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顶管施工方案编制：审核：批准：珠海市乾务水厂、黄杨泵站及其配套管线扩建工程第三标段1顶管工程施工方案一、施工方案编制依据1、中国市政工程中南设计研究院提供的《缯坑水库~龙井水库段输水管线工程输水管道段》设计图纸2、中国市政工程中南设计研究院提供的《岩土工程勘察报告书》3、指导顶管施工技术相关资料4、施工现场地理环境调查5、施工合同书中的相关顶管施工条款6、相关顶管施工单位和顶管生产厂家调查7、我单位同类工程的施工经验二、工程概况1、工程情况简介：本工程位于珠海市斗门区，由连接缯坑水库~乾务水库、缯坑水库~龙井水库及连接龙井水厂的三段输水管线组成，主要包括两段穿山隧洞和洞口至水库深水区的管（渠）以及连接龙井水厂、龙井水库的管（渠）、取水口等。顶管工程位于缯坑水库~龙井水库段，由两段穿坝顶管组成，里程分别为B0+000~B0+280和B1+575~B1+641.5，长度分别为280m和66.5m，管道的材质为钢管，直径为2400mm，管道壁厚为24mm。顶管施工的工作井Ф8500mm2座，6000*5000（长*宽）的矩形接珠海市乾务水厂、黄杨泵站及其配套管线扩建工程第三标段2收井2座，顶管施工完成后接收井改为闸井。2、工程地质情况简述根据勘察结构，初步判定顶管穿越的地层主要为第四系坡积粉质粘土④及残积砾质粘性土⑤及全风化花岗岩⑥，为发现砂层、淤泥等松散软弱地层，便于顶管法施工，但应注意，勘察时钻孔中虽未揭露到花岗岩球状风化体（孤石），根据珠海地区勘察经验及场地地表调查结果，第四系残积砾质粘性土层中一般发育有花岗岩球状风化体（孤石），给施工带来不利影响。除穿越坝基可能遇见地下水外，其它地段未见导水性好的断裂，一般不会产生大的突水事故。3、气象情况根据广东省标准《建筑气象参数标准》（DBJ15-1-90），珠海市位于珠江口伶仃洋西岸，属于热带海洋性气候，年平均气温22.4℃，多年极端最低气温2.5℃，极端最高气温38.5℃。年平均相对湿度79%，其中12月份最低，为70%，4月份最高，为86%。年平均降雨量为1993.70mm，其中5~9月份降雨量集中，雨量合计为年降雨量的77%。本场区亦属季风区，夏季多受台风影响，易出现暴雨、大风天气，1983年9月6日，珠海受台风袭击，8级大风长达8小时，12级大风长达5小时。年平均雷暴日数为64.2天，将近85%的雷暴天气出现在5~9月份，其中8月雷暴日数最多，有13.1天。三、主要施工设备、人员及进度安排为满足本工程的实际需要，保证工程施工的顺利进行，需要安排如珠海市乾务水厂、黄杨泵站及其配套管线扩建工程第三标段3下施工人员和设备进场施工。1、主要施工机具设备序号名称数量单位备注1敞开式顶管机1台2主顶装置1套3拌浆桶1只0.3m34贮浆箱1只2m35注浆泵2台备用1台6全站仪1台7激光经纬仪1台8水准仪1台9空压机1台1020t汽车吊辆11潜水泵4台12淤泥泵4台13直流电焊机2台14套丝机1台2、人员配备情况本工程采用连续作业两班班运转，每班施工17人，共需要34人，具体分配见下表：珠海市乾务水厂、黄杨泵站及其配套管线扩建工程第三标段4序号人员数量职责分工1技术人员1施工技术管理、质量管理、施工记录2班长1指挥、调度、计划安排、质量控制3顶管机操作员2顶管机操作全套4起重吊装员1起重吊装设备材料5测量员2轴线测量及地面测量6辅助工10拌浆、压浆、接管、拆管、挂钩、出碴3、进度计划项目开始时间结束时间施工准备阶段2007.3.102007.3.31B0+000~B0+280段施工2007.4.12007.7.15B0+575~B0+641.2段施工2007.4.202007.5.20四、施工方案1、施工程序测量放线→确定工作井，接收井位置→井室施工→安装顶管设备，调试→顶管采购→顶管施工→闭水试验→整理内业资料→竣工验收。2、顶管施工工期推算本工程顶管施工总长度为346.5m，分为两个顶进段，顶管的规格为珠海市乾务水厂、黄杨泵站及其配套管线扩建工程第三标段5DN2400，设计管底纵向坡度为0.1%和0.74%。根据实际施工工程量，投入顶管施工设备2套，按3m/d用下式推算顶管施工期：T=N/Qi*qt*n=280/0.8*3*1=116天式中：N—完成的工程总量（米）T—完成顶管施工需安装的总天数（天）n—投入施工机械数量（套）qt——每天作业预计完成进尺（米）Qi——机械设备和人力工效因素，取值为0.8考虑顶管施工的顶进设备的拆卸和组装，预计完成顶管工程时间总计120天。五、顶管施工方案的选择设计施工图确定顶管采用DN2400钢管。工程地质补勘资料对顶管作业区地质情况表明属于第四系坡积粉质粘土、残积砾质粘土和全风化花岗岩，但是也可能遇到花岗岩球状风化体（孤石），这给顶管施工带来一定难度，施工时不能掉以轻心，应慎之又慎。为此选择顶管作业方法尤为关键。应以科学的态度，采取切实可行的技术方案确保施工顺利进行。根据国内顶管施工技术的资料和顶管施工经验较为丰富单位研讨，结合本工程地质情况对下列几种顶管施工法进行分析：（1）气压平衡管施工法，是利用气压平衡的作用在顶进过程中采用珠海市乾务水厂、黄杨泵站及其配套管线扩建工程第三标段6工具管切前土体时，利用气压平衡地下水的作用，保证挖掘面土体稳定，此种方法多用于地下水位高的渗透系数大的砂性土地基。现施工区地质结构属于卵砾石层，其抗压强度为220Kpa，在顶推过程时工具管的钻头同步运动，而切削头又无法将坚硬卵砾石切削成细颗粒排出，形成阻隔带段使顶管无法顶进，此类事故在施工中多次出现，还因气体管道故障产生失压给作业人身安全带来危险，不得不采用其他方法施工，借鉴工程经验，面对目前施工地质情况，为此不宜采用气压顶管法施工。（2）泥水法顶管施工，可用于大口径顶管施工，对坚硬的土质有良好的切削顶推作用，泥水顶管工具间可采用“H”型盾构式旋转刀架，安装合金组合切削刀排，对均质坚硬的土质和风化岩层具有切削硬层形成粉土状能力，经过排浆管将切削物抽吸到工作坑外。但对卵砾石这种非均质地基宜会产生大颗粒卵石进入排浆管，堵塞管道，同时部分坚硬卵砾石在没有被切削损坏后则紧紧围绕在切削盘面随刀排同步旋转，给施工带来困难，造成顶进缓慢，机械故障率频频发生，使顶管施工周期延长，企业社会效益和经济效益受损。（3）手掘式顶管法施工，是目前采用的较为普通的施工方法，其特点是利用机械和人工共同作业的方式来完成顶管施工，对一些复杂地质结构的地基可以利用人工开掘式直观处理，虽然作业方式相比于气压式、泥水式顶管法其施工设备简单，但适应性较强，对顶管在掘进过程中随时可根据发生地质情况采取应急处理措施。顶进过程中的故障率较小，但对作业人身安全要求要比气压式、泥水式施工高的多。在卵砾石层施珠海市乾务水厂、黄杨泵站及其配套管线扩建工程第三标段7工时只要采取预防土体失稳措施，就能克服顶进过程中的问题。综上三种顶管施工法分析，综合本工程实际情况，选择手掘法顶管是适宜的施工方法。六、工作井、接收井施工本工程共有工作井Ф8500mm2座，6000*5000（长*宽）的矩形接收井2座，顶管施工完成后，接收井改成闸井。顶管工作井施工平面布置图见图1：施工队生活区办公区钢管堆放场地机械停放场地变压器施工便道场地布置图顶管工作井图1顶管工作井施工场地布置图珠海市乾务水厂、黄杨泵站及其配套管线扩建工程第三标段82、钢筋混凝土工作井和接收井施工（1）基本施工方法对钢筋混凝土工作井及接收井采取先开挖基坑，分级开挖，边坡按设计要求采用挂网喷射混凝土和浆砌片石进行支护，然后施做钢筋混凝土圆形井和矩形井，后背墙位置进行简单或加强注浆加固。工作井和接收井结构示意图见图2和图3。H1H2H3AA工作井平面图A-A剖面图H图2顶管工作井结构示意图珠海市乾务水厂、黄杨泵站及其配套管线扩建工程第三标段9H1H2H3引桥闸井平面图A-A剖面图AA图3顶管接收井结构示意图（2）模板的制作：a、模板采用组合钢模，要求模板表面光滑平整，拼组尺寸偏差符合设计要求，具有足够的强度、刚度和稳定性，且拆装方便接缝严密不漏浆；b、模板安装好后检查轴线、高程，符合设计要求后加固，撑牢顶紧保证模板在浇注混凝土过程承受力后，不变形、不移位；c、模内干净无杂物，拼合平整严密；支架结构的立面、平面均应安装牢固。支架立柱应在两个互相垂直的方向加以固定，支架支承部分必须安置在可靠坚实的地基上。（3）钢筋的加工：a、基本要求：钢筋应具有出厂质量证明书；筋表面洁净，使用前应将表面油腻、漆皮、鳞锈等除干净，钢筋平直，无局部弯折；采用冷拉珠海市乾务水厂、黄杨泵站及其配套管线扩建工程第三标段10方法调直钢筋时，I级钢筋的冷拉率不宜大于2%；钢筋的弯制和末端符合设计及规范要求；名种钢筋下料尺寸符合设计及规范要求；用I级钢筋制作的箍筋，其末端应做弯钩，弯钩的直径应大于受力主筋直径，且不小于箍筋直径的2.5倍。弯钩平直部分长度，一般结构不宜小于箍筋直径5倍，有抗震要求的结构，不应小于箍筋直径的10倍。b、成型安装要求：钢筋要按规范和设计要求连接牢固；预埋钢筋位置需准确，满足钢筋保护层的要求，井身钢筋与预埋钢筋按50%截面错开配置；钢筋骨架全部配螺旋筋点焊成型后吊装就位，并与预埋钢筋焊接，或采用现场绑扎钢筋骨架；在钢筋骨架不同高度和平面处绑扎适量的垫块，以保持钢筋在模板中的准确位置和保护层厚度。（4）混凝土浇注：混凝土采用搅拌站集中拌和，施工要求与注意事项如下：a、浇筑前，对支架、模板、钢筋和预埋件进行检查，模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢清理干净；模板如有缝隙，应填塞严密，模板内面应涂刷脱模剂。b、浇注前，检查混凝土的均匀性和坍落度。c、对浇注混凝土使用的脚手架，应便于人员与料具上下，且必须保证安全。d、混凝土应按一定厚度、顺序和方向分层浇筑，应在下层混凝土初凝或能重塑前浇筑上层混凝土，混凝土分层浇筑厚度不超过40cm。e、浇筑混凝土时，采用插入式振捣棒捣固。振捣应符合下列规定：珠海市乾务水厂、黄杨泵站及其配套管线扩建工程第三标段11①使用插入式振动棒时，移动间距不应超过振捣棒作用半径的1.5倍；与侧模应保持5～10cm的距离；插入下层混凝土5～10cm；每一处振捣完毕后边振动边徐徐提出振动棒；避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。②对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志是混凝土停止下沉、不再有气泡冒出、表面呈现平坦、泛浆。f、混凝土的浇筑必须连续进行，如因故间断，间断时间应小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间。允许间断时间应经试验确定，若超过允许间断时间，须采取保证质量措施或按工作缝处理。g、在混凝土浇筑过程中，应注意观测：①随时观察所设置的预埋螺栓、预留孔是否移动，若发现移位时应及时校正。②预留孔的成型设备及时抽拉松动。③在灌注过程中应注意模板、支架等支撑情况，设专人检查，如有变形，移位或沉陷应立即校正并加固，处理后方可继续浇筑。h、在浇筑过程中或浇筑完成时，如混凝土表面泌水较多，须在不扰动已浇筑混凝土的条件下，采取措施将水排除。继续浇筑混凝土时，应查明原因，采取措施，减少泌水。i、混凝土浇筑完成后，对混凝土裸露面应及时进行修整、抹平，珠海市乾务水厂、黄杨泵站及其配套管线扩建工程第三标段12定浆后还应第二遍压光或拉毛。j、混凝土达到一定强度后，要及时洒水养护，天气干燥时还应覆盖养护。七、顶进施工及主要施工程序本工程施工地段地质情况较好，考虑采用敞开式手掘顶管机头进行顶进，为保证施工安全，在敞开式手掘机头处设置活动可调式格栅，一旦遇到土质变化，不利于手工掘进时可考虑增设格栅防止土体坍塌，在机头后设纠偏千斤顶以备纠偏。根据手掘式顶管的要求，地下水应降低至管底以下不小于50cm，在施工过程中，采用井点降水的方法来降水，设置井点降水来降低顶管施工段面的地下水位。点降水设置：（1）井点降水布置距离≥30m。（2）降水井直径（Φ）≥900mm，距顶管中心距离不小于6m。（3）降水井施工采取人工挖孔或钻机钻孔，钢筋砼护壁。（4）降水井作用完毕成要进行回填处理。顶管