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上海市某城市污水处理厂扩建工程排放系统施工工程出海顶管施工组织设计上海市某市政工程有限公司1第一章工程概况...............................................3一、工程简述................................................3二、顶管主要工程内容........................................3三、地质情况................................................3四、编制依据................................................4第二章出海顶管施工...........................................4一、顶管设备的选择..........................................4二、工作井平面布置..........................................7三、顶管的施工工艺流程......................................7四、土压力值设定、总推力估算及中继间设置....................8五、初始顶进...............................................13六、泥水平衡顶管顶进施工...................................14七、顶进施工测量...........................................17八、顶管机姿态控制.........................................19九、顶管施工过程防旋转措施.................................21十、顶管机的管、用、养、修.................................21十一、顶进过程监控测量.....................................23十二、洞口止水装置.........................................24十三、顶管管材、橡胶密封圈、木衬垫.........................24十四、成品管的接口形式.....................................24十五、顶管出洞口地基加固措施...............................25十六、地表隆沉控制措施.....................................25十七、顶管质量要求.........................................26第三章顶管穿越长江大堤施工...................................26一、顶管施工沉降分析.......................................26二、大堤加固...............................................27三、顶管穿越施工措施.......................................27四、管道密封控制...........................................29五、监测措施...............................................29第四章垂直顶升施工...........................................30一、工程概况...............................................30二、顶升前的准备工作.......................................30上海市某城市污水处理厂扩建工程排放系统施工工程出海顶管施工组织设计上海市某市政工程有限公司2三、顶升施工相关理论计算...................................32四、顶升施工...............................................33五、顶升施工防泥水渗漏措施.................................34六、止退措施...............................................34七、施工测量...............................................34八、质量要求...............................................34九、安全与文明施工要求.....................................35第五章应急预案措施...........................................36一、顶管施工阶段...........................................36二、顶管穿越大堤阶段.......................................37三、垂直顶升施工阶段.......................................37四、海上施工作业阶段.......................................37上海市某城市污水处理厂扩建工程排放系统施工工程出海顶管施工组织设计上海市某市政工程有限公司3第一章工程概况一一、、工工程程简简述述本工程共有3个顶程共计1803.9m的顶管施工，管径均为DN3500，三根顶管均穿越围垦新大堤顶入长江入海口。管材均为DN3500钢承口式钢筋混凝土管，采用“F“型钢承口式钢筋砼管，钢套环接口，楔型＋半圆型两道橡胶圈密封。二二、、顶顶管管主主要要工工程程内内容容（1）1#排海管全长L=853.8m，设置6根DN1300上升管（管内壁7.8cm钢筋混凝土、外壁2.2cm钢管），每根上升管设置喷头，喷头处分二层设置12个DN340喷头。在扩散段处设置抛石护底，尺寸120.0m×20.0m，厚1m。（2）2#排海管全长L=746.3m，设置6根DN1300上升管（管内壁7.8cm钢筋混凝土、外壁2.2cm钢管），每根上升管设置喷头，喷头处分二层设置12个DN340喷头。在扩散段处设置抛石护底，尺寸120.0m×20.0m，厚1m。（3）应急排放管L=203.8m，设置4根DN1600上升管，每根上升管设置橡胶鸭嘴阀。在扩散段处设置抛石护底，尺寸50.0m×20.0m，厚1m。三三、、地地质质情情况况根据地质资料，顶管施工的主要土层为②3粉性土、③灰色淤泥质粉质粘土、④灰色淤泥质粘土。详见附图01《1#排海管地质剖面图》、附图02《2#排海管、应急排海管地质剖面图》。第②3层为粉性土，在动水压力的作用下易产生流砂现象；顶管过程中在软硬界面易使管道产生偏离，对顶管是不利的因素。第③层灰色淤泥质粉质粘土：该层分布、层位及厚度变化较小，整体均匀性较差。其土的物理力学性质较差，以流塑状为主，土质软，高压缩性。第④层灰色淤泥质粘土：该层分布、层位及厚度变化较小，整体均匀性较好。其土的物理力学性质较差，以流塑状为主，土质软，高压缩性。1#排海管管顶覆土深度为6.3m～10.33m，覆土最浅处位于顶管完成后的工具管位置；2#排海管管顶覆土深度为6.0m～10.33m，覆土最浅处位于顶管出海后260m的位置；应急排放管管顶覆土深度为4.84m～10.33m，覆土最浅处位于顶管完成后的工具管位置；上海市某城市污水处理厂扩建工程排放系统施工工程出海顶管施工组织设计上海市某市政工程有限公司4四四、、编编制制依依据据1)《上海市某城市污水处理厂扩建工程排放系统施工工程招标文件》；2)《上海市某城市污水处理厂扩建工程排放系统施工工程施工图》；3)《上海市某城市污水处理厂扩建工程排放系统施工工程补充招标文件》；3）《上海市某城市污水处理厂扩建工程排放系统施工工程施工组织设计》；4)《上海市排水管道通用图》PSAR-D-01-92；5)《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-97；8)《市政地下工程施工及验收规范》DGJ-236-1999；9)《市政道路、排水管道成品与半成品施工及验收规程》DGJ-87-2000；10)《市政排水管道工程施工及验收规程》DBJ-220-96；11)《市政排水构筑物工程施工及验收规程》DBJ-224-96；12)《钢筋焊接及验收规程》JGJ18-96；13)《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-200114)《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》GB50212-1991；15)《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97第二章出海顶管施工一一、、顶顶管管设设备备的的选选择择1.1、选择顶管掘进机根据本工程地质条件及现场情况，本工程采取大刀盘泥水平衡顶管法施工。（参见附图03《泥水系统示意图》）泥水平衡顶管机的工作原理是利用具有一定压力的泥水与土的混合体作用在顶管开挖面上，在开挖面上形成一层泥浆层（泥浆护壁）。泥水压力透过泥浆层与开挖面上的水、土压力相平衡，保持开挖面不会发生坍塌与沉降。作用在开挖面上的泥浆压力一般设定为：泥浆压力=土压+水压+附加压（0.2kgf/cm2）泥浆压力一般根据渗透系数，开挖面松驰状况、渗水量决定。如果加压过大而顶管机顶力及泥浆对开挖面的渗透量会加大，加快泥浆流失；相反会造成开挖面坍塌、失稳。泥浆是通过设置在地面上的调整槽将泥浆调整到适合地层状态后，用泥浆输送泵加压后上海市某城市污水处理厂扩建工程排放系统施工工程出海顶管施工组织设计上海市某市政工程有限公司5经输送管道送至开挖面和土压力舱，调整泥水压力，使泥水压力与开挖面上的水、土压力与开挖面上的水、土压力保持平衡，达到稳定开挖面的目的。在管道系统中设置了旁通回路，当管道被堵塞或后续设备发生故障，需要排堵及维修，长时间停机时，由于泥浆的渗漏，开挖面的泥浆压力将下降，此时打开旁通回路，通过送泥泵（P1泵）向开挖面补充输送泥浆，这样可以确保开挖面的泥浆压力与水、土压力保持平衡。顶管机顶进时为了确保开挖面的稳定，对以下方面进行严格管理：送泥浆、开挖面土压力、顶管机推进速度、送泥泵的转速、掘削土量、钢顶管背后注触变泥浆。1.2、主顶进系统主顶进系统共有8只2000kN双冲程（或单冲程）等推力油缸，总推力16000kN，根据设计沉井结构，最大顶力控制在1200KN，8只双冲程（或单冲程）油缸组装在油缸架内，安装后的8只油缸中心位置必须与设计图一致，以使顶进受力点和后座受力都保持良好状态。安装后的油缸中心误差应小于5mm。主顶液压动力机组由二台大流量斜轴式轴向柱塞泵供油，采用大通径的电磁阀和系统管路，减小系统阻尼，8只油缸可以单动，亦可联动。参见附图04《工作井设施示意图》1.3、注浆系统（参见附图05《注浆系统示意图》）顶进施工中，减阻泥浆的运用是减少顶进阻力的主要措施，顶进时通过管节上的压浆孔，向管道外壁注入一定量的减阻泥浆，在管道外围形成一个泥浆环套，减小管节外壁和土层间的摩擦力，从而减小顶进时的顶力，泥浆套的好坏，直接关系到减阻的效果。为了做好压浆工作，顶进施工时采用我公司特制配方的优质膨润土进行减摩注浆施工。该优质膨润土在其它类似工程和类似土质条件下取得了很好的效果。在工具管尾部环向均匀地布置了四只压浆孔，用于顶进时跟踪注浆。混凝土管节上布置有四只压浆孔，其后每两节到三节管节里有一节管节上有压浆孔，压浆总管用2耐压橡胶管，除工具管及随后的三节混凝土管节外，压浆总管上每隔6M装一只三通，再用压浆软管接至压浆孔处，顶进时，工具管尾部的压浆孔要及时有效地跟踪压浆，确