軟土層泥水平衡施工組織設計方案

1、中口徑軟土層泥水平衡施工組織設計目 錄一、工程概況二、泥水平衡頂管機頭配套設備的選擇及人員安排三、測量四、頂管注漿五、頂管施工工藝流程六、工具管進出洞口技術方案七、推力的理論計算八、建筑物及軸線上方管線沉降操縱及愛護措施九、頂管施工質量操縱十、安全文明施工措施一、工程概況1施工概況本標段頂管平行于內環(huán)路頂進，由-頂至-。全長-米。穿越地層為含泥量約5%的沙層，地下水位較高，頂管施工時刻操縱好土壓力的變化，并相應調整推進壓力，始終使其處于平衡狀態(tài)頂進施工；尤其要操縱好穿越砂土地層的施工，該地層易發(fā)生砂土液化，因此，要操縱好地面沉降的施工。本段頂管管徑為：1350本段頂管機頭采納MEP1350泥水

2、平衡機頭1、頂管施工周期泥水平衡頂管施工推進速度按30m/天考慮； 二、泥水平衡頂管機頭、配套設備選擇1、泥水平衡頂管機的選擇依照此土質，我公司擬采納日產伊勢機公司MEP型泥水平衡頂管機頭。該機種的刀盤可依照前方土壓力的變化自動伸縮，伸縮的同時進泥量也可隨之變化。使前方平衡土壓力始終保持定值，該機種是目前平衡土壓力最準確的頂管機，可保證地面沉降量最小。（1）、施工原理：當掘進機正常工作時，進排泥閥均打開，而機內旁通閥則關閉。泥水從進泥管通過進排泥閥門而進入掘進機的泥水倉里。而泥水倉里的泥水則通過由排泥管道排出，只要調節(jié)好進、排泥水的流量，就能夠使掘進機的泥水倉中建立一定的壓力。（2）、特點A、

3、 泥水平衡頂管機的特點是具有雙重平衡功能，即其全斷面的大刀盤能自動平衡頂進正面土體的土壓力，同時，通過對泥水室進行泥水加壓，又能平衡地下水壓力。B、 此外，本機還裝有主頂速度檢測儀、傾斜儀等可對頂進速度、機頭旋轉、水平傾角自動進行測量。C、 機頭內刀盤后部裝有液壓檢測土壓力的感應裝置，隨時監(jiān)測正面土壓力，當土壓力變小時可提高頂速。土壓力變大時則降低頂速，使土壓力始終保持定值。平衡正面的土壓力，從而達到幸免前方土體塌陷而造成地面沉降。D、 機頭頂進時在刀盤與前方土體之間可形成一層泥膜，可達到穩(wěn)定前方土體的效果可使頂進面始終處于平衡的最佳狀態(tài)，有效地操縱地表沉降于20mm以內。（3）、與其他型式頂

4、管方法相比泥水式頂管具有以下優(yōu)點：a. 適用的地質范圍較廣，如遇到地下水位較高以及地質變化范圍大的土質條件，它都能適用。b. 可保持挖掘面的相對穩(wěn)定，對周圍土層的阻礙較小，施工后地面沉降微小。c. 與其他類型的機種相比，泥水頂管的推力較小，最適宜于長距離頂管。d. 工作坑內作業(yè)環(huán)境較好，作業(yè)比較安全。由于采納泥水輸送棄土，沒有吊土、搬運土方等較易發(fā)生危險的作業(yè)。能夠在大氣常壓下作業(yè)。如挖掘面穩(wěn)定，可不能造成地面沉降而阻礙交通及各種公用管線的安全。e. 由于能夠連續(xù)出土，因此大大提高了推進速度。2、 配套設備介紹：（1）、進排泥泵 我們選用不僅能泵送清水，而且泵送r=1.3以下的離心泵作為進排泥

5、泵。（2）、基坑旁通基坑旁通可改變泥水循環(huán)方向，防止管內堵塞。（3）、泥水管路系統(tǒng)，包括泥水鋼管、泥水軟管、手動明桿式閘閥、流量系統(tǒng)、隔膜式壓力表等。3， 頂管動力、照明配套（1）、頂管動力配套序號設備名稱數(shù)量總功率（kw/h）1刀盤電機2352送、排泥泵電機3903糾偏油泵電機10.754后方頂液壓動力站電機1305注漿泵電機1 3 6潛水泵 2 15 7電焊機1158合計188.75（注：以上所列設備，并不差不多上同時啟動。）動力電纜設置：管內設置一路電纜，按其配套動力負載功率，選擇電纜規(guī)格，供電采納TN-S方式，三相五線制移動電纜裝接。為防止長距離以后的電壓降問題，因此在中間設置升壓變壓

6、器增壓，同時放大電纜截面，以減少電阻，電纜接頭采納電纜接頭箱。2， 人員安排打算機頭操縱 2人測量工 2人注漿工 2人電工 2人電焊工 2人輔助工 6人合計 16人3、 管子與接口（1）、管子依照設計要求,采納“F”型鋼承口式鋼筋砼管，接口采納挈形橡膠密封圈。（2）、管材與接口驗收選用優(yōu)良管材并處理好管子接口對頂管施工是十分重要的。關于成套管材，要按有關規(guī)范對管材作現(xiàn)場檢查驗收，如發(fā)覺不合格品堅決予以退回。（3）、施工期間的復驗施工前再次檢查管子接頭的槽口尺寸，橡膠圈和襯墊板的外觀和質地。確認合格后可在接口處均勻涂抹薄層硅油等對橡膠無侵蝕性的潤滑材料以減少摩阻力。承插接管時加力要均勻，應保證橡

7、膠圈不移位，不反轉，不露出管外。頂管結束后要按設計要求在管內間隙處填充彈性密封膏，并與管口抹成一個光滑的漸變面。三、測量放樣1、頂管工程的測量工作是整個頂管工程質量的關鍵，它的實施好壞將直接阻礙到管線線形的平順，甚至阻礙到頂管的順利貫穿，因此需精心實施，確保無誤。2、本工程測量包括高程測量和左右偏差測量兩部分。3、高程測量較簡單，在地面上把永久性水準引測至井邊，通過垂直吊鋼尺引測至井下，設臨時水準點，再在管道內架設水準儀測至機關內標靶，即可明白機頭高程偏差。此水準還可從機頭測出來，閉合差按二級水準操縱。4、 左右偏差測量可在后座設一激光經(jīng)緯儀，在滿足通視的條件下，直接看機頭內標靶就可明白左右偏

8、差。5、 依照接收井預留井間隙，考慮到沉井土建施工存在誤差，機頭操作也存在誤差，我們把管道內導線測量誤差操縱在25mm。導線測量測回數(shù)定為一測回，必要時增加測回數(shù)。四頂管注漿頂力操縱的關鍵是最大限度地降低頂進阻力，而降低頂進阻力最有效的方法是進行注漿。注漿使管周外壁形成泥漿潤滑套，從而降低了頂進時的摩阻力，我們在注漿時做到以下幾點：（1）、選擇優(yōu)質的觸變泥漿材料，對膨潤土取樣測試。要緊指標為造漿率、失水量和動塑比。（2）、在管子上預埋壓漿孔，壓漿孔的設置要有利于漿套的形成。（3）、 膨潤土的貯藏及漿液配制、攪拌、膨脹時刻，聽取供應商的建議但都必須按照規(guī)范進行。一般性能見下表：膨潤土純堿摻加藥劑

9、漏斗粘度視粘度CP失水量ml終應力比重穩(wěn)定性8%4Cmc、PHP11922112.6801.04800.001 以上僅為一般配方，我公司另有依照數(shù)年實踐經(jīng)驗及幾十次實驗而研制的獨特配方，能夠使頂進時的摩阻力最低降到0.25t/m2，能夠大大減小頂進阻力。（4）、壓漿方式要以同步注漿為主，補漿為輔。在頂進過程中，要經(jīng)常檢查各推進段的漿液形成情況。（5）、注漿設備和管路要可靠，具有足夠的耐壓和良好的密封性能。在注漿孔中設置一個單向閥，使?jié){液管外的土不能倒灌而堵塞注漿孔，從而阻礙注漿效果。（6）、注漿工藝由專人負責，質量員定期檢查。（7）、注漿泵選擇脈動小的螺桿泵，流量與頂進速度相應配。五、泥水平衡

10、頂管施工工藝流程圖六、工具管進出洞口技術方案（1）、為防止掘進機出洞時產生叩頭現(xiàn)象，能夠采納延伸導軌，并將前三節(jié)鋼砼管與機頭做成鋼性聯(lián)接。（2）、為使進出洞口頂進過程中不發(fā)生泥水流失，在進出洞口里安裝橡膠止水法蘭。（3）、進洞措施：A、作好進洞前的預備工作，包括人員設備；B、 機頭進洞后，及時將與機頭連接的管子分離，機頭及時吊出井外；并抓緊處理井內泥漿和進行洞口封門止水。C、 機頭進洞后止水工作抓緊作好，洞口處土體流失、管子沉降等現(xiàn)象就可不能發(fā)生，也是保證頂管質量的關鍵。（4）、出洞措施施：D、作好進洞前的預備工作，包括人員設備；E、 機頭進洞后，及時將與機頭連接的管子分離，機頭及時吊出井外；

11、并抓緊處理井內泥漿和進行洞口封門止水。F、 機頭進洞后止水工作抓緊作好，洞口處土體流失、管子沉降等現(xiàn)象就可不能發(fā)生，也是保證頂管質量的關鍵。七，推進的理論計算（按最長段80米計算） F=F1+F2 其中F總推力 F1迎面阻力 F2頂進阻力 F1=/4*D2*P（D管外徑1.70m P操縱土壓力） P=KO*HO 式中KO-靜止土壓力系數(shù)，一般取0.9 HO-地面至掘進機中心的厚度，取平均值5m -土的濕重量，取2.5t/m3 P=0.9*2.5*5=11.25t/m2 F1=3.14/4*1.702*11.25=25.5TF2=D*f*L 式中:f注漿后管外表面綜合摩阻力系數(shù),取1.5t/m2

12、D管外徑 D=1.7m L頂距 L=80mF2=3.14*1.7*1.5*80=427.04T 因此，總推力F=25.5+427.04=452.54T 依照計算，該段頂管最大頂力為452.54T，大于工作坑所能承受的設計同意頂力，因此，需設中繼間進行接力頂進。此段頂管擬在機頭后部安放一只中繼間，距機頭40米，即可滿足施工頂力要求。八、建筑物及軸線上方管線沉降操縱及愛護措施 為了保證在施工中做到對環(huán)境的充分愛護，我們將從以下幾方面采取措施，來操縱沉降，確保管線與房屋的安全。本次施工我們選用封閉式泥水平衡機頭1350泥水平衡頂管機。在頂管作業(yè)時，可通過操作臺操縱頂速，使迎面土壓力保持在主動土壓力和

13、被動土壓力之間，在0點附近一小段，在通常情況下，土壓力可按實際情況操縱在P20KPA范圍，地面沉降可操縱在1cm以下。依照我公司過去經(jīng)驗，在頂進過程中，操縱好頂進壓力、注漿量、推進速度，以及操縱好軸線測量工作，作到勤糾勤測，精心操作，精心施工，沉降量能夠做到0.5cm以內,如此可有效的操縱沉降，達到預期的操縱目標，確保管線與建筑物的安全。九、頂管施工質量操縱頂管施工質量操縱項目同意偏差鋼筋砼管最大偏角0.5管線軸線偏差L 70M50MM標高偏差L 70M+30-40相鄰管節(jié)錯口 15MM無碎裂接口抗?jié)B試驗應達0.11MPa內腰箍不滲漏，橡膠止水圈不脫出頂進過程中地面沉降操縱范圍項目同意變化范圍（MM）地面隆起的最大極限+30地面沉降的最大極限-30頂管在糾偏過程中，應勤測量，多微調，每項糾偏角度應保持1020，不得大于1十、安全文明施工措施嚴格按照公司制定的有關安全、文明施工措施執(zhí)行。（1） 施工現(xiàn)場建立安全網(wǎng)絡，設立專職安全員每周進行一次安全檢查，分析研究安全生產。（2） 建立安全生產責任制，做到安全工作責任到人。（3） 建立健全班前安全技術交底制度，建立安全獎懲制度。（4） 開展安全檢查活動，對查出的安全隱患，必須定人定時