水装置安装开凿工作井顶管洞口水泥管下井开凿接收井洞口机头出洞.洞口后期处理下管对管顶进测量纠偏工具头下井2、出洞前准备阶段本阶段工作包括：吊车就位，顶管设备进场，洞口止水装置安装，轴线放样，立后靠背，工作坑导轨、主顶油缸组测量安装就位，泥水系统安装就位、操纵平台搭建。电气控制线路布置、储水箱及泥水泵安装就位、压浆系统及其管道安装就位、顶管机头下井就位、各部分设备调试运行、联机总调试、触变泥浆搅拌储存，洞外土体加固等工作。3、出洞及正常顶进阶段顶管机头下井调试正常后，将止水板、止水环安装在预埋筒上，迅速凿开预留口封桃浦西路（真北路~泵站）道路积水改善工程6门，顶管机头随即闷进洞口。为防止机头进洞时将橡胶止水板撕裂，预先在橡胶止水板上涂抹黄油。转接油管、电缆及泥水管后继续顶进。油缸顶到位后，拆除泥水管和电缆，第一节管子下井，设备段与第一节砼管合拢，接通泥水管和电缆继续顶进。重复上述步骤，直至安装中继间。在顶进过程中每顶一节管子对顶进轴线作一到二次测量，确定纠偏的角度方向和时机；并对机头前10米，后20米的地面沉降监测点作一测量，以便当班施工人员能及时采取相应措施，控制沉降幅度。当管节顶到位后，由于土体压力较大，主顶油缸缩回时管节可能后退。这种情况下，可先将管节后端的钢套环与预留口止水板采用钢筋搭接。整个顶进过程中须在压浆孔向管壁外注入触变泥浆，以便顶进的定量定点压浆，减小顶进时管外壁与土体的摩阻力，填充扰动土中空隙，减小地面沉降。严格执行班长交接班一小时衔接制度，交待上班各类情况，共同观察工作现状，以保证全顶程的连续无间断。4、后期收尾工作本工程后期收尾工作：①出洞口井壁与砼管节间连接，压浆。②机坑内千斤顶支架、后座顶铁、至顶千斤顶、导轨等设备拆除。。○3管道内钢壳中继环的前环、后环、替顶环割除后用钢板封焊缝隙并除锈，焊钢筋网片，灌细石砼。○4管道清洗拆除进排风机、风管。管内变压器，电缆，电线，照明灯具。○5管节与管节之间环缝用聚硫密封膏嵌缝，压浆管口用M10砂浆抹平。5、顶力理论计算（4#--3#）按φ2400顶管长度450m计算：.顶力：F＝F1+F2+F3式中F—总推力Fl—正面阻力F2—机头摩阻力F3—顶进阻力F1＝π×D2×P设/4式中：P设—正面土压力D—管外径2.88mL1—机头长度3.85mP主＝γ0×H×tg2（45°-ψ/2）＝5.858t／m2桃浦西路（真北路~泵站）道路积水改善工程7P被＝γ0×H×tg2（45°+ψ/2）＝11.817t／m2式中γ0—浮容重，取0.8t／m3H—地面至掘进机中心的厚度，取最大值10.4mψ—等代摩擦角，此处取10°。P设=2/3（P被-P主）+P主=7.878tF1＝3.14*2.882*6.617/4=51.294tF2=F*(K*(Pv+Ph)*D*L+W)式中：F2—无采取注浆工艺的机头外壁与土层间的摩擦力Pv管顶以上土压力Pv=γ*H=18.72t/m2γ—土的容重，取1.8t／m3H—管顶的覆土厚度Ph—管壁上土的侧向水平压力Ph=Pv*tg2（45°-ψ/2）=13.181t/m2ψ—等代摩擦角，此处取10°D—顶管机外径2.90L—机头长度3.85W—机头自重29tF—管壁与土层的摩擦系数，根据土的类别和不同含水量取用，此处取0.6K—系数。当管道位于潮湿或复杂的土层时，取K=0.2F2＝60tF3＝π×D×fˊ×L式中：fˊ—管节浮在浆套中的摩阻力，取0.6t／m2L—顶距450m（减掉机头长度）F3＝2458t即每顶进lm顶力增加5.42t。因此，总推力F＝51+60+2458≈2569（t）6、中继环应用以及计算布置根据以往施工的经验，在(4#--3#)顶管段中采用钢制中继环，每只中继环的长度为桃浦西路（真北路~泵站）道路积水改善工程81.3M，拟选用3套中继环。中继环安装时间相当重要，主要视顶力的上升速度而定。由于管道顶进时，常会发生一些不可预见的因素，如土质变化，漏水，纠偏角度太大，触变泥浆套遭到破坏，停顶时间过长等，都会造成顶力急剧上升，必要时启动待用的中继环。因此，顶进过程中必须加强监测，发现问题及时研究解决，以免贻误中继环的安放时间，造成不必要的麻烦。如遇到重大问题，会同监理、业主及有关专家，共同解决。初步确定中继间安放在距切土口位置：98M+222M+346M。具体视土质与顶力情况增减设置。中继间布置距离计算如下：顶管工作井的设计允许最大顶力为700吨，中继环设计允许顶力为1000吨，贯通本段的顶力为2726吨。一般顶力不可用足，根据本段顶管管道所处位置的具体土质情况，将本段顶管的主顶顶力按允许顶力的80%计算，中继环顶力按允许顶力的70%计算，即：主顶控制顶力：F主顶=700×80%=560吨中继环控制顶力：F=1000×70%=700吨○1主顶（此时用主顶油缸推进管道和机头）f为平均每米的顶力：f=2726吨÷485米=5.62吨F主顶=f×L〈560吨5.62×L〈560吨计算值：L〈98m在机头往后98米处布置1#中继环○22#中继环按1#中继环布置公式计算F(2#)=f×L〈700吨5.62×L〈700吨计算值：L〈124m在1#中继环往后124米处布置2#中继环，以此类推,在2#中继环往后124米处布置3#中继环。因此在本段顶管过程中需安置3套中继环。当顶力达到工作井设计承载的80%时，应立即启用中继环顶进。7、管材与接口○1、纠偏特殊管设计对于曲率半径较小的曲线顶管、我们除了机头一套纠偏装置以外，又增加了三套纠偏装置，在后方筒与1#管之间设置一套纠偏装置。在1#～2#管和2#～3#管之间也各设置一套纠偏装置。纠偏特殊管就是在管子端面预留六个凹坑。（见下图）桃浦西路（真北路~泵站）道路积水改善工程945°45°45°45°0,094起吊方向A向M250350250止水钢板φ=8Nδ=25205350A向φ2400纠偏油缸盆止水钢板δ=835°NB向6×δ25500说明1，纠偏油缸预埋后应有只够的锚固强度，并确保管接口的密封性可靠2，注浆孔45°斜向4孔均布G13，止水钢板连续焊缝h=6在凹坑内各放100T柱塞缸，当管子进入曲线段时启动液压装置，然后再将油缸缩回。纠偏特殊管上的柱塞缸设计成超短形，（L=200）。液压动力装置应能满足超高条件，以适应管壁的特殊条件。○2、管材供应在顶进过程中，管材的质量及准时供应非常重要，如果供应不及时造成顶进停止，后果非常严重，由于机头重量一般较大，长时间的滞留会造成机头沉降，使轴线发生偏差；泥浆液化或使已顶好的管子和周围土体黏结，使得摩阻力增大。因此，在开始顶进前，需指定详细周全的供应计划，现场应备有足够余量。本工程中与预制钢筋砼管节加工厂联合编制了管节制作、供应使用管材计划表，保证正常供应。每批管材至工地后，会同工程师代表一起逐节检查管节质量。具体有以下几个方面：管身裂缝情况；承插口圆度、端面平行度。对质量有问题的管节做好标记，通知工程师代表或厂方，及时采取修补或更换措施。○3、管材运送、起吊均应有专用夹具，搁置时应用方木垫高，防止“F”型钢板受压变形。○4、接管前再次检查管子接头的承插口尺寸，橡胶圈的弹性强度和衬垫板的外观和桃浦西路（真北路~泵站）道路积水改善工程10质地，确认合格后可在接口处均匀涂抹薄层硅油等对橡胶无侵蚀性的润滑材料以减少摩阻力。承插接管时要保证与上节管的钢套环同轴度、同圆，并且加力要均匀，应保证橡胶圈不移位，不反转，不露出管外。8、减磨注浆顶管时所遇到的摩擦力主要分为机头摩擦力和管壁摩擦力，为了减少摩擦力所产生的土层跟进情况，因此采取润滑浆减摩措施，根据实际情况，润滑