DN钢管顶管施工方案

目录

一、工程概况 (2)

二、工程地质条件 (2)

三、顶管方案 (2)

1.顶管现场平面布置 (2)

2.顶管施工流程图 (4)

3.顶管施工工艺及设备配置 (5)

4.顶管施工方法及技术质量保证措施 (11)

四、施工计划 (18)

1.施工进度计划 (18)

2.施工资源计划 (18)

五、环境监测 (19)

1.工程情况 (19)

2.监测内容 (20)

3.测点布设 (20)

4.监测频率 (20)

六、安全文明施工保证体系 (20)

1.安全保证管理体系 (20)

2.安全保证措施 (21)

3.重点工序的安全措施 (21)

4.环境保护 (22)

5.现场文明施工措施 (22)

附图一：顶管现场平面布置图

附图二：出洞口增设钢板桩示意图

附图三：顶管顶进系统布置图

附图四：顶管顶进施工图

一、工程概况

严桥支线输水管道采用2根DN3600钢管，2根管线平行段中心间距为8m，管道中心线距道

路红线2m，管线长度约为27km。管道绝大部分拟采用顶管施工，仅在五号沟泵站和严桥泵站附近有一段管道采用开挖方式。管顶覆土厚度不小于5.4m，对于特殊地段（穿越建筑物或重要道路），视情况适当加大埋设深度。顶管工作井和接收井拟采用沉井、地下连续墙或者SMW工法，根据实际地质地形条件确定，其平面净尺寸分别为约13.0×13.8m和8.0×13.8m，沿顶管方向的长度分别为约13.0m和8m，埋深均约为9.8m。钢管顶进施工采用管径对应的大刀盘土压平衡式顶管机，配备4～6个400t主顶作为主顶设备，现场配备120t履带吊。管道沿线除穿越A20立交和磁浮快速轨道交通高架外，其它一般位于已有道路绿化带内。

二、工程地质条件

根据上海岩土工程勘察设计研究院有限公司提供的青草沙水源地原水工程严桥支线工程岩土工程勘察报告，拟建输水管道沿线场地40.5m深度范围内地基土属第四纪滨海～河口、滨海～浅海、滨海、沼泽、溺谷、河口～湖泽及河口～滨海相沉积物。主要由粘性土、粉性土及砂土组成，一般呈水平层理分布。根据顶管施工段工程地质剖面图分析，顶管施工主要涉及第②

3

层

灰色砂质粉土、第③

1层灰色淤泥质粉质粘土、第③

1夹

层灰色粘质粉土、第③

2

层灰色砂质粉土夹

淤泥质粉质粘土、第④层灰色淤泥质粘土。第③

1

层及第④层以淤泥质粘性土为主，呈流塑状态，

局部夹少量薄层粉砂；而第②

3层、第③

1夹

层及第③

2

层以粉性土为主，呈松散～稍密状态，局部

夹少量粘性土。

三、顶管方案

1、顶管现场平面布置

1.1地面布置

在工作井范围内实行全封闭隔离施工并布置以下必要的设施，地面指挥监测中心、办公室、仓库、配电间等。布局要合理，环境整洁、卫生，并有专职人员进行管理。井顶布置一台120t 履带吊车负责钢管及顶铁吊运和井内、地面的吊装工作。现场内另设临时堆场，供管节及半成品、周转材料等堆放，顶管现场考虑一定管节的贮存量。现场一侧布置泥浆房、进水排泥系统等。顶进控制室布置工作井内，自动控制台、通讯、中央控制均在顶进控制室内。顶管出泥排入泥浆池。

由于顶管为24小时连续作业施工，在现场四个角上各安装錪钨灯一座，供夜间现场照明。管道顶进时，现场布置采用120t覆带吊，设备进场时，采用150t汽车吊车。

1.2井内布置

工作井内沿顶管轴线方向在临时后座墙上装刚性后座，主顶千斤顶、导轨、刚性顶铁、环形顶铁等顶进设备。工作井边侧设置下井扶梯二座供施工人员上下。

管内供电及工作井内电力配电箱均位于工作井内。管内测量起始平台，安装在主顶千斤顶

之间轴线上，独立与砼底板连接，与千斤顶支架分离，确保顶进时测量平台的稳定。

沿工作井井壁依次安装2寸压浆管、4寸供水和出泥管、供电管线。井内二侧工作平台布置配电箱、电焊机、泥水旁通装置、后座主顶油泵车和顶铁堆放。

沉井内照明采用高压水银灯。

1.3管内布置

2

3

、

C、有完善的土体改良系统，可对土体进行改良，从而扩大它的使用范围。

D、开口率达100%，土压力更切合实际。

E、采用中心支承式刀盘，结构紧凑、重量轻、寿命长、维修保养方便。

F、采用无轴式螺杆，端面出土螺旋输送机，从而提高了出土口的高度及增大了排除障碍物

的粒径。

G、配有先进的控制仪表，纠偏油缸行程及机头的俯、仰和偏转均可数字显示。

H、操作简单、动作灵活、直观可靠。

I、具有可靠的主轴密封装置。

3.2顶进系统

工作井主顶装置共有四只千斤顶，分两列布置。主顶千斤顶为单冲程千斤顶，总行程为1.10m，主顶千斤顶每只最大顶力为4000KN，主顶最大总顶力可达16000KN。实际施工时应控制油压在8000KN。四只油缸有其独立的油路控制系统，可根据施工需要通过调整主顶装置的合力中心来进行辅助纠偏。

3.3出泥系统

大刀盘土压平衡式顶管的出土采用工作井中的主顶进油缸推动顶管机前进，同时大刀盘旋转切削土体，切削下的土体进入密封土仓与螺旋输送机中，并被挤压形成具有一定土压的压缩土体；经过螺旋输送机的旋转，输送出切削的土体。

在大刀盘土压平衡顶管机后第一节钢管内，装置一只配有高压水枪和水力机械的土体处置箱，顶管机输送出切削的土体直接置入箱内，然后采用TSWA150×9级高压水泵抽水用4寸进水管输送高压水，将土体破碎稀释形成泥浆，由水力机械结合排泥不堵泵将泥浆吸出并水平通过4寸排泥管输送排放到泥水池或直接排入泥罐车按文明施工要求和泥浆处理办法，运到永久排放点，不污染沿途道路环境。长距离顶进时，为增强高压输水的能力，拟在土体处置箱处串联增压水泵一台；长距离顶管时，排泥也采用串联接力形式，排泥泵每隔200m设置一台。排泥时，可先将泥浆排入工作井泥浆箱中，然后再启动渣浆泵或备用水力机械进行二级提升。

3.4泥浆系统

3.4.1泥浆减阻

用泥浆减阻是顶管减少摩阻力的重要环节之一。如果注入的润滑泥浆能在管子的外围形成一个比较完整的浆套，在长距离顶管施工过程中其减摩效果将是十分令人满意的，一般情况摩阻力可由12~20KN/m2减至3~6KN/m2。本工程采用顶管掘进机尾部同步注浆和中继环后面管段补浆两种方式进行减阻。

补浆管一般布置于中继环后面第二节管段及中断环与工具头及后座中间位置，补浆孔按90 设置。每道补浆环有独立的阀门控制。润滑泥浆材料主要采用钠基膨润土，纯碱、CMC、物理性