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1、3.施工籌劃3.1 施工進度計劃本工程頂管工程施工計劃需根據始發井、接收井的土建施工進度進行安排。當兩井的混凝土結構澆筑完成，并經養護達到設計規定的強度指標后，即認為具備頂管進場施工條件。我方將根據總包要求的時間組織人員進場進行場地布置，并隨即進行設備的安裝和調試工作。總工期30 日歷天。附圖-03 施工進度計劃圖。3.2 機械設備計劃根據工程量及施工需要，頂管頂進主要施工機械設備配備情況見表3-1。主要施工機械設備配備表表 3-1 序號機械或設備名稱型號規格數量國別產地制造年份額定功率kW 1 矩形頂管機及配套設施4.2m 6.9m(外尺寸)1 套中國2010 330 2 主頂裝置自制1 套2、中國2010 3 注漿泵SYB50-50-1 1 臺中國2005 4 4 汽車吊300T 1 臺中國2005 5 履帶吊150T 1 臺中國2006 6 潛水泵2.2KW 3 臺中國2005 2.2 7 污泥泵NL100-16 2 臺中國2005 9 8 電焊機ZXG-300 2 臺中國2006 21 9 空壓機3m3 1 臺中國2006 10 全站儀GTS-6 1 臺日本2006 11 經緯儀J2 1 臺中國2006 12 水準儀S3 1 臺中國2006 3.3 材料供應計劃根據工程量和施工需要，頂管頂進主要材料供應見表3-2。頂管主要材料供應表表 3-2序號主 要 設 備用量1 矩形管節（3、1.5m/節）23 節2 特殊管節1 節3 襪套（橡膠簾布）1 根4 止水帶24 根5 聚硫密封膏150kg 6 水泥10 噸7 膨潤土10 噸8 20mm 厚膠合板200m29 2 寸白鐵管100m 10 1 寸白鐵管30m 3.4 勞動力安排計劃根據工期及頂管施工工藝要求，現場勞動力配置見表3-3。勞動力配置表表 3-3工種人數工作內容工長2 管理和指導各工種工作電焊工4 現場焊接、切割等起重指揮2 指揮各類吊車吊車司機2 現場設備吊運和管節、土箱吊放挖機司機2 出土拌漿工4 拌制各類漿液電工1 電器和電路檢修機修工2 負責機械設備維修保養操作司機2 負責操作頂管機輔助工12 負責配合頂管4、施工測量人員2 負責工程放樣及測量合計35 3.5 施工現場平面布置根據甲方提供的現場允許使用范圍，結合實際的施工需要，在始發井附近地面配置一臺 150T的桁架式履帶吊，同時在場地內進行頂管動力站、集土坑、拌漿系統、管節堆場、料庫、危險品倉庫、辦公區域等設施的布置。由于涉及到頂管機頭和管節的吊裝，使用包括 300 噸汽車吊在內的大量重型機械，要求施工便道具備相應的承載力。為此施工道路施工前首先使用壓路機壓實路面，先鋪15cm厚的碎石基層壓實，在此基礎上制作鋼筋混凝土道路，承重道路結構為厚20cm的 C30混凝土，配筋 16200 雙向網片。我方同時配備一定數量的路基板和厚鋼板，滿足某些重型機械5、施工臨時需求。場地內各材料堆場采用10cm厚道渣基層，上設10cm厚素砼面層。為了防止揚塵，在施工圍墻內其它位置設57cm厚素砼。附圖-04 施工場地平面布置圖。4.頂管施工方案及技術措施4.1 頂管施工工藝流程測量放樣安裝機架、后靠、主頂裝設備調試頂管出洞頂管頂進吊放墊塊或管節頂進測量頂管機進洞頂管機分解、吊出接收井漿液置換附圖-05 頂進工藝圖。4.2 頂進前的施工準備工作4.2.1 地面準備工作1)在頂管推進前，按常規進行施工用電、用水、排水及照明等設備的安裝。2)施工材料、設備及機具必須備齊，以滿足本工程的施工要求。3)井上、井下建立測量控制網，并經復核、認可。4.2.2 井下準備工作6、1)洞門密封圈安裝由于洞圈與管節間存在著 10cm的建筑空隙，在頂管出洞及正常頂進過程中極易出現外部土體涌入始發井內的嚴重質量安全事故。為防止此類事故發生，施工前在洞圈上安裝簾布橡膠板密封洞圈，橡膠板采用12mm厚鋼壓板作靠山，壓板的螺栓孔采用腰子孔形式，以利于頂進過程中可隨管節位置的變動而隨時調節，保證簾布橡膠板的密封性能。2)基座安裝基座定位后必須穩固、正確，在頂進中承受各種負載不位移、不變形、不沉降。基座上的兩根軌道必須平行、等高。后靠自身的垂直度、與軸線的垂直度對今后的頂進也至關重要。鋼后靠根據實際頂進軸線放樣安裝時，與始發井內襯墻預留一定的空隙，固定后在空隙內填C20素砼，使鋼后靠與7、墻壁充分接觸。這樣，頂管頂進中產生的反頂力能均勻分部在內襯墻上。3)頂管機吊裝下井矩形頂管機頭設計總重量約130余噸，可以分為前后兩段：前段重約80噸，后段重約 50噸。吊裝時選用性能優良的300噸汽車調來吊裝機頭，為了避免頂管機頭吊裝中工作井、路面及路面下管線的損壞，在起吊時，在四個支腿下方鋪鋼制路基箱（7m 2.2m0.43m）四塊，降低吊車對地面的壓強。頂管機頭的吊裝：頂管機從平板車上被吊起后，要作片刻的停頓，一是確定頂管機頭的實際重量是否在吊車的起重范圍內；二是觀察吊車對路面及工作井的拆除管內設備、嵌縫、清理、接頭處理影響。在確定是安全的情況下，將頂管機頭緩慢吊入工作井，準確地停放在基8、座的軌道上。先吊前段再吊后段，分兩次吊裝完畢。在頂管機頭起吊過程中，加強對周圍地面的觀測，如發現路基變形，立即將機頭放下，吊車移位，同時對井周圍原有的混凝土地面下進行注漿加固。4)主頂的定位及調試驗收主頂的定位將關系到頂進軸線控制的難易程度，故在定位時要力求與管節中心軸線成對稱分布，以保證管節的均勻受力。主頂定位后，需進行調試驗收，保證12個千斤頂的性能完好。5)頂管機就位、調試驗收為保證頂管出洞段的軸線控制，頂管機吊下井后，需對頂管機進行精確定位，盡量使頂管機軸線與設計軸線相符。在頂管機準確定位后，必須進行反復調試，在確定頂管機運轉正常后，方可進行頂管出洞和正常頂進工作。附圖-06 始發井內9、平、剖面布置圖；附圖-07 管節斷面布置圖。4.2.3 技術交底、崗位培訓在頂管施工前，對參加施工的全體人員按階段進行詳細的技術交底，使施工人員全面了解施工中將可能出現的各種工程難點，并努力提供施工人員的質量和安全意識。參與施工人員需按工種進行崗位培訓，考核合格后方可上崗操作。4.3 頂管出洞段頂進施工頂管機頂出洞圈至頂管機切口距工作井2.65m范圍為出洞段。4.3.1 封門形式本工程始發井圍護為 800鉆孔灌注樁，混凝土擋墻內預埋鋼洞圈，灌注樁外采用 4排三軸攪拌樁做出洞加固，靠近灌注樁的一排三軸攪拌樁內密插型鋼，該排密插型鋼的三軸攪拌樁即為工作井的洞圈封門，頂管的出洞過程即為鑿除出洞口范圍10、內灌注樁，攪拌樁內拔除H型鋼和頂管機頭經過出洞段加固區并進入原狀土體的過程。4.3.2 頂管出洞的施工步驟鑿除出洞口范圍內鉆孔灌注樁設備調試頂管機頭靠上攪拌樁封門 H型鋼拔除頂管機切削加固土體機頭切口進入原狀土、提高正面土壓力值至理論計算值。4.3.3 出洞段頂進施工1)起拔H型鋼前的準備工作對全套頂進設備做一次系統調試，由于本工程始發井出洞加固區攪拌樁設計強度為 1.2MPa，在頂管機進入加固區時，應注意刀盤在穿越加固層時的切削性能，把機頭頂進洞圈內距SMW樁10cm左右。H型鋼拔除前工程技術人員、施工人員應詳細了解現場情況和封門圖紙，分析可能發生的漏水情況，并準備相應措施，制訂拔樁順序和方11、法，分工明確，并由專人統一指揮。2)起拔H型鋼措施H型鋼拔除按由一邊向另一邊一次拔除的原則進行。起拔時，起重吊裝人員應配合默契，保證 H型鋼拔出時迅速和安全。3)頂進施工在洞圈內的 H型鋼全部拔除后，應立即開始頂進機頭，由于正面為全斷面的水泥土，為保護刀盤，頂進速度應放慢。另外，可能會出現螺旋機出土困難，必要時可加入適量清水來軟化或潤滑水泥土。頂管機進入原狀土后，為防止機頭“磕頭”，拉緊機頭和前三節管節之間的拉桿螺絲，同時適當提高頂進速度，使正面土壓力稍大于理論計算值，以減少對正面土體的擾動及出現地面沉降。4.3.4 出洞段的各類施工參數頂管機從始發井出洞后，應盡量減少水土流失，控制好地面沉降12、。應不斷根據地面沉降數據的反饋進行參數調整，及時摸索出正面土壓力、出土量、頂進速度、注漿量和壓力等各種施工參數最佳值，為正常段施工服務。4.4 頂管正常段頂進施工4.4.1 各類施工參數的控制1)正面土壓力的設定本工程采用土壓平衡式頂管機，是利用土壓力平衡開挖面土體，達到支護開挖面土體和控制地表沉降的目的，平衡土壓力的設定是頂進施工的關鍵。土壓力采用 Rankine壓力理論進行計算：P上K0 Z上P下K0 Z下P上：管道頂部的側向土壓力P下：管道下部的側向土壓力K0：軟粘土的側向系數（參考基坑開挖手冊及本工程詳堪資料），此處取 0.57 ：土的容重，取 17.73/mkN。Z：覆土深度。Z上約13、為5.68m，Z下約為9.88m 根據以上理論計算，本工程初始土壓力設定為P上0.057Mpa，P下0.10Mpa。以上數據為理論計算值，只能作為土壓力的最初設定值，隨著頂進施工，土壓力值應根據實際頂進參數、地面沉降監測數據作相應的調整。2)主頂力的設定總拉力為初始拉力與各種阻力之和。FkNLfDF10F0 ：總頂力標準值（KN）D1 ：管道的外徑（m）Fk：管道外壁與土的平均摩阻力（KN/m2），此處取 5.0 KN/m2L：頂進長度（m）FN：頂管機的迎面阻力（KN）ssFHbaN*=4.2 6.9 17.7 5.0=2565KN 則總頂力 F0=2（4.2+6.9）*36*5+2565=14、6561KN 主頂力隨頂進距離的增加而增大。頂管掘進機頭出洞，在進入原狀土且正面土壓力沒有建立之前，要控制主頂力不能過大。在正常推進中，要注意主頂力的增大應該是緩慢的，而不允許有突變。經計算，實際最大主推力為6564kN，遠小于頂管機額定主頂力（為24000kN），小于管道允許頂力（pcQddcAfF53215.0，取dcf=0.309pcAf計算，為 23127KN）。3)出土方案及出土量控制本工程管節內鋪設 16kg/m軌道，采用1臺平板車和 1只3.0 m3土箱出土運輸方案。在主頂平臺上固定一臺卷揚機用作拖動平板車的動力。一節管節的理論出土量為 6.9 4.2 1.5=43.47 m3，15、在頂進過程中，應盡量精確地統計出每節的出土量，力爭使之與理論出土量保持一致，確保正面土體的相對穩定，減少地面沉降量。4.4.2 頂進軸線控制頂管在正常頂進施工中，必須密切注意頂進軸線的控制。在每節管節頂進結束后，必須進行機頭的姿態測量，并做到隨偏隨糾，且糾偏量不宜過大，以免土體出現較大擾動及管節間出現張角。由于是矩形頂管，因此對管道的橫向水平要求較高，所以在頂進過程中對機頭的轉角要密切注意，機頭一旦出現微小轉角，應立即采取刀盤反轉、加壓鐵等措施回糾。頂進軸線偏差控制要求：高程+100mm，-80mm；水平：+100mm。4.4.3 地面沉降控制在頂進過程中，應合理控制頂進速度，保證連續均衡施工16、，避免出現長時間擱置情況；不斷根據反饋數據進行土壓力設定值調整，使之達到最佳狀態；嚴格控制出土量，防止欠挖或超挖。4.4.4 管節減摩為減少土體與管道間摩阻力，在管道外壁壓注觸變泥漿，在管道四周形成一圈泥漿套以達到減摩效果，在施工期間要求泥漿不失水，不沉淀，不固結。1)泥漿配比（按公斤每立方米計）見下表:表 5-2 膨潤土水純堿CMC 稠度400 850 6 2.5 1214 備注：此配比為重量比。2)壓漿孔及壓漿管路布置壓漿系統分為二個獨立的子系統。一路為了改良土體的流塑性，對機頭內及螺旋機內的土體進行注漿。另一路則是為了形成減摩泥漿套，而對管節外進行注漿。3)壓漿設備及壓漿工藝采用泥漿攪拌17、機進行制漿，按配比表配制泥漿，泥漿要充分攪拌均勻。壓漿泵采用 HENY泵，將其固定在始發井口，拌漿機出料后先注入儲漿桶，儲漿桶中的漿液拌制后需經過一定時間方可通過HENY泵送至井下。注漿壓力控制在0.05MPa左右。4)壓漿施工要點:(1)壓漿應專人負責，保證觸變泥漿的穩定，在施工期間不失水，不固結，不沉淀。(2)嚴格按壓漿操作規程施工，在頂進時應及時壓注觸變泥漿，充填頂進時所形成的建筑空隙，在管節四周形成一泥漿套，減少頂進阻力和地表沉降。(3)壓漿時必須遵循“先壓后頂、隨頂隨壓、及時補漿”的原則。(4)壓漿順序地面拌漿啟動壓漿泵總管閥門打開管節閥門打開送漿（頂進開始）管節閥門關閉（頂進停止）18、總管閥門關閉井內快速接頭拆開下管節接2寸總管循環復始。5)壓漿量的計算(每節管節)為了保證注漿效果，注漿量應取理論值的23倍。V=（6.960 4.260-6.9 4.2）1.5 （200300%）=23m3 4.4.5 止退裝置由于矩形頂管掘進機的斷面較大，前端阻力大，實際施工中，即使管節頂進了較長距離，而每次拼裝管節或加墊塊時，主頂油缸一回縮，機頭和管節仍會一起后退 2030cm。當頂管機和管節往后退時，機頭和前方土體間的土壓平衡受到破壞，土體面得不到穩定支撐，易引起機頭前方的土體坍塌，若不采取一定的措施，路面和管線的沉降量將難以得到控制。本工程采取特有的止退裝置，可有效阻止管節的后退和避19、免由此帶來的前方土體沉降問題。4.5 頂管進洞段施工4.5.1 接收井封門形式本工程接收井圍護為鉆孔灌注樁，灌注樁外采用4 排三軸攪拌樁做出洞加固，靠近灌注樁的一排三軸攪拌樁內密插型鋼，該排密插型鋼的三軸攪拌樁即為工作井的洞圈封門。頂管機開始頂進時，即可開始灌注樁混凝土的剝離鑿除工作，頂管機進洞前預留20cm左右厚度的混凝土，待機頭進洞時拔除H型鋼后，再開始鑿除預留的混凝土。4.5.2 頂管機位置、姿態的復核測量當頂管機頭逐漸靠近接收井時，應加強測量的頻率和精度，減少軸線偏差，確保頂管機能準確進洞。對洞門位置的坐標測量確認，根據實際標高安裝頂管機接收基座。頂管貫通前的測量是復核頂管所處的方位、20、確認頂管狀態、評估頂管進洞時的姿態和擬訂頂管進洞的施工軸線及施工方案等的重要依據，使頂管機在此階段的施工中始終按預定方案實施，以良好的姿態進洞，正確無誤地坐落到接收井的基座上。4.5.3 進洞接收架搭設由于機頭重量重達 100噸，加上土倉內殘留的土，重量將達到 135噸左右，如果機頭直接推進到接收井底板上，容易造成接收井底板結構的損傷，因此，進洞前，應在接收井內預先搭設接收架。接收井施工時底板上預制兩條400cm 寬的鋼筋砼梁作接收架的基礎（高度為底板至洞圈面，長度為接收井后壁至洞圈前200mm），上部焊接=30鋼板和 12#工字鋼軌道制作而成。接收架的具體高程根據進洞前實測的機頭姿態計算確定21、，應保證機頭順利跑上接收架，同時不產生大的落差。4.5.4 頂管進洞因接收井洞門和管節間存在15cm 的周邊間隙，頂管機頭進洞時容易引起水土流失，嚴重時會導致路面沉降、損害地下管線，所以必須采取相應的措施，讓頂管機頭順利進洞。1.在頂管機到達距接收井 6m 后，開始停止第一節管節的壓漿，并在以后頂進中壓漿位置逐漸后移，保證頂管進洞前形成完好的6m 左右的土塞，避免在進洞過程中減摩泥漿的大量流失而造成管節周邊摩阻力驟然上升。2.在頂管機切口進入接收井洞口加固區域時，應適當減慢頂進速度，調整出土量，逐漸減小機頭正面土壓力，以確保頂管機設備完好和洞口結構穩定。3頂管機切口距接收井 H 型鋼50cm 22、左右時，頂管機暫停頂進，等待H型鋼的拔出。H型鋼拔除后，頂管機繼續推進，緩緩地靠上預留混凝土。此時要掌握好實際頂進距離和主頂的壓力，當主頂壓力突然升高，立即停止推進，等待預留混凝土的鑿除。4當預留混凝土鑿除完畢后，應立即進行推進，第一節管節前端離接收井內壁約 35cm 時停止推進。然后將頂管機頭與管節脫開，當頂管機完全推入接收井內，用 300噸吊車將頂管機頭吊出。4.6 頂管進洞后的施工4.6.1 頂管機頭吊出頂管機吊出接收井的具體實施步驟如下：1)清除機頭土壓倉內和螺旋機內的土體；2)拆除刀盤、螺旋機系統相關的液壓油管和電線電纜；3)拆除兩臺螺旋機，將拆下的螺旋機用出土小車拉至工作始發井，吊23、上地面；4)通過伸縮糾偏千斤頂和加設墊塊使機頭與管節脫開，機頭整體向前頂出，并平穩地落在接收平臺上；5)利用300噸吊車將頂管機頭吊出接收井。4.6.2 漿液置換頂管機頭吊出接收井后，馬上用磚頭砌墻，將兩頭洞門與管節間的間隙封堵。然后在首末各三節管壁后注入雙液漿，雙液漿注入 24小時后，在中間管節后注入水泥漿，置換出觸變泥漿，對管節外的土體進行加固。漿液置換結束后盡快將管節和工作井鋼洞門用鋼板焊接連成一體，澆注混凝土，和工作井內壁澆平。4.6.3 管節間嵌縫頂管施工結束后，管節間的縫隙采用雙組分聚硫密封膏填充。嵌縫前必須將縫隙內的雜質、油污清理干凈，做到平整、干凈、干燥。配制好的聚硫膏在縫兩側24、先刮涂一遍，第二次在縫中刮填密封膏到所需高度。要求壓緊刮平，防止帶入氣泡而影響強度和水密性。密封膏表干時間為 24h，7天后才達到 80強度，在密封膏在未充分固化前要注意保護，防止雨水侵入。4.7 頂管施工測量4.7.1 頂進軸線架設按業主所提供的城市坐標點和水準點連接出洞和進洞之間的兩點坐標及高程，以坐標值的計算建立獨立坐標系。4.7.2 建立施工頂進軸線的觀測臺按獨立坐標系放樣后靠觀測臺（后臺），使它精確地移動至頂管軸線上，用它正確指揮頂管的施工，以后按施工的情況，決定定期復測后臺的平面和高程位置。4.7.3 坡度計算按三等水準連測兩井之間的進出洞的高程，計算實際頂進坡度。4.7.4 施工25、頂管測量在后臺架設 J2型經緯儀一臺，在井壁上設置后視控制點（頂進軸線）測頂管機的前標和后標的水平角和豎直角的全測回，采用fx4500P 計算器編排程序計算頂管的頭尾的平面和高程偏離值，正確指導頂管施工。4.7.5 注意事項由于頂管施工不同于盾構施工，所以初次放樣及頂進中測量極為重要。另外由于頂管后靠位置在頂進中可能發生變化，后臺的布置應保持固定不動，確保頂管施工測量的正確性。4.8 施工用電4.8.1 頂管內照明隧道照明電源電壓采用220v，帶隔離變壓器和漏電開關，供電線路采用三相五線制，用蝴蝶絕緣夾子敷設電線。4.8.2 場地照明在工作井井口處，管節堆放場地及其它需要照明處設置場地照明。場26、地照明采用投光燈立桿架設，每桿裝設投光燈二個和相應電纜配線。井口照明采用DDG-3500 鏑燈，在井口安置二個。4.8.3 施工用電負荷統計頂管施工用電負荷統計表表5-5 設備名稱功率（Kw）動力設備330 照明25 其它30 合計385 因此需要總包單位提供不少于400KVA的箱變供本工程施工用電。4.9 管節生產、運輸、堆放4.9.1 設計概況本車站頂管工程設計采用外形尺寸6900mm 4200mm 的矩形鋼筋混凝土預制管節，標號為 C50S8，每環管節為一整體，管節厚度450mm，寬度 1500mm，整個工程管節總用量為24 節。管節兩端分別預埋鋼套環和鋼環，管節內還預留對稱壓漿孔和起吊27、孔及翻身孔。兩管節之間接頭形式為F 型承插式。4.9.2 管節的制作矩形管節制作模具采用可拆式，并具有足夠的剛度和精度的內外模和底模三大部分組成的整體性良好的鋼結構模具。鋼套環、鋼環和鋼筋籠采用機械成型和專用靠模焊接的制作工藝，鋼筋骨架在標準模架上定位焊接成型，并采用專用吊具由行車將鋼筋籠骨架整體吊運和入模。4.9.3管節的運輸 管節出廠到工地時，管節應承口朝下平穩地放于有專用支架的運輸車輛的車斗內。管節運輸、堆放時下面應擱置柔性材料的墊料。配備能滿足施工需要的管節運輸車輛，確保頂管推進連續性。管節運輸時，必須注意，不要使其損壞，對于運輸過程中被損壞的管節，應按技術負責人的指示處理。運輸時，對28、混凝土管節的棱線部分，必須采取適當的防護措施，以防止損壞這部分，同時在裝卸等搬運時也必須加以充分注意。管節接頭等附件，必須分別打包，注明品種、數量后再運輸。運輸和搬運過程中損壞的管節，必須按技術負責人的指示，作廢、修理等處理。4.9.4 管節的貯存及堆放 管節應按生產日期及型號排列堆放整齊，并應擱置在柔性墊條上，墊條厚度要一致，擱置部位上下一致。管節堆場堅實平整，堆放整齊，堆放高度在生產地點不超過一層。管節貯存時，必須充分注意，不要讓管節產生有害的裂紋或永久性變形等，需要選擇適當的貯存場所和貯存方法，以免因其自重造成的貯存場所不均勻下沉和墊木變形而產生異常應力和變形。貯存時，必須注意，不要讓油類、泥等污損管節。管節接頭必須按要求做好防腐處理，不要讓這些附件因接觸到雨水和露水等產生銹蝕，不要粘附灰塵、砂粒等，以防降低品質。