陽上35KV線路入地工程下穿西六環工程段頂管工程安全專項施工方案北京市利達超強電力安裝有責任限公司2015年6月審批_年_月_日審核_年_月_日編寫_年_月_日目錄第一章編制依據111施工圖及設計說明書112現行有關規范113現場考察及本工程地質勘探資料114本工程施工組織設計1第二章工程概況221工程簡介222頂管工程概況222工程地質及水文地質條件223結構形式設計328施工總體部署5第三章主要施工方法和施工工藝1031施工測量1032工作井施工以58M豎井為例1133頂管施工主要方法23第四章穿越地下管線及道路保護措施5041受地層變形影響管線的保護措施5042穿越西六環道路技術措施51第五章監控量測5351監控量測目的5352監控對象及監控手段5353巡視檢查項目及方法5454儀器監控量測項目及方法5555監控量測管理及信息反饋61第六章施工安全保障措施6461組織保障6462主要施工工序的安全技術措施6463安全應急救援預案7564安全應急物資8065預約急救醫院81第七章質量保證措施8271質量保證體系及組織機構8272施工質量控制程序8273質量保證技術組織措施8374主要工序專項質量保證的技術措施84第八章、雨季施工措施90第一章編制依據11施工圖及設計說明書12現行有關規范序號標準、規范、規程名稱頒布部門及時間1市政工程質量檢驗評定標準CJJ1902給水排水管道工程施工及驗收規范GB5026820083給水排水構筑物工程施工及驗收規范GB5014120084混凝土模塊式排水檢查井YBJPS0620105混凝土和鋼筋混凝土排水管GB/T1183620096地鐵工程監控量測技術規程DB11/49020077給水排水工程頂管技術規程CECS24620088混凝土結構工程施工質量驗收規范GB5020420029建設工程施工現場供用電安全規范GB501949310測量規范GB50026200711建筑基坑支護技術規程DB11/489200712建筑基坑監測技術規范GB50497200913建筑機械使用安全技術規程JGJ33200113現場考察及本工程地質勘探資料14本工程施工組織設計第二章工程概況21工程簡介新建排管（頂管）起點位于溫陽路與沙陽路交叉路口西北角的擬建電纜終端塔，排管（頂管）向南穿越沙陽路后折向東，后沿沙陽路南紅線北側20M向東穿越西六環，后沿沙陽路南紅線南側70M繼續向東，穿越前章村支溝至現狀電纜隧道甩口南側后向北穿越沙陽路，與現狀電纜隧道甩口相接。工程名稱陽上35KV線路入地（閱兵村環境整治項目）工程建設單位國網北京市電力公司昌平供電公司設計單位北京電力經濟技術研究院監理單位北京吉盛安電力工程咨詢有限公司施工單位北京市利達超強電力安裝有限責任公司22頂管工程概況采用頂管工藝敷設管段有本標段頂管長約480米，穿越六環主路段157M，輔路80M，豎井共計4座（其中5080M豎井2座、3060M豎井2座）；設計斷面D1000MM。22工程地質及水文地質條件221土層概況根據現場勘察報告顯示勘察深度（最大2000M）范圍內的土層劃分為人工堆積土、新近沉積層和一般第四紀沉積層三大類，并按巖土及工程特性進一步劃分為5個大層。場地地層自上而下描述如下1）表面為人工堆積層。粘質粉土、砂質粉土素填土層和雜填土1層。2）人工堆積層，包括粘質粉土、砂質粉土、粉質粘土1層、粉砂2層。本段主要位于粘質粉土、砂質粉土層。222地下水情況本次勘察期間實測地下水位到3層地下水。第1層類型為上層滯水，穩定水位標高46474871M（埋深170200M），主要含水層為粘質粉土、砂質粉土素填土層、雜填土1層；該層地下水分布不連續、僅在第二處、第三處地表水地段附近的鉆孔中有所揭露，受周邊地表水影響嚴重。第2層地下水的類型為層間潛水，穩定水位標高41034840M（埋深310850M），主要含水層為粘質粉土、砂質粉土層、粘質粉土、粘質粉土、粉砂細砂1層。第3層地下水的類型為層間潛水，穩定水位為標高3791M4175M（埋深11301300M），主要含水層為粘質粉土1。本工程主要受第2層地下水層間潛水的影響，施工前需要進行降水作業。23結構形式設計231頂管工作井結構形式設計采取倒掛井壁法施工，井壁厚400MMM、底板300MM厚采用C20噴射混凝土鋼格柵。工作井口設300MM500MM的C40現澆鋼筋混凝土鎖口圈梁。為保證始發井與接收井在開洞處附近的土體穩定，頂管進、出洞處豎井側壁后2M范圍內土體需注漿加固，為保證始發井后背梁后方土體能夠承擔足夠的頂管頂力，始發井后背梁后方土體3M范圍內進行注漿加固，采用豎井內側壁注漿加固方式，注漿漿液為純水泥漿液，水灰比為11，注漿壓力不大于05MPA，注漿后的土體無側限抗壓強度不小于08MPA。圓形井壁開挖時須進行超前小導管注漿，小導管長度為2M，水平傾角100150，隔榀打設，水平間距500M，梅花形布置，漿液采用純水泥漿，水灰比為11，注漿壓力不大于05MPA。所有工作井均為臨時支護，只設初期支護，施工前需核實工作井是否進入地下水范圍，如已進入地下水范圍，則施工過程中應采取有效的止水措施，保證工作井無水施工，具體措施為工作井開挖時采用豎井側壁周圈超前注漿止水及井底注漿。注漿材料采用水泥水玻璃雙液漿，工作井注漿范圍為從潛水水位標高以上05M開始，工作井側壁外及井底以下20M。小導管長度為35M，梅花型布置，水平傾角100150，隔榀打設，注漿壓力不大于05MPA。232管材設計管材頂進法施工的管段，采用特制鋼筋混凝土鋼承口管（級）特制頂管除配筋增大外，管節外形規格、承口鋼環的制作與防腐、橡膠圈等的要求同常規鋼筋混凝土鋼承插口（級）級管。具體做法為將D1000MM鋼筋混凝土鋼承口管的內側環筋加密為32根8、內外縱筋為30根7，壁厚為160MM。上述特制管的混凝土標號為C50、S8，環筋鋼筋保護層為20MM。233檢查井設計檢查井選自混凝土檢查井YBJPS2006，管道覆土675檢查井蓋板、側墻和底板厚度增厚50MM，鋼筋直徑均加粗4MM；管道覆土7585檢查井蓋板、側墻和底板厚度增厚100MM，鋼筋直徑加粗4MM；管道覆土85105的檢查井蓋板、側墻和底板厚度增厚150MM，鋼筋直徑加粗6MM。檢查井踏步采用球墨鑄鐵踏步，檢查井墊層混凝土標號為C15。所有檢查井底板、側壁和蓋板混凝土強度等級改為C30。24施工總體部署241施工部署的原則根據本工程的項目組成內容、現場施工環境及工期、質量目標，工程實施應按以下原則組織部署貫徹建設精品的方針，實施更高的技術和質量標準，更加規范化、標準化的安全生產、文明施工、交通導流及環境保護措施，質量目標達到合格，實現精品工程目標。282項目部組織機構項目經理在公司的支持下組建一個精干的項目部，按照建設工程項目管理規范要求，采用矩陣式項目管理機構，對本工程進行組織管理。項目經理部以項目經理為核心，下設生產經理、項目總工、施工員、測量員、技術員、質量員、安全員、資料員，對本工程全面實行項目管理。為便于管理，確保工程質量、安全和進度，在項目部下設各專業施工班組。施工隊分工明確，責任到人，確保工程順利完成。243項目經理部組織機構圖244施工平面布置2441布置原則（1）根據工程特點及施工條件合理布置，統籌規劃，安排好為工程服務的各種臨時設施，做到技術可靠、規模適中、干擾較小，滿足工程施工的需要。（2）施工總布置方案應遵循因地制宜、有利生產、方便生活、易于管理、安全可靠、經濟合理的原則，經全面系統比較論證后選定。（3）根據施工需要，分階段逐步形成，注意作好前后銜接，盡量避免后階段拆遷。（4）所有施工生產設施、輔助企業及施工道路均按招標文件要求，項目經理副經理項目總工施工員測量員技術員安全員質檢員專業施工班組資料員結合現場考察信息，在指定的施工場地和征地范圍內進行規劃布置。（5）臨建設施的規模和容量根據施工總進度及施工強度的需要進行規劃設計。在滿足施工要求的前提下，盡量做到精簡實用。（6）所有臨建設施采取相對集中、靠近施工場地的方式布置并盡量沿公路邊布置，力求緊湊、合理、管理集中、調試靈活、方便使用。（7）各種臨設、生產營地及施工場地均按有關規范要求配置足夠的環保及消防安全設施。（8）充分利用現有荒地、少占耕地。砂石料系統及部分施工輔助企業等可布置在經過平整的棄渣場地。2442施工準備（1）施工前的現場準備工作，包括清理障礙、平整場地、修建暫設工程、調查確定施工運輸路線、鋪設臨時供水供電線路、組織材料和機具進場等。這些工作的落實有良好的平面布置進行統一規劃，都應根據施工平面圖的部署逐一檢點落實，才能不誤施工。（2）本工程為地下頂管施工工程，頂管坑施工占地紅線設置2M高鋼制圍擋。要求圍擋安放整齊、堅固、具有抗風能力。（3）同時考慮好節水、節電、修建臨時廚廁及其衛生管理等，并設專人進行管理，以使施工現場清潔衛生，文明施工。245施工進度計劃（1）工程工期計劃開工日期為2015年6月1日計劃竣工日期為2015年7月15日工期為45日歷天（2）工期目標積極與業主、設計及各相關單位配合，盡快辦理交通導行、占掘路、占用河道、拆遷征地等前期手續，排除一切干擾，力保按期完工。246工程資源配置（1）工程主要材料配置施工需用材料可方便運至現場。商品混凝土、管材和構件等主要材料在符合業主和監理要求的前提下，采用招標形式確定中標的廠家的生產能力，可滿足本工程的需求。（2）工程主要機械配置表主要施工機械配置表序號名稱規格型號數量1頂管機NPD1000泥水平衡式23注漿設備套24空氣壓縮機（低噪音）臺45吊車50T16吊車25T17千斤頂200T68鋼筋彎曲機Q40114鋼筋切斷機JL40215電焊機500A416水泵3KW4017自卸汽車斯太爾518灑水車解放水車1輛19發電機2臺3人力配置根據本工程的工程量和進度安排以及配備的機械設備，并結合本公司在類似工程施工中積累的經驗，經過分析測算，擬投入總勞動力168人。具體如下表分工種勞動力投入表序號工種數量備注1項目部管理人員102頂管技工23機械工24電工25電焊工26鋼筋工87管道工108壯工309混凝土工2010模板工20合計102人第三章主要施工方法和施工工藝31施工測量311測量控制本工程導線量測采用全站儀及經緯儀的坐標控制測量，工程定測線位采用II級導線點控制，對業主委托勘測單位所交付的基線樁、導線樁和水準點，及相關測量資料進行復核驗算并定線標識，做好記錄。對控制樁和水準點進行圍護，保留至工程結束。312建立地面控制網本工程采用拓普康GTS311S型全站儀進行坐標定位、建立地面控制網。并根據工程施工的需要布設加密控制樁和臨時水準點。加密點選在穩固、可靠的位置。加密控制點的施測采用附合導線測量方法。在施工過程中定期對控制點、水準點和加密點進行復測校核,確保點位的準確和施工精度。加強與相接結構線位的測量復核，交點坐標相互交叉驗算，保證新建與舊結構的整體線位準確一致。313施工測量1）工作井測量（1）工作井采用全站儀坐標定位，豎井控制樁納入地面控制網內。（2）工作井開挖采用直接丈量法進行幾何尺寸放線。（3）在每個工作井附近位置設臨時水準點控制樁，形成地面閉合的水準點網，以保證施工測量的需要。2）地下控制測量（1）通過工作井傳遞方向和坐標，采用三角形聯系測量法。（2）經由工作井傳遞高程，采用重錘懸尺導入法。（3）在工作井內壁上設4個軸線測量基準點，在混凝土底板上設2個高程觀測基準點。（4）在工作井下建立觀測臺，使用激光經緯儀，機手按照激光指向操縱機械頂進。（5）每頂進一節管，對激光進行校核，并檢查高程、水平偏差。314對控制樁的保護措施（1）控制樁其四周采用有醒目的警示防護欄圍擋，在施工中應隨時檢查校核。（2）在施工過程中定期對控制點、水準點和加密點進行復測校核，確保點位的準確和施工精度。若發現不穩固、被移動或測量精度不符合要求，及時上報監理工程師，并及時采取加固、補測或重新校測的方法，以避免發生質量問題。32工作井施工58M始發豎井為例321豎井施工方法1）工作井均為臨時支護，只設初期支護，支護形式為鋼榀架鋼筋網噴射混凝土支護，采用倒掛井壁法施工，井壁及底板厚均為300MM。2）井口設1000MM600MM的C40現澆鋼筋混凝土鎖口圈梁，圈梁上設240MM厚磚墻，高于地表500MM。3）圓形井壁開挖時須進行超前小導管注漿，小導管長度為2M，水平傾角100150，隔榀打設，水平間距500M，梅花形布置，漿液采用純水泥漿，水灰比為11，注漿壓力不大于05MPA。4）方形豎井四角，設置水平臨時鋼支撐，臨時鋼支撐采用HW250250914，距角25M，沿豎向鋼格柵隔榀設一道，最后一道鋼支撐應位于緊鄰設計管頂上方的一榀鋼格柵處，距管頂不應超過600MM。5）豎井鋼格柵榀距05M，封底鋼格柵榀距05M。豎井底板鋼榀架、連接筋與豎井側壁拱架焊接牢固,如進入地下水范圍，采用C30混凝土封底。6）如已進入地下水范圍，采用豎井側壁周圈超前注漿止水及井底注漿止水措施。注漿材料采用水泥水玻璃雙液漿。7）鋼榀架豎向連接鋼筋25間距1M，搭接長度02M，沿榀架內外主筋梅花形交錯放置。網片規格6015M015M，搭接不少于一個網格。8）噴射混凝土強度等級為C20，采用普通硅酸鹽水泥，噴射混凝土中的石子粒徑不大于16MM。豎井剖面圖322豎井施工工藝流程砌磚護壁圈梁施工掛網片、焊連接筋噴射C2O混凝土井壁分層封閉至底板爬梯安裝開洞門部位預處理封閉豎井底板豎井初襯施工工藝流程圖圈梁部位土方開挖測量放線按06M分層對角開挖土方323豎井施工方法（以68M豎井為例）方豎井圈梁示意圖3231圈梁部位施工首先按圖尺寸放線，布置好豎井地面沉降觀測點并注意保護，然后在鎖口圈開挖范圍內挖十字探坑，探明開挖范圍內的地下管線，依據施工方案做好管線保護，搭好井口臨時防護欄掛好密目網，準備好防水、防塌方等應急物質，最后采用人工將鎖口圈部分土方全部挖出清理干凈。鎖口圈基坑開挖后，綁扎鎖口圈鋼筋。鎖口圈梁規格1000600MM，內設20主筋22根，連環箍筋10間距200MM。鎖口圈鋼筋全部完成后，向井身初襯部位預插25連接筋，方法是向下將預留鋼筋釘入土內，保證連接筋在圈梁內錨固不小于800MM，保證在圈梁以下釘入土內不小于200MM。鋼筋驗收合格支搭模板，做好支撐。在支搭模板的同時將下井用鋼梯、管線架等預埋件安好，之后澆注鎖口圈C40混凝土，并振搗密實。鎖口圈混凝土澆注完成，砌擋土墻，擋土墻高15M，厚度024M，高于地面05M作為擋水墻。搭設工作井口正式防護欄桿，防護欄桿采用4835鋼管焊接而成，設上、下兩道欄桿，上欄桿離地高度12M，下欄桿離地高度0506M；欄桿柱間距不大于2M，與擋土墻頂預埋件焊接牢固；豎井口砌05M高的擋水墻即可作擋腳板。防護欄桿外安全立網，防護欄圖見下豎井防護欄示意圖10572滿掛安全立網立柱48鋼管間距25為宜,含水量一般57，使用前一律過篩。豆石采用粒徑515MM的河卵石，最大粒徑不得大于2CM。當使用堿性速凝劑時，石料不得含有活性二氧化硅。噴射混凝土的原材料進場，均應進行質量檢驗。進行速凝效果的試驗，確定速凝劑的品種和最佳摻量，要求初凝不超過5分鐘，終凝不超過10分鐘。混合料進行配合比的選擇試驗，確定水泥用量和水灰比。水泥與砂石之重量比宜為14145，砂率宜為4555，水灰比宜為04045，水泥和速凝劑計量誤差為2，砂石材料為5；混合料應攪拌均勻，攪拌機拌合時間不少于2MIN；混合料應隨拌隨用，摻有速凝劑的混合料應立即使用，存放時間一般不大于20分鐘。3236豎井爬梯的設置豎井采用固定式直爬梯，32鋼管焊制，鋼梯寬為05M，踏步間距03M。鋼梯頂端在豎井口防護欄處設活動門和高15M的扶手，鋼梯高度超過18M以上部分加設護籠。直爬梯高度超過10M時，設梯間平臺。鋼梯腳置于豎井底板砼預埋件上，焊接牢固，鋼梯上端與圈梁預埋件焊接牢固，沿井壁每2M設一組預埋焊接點。鋼梯需接長使用時，必須有可靠的連接措施，且接頭不得超過一處。連接后的梯梁強度、剛度，不低于單梯梁的強度、剛度。33頂管施工主要方法331泥水平衡頂管方式頂管機被主頂油缸向前推進，頂管機頭進入止水圈，穿過土層到達接收井，電動機提供能量，轉動切削刀盤，通過切削刀盤進入土層。挖掘的土質，石塊等在轉動的切削刀盤內被粉碎，然后進入泥水艙，在那里與泥漿混合，最后通過泥漿系統的排泥管由排泥泵輸送至地面上。在挖掘過程中，采用復雜的土壓平衡裝置來維持水土平衡，以至始終處于主動與被動土壓之間，達到消除地面的沉降和隆起的效果。頂管機完全進入土層以后，電纜、泥漿管被拆除，吊下第一節頂進管，它被推到頂管機的尾套處，與頂管機連接管頂進以后，挖掘終止、液壓慢慢收回，另一節管道又吊入井內，套在第一節管道后方，連接在一起，重新頂進，這個過程不斷重復，直到所有管道被頂入土層完畢，完成一條永久性的地下管道。頂管機在掘進過程中，采用了激光導向控制系統。位于工作井后方的激光經緯儀發出激光束，調整好所需的標高及方向位置后，對準頂管機內的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到機內攝像機的影像內，并輸送到挖掘系統的電腦顯示屏內。操作者可以根據需要開啟位于頂管機內置式油缸進行伸縮，為達到糾偏的目的，調整切削部分頭部上下左右高度。在整個掘進過程中，甚至可以獲得控制整個管道水平、垂直向30MM內的偏離精度。當工作井完成以后，經調試完畢的液壓系統，頂管機便通過運輸至工地，并安裝就位至導軌上，頂進設備還包括，操縱室和遙控臺、液壓動力站、后方主頂、泥水循環裝置，激光定位裝置，減摩劑攪拌注入裝置，泥水處理裝置；其他輔助裝置包括起重機，發電機、卡車、電焊機等。泥水平衡式頂管突出的優點（1）適用的土質范圍比較廣，如在地下水壓力很高，以及變化范圍很大的條件下，它都適用。（2）可有效地保持挖掘面的穩定，對所頂管子周圍的土體擾動比較小，因而由頂管引起的地面沉降較小。（3）與其他類型的頂管比較，泥水頂管施工時的總推力比較小，尤其在粘土層這種表現得更為突出，所以特別適用于長距離頂管。（4）工作井內的作業環境較好，作業比較安全，由于它采用泥水管道，輸送棄土，不存在吊土，搬運等危險的作業。（5）泥水輸送棄土為連續作業，因此進度比較快。332施工工藝流程施工流程如下圖所示333頂力計算和頂距確定工程頂管單元長度根據設計圖紙的井室位置、地面運輸和開挖工作坑的條件、頂管需要的頂力、后背與管口可能承受的頂力等因素確定單元長度。本工程土質參數基本相同，頂力計算時分不同管徑取一個最大管徑和最大單元長度進行計算。以D1000MM泥水平衡機械頂管頂力計算為例（1）頂力計算NFLKDF0F頂進阻力KND0頂管外徑M,按線路管徑D1000MM，取D0110ML管道設計最大頂進長度M，80MFK管道外壁與土的單位面積平均摩阻力KN/經驗值FK6KN/NF頂管機的迎面阻力KN，查表得NF（4）DG2H0式中H0管道覆土厚度，取最大值87M土的濕密度，取18KN/M3解得NF（314/4）112871814875KN則F3141180614875KN180667KN即F1807T根據計算出總頂力為1807T，實際選用設備四支200T頂鎬（根據施工經驗和現場情況，頂力遠小于計算頂力，因此無需增加額外頂力系統即可滿足要求）。各種管徑管道頂力計算表管徑MM壁厚MM頂力KN計算頂進長度D1000100800330M施工前根據各管徑頂力計算分別選用不同頂鎬設備。334后座墻3341后座墻功能后座墻主要功能是在頂進過程自始至終地承擔主頂工作站頂管前進時的后坐力。后座墻的最低強度保證在設計頂進力的作用下不被破壞，要求其本身的壓縮回彈量為最小，以利于充分發揮主頂工作站的頂進效率。在設計和安裝后座墻時，使其滿足如下要求。（1）要有充分的強度，在頂管施工中能承受主頂工作站千斤頂的最大反作用力而不至破壞。（2）要有足夠的剛度，當受到主頂工作站的反作用力時，后座墻材料受壓縮而產生變形，卸荷后要恢復原狀。（3）后座墻表面平直，并垂直于頂進管道的軸線，以免產生偏心受壓，使頂力損失和發生質量、安全事故。（4）材質要均勻，后座墻材料的材質要均勻一致，以免承受較大的后從力時造成后座墻材料壓縮不勻，出現傾斜現象。3342后座墻的強度及其影響因素后座墻的強度取決于千斤頂在頂進過程中施加給后座墻的最大后沖力，后沖力的大小與最大頂力相等。影響頂力的因素甚多，可分為客觀因素及主觀因素兩類。客觀因素包括管材種類、管徑大小、頂距長短、覆土厚度、土的種類、地下水位、管節重量等；主觀因素包括操作誤差、頂進方法、中途停工與否、是否采用潤滑劑等。（1）頂進誤差在頂進過程中，由于土質、設備的操作等原因，導致管子的方向或高程出與偏差，這種偏差稱為頂進誤差，簡稱誤差。這種誤差將導致頂力增加。技術熟練的工人既能采取措施防止誤差的出現，又能及時發現誤差的趨勢而加以校正，使誤差發展不致過大，并保持在容許范圍以內，頂力即使增加也不顯著。否則，當誤差出現時，校正易操之過急而造成管線上出現折線段、錯口等現象，從而導致頂力不斷增加，使后座墻遭到破壞。（2）中途停工頂進作業一開始，中途就不能停頓。如果停止一段時間后再頂進，其起始頂力要大大超過停工前的頂力。這主要是由于停工時間過長，使管頂土層坍落的緣故。在地下水位以下頂進時，因停頂而使液化的粉細砂將管周圍包裹起來，頂力也會大大增加，如果頂力增加至后座墻的設計強度，此時就不能再頂進，必須對后座墻進行加固后方可再頂進。另外，在頂進過程是否采用注漿潤滑措施，對頂力的影響甚大。如采用注漿潤滑，施工中的頂進阻力將減小很多。3343后座墻的剛度要求頂管時要求后座墻具有充分的剛度，以避免往復回彈，消耗能量。要保證受最大頂力時不變形，或只有少量殘余變形，后座墻盡量采用彈性小的材料。如果后座墻彈性過大，頂進的后沖力先壓縮后座墻，直到后座墻被壓緊而不能再壓縮時頂力才向前發揮作用使管段前進，千斤頂卸荷，后沖力解除后，后座墻雖然有殘余變形但不大，甚至可以恢復到未受荷載的狀態，可是下一次頂進時，仍要先壓縮后座墻，因而每次頂進都要浪費一段千斤頂行程于壓縮后座墻。用短行程千斤頂，行程一般為2000MM，而后座墻壓縮量為510MM，這樣就可使千斤頂行程在頂管前進時的利用率只有7080，每頂進3M長的管節，需1214個行程。若再考慮到傳力工具的壓縮，需要的行程數還要增加。所以，要提高頂進效率，除采用長行程的千斤頂外，還設法增加后座墻的剛度。3344后座墻設計與驗算本工程是將混凝土墻加墊鋼板作為千斤頂的后座墻。后背作為千斤頂的支撐結構，要有足夠的強度和剛度，且壓縮變形要均勻。所以，進行強度和穩定性計算。1）矩形豎井后座墻（1）后座墻設計根據最大管道直徑（1000MM）選擇厚80CM的鋼筋砼后背墻，寬度5M，高度43M，埋入地下05CM，內置25雙排主筋，間距10CM。外側以預制鋼后背為模板，兩側支模，內澆筑C40混凝土。頂砼管穿越鋼筋砼后背范圍，為便于調頭頂進，采用膨脹水泥打眼處理。調頭頂進時，用已頂進管子做后背，管前增設外加工特殊整體邊圈。（2）工作坑后背的受力分析及驗算后靠背受力計算公式2/PPPRBHKCHKH）式中R總推力之反力一般大于推力的1216A系數取1525之間，取2B后座墻的寬度M取5M土的容重KN/M3取180KN/M3H后座墻的高度M，此處取42MKP被動土壓系數為TG2（45/2）C土的內聚力KPA一般情況下取18H地面到后座墻頂部土體的高度M，此處取62M則R25184242256/2218621618624225619634KN16F163346953552KN因此，工作井后背能滿足要求。3）后座墻允許偏差335頂管導軌安裝導軌安裝是頂管施工中一項重要的工作，安裝的準確與否直接影響管道的頂進質量。（1）將導軌直接平鋪工作坑底部，測量導軌的中心位置與高程偏差，其允許偏差為導軌內距2MM；中心線3MM；頂面高程03MM。（2）使用25工字鋼穩固導軌，工字鋼一端須牢牢抵在工作坑側墻上，另一端與導軌焊接，每根導軌不小少3根工字鋼。（3）安裝后導軌要牢固，不得在頂進施工中產生位移，且需設專人經常進行檢查。（4）導軌內距的確定22/EHDA其中A兩導軌內距（MM）；D管外徑（MM），D1100MM；H導軌高度（MM），取140MM；E管外底距枕木面高程，一般取20MM則A6858（MM）導軌安裝內距為686毫米。336掘進機就位（1）使用50噸吊車吊裝，將掘進進機放入頂進坑內的導軌上，前端距井壁約400毫米。（2）就位后先檢查掘進機的軸線是否與頂進坑軸線、導軌軸線以及主頂油缸的軸線保持一致，發現偏差立即調整。（3）機頭必須對電路、油路、氣壓泥漿管路等設備進行逐一連接，各部位連接牢固，不得滲漏，安裝正確，并對各分系統進行認真檢查和試運行。337井壁開洞施工3371注漿加固為防止頂管機出洞、進洞時土體滑塌，在工作坑和接收坑洞門處均須進行超前小導管注漿加固。具體做法為頂管進、出洞豎井側壁后2M范圍內進行注漿加固。為保證始發井后背后方土體能夠承擔足夠的頂管頂力，始發井后背后方土體3M范圍內進行注漿加固。注漿加固高度從管頂以上15M直至井底。加固寬度根據豎井井型、作用分別如下圖。3030806DD豎井中線豎井開洞處后背土體加固注漿設計管道初支結構6M始發井3372洞門注漿加固施工方法注漿要求及方法同豎井超前周圈注漿，注漿漿液選用純水泥漿，水灰比11，注漿壓力不大于05MPA，注漿后要求土體無側限抗壓強度不小于08MPA。3373矩形井壁開洞完成洞口加固后，開始穿墻洞口施工首先，在穿墻洞口位置放線出一個內環直徑大于混凝土套管外徑的圓環，圓環寬度03M；其次，分4段人工鑿除圓環內混凝土、割除頂管坑鋼格柵及網片、安裝圓形格柵（圓形格柵與原格柵焊接牢固）、噴射C20混凝土并安裝預埋件；第三，人工鑿除穿墻位置的混凝土，將厚20MM的鋼板與洞口周邊預埋件焊接牢固用于擋土。井壁開洞施工如下圖所示。第一步在穿墻洞口位置放線出一個內環直徑大于混凝土管外徑的圓環，圓環寬03M第二步分四段人工鑿除圓環內混凝土、割除鋼格柵及網片第三步同步安裝圓形格柵（圓形格柵與原格柵焊接牢固）第四步同步噴射C20混凝土完成整個圓環格柵安裝及混凝土噴射鑿除穿墻位置混凝土圓形豎井開洞施工原理與矩形豎井基本相同，只是為了保證受力體系轉換過程的結構穩定，需加設彎梁及立柱。井壁開洞如下圖所示連接板佘同開馬頭門需切斷豎井格柵圓豎井開馬頭門處加格柵圖馬頭門上一榀完整豎井格柵彎梁立柱先施做洞門上臺階兩根立柱及一根圓弧橫梁（受力體系轉換），并架設圓拱，圓拱格柵與豎井格柵采用“L”型25螺紋鋼連接筋連接。連接板佘同開馬頭門需切斷豎井格柵馬頭門上一榀完整豎井格柵彎梁立柱隨后架設洞門下側兩邊立柱，并架設圓拱的下段，圓形格柵與豎井格柵采用“L”型25螺紋鋼連接筋連接。掛雙層網片，噴射C20砼，封閉成環。人工鑿除穿墻位置的混凝土，將厚20MM的鋼板與洞口周邊預埋件焊接牢固用于擋土。加強監控量測此部位的沉降、收斂數值，及時調整支護方式，確保受力體系轉換過程的結構穩定。接收坑井壁開洞與頂管坑工序完全相同，只是為安裝喇叭口，開洞尺寸稍大。338止水環安裝止水環安裝在工作井預留洞口，具有防止地下水、泥砂和觸變泥漿從管節與止水環之間的間隙流到工作井。穿墻止水環組成部分為預埋鋼板環；橡膠圈；鋼壓板；鋼壓環；螺栓。止水環結構采用鋼法蘭加壓板，中間夾裝20MM厚的橡膠止水環，具體如下圖。止水圈里平面與井壁要密實，以防漏漿，影響注漿效果。339機械頂進施工泥水平衡頂進示意圖3391頂進中的方向控制有嚴格的放樣復核制度，并做好原始記錄。止水洞口平面圖111橡膠止水圈鋼壓環預埋鋼環板R54362R54320M6鋼壓板預埋鋼環板布設在工作井后方的儀座必須避免頂進時移位和變形，必須定時復測并及時調整。頂進糾偏必須勤測、多微調，糾偏角度應保持在1020不大于05。并設置偏差警戒線。初始推進階段要減慢主頂推進速度,不斷調整油缸編組和機頭糾偏。開始頂進前必須確定坡度、每米、每節管的位置、標高。3392頂進調試及土體取樣1頂管下井前應作一次安裝調試，油管安裝先應清洗，防止灰塵等污物進入油管，電路系統應保持干燥，機頭運轉調試各部分動作正常，液壓系統無泄漏。2機頭下井后刀盤應離開馬頭門1M左右，放置平穩后重測導軌標高，高程誤差不超過5MM，既可開始鑿除封門并應盡量鑿除干凈，不要遺留塊狀物，同時可進行土體取樣，使用100，L500MM的兩根鋼管在洞口上下部各取長400MM的土樣，取樣工作完成后隨既頂機頭，使機頭刀盤貼住前方土體。3機頭屬于刀盤不可伸縮型，土壓力表所顯示的土壓力為泥倉土壓，顯示的土壓力與實際頂進的土壓力存在一個壓力差P，此值一般取1530T，由于進泥口是衡定的，機頭的土壓控制主要通過頂速來調節，每次初頂時先調節好送水壓力，然后打開機內止水閥，轉動刀盤，關閉機內旁道，待流量達到額定值的80時既可開始頂進，送水壓力可通過機內壓力調節既可完成。3393掘進機出洞措施頂管機、頂進系統、泥漿系統調試完畢，其他各項準備工作就緒后，拆除擋土鋼板，頂進掘進機到穿墻孔內，掘進機與第一節混凝土套管采用剛性聯結，避免機頭“磕頭”，在掘進機最前端與掘進面之間壓滿泥漿。因出洞口處為加壓注漿固結體，剛開始頂進時盡量慢，出洞1015米范圍，工具頭前端有土壓力，并且由于管道較短，摩擦力比較小，為避免管道整體產生較大后退造成掘進機前端塌方，當后座千斤頂回收時，需要用2根108鋼管頂住砼管，避免后退。3394正常頂進1土壓倉內土的流塑性控制本機頭具有可控流量的加泥系統，頂進時向土壓倉加泥，粘土層和粘土砂石層加泥量控制在每方出土加泥量10，砂、砂礫石層每方出土加泥量3035，頂進時可視出土的流塑性增減加泥量。2泥漿在整個頂管過程中起著關鍵作用，泥漿的壓力、濃度影響挖掘面的穩定性。泥漿濃度流量影響到切削下土體能否正常送到地面。泥漿配比要在優選貨源的前提下優化配比，并能根據土質變化及時變化。3頂管施工中要根據不同土質、覆土深度和地面沉降的情況，配合第三方監測數據的分析，及時調整泥水與土壓平衡值，同時要求坡度相對的平穩，控制糾偏量，減少對土體的擾動。根據頂進速度，控制排泥量和地層變形的信息數據，及時調整注漿壓力和注漿量，從而將軸線和地層變形控制在最佳的狀態。4頂進糾偏不斷地觀察光靶上的激光點是否偏移，如發生偏移2CM左右，預測機頭傾角又是有向偏差大的方向發展趨勢時，要考慮采取糾偏措施，中心偏差到4CM時，要測機頭前后中心偏差，如中心偏差是向加大偏差發展趨勢就要糾偏。糾偏時開動糾偏千斤頂。偏差方向的千斤頂頂出最大不超過15，糾偏時每30CM測量一次，并做機頭和機尾數據比較，有回歸趨勢，保持一段頂進距離，就要停止糾偏，防止左右擺動。糾偏時做到勤糾、微糾。檢查數量檢查項目允許偏差范圍點數檢查方法無壓管道151水平軸線壓力管道30經緯儀測量或掛中線用鋼尺量測無壓管道10DI1000壓力管道30無壓管道152管底高程DI1000壓力管道30每節管1點水準儀測量5頂進速度控制本工程頂進速度控制在30MM50MM/MIN，前30M和糾偏時用較低速度，以后視泥水倉泥壓、泥漿流量情況適當加快頂進速度。下管時，機頭在停止頂進的狀態下，刀盤轉35分鐘，打開基坑旁通閥門，在停機時排泥液壓門關閉，并斷電以保證泥水倉，同時打開沖洗閥門沖洗排泥管路，待排泥管路沖洗干凈后，停止輸泥泵、排泥泵。3395注漿減阻（1）泥漿減阻土壤的性質決定泥水管理的難度與所頂管子直徑比和土質有關。盡管本工程土質為粉質粘土層,砼管直徑比不大,但仍需采取減阻措施，減少管子周邊摩擦阻力，確保頂管順利完成,同時起到控制泥漿的流失,防止地面沉降。根據本工程現場情況泥漿池采用10MM厚鋼板制成8M3儲漿罐，每個豎井設置兩個，確保泥漿使用量及道路的清潔。（2）泥漿配置頂管過程中，須同步注入減阻泥漿，它是減少頂進阻力、提高頂進速度的重要一環，減阻泥漿采用膨潤土配制而成。膨潤土一般要求膠質價在80以上。膨潤土進場后，先測定其膠質價，根據膠質價確定配合比，見下表（重量比）膨潤土泥漿的拌和時間一般為10至20分鐘。泥漿制備后，須靜置24小時可以使用，使其充分吸水，膨潤成膠體，使用比重計測其比重，掌握在12G/CM3為宜。膨潤土泥漿重量配合比在機頭尾部設置有觸變泥漿注漿孔，頂進施工的同步注入觸變泥漿，以形成原始漿套；每節混凝土管均有一個注漿孔，頂進過程中，通過注漿孔持續補漿。注漿使用擠壓式注漿泵，注漿口壓力控制在0204MPA。視儲漿池內觸變泥漿下降的速度及頂鎬壓力表讀數調節注漿壓力。3396泥漿外運泥水平衡頂管掘進機排出泥漿攜帶機頭刀盤切削下來的泥土后，含泥砂量較大，需經過泥水分離設備分離后進入豎井上部設置的特制8M沉鋼質沉淀罐中，分離后形成含泥量小于5的泥碴，經環衛清理車將泥漿抽入車內進行外運。本次施工現場必須保證道路的環保。出泥方式為泥水循環分離，泥漿膨潤土膠質價膨潤土水堿607010052423708010052415280901006142390100100614152經分離后變成顆粒物密閉式外運，水可以重復使用，可以保證不污染環境，高效節能。3397機頭出洞1）頂管機出洞前洞口土體加固注漿加固措施見334。2）出洞穿墻止水為防止頂管機出洞止水效果不理想，改進穿墻止水環的結構，在井體側墻施工時，先預埋圓臺形（喇叭形）鋼盒（如下圖），上圓（背土）直徑比管徑大20CM，下圓（靠土）直徑比管徑大60CM，采用單邊封板（上圓口），內填重量比為15的水泥黃粘土拌和料。當頂管機穿越預留孔時，頂管機外殼帶到穿墻鋼合內的土體及周邊的土體往喇叭口擠壓，使到管壁與預留口間的縫隙擠實土體，防止泥水從縫隙噴涌。穿墻是頂管施工中的一道重要工序。穿墻時，要防止井外的泥水大量涌入井內，嚴防塌方和流砂，因此必須做好洞口止水環節。首先在預埋鋼盒上焊接鋼套環（法蘭），然后在套環上安裝25MM厚橡膠法蘭，用10MM厚鋼壓板通過M20螺栓壓緊。當發現有地下水和泥砂流入工作井內時，可以收緊橡膠法蘭和壓板上的螺栓，達到止水效果。頂進方向預留口填充物止水環接收井穿墻管3）頂管機狀態的復核測量掘進機進入接收井前的復核應測量頂管機所處的方位，當機頭推進到距接收坑約2米處，拆除接收坑洞口處的墻壁，從接收洞口中心部位打進一根鋼釬尋找機頭，洞口處的土體開裂并向外凸出，仔細測量機頭上、下、左、右的四個方向，與出洞口的大小、位置合適時，啟動主頂油缸繼續推進，至中心刀露出時，停止推進。安置機頭接收托架，然后，慢慢將機頭推入接收坑內。3310其他施工措施33101管道漏水對管道滲水和漏水點，首先檢查橡膠密封圈是否出現問題，要確保管道接口橡膠密封圈處于正常狀態，在局部管材有問題處，先從內壁鑿毛，埋入導水管引水，用快硬水泥封閉四周，待水泥一定強度后，用手動泵壓入水泥水玻璃漿液封堵。33102管內通風進管之前需要通風，采用壓入強制性通風措施，用風機通過15英寸鐵管向頂管機壓風。33103用電及照明施工用電主干線采用380V三相五線制，接通地面、工作坑、管道內、頂管機，管道內照明采用36V低壓電源供電，如遇管內潮濕和易觸帶電體的照明電源電壓都不得大于24V。3311頂后處理33111泥漿置換在頂進過程中，管壁外的土體受到擾動，上層土體易形成松動或空洞，引地面沉降或塌陷。頂管工序結束后，從混凝土管內部通過注漿孔向管外土體注入加固漿液，對土體進行加固，可最大限度地消除因頂管施工造成的地面沉降。土壤加固施工流程圖進漿孔空壓機9M3高壓管2M液漿壓力罐3粉煤灰425水泥注漿所需的設備有空壓機、攪拌機、壓力罐、注漿管等，注漿設備加裝隔膜型壓力表，確認注漿壓力，并為注漿記錄提供參考壓力數據。使用的注漿材料為水泥加粉煤灰漿，其配比為水水泥粉煤灰613。由管道內部的注漿孔壓注，注漿次數不少于三次，兩次間隔時間不大于24小時。注漿壓力控制在0204MPA之間。每兩節混凝土管編為一組，第一節管注漿孔注漿，第二節管注漿孔排漿，從管道一端開始，依次進行。將注漿泵清洗干凈，吸漿龍頭放入灰漿池內，開啟注漿泵，打開第一組注漿口，當第一組排漿口冒出灰漿后，關閉閥門，再打開第二組，以此類推，直到全線完成。再關閉所有閥門，保壓15MIN。待一次注漿初凝后疏通注漿管，進行二次注漿。注漿工作從開始至結束，都應有專職人員全過程控制，并隨時到管內檢查注漿管路、接頭以及管內有無裂縫等情況，如發現異常要立即停止注漿，并將情況反饋。33112雷達檢測泥漿置換完成后，需進行雷達檢測。沿管頂上方及斜上方設定三條檢測線，使用探地雷達對每條線進行連續不斷地檢測，在現場指出管外壁土體疏松及空洞的具體位置，在此處及時再次注入水泥粉煤灰漿充填。33113設施拆除管道頂進、換漿、檢測全部完成后，拆除頂鎬、后背鐵等設備。33114管縫封閉頂管施工完成后，需對鋼筋混凝土管節之間的縫隙進行填充處理，使用聚硫密封膏嵌縫。3312頂管質量通病防治（1）頂管機出洞防磕頭措施頂管機出洞時因機頭太重而下磕，為防止這一現象的發生采取以下措施出洞時觀察頂管機狀態，一旦發現下磕趨勢，立即用調整后座千斤頂中心進行糾偏。由于距離較短，這一方法效果非常明顯。（2）碰到地下障礙物頂管施工前，首先對待施工段地下情況進行調查，若存在地下障礙物，則首先清除或制定周密可行的預案。在頂進過程中碰到障礙物時，會發生異常的偏差趨勢，這時首先停機，分析原因找出對策，探明物體的大小、形狀以及具體位置，然后采取清障機進行地下障礙物的清除。（3）土質變化土質如果發生很大的變化，突然變硬或變軟。這可以通過刀盤的轉矩來判斷，如果突然變硬了，則向土倉加入水或泥漿；如果太軟，可以把第一至第三節混凝土套管與機頭連接成一個整體，以增加剛性，從而避免機頭突然沉陷。（4）頂進過程中壓力突然增大首先分析原因是以下哪種情況引起的工具管前段遇到障礙物，管道軸線偏差形成彎曲；減阻介質注入不及時或不足；頂進設備發生障礙；停頓時間過久等。防止措施頂進過程嚴格執行勤量測、勤糾偏、小量糾偏的操作要求。按不同的地質條件配置適宜的泥漿，并做到“同次、及時、足量”。施工前對設備進行認真的驗收保養，發生故障及時排除。總之，發生頂力過大的情況時，立即停止頂進，查明原因，判明情況后采取相應的措施進行處理。（5）泥水管內產生沉淀、堵塞現象現象泥水管內泥水流動不暢，頂管機推進因此也不順利。原因此現象大多發生在砂土層中。一是排泥泵效率低下流量不足，在泥水管內的流速小于臨界流速使泥砂產生了沉淀。二是在頂管機停止推進以前對管內沖洗力度不足致使泥砂產生沉淀。防治措施如果排泥泵達不到所需流量要求，更換排泥泵；停止推進前必須對排泥管進行徹底清洗。（6）頂管機旋轉頂管機在頂進過程中發生旋轉幾乎都出現，將影響管內設備的使用，甚至使液體外溢。控制旋轉的方法很多，本工程將采用兩種措施。一是頂管時控制刀盤的旋轉方向，將刀盤向機體旋轉的反方向轉動，使頂管機受反向扭矩，從而糾正機體，頂進過程中，不斷正、反轉刀盤，頂管機的旋轉就可以得到有效控制。二是采取配種法，頂管機內的設備布置注意了重量的對稱分布，以防頂管機旋轉，但在頂進過程中機體旋轉仍時常發生，處理方法就是在機頭內擺放配重，若頂管機左旋，即在機內右側擺放配重，若右旋，配重就擺在左側。（7）地面沉降或隆起采用泥水平衡頂管機可有效保持挖掘面的穩定，對管道周圍的土體擾動較小，因此引起地面沉降較小。控制沉降與隆起的主要技術措施有A為達到切削面的穩定，一定要在泥水倉中充滿一定壓力的泥水；B當掘進機停止工作時，一定要防止泥水從土層中或其他地方流失。在出洞時更應防止洞口止水圈漏水。C在掘進過程中注意地下水壓力變化，并及時采取相應措施和對策，保持挖掘面的穩定。D在頂進過程中，隨時注意挖掘面是否穩定，定期檢查泥水濃度和相對密度是否正常，注意排泥泵流量及壓力是否正常，防治排泥泵排量過小而造成排泥管的淤積和堵塞現象。（8）后背破壞后背破壞預兆在頂進過程中，出現管節在頂力作用下不向前進反而不斷向后背壓縮，縱向頂鐵向上或下啃導軌的現象。后背破壞的原因后背安裝不垂直，機頭前方土質堅硬，頂力超出后背承受力而產生偏心荷載。當后背上部壓縮大于下部時，頂力偏上，與管道軸線不一致，則頂鐵向上拱起；反之頂鐵向下啃導軌。防止和處理措施嚴格按照要求安裝后背，仔細檢測后背垂直度。頂進過程中頂進速度突然增加時，要查明原因，不能隨意頂進。第4章穿越地下管線及道路保護措施41受地層變形影響管線的保護措施深基坑及頂管施工影響范圍內的管線，在結構施工過程中不可避免的會受周圍地層變形的影響。過量的地層沉降會導致管線破裂，影響正常使用，嚴重時將有可能造成災難性事故的發生。針對上述情況，我單位將從控制施工引起的地層變形入手，將管線的被動變形控制在允許范圍內（正負5MM以內）。由于管線對沉降影響的敏感性及耐受力因材料、連接方式、接口材料以及施工質量、使用年限的不同有較大差異。因此在施工中須對保護的管線，根據其不同的管線類型適應變形的特性，確定其在地層中的控制標準。1管線適應地層變形能力分析對管線適應變形能力，重點分析長管（如采用焊接接頭的煤氣、上水管等）的適應性與接頭管（即管線采用管節構造接頭）的適應性，對管線的適應變形能力的判斷采用“允許曲率半徑”來進行分析，兩種管線的允許曲率半徑可分別采用以下兩式進行計算長管RPEPD/2P接頭管RPLPDP/其中RP管道允許曲率半徑；EP管道的彈性模量；D管道的直徑；P管道的允許應力；LP管節長度；DP管道外徑；管節接縫允許張開值。上述兩式較為關鍵的兩個值分別為管道的允許應力和管節接縫允許張開值，它們可分別依據管線類別、材質和相關的規范確定。2受地層變形影響的管線保護措施對地層變形影響的管線保護關鍵在于控制好施工過程中地層產生的變形及不均勻變形，因此確保基坑穩定和防止洞內坍塌是施工的重點，應采取以下措施頂管工作井開挖采取自上而下，分段分層，平衡對稱，依次進行，隨挖隨撐，確保基坑穩定。土方開挖分層施工，根據現場情況選用不同支護方式，加強地下水監測。加強施工管線監控，根據不同的管線，建立各類管線的管理基準值，通過監控量測及時掌握管線變形狀況，及時調整施工工藝，做好二次補壓漿工作，確保管線保護管理在可控狀態下有效進行。加強地面沉降監測，尤其對沉降敏感的管線要單獨布點監測，并及時分析評估施工對管線的影響，根據施工和變位情況調節觀測的頻率，及時反饋信息指導施工。針對不同專業管線和地面的允許沉降量不同，特制定監控測量方案，后續將上報監理。當施工前預測和施工中監測分析確認某些重要管線可能受到損害時，將根據地面條件、管線埋深條件等采用臨時加固、支吊或管下地基注漿等保護方案，并經工程師批準后實施。加強與有關管線單位的協同合作，順利完成對管線的調查與保護工作。42穿越西六環道路技術措施（1）做好頂管施工前的施工準備工作，對工班進行技術、安全交底，從思想上首先提高質量和安全意識。（2）選用優質的管材，對到場材料做好現場檢查驗收工作