地鐵車站出入口矩形頂管專項施工方案

目錄25490第1章工程概況 5221.1工程概況 5112671.2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況 6223991.2.1工程地質(zhì) 6276951.2.2水文概況 714823第2章編制說明及依據(jù) 7311912.1編制說明 765142.2編制依據(jù) 7195352.3編制原則 811997第3章施工總體籌劃 8177153.1施工目標 8312003.1.1工期目標 881273.1.2質(zhì)量目標 986063.1.3安全目標 9174003.1.4文明施工目標 976073.1.5環(huán)境保護目標 9256043.2整體施工規(guī)劃 952953.3頂管施工工藝選擇 9157183.4施工準備 107133.4.1施工技術(shù)準備 10258503.4.2施工現(xiàn)場準備 1152583.5施工現(xiàn)場平面布置 12317123.5.1頂管工作井 12149733.5.2頂管接收井 12237393.5.3頂管管節(jié)加工場地 1326609第4章施工資源配置 1430554.1勞動力配置 14155564.2施工機械、物資準備 14191384.2.1施工機械準備 1467854.2.2物資準備 1527786第5章施工方案 16264475.1頂管施工 16180015.2.1工藝流程 1655145.2.2頂管掘進機選型 1752695.2.3頂進系統(tǒng)示意圖 17320005.2.4頂進速度與工期 18151345.3單軸攪拌樁施工 18290955.3.1概況 18147505.3.2單軸攪拌樁施工工藝和流程 19263585.3.3單軸攪拌樁施工工序 21141845.4頂管各系統(tǒng)布置 22174245.4.1頂進系統(tǒng) 22199165.4.2穿墻止水裝置 25257085.4.3觸變泥漿系統(tǒng) 26318075.4.4泥水循環(huán)系統(tǒng) 28317715.4.5泥水處理系統(tǒng) 29223325.4.6通風系統(tǒng) 30255205.4.7通訊與工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng) 3069075.4.8供電系統(tǒng) 31318885.4.9測量糾偏系統(tǒng) 31105285.5頂管頂進施工 33144565.5.1頂管頂進工藝流程 33288085.5.2頂管準備 33262375.5.3頂管始發(fā) 34309455.5.4正常頂進 35145535.5.5頂管測量糾偏 35224575.5.6頂管施工技術(shù)質(zhì)量措施 40210465.6基坑監(jiān)測 48171725.6.1基坑觀測的項目、測點布置 48241665.6.2監(jiān)測注意事項 48219825.6.3信息化施工 496555第6章施工質(zhì)量保證、難點分析及應(yīng)對措施 50319146.1質(zhì)量保證措施 506686.1.1測量控制質(zhì)量保證措施 50301046.1.2單軸攪拌樁質(zhì)量保證措施 5060416.1.3頂管施工質(zhì)量保證措施 51257026.1.4觸變減阻泥漿質(zhì)量保證措施 52149746.2特殊季節(jié)施工保證措施 52173886.2.1寒冷季節(jié)施工 532446.3難點分析及應(yīng)對措施 5321976.3.1難點分析 5355006.3.2應(yīng)對措施 539111第7章安全保證措施 55149157.1安全生產(chǎn)管理目標 55217537.2安全生產(chǎn)保證措施 55173057.2.1安全組織機構(gòu) 55272977.2.2安全技術(shù)保障措施及安全管理保證措施 57202844、起重吊裝安全操作規(guī)程 58156225、特種作業(yè)管理 60263176、機械安全管理 60323097、電（氣）焊作業(yè)安全保證措施 60284658、安全教育 61220979、安全檢查 625032第8章周邊建筑物及地下管線安全保證措施 63247528.1周邊建筑物 6348278.2地下管線 63305338.2.1地下管線控制指標 63177218.2.2地下管線保護措施 6326104第9章文明施工保證措施 64121199.1文明施工保證措施 64117999.2合理布設(shè)臨時施工設(shè)施 64184789.3振動控制措施 645279.4噪音控制措施 6467669.5加強機具、材料管理 6592139.6環(huán)境保護措施 6524892第10章應(yīng)急預(yù)案 662608810.1應(yīng)急指揮及救援組織機構(gòu) 66104910.2應(yīng)急指揮及救援組織職責 671653910.3工作要求 681299410.4緊急情況處理程序和措施 692418510.4.1應(yīng)急救援程序 691056410.4.2應(yīng)急救援電話 71863810.4.3應(yīng)急救援物資 72964110.5專項應(yīng)急預(yù)案 721076910.4.1觸電事故的應(yīng)急預(yù)案 72917110.4.2高處墜落及物體打擊事故的應(yīng)急預(yù)案 72第1章工程概況1.1工程概況XX站2號出入口站設(shè)于松北大道與銀河大街地道橋交叉口西南側(cè)綠地內(nèi)，跨銀河大街地道橋沿呈西北向東南方向敷設(shè)。XX站2號出入口站為地下二層島式車站，車站內(nèi)包尺寸為470.10m(長)×19.8m(寬)/23.6m(盾構(gòu)加寬處)，站臺寬度12.5m。車站共設(shè)4個出入口4組風亭，出入口和風井均為地下一層外掛式結(jié)構(gòu)。其中2#出入口兼具過街通道功能，過階段擬采用泥水平衡矩形頂管掘進機施工，其余均采用明挖法施工。圖1.12號出入口平面位置圖2號出入口位于車站東南側(cè)，通道總長約166m，兼具過街通道功能，其中2A出入口位于松北大道東側(cè)，2B出入口位于松北大道西側(cè)，標準段結(jié)構(gòu)凈寬為8.0m，過街通道段凈寬6.5m。計劃從2B出入口向2A出入口方向頂進，采用7.7m×4.5m矩形頂管施工，通道覆土深度約3.7m，通道長度共67.35m。圖1.27.7m×4.5m矩形頂管機工具頭1.2工程地質(zhì)及水文地質(zhì)情況1.2.1工程地質(zhì)開挖土層自上而下依次為：1-1層雜填土：灰褐色~黃褐色，松散，稍濕，由建筑垃圾、生活垃圾和黏性土組成，段落范圍內(nèi)均有分布，層底深度約0.5~7.9m，平均厚度約4.53m。2-2-2層細砂：黃褐色~灰褐色，飽和，松散，成分以長石、石英為主，局部含黏性土，普遍分布于表層，層底深度約2.0~10.5m，平均厚度約3.04m。2-3-2層細砂：褐黃色～灰褐色，飽和，松散～稍密，成分以長石、石英為主，局部夾少量黏性土，普遍分布，層底深度約8.0～15.0m，平均厚度約3.63m。2-4層中砂：褐黃色～褐灰色，飽和，密實，成分以長石、石英為主，局部夾少量黏性土，普遍分布，層底深度約19.0～30.5m，平均厚度約3.66m。根據(jù)2號出入口通道剖面圖，本工程矩形頂管通道主要處于1-1雜填土層、2-2-1粉砂層和2-2-2細砂層中。1.2.2水文概況根據(jù)地勘報告揭示，附屬結(jié)構(gòu)出入口場地內(nèi)空隙潛水賦存于2-2-2層粉砂、2-3-2層細砂、2-4-1層中砂、2-4層中砂，該含水層厚度約35.4~48.2m，埋深約4.2~8.9m，標高為111.71~117.66，潛水層未隔斷，抗浮水位按118.10m進行設(shè)計。微承壓水主要賦存于7-2層中砂、7-4層砂礫層，經(jīng)計算，抗承壓水穩(wěn)定性滿足基坑開挖要求。第2章編制說明及依據(jù)2.1編制說明本方案是根據(jù)本附屬結(jié)構(gòu)土建特點，結(jié)合我公司施工實力和完成類似工程的施工經(jīng)驗、施工技術(shù)、機具設(shè)備配套能力等方面因素。按照規(guī)范、設(shè)計文件及業(yè)主管理文件編制而成。2.2編制依據(jù)⑴XX市軌道交通2號線一期工程XX站2號出入口站附屬結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計。⑵《XX市軌道交通2號線一期工程XX站2號出入口站巖土工程勘察報告（詳細勘察階段）》⑶《地鐵設(shè)計規(guī)范》（GB50157-2013）⑷《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120—2012）⑸《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）⑹《XX站2號出入口站施工測量方案》⑺《城市軌道交通工程測量規(guī)范》（GB50308-2008）⑻《XX站2號出入口站施工監(jiān)測方案》⑼施工所涉及的適用于車站明挖段的標準、規(guī)范、規(guī)程以及國家、部委和XX市有關(guān)安全、質(zhì)量、工程驗收等方面的標準及法規(guī)文件。2.3編制原則⑴認真貫徹國家有關(guān)工程建設(shè)的各項方針和政策，嚴格執(zhí)行工程建設(shè)程序。⑵嚴格執(zhí)行有關(guān)設(shè)計、施工規(guī)范，遵循建筑施工工藝及其技術(shù)規(guī)律、堅持合理的施工程序和規(guī)律。⑶在充分理解施工圖紙及現(xiàn)場條件的基礎(chǔ)上采用安全、先進、合理、經(jīng)濟、可行的施工方案。嚴格控制施工質(zhì)量、確保施工安全，努力縮短工期，降低工程成本。⑷應(yīng)用先進的管理技術(shù)，合理計劃，統(tǒng)籌安排，突出重點，控制關(guān)鍵工作，實現(xiàn)均衡生產(chǎn)，連續(xù)施工。⑸堅持優(yōu)化技術(shù)方案和推廣應(yīng)用“四新”成果，加強科技創(chuàng)新和技術(shù)攻關(guān)，應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備，確保施工質(zhì)量。⑹科學規(guī)劃施工場地，保證施工全過程對環(huán)境破壞最小、占用場地最少，并有較周密的環(huán)境保護措施。⑺施工過程中加強施工管理，確保施工質(zhì)量，保證現(xiàn)場施工安全、文明施工，保護環(huán)境，保證職工身體健康。第3章施工總體籌劃3.1施工目標3.1.1工期目標2號出入口矩形頂管通道工期計劃見表3.1。表3.1頂管施工計劃序號任務(wù)名稱工日開始時間完成時間1前期準備10工作日2017/6/152017/6/242井體端部與后靠土體加固20工作日2017/6/252017/7/143管節(jié)制作65工作日2017/6/202017/8/234頂管設(shè)備安裝15工作日2017/8/242017/9/85頂進50工作日2017/9/92017/10/296管縫密封處理20工作日2017/10/122017/10/313.1.2質(zhì)量目標確保本工程全部工程達到設(shè)計標準和國家現(xiàn)行的有關(guān)質(zhì)量驗收規(guī)范的標準，工程質(zhì)量等級達到合格，爭創(chuàng)黑龍江省優(yōu)質(zhì)工程。3.1.3安全目標⑴杜絕死亡、重傷事故。⑵杜絕重大交通事故、重大火災(zāi)事故，輕傷率控制在8‰以內(nèi)。⑶職業(yè)病發(fā)病率控制在0.5‰以內(nèi)。⑷各種變形均控制在允許范圍內(nèi)，地下管線不斷不裂；地表建筑物及環(huán)境穩(wěn)定。3.1.4文明施工目標確保榮獲黑龍江省“安全文明工地”稱號。3.1.5環(huán)境保護目標噪音、粉塵不超過國家規(guī)定的三級標準，廢氣、廢水（液）、廢棄物按行業(yè)規(guī)定處理。3.2整體施工規(guī)劃根據(jù)施工場地大小進行合理的總平面布置，達到平面行走路線合理，減少二次搬運。按照招標文件及初步設(shè)計圖紙，施工內(nèi)容主要為工作井端頭攪拌樁加固、矩形頂管通道長約67.35m。XX站2號出入口矩形頂管項目施工流程：工作井攪拌樁端頭加固→通道頂進→竣工驗收。3.3頂管施工工藝選擇1、根據(jù)地質(zhì)資料及現(xiàn)場勘查，本工程具有以下特點、難點：1）本場地地下水位埋深比較淺，頂管主要穿越的為雜填土層、細砂層，地下水豐富。2）通道采用大型矩形頂管施工，需穿越交通繁忙的市政主干道松北大道，施工難度較大，技術(shù)含量高。3）因是過街通道，施工精度要求高，不允許出現(xiàn)頂偏現(xiàn)象，需嚴格控制施工精度。2、基于以上特點，本工程頂管工藝擬采用泥水平衡式頂管，它具有以下優(yōu)點：1）工具頭為密閉施工，可避免地下水及軟弱土層對施工的影響；2）可有效保持挖掘面的穩(wěn)定，減少對土體的擾動，有效減小管道的偏差和路面的影響，可有效地防止路面隆起、沉降、開裂；3）棄土由管道抽排出，有效改善作業(yè)環(huán)境，提高安全性；4）工作效率高，施工進度快。泥水平衡式工具頭頂管施工形象示意圖如下圖3-1所示。圖3圖3.1泥水平衡式工具頭頂管施工形象示意圖3.4施工準備3.4.1施工技術(shù)準備1、掌握地形、地質(zhì)、水文等勘察資料，對管線線路的地質(zhì)水文情況進行充分的分析，預(yù)先分析將來施工中可能遇到的各種不利因素（如施工排水、流砂流泥處理等），并提出相應(yīng)的解決方法措施。2、組織有豐富施工經(jīng)驗的技術(shù)人員成立施工技術(shù)組，仔細閱讀、熟悉圖紙，以便作好圖紙會審工作，充分了解和掌握設(shè)計意圖、結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求。3、與建設(shè)和設(shè)計單位一起進行設(shè)計交底，圖紙會審和測量交樁。4、在施工前對各工種、各施工班組進行詳細的技術(shù)交底。3.4.2施工現(xiàn)場準備1、施工測量放線按設(shè)計圖紙對管道沿線進行測量放樣，測放出管道開挖面、各井位的位置和標高，并做出標記。各控制點（坐標樁和水平基準點樁）均應(yīng)設(shè)置保護措施，以防破壞。2、做好現(xiàn)場的“三通一平”工作本工程施工用電主要為沖孔樁機、頂管機械，施工至少須2臺500kVA的變壓器，其他施工用電量較小；施工用水各場地需1個DN100的水源接入點；施工場地內(nèi)設(shè)置6m寬施工便道；合理布置施工設(shè)施、機械行走路線、水管等。3、組織機械設(shè)備進場根據(jù)施工機具的需用量計劃，按施工平面布置圖的要求，組織施工機械設(shè)備進場，機械設(shè)備進場后按規(guī)定地點和方式布置，并進行相應(yīng)的保養(yǎng)和試運轉(zhuǎn)等工作。4、組織材料和構(gòu)配件的進場根據(jù)施工進度計劃組織其所需的材料、構(gòu)配件進場，材料進場后并按規(guī)定地點和方式存放或堆放，并作好進場檢驗和抽檢手續(xù)，做好組織和保護措施。3.5施工現(xiàn)場平面布置3.5.1頂管工作井頂管工作井位于松北大道西側(cè)，利用2B出入口圍擋，出入口暫不施工，做為工作井配套場地，工作井后方明挖段土方需待頂管完成后方可開挖。頂管工作井凈空尺寸為17.8m（長）×12m（寬），如下圖所示：圖3.2始發(fā)端平面布置圖為滿足頂管頂進時后靠背提供反力的要求，工作井后靠施工8000mm×15400mm范圍采用850mm@600mm單軸攪拌樁對土體進行加固。根據(jù)地質(zhì)勘探，頂管段存在粉細砂層，為防止頂管始發(fā)洞門破除時井外土體坍塌，在工作井始發(fā)端施工10000mm×15400mm范圍采用850mm@600mm單軸攪拌樁對土體進行加固。攪拌樁加固長度為地面至坑底以下3米。3.5.2頂管接收井頂管接收井位于松北大道東側(cè)，頂管接收井凈空尺寸為8.3m（長）×12.2m（寬），在工作井接收端施工8000mm×15400mm范圍采用850mm@600mm單軸攪拌樁對土體進行加固，如下圖所示：圖3.3接收端平面布置圖3.5.3頂管管節(jié)加工場地本工程頂管管節(jié)外包尺寸選為7.7米×4.5米，壁厚0.5米，單節(jié)長度1.5米，管節(jié)混凝土采用C50P8，F(xiàn)型承插接口連接。頂管段長度61.75米，需要管節(jié)約41節(jié)。圖3.4頂管管片施工為減少場地占用，管片預(yù)制場地放在現(xiàn)車站施工場地內(nèi)，將車站頂板回填做為管預(yù)制的場地。采用一套模具即可完成全部管片的預(yù)制，預(yù)制場地約3500㎡，可在頂板回填后將預(yù)制場地放置在頂板上。第4章施工資源配置4.1勞動力配置勞動力投入計劃如表4.1所示。實際施工時可視現(xiàn)場需求做適當調(diào)整。表4.1勞動力配置表編號名稱數(shù)量編號名稱數(shù)量1生產(chǎn)副經(jīng)理18電工22主管工程師19攪拌樁操作工43質(zhì)檢員110裝載機司機34專職安全員111頂管操作工105測量工程師112吊車司機16測量員213司索工17監(jiān)測員214雜工34.2施工機械、物資準備4.2.1施工機械準備根據(jù)實際情況進行同類設(shè)備調(diào)整以保證施工正常進行，施工設(shè)備進場配置見表4.2。表4.2主要機械設(shè)備投入計劃表序號機械或設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量額定功率（kw）生產(chǎn)能力備注1攪拌樁機270良好2挖掘機PC1201良好3汽車吊25T1良好4汽車吊500T1良好5電焊機BX30F230良好6鋼筋切斷機Q3G-40012.5良好7泥水平衡式頂管機7700×45001400良好8泥漿處理系統(tǒng)ZX250270良好9油壓千斤頂350/280*1800mm18/良好10高壓油泵站15kw*2-25L-31.5Mpa2/良好11進漿泵BZ280E-50/QABP4255良好12排漿泵BD150-125-35E/QABP4245良好13高壓注漿泵6/4D-G240良好14高壓清水泵Cv205r230良好15水泵Cv205r105良好16電焊機BX1-300-5F530良好17矩形管模7700×45001/良好18泥漿測試儀器/1/良好19坍落度測試設(shè)備/1/良好20全站儀拓普康GTS-602P1/良好21激光電子經(jīng)緯儀博飛DJD2-2GJ1/良好22水準儀蘇光DZS21/良好4.2.2物資準備施工前準備足夠以下材料保證工程正常施工，具體材料類型見表4.3。表4.3主要材料投入計劃表序號材料種類規(guī)格型號數(shù)量備注1混凝土預(yù)制管節(jié)7700×4500mm，C50P1067.35m（約44節(jié)）2水泥P·O42.5R約2000噸4混凝土C35P8約300m35鋼筋HPB300，HRB400約85噸第5章施工方案5.1頂管施工5.2.1工藝流程回收工具頭回收工具頭否頂管機吊出正常頂進施工加中繼環(huán)管節(jié)吊裝、對接管材運輸堆放工具頭、頂進設(shè)備的加工檢修始發(fā)井后座、導軌等的頂進設(shè)備安裝場地“三通一平”頂管棄殼與暗挖段加固穿墻頂進工具頭需加中繼環(huán)到達設(shè)計位置否結(jié)束圖5.1頂管施工工藝流程圖5.2.2頂管掘進機選型根據(jù)本工程的地質(zhì)資料顯示，頂管管道通過的地層主要處于細砂、中粗砂、粘土，根據(jù)以上地質(zhì)情況：1、本工程選用的是泥水平衡的頂管機，切削下來的泥土在泥土倉內(nèi)形成塑性體，以平衡土壓力，而在泥水倉內(nèi)建立高于地下水壓力10～20KPa的泥水、泥漿，以平衡地下水壓力。通過把進水添加粘土等成份的比重調(diào)整到一定范圍內(nèi)，即使挖掘面是砂的土質(zhì)，也可形成一層結(jié)實的不透水泥膜，同時平衡地下水壓力和土壓力。2、頂管機的刀盤前面切割面安裝固定刮刀，刀座和刀盤焊接采用耐磨焊條。刀盤刮刀對前面土體是全段面的刮動。刮刀對破裂的土體進行切割，掏空前方土體，頂管機向前推進。3、頂管機的刀盤和泥土倉是個多棱體，且刀盤是圍繞主軸作偏心轉(zhuǎn)動，經(jīng)過刀盤對前方土體切割，當有大塊土體或塊石進入頂管機泥土倉，經(jīng)刀盤轉(zhuǎn)動時就會被軋碎，碎塊泥土小于頂管機的隔柵孔就進入泥水倉被泥水循環(huán)管輸送走。5.2.3頂進系統(tǒng)示意圖圖5.2頂進系統(tǒng)平面與剖面示意圖5.2.4頂進速度與工期矩形頂管每天頂進1～2m，設(shè)備安裝調(diào)試與洞門破除15天。通道總頂進工期約50天。5.3單軸攪拌樁施工5.3.1概況本工程頂管井端頭加固采用單軸攪拌樁工藝，為滿足頂管頂進時后靠背提供反力的要求，工作井后靠施工8m單軸攪拌樁對土體進行加固，工作井始發(fā)端采用10m單軸攪拌樁進行加固，接收井采用8m單軸攪拌樁進行加固。攪拌樁樁徑為850mm，樁長深入坑底以下3m。(1)單軸攪拌樁采用P42.5級普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為15%，即每立方水泥土中水泥重為270Kg,水泥漿的水灰比0.5，按水泥重量參加0.05%的三乙醇胺及0.2%的木質(zhì)素。(2)單軸水泥土攪拌樁采用Φ850單軸攪拌設(shè)備施工，水泥攪拌樁機械就位時應(yīng)對中樁位，最大偏差不得大于20mm，并且調(diào)平樁機的垂直度，偏差不得大于0.5%樁長。當攪拌頭下沉到設(shè)計深度時，應(yīng)再次檢查并調(diào)整機械的垂直度。(3)工藝性試樁需在監(jiān)理人員監(jiān)管下施工，以確定水泥摻入量、漿液水灰比、漿液泵送時間和攪拌下沉及上升速度、樁體垂直度控制方法等。(4)樁體施工須保持連續(xù)性，采用套接一孔法施工，形成水泥土攪拌墻，確保防滲可靠性。施工時如因故停漿，應(yīng)在恢復(fù)壓漿前將攪拌機提升或下沉0.5m后再注漿攪拌施工，以保證攪拌樁的連續(xù)性。樁與樁的搭接時間不得大于10h。(5)單軸水泥土攪拌樁施工其它未盡事宜可參考規(guī)范《型鋼水泥土攪拌墻技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T199-2010)相關(guān)規(guī)定。5.3.2單軸攪拌樁施工工藝和流程水泥攪拌樁施工工藝主要流程為：樁機定位→噴漿攪拌鉆時到底→關(guān)泵攪拌提升→噴漿攪拌到底→關(guān)泵攪拌提升→成樁。1、樁機定位：首先熟悉圖紙要求。在樁位放樣后，樁機就位，整平對中。2、噴漿攪拌鉆時到底：開動灰漿泵，確認漿液順利從噴咀噴出時，啟動樁機，操作升降手把使攪拌軸沿導向架攪拌回轉(zhuǎn)向下切土鉆進。鉆進參數(shù)一般為鉆速1m/min,轉(zhuǎn)數(shù)60r/min左右，噴漿壓力1-1.4Mpa,噴漿量33L/min。如遇硬土層，可用鋼繩加壓器均勻給壓，鉆進到設(shè)計樁底高程。3、關(guān)泵攪拌提升：攪拌頭進入工序后，即可自樁底以60r/min的轉(zhuǎn)數(shù)反轉(zhuǎn)，以與鉆進相等的速度將攪拌頭提升到地面（如發(fā)現(xiàn)攪拌頭被軟泥糊住，須及時清除）。4、噴漿重復(fù)攪拌鉆時到設(shè)計樁底高程：按照工序2操作要求進行。5、關(guān)泵重復(fù)攪拌提升到地面，成樁。6、成樁后，停止攪拌開啟灰漿泵，加清水清洗全部管路中殘存的水泥漿，清除粘附在攪拌頭上的軟土。重復(fù)工序1再施工另一攪拌樁（見水泥攪拌樁施工工藝流程圖）。施工準備施工準備樁機就位制備水泥漿下沉噴漿提升噴漿攪拌二次下沉噴漿提升噴漿攪拌成樁圖5.3單軸泥攪拌樁施工工藝流程圖圖5.4單軸水泥攪拌樁施工示意圖5.3.3單軸攪拌樁施工工序（1）測量放樣施工前，根據(jù)設(shè)計圖紙，定位放線，開挖溝槽，然后放第一組樁柆，根據(jù)設(shè)計圖紙尺寸帶線。（2）制備水泥漿

水泥用量按設(shè)計標準為土體質(zhì)量的15%，水灰比為0.45。施工中加水可使用定量容器進行用水量控制。（3）預(yù)拌下沉噴漿

待水泥攪拌樁機的冷卻水循環(huán)正常后，啟動攪拌樁機電機，放松攪拌樁機吊索，使攪拌樁機沿導向架攪拌切土下沉，下沉速度可由電機的電流監(jiān)測表控制。下沉速度≤0.8m/分，工作電流不應(yīng)大于70A。開始噴漿攪拌，噴漿過程中，不斷攪拌水泥漿。隨時觀察設(shè)備運行及地層變化情況，鉆頭下沉至設(shè)計深度位置時，停止鉆進。（4）提升噴漿

提升鉆頭噴漿。噴漿過程中，不斷攪拌水泥漿，防止其離析，并通過電腦自動計錄，噴漿量，離地面50cm時，停止噴漿。

（5）二次攪拌噴漿

第一次噴漿完成后，繼續(xù)二次下沉進行補漿噴漿，攪拌至設(shè)計位置深度。

（6）清洗

若樁機停止施工或施工間歇時間太長時，向水泥漿攪拌桶中加入清水，開啟灰漿泵，清洗全部管中殘存的水泥漿，直至基本干凈，并將粘附在攪拌頭的軟土清洗干凈。（7）移位樁機移至進行下一樁位，重復(fù)進行上述步驟的施工。5.4頂管各系統(tǒng)布置5.4.1頂進系統(tǒng)1、后座千斤頂選用管節(jié)軸向允許推力為171864kN，根據(jù)總推力、始發(fā)井所能承受的最大頂力及管材軸向允許推力比較后，取最小值作為油缸的總推力。各油缸有其獨立的油路控制系統(tǒng)，可根據(jù)施工需要通過調(diào)整主頂裝置的合力中心來進行輔助糾偏。每只油缸頂力控制在1800kN以下，這可以通過油泵壓力來控制。表5.1頂進系統(tǒng)管線段長度（m）主頂油缸選用備注XX站2號出入口頂管通道67.3514臺2000kN級油缸2、頂進系統(tǒng)施工要求（1）導軌1）導軌應(yīng)選用鋼質(zhì)材料制作，安裝后的導軌應(yīng)牢固，不得在使用中產(chǎn)生位移，并應(yīng)經(jīng)常檢查。2）兩導軌應(yīng)順直、平行、等高，其縱坡應(yīng)與管道設(shè)計坡度一致。3）導軌安裝的允許偏差為：軸線位置：3mm；頂面高程：0～+3mm；兩軌內(nèi)距：±2mm。圖5.5導軌和頂推系統(tǒng)（2）千斤頂1）千斤頂安裝應(yīng)固定在支架上，并與管道中心的垂線對稱，其合力的作用點應(yīng)在管道中心的垂直線上。2）千斤頂最大頂力不大于1800KN。（3）油泵安裝和運轉(zhuǎn)應(yīng)符合下列規(guī)定1）油泵宜設(shè)置在千斤頂附近，油管應(yīng)順直、轉(zhuǎn)角少。2）泵應(yīng)與千斤頂相匹配，并應(yīng)有備用油泵；油泵安裝完畢，應(yīng)進行試運轉(zhuǎn)。3）頂進開始時，應(yīng)緩慢進行，待各接觸部位密合后，再按正常頂進速度頂進。4）頂進中若發(fā)現(xiàn)油壓突然增高，應(yīng)立即停止頂進，檢查原因并經(jīng)處理后方可繼續(xù)頂進。（4）頂鐵1）頂鐵應(yīng)有足夠的剛度。2）頂鐵宜采用鑄鋼整體澆鑄或采用型鋼焊接成型；當采用焊接成型時，焊縫不得高于表面，且不得脫焊。3）頂鐵的相鄰面應(yīng)互相垂直。4）同種規(guī)格的頂鐵尺寸應(yīng)相同。5）頂鐵上應(yīng)有鎖定裝置。6）頂鐵單塊放置時應(yīng)能保持穩(wěn)定。（5）開始頂進前要檢查下列內(nèi)容，確認條件具備時方可開始頂進：1）全部設(shè)備經(jīng)過檢查并經(jīng)過試運轉(zhuǎn)。2）工具管在導軌上的中心線、坡度和高程應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。3）防止流動性土或地下水由洞口進入工作坑的措施。4）開啟封門的措施。圖5.6主頂油泵過度頂鐵千斤頂千斤頂支架后靠墊鐵過度頂鐵千斤頂千斤頂支架后靠墊鐵圖5.7主頂設(shè)備安裝圖5.4.2穿墻止水裝置穿墻止水環(huán)安裝在始發(fā)井預(yù)留洞口，具有防止地下水、泥砂和觸變泥漿從管節(jié)與止水環(huán)之間的間隙流到始發(fā)井。穿墻止水圈的組成部分為：① 預(yù)埋鋼板環(huán)；②橡膠圈；③鋼壓板；④鋼壓環(huán)；⑤螺栓。止水環(huán)結(jié)構(gòu)采用鋼法蘭加壓板，中間夾裝20mm厚的橡膠止水環(huán)，該橡膠環(huán)具有較高的拉伸率（大于300）和耐磨性，硬度為45～55，永久性變形不大于10％。借助管道頂進帶動安裝好的橡膠板形成逆向止水裝置。安裝固定好后，預(yù)埋鋼環(huán)板與混凝土墻接觸面處采用水泥砂漿堵縫止水。待機頭完全進入洞門后，在洞門外面繞管節(jié)周邊澆筑一圈鋼筋混凝土環(huán)梁進行二次防水，防止泥水泄漏。二次防水環(huán)梁二次防水環(huán)梁圖5.8二次防水環(huán)梁5.4.3觸變泥漿系統(tǒng)1、泥漿配制目前，常用的注漿材料主要有膨潤土、聚合物、泡沫等。在頂管工程中應(yīng)用最廣泛的是膨潤土泥漿。膨潤土泥漿又稱觸變泥漿,是由膨潤土、粉末化學漿糊(CMC)、純堿和水按一定比例配方組成。泥漿配制時,在貨源上應(yīng)優(yōu)選顆粒細、膠質(zhì)價高的膨潤土。在制作過程中,為了使膨潤土充分分散,攪拌應(yīng)充分均勻，泥漿拌和后的停滯時間應(yīng)在12h以上。常用的膨潤土泥漿配比(重量比)見下表。2、注漿設(shè)備及管路選擇適宜的注漿設(shè)備是注漿減阻成功的根本保障。現(xiàn)在使用的頂管注漿設(shè)備有往復(fù)活塞式注漿泵、螺桿泵及膠管泵等;使用最多的則是螺桿泵。它無脈動、自吸能力強、壓力均勻平穩(wěn),缺點是不能通過較大顆粒及尖銳雜質(zhì),且不能在無漿液的情況下干轉(zhuǎn)。注漿孔一般按90°或120°設(shè)計成4個或3個，采取點式注漿。注漿管路分為總管和支管：總管采用Φ40鋼管，以減小漿在管中的阻力，距離短時可用膠管；支管用Φ25膠管。在每根支管與總管連接處應(yīng)設(shè)置1個球閥。3、注漿控制注漿原則:先壓后頂,隨頂隨壓,及時補漿。注漿控制包括:注漿量、注漿壓力和注漿速度。(1)注漿量是注漿減摩中重要的技術(shù)指標,它反映的是頂管的長度和漿膜厚度的量化關(guān)系。它和頂管的管材、頂管長度、土體結(jié)構(gòu)及含水率等因素有關(guān)。從頂管注漿開始,就要對注漿量、頂進長度、頂進推力、注漿壓力及時間作綜合的對比記錄,并可根據(jù)注漿量及頂進長度、漿膜厚度,對減阻效果進行動態(tài)分析。在頂管過程中注意觀察漿池內(nèi)漿面是否下降,下降多少并統(tǒng)計注漿量。(2)注漿壓力應(yīng)平穩(wěn)均勻。一般通過觀察貯漿池內(nèi)漿液減少量、頂進長度、頂進推力及估算的漿膜厚度,來綜合分析注漿壓力是否過大或過少。開始注漿時壓力不宜過高,過高不僅不易形成漿套,還會產(chǎn)生冒漿現(xiàn)象,影響減摩效果。另外,還要觀察注漿泵上的壓力表和注漿管前端的壓力表。壓力是否正常(注漿管前端的正常壓力應(yīng)為地下水壓力再加上20～50kPa),出洞后可調(diào)試。(3)注漿速度受很多因素影響和制約,如注漿孔的設(shè)置、漿套形成快慢及效果、頂進速度等?？筛鶕?jù)實際工程中減摩效果及注漿壓力對注漿速度進行調(diào)節(jié),以適應(yīng)工程需要。4、泥漿置換頂進結(jié)束，對已形成的泥漿套的漿液進行置換，置換漿液為水泥砂漿并摻入適量的粉煤灰，在管內(nèi)用單螺桿泵壓住。壓漿體凝結(jié)后（一般為24小時）拆除管路換上封蓋，將孔口用環(huán)氧水泥封堵抹平。5.4.4泥水循環(huán)系統(tǒng)1、泥水加壓平衡頂管工法的基本原理是，經(jīng)過合理調(diào)整比重、壓力和流量的泥漿被送入頂管機的壓力倉，與切削后的泥土混合后被排出，經(jīng)流體輸送設(shè)備輸送至泥水處理站，分離出泥土，并調(diào)整泥水比重后再次循環(huán)使用。2、工作面穩(wěn)定原理（1）泥漿的壓力與作用于工作面的土壓力、水壓力相抗衡，以穩(wěn)定工作面；（2）刀盤的平面緊貼著工作面，起到擋土作用；（3）泥漿使工作面形成一層抗?jié)B性泥膜，以有效發(fā)揮泥漿壓力的作用；（4）泥漿滲透至工作面一定深度后，可起到穩(wěn)定工作面及防止泥漿向地層泄漏作用。工作面對泥漿的過濾作用，因土的顆粒直徑、滲透系數(shù)等而異，但總的來說，以上相互作用可讓工作面達到穩(wěn)定。因此，施工中應(yīng)加強對泥漿壓力和泥漿品質(zhì)的控制。泥漿的濃度越高，對穩(wěn)定工作面的效果越大，但流體輸送設(shè)備和泥水處理設(shè)備的負擔也隨之增大，因此，應(yīng)根據(jù)切削土體的實際情況進行適當控制。通常采用的泥漿比重值為1.05～1.3，粘度不小于25’。3、接力泵的布置送漿管的輸送對象是經(jīng)過比重調(diào)整的泥水，即使延長輸送距離送漿壓力也不會明顯降低，相比之下，排泥管需要把切削后的泥土輸送至泥水處理站，隨著管道的延長，泥土密度增大，輸送壓力損失較大，因此，排泥管路中必須合理設(shè)置接力泵，以防止排泥壓力（流量）降低。4、排礫裝置當排泥管內(nèi)混入了礫石或其他固結(jié)物體，可利用礫石破碎裝置將其破碎。破碎機的最大破碎尺寸為50±10mm。5、旁通管的布置當遇到以軟弱土層和礫石層為主的地層時，切削后的泥土有可能造成排泥管口及閥的堵塞，從而引起工作面泥水過多、流量不穩(wěn)等。這些現(xiàn)象很有可能對掘進效率和工作面穩(wěn)定造成不良影響。應(yīng)利用旁通循環(huán)消除排泥管的堵塞。6、送排泥管路送排泥管路的作用是在頂管機與泥水處理設(shè)備之間輸送泥漿，在掘進施工中發(fā)揮著重要的作用。必須考慮流體輸送的安全、降低管路輸送損失以及加強耐磨性能等。5.4.5泥水處理系統(tǒng)這里的泥水處理是指泥水平衡頂管過程中排放出來的泥水的二次處理，即泥水分離。本工程計劃采用黑旋風泥沙處理器來進行泥水分離工作。圖5.9黑旋風泥沙處理器5.4.6通風系統(tǒng)在長距離頂管中，通風是一個不容忽視的問題，它直接影響至管內(nèi)工作人員的健康。為獲得理想的通風效果，本工程采用長鼓短抽組合式通風，通風系統(tǒng)安裝在距掘進機12～15m處，抽風風筒與鼓風風筒分別安裝于管內(nèi)左右兩側(cè)，兩風筒必須重疊5～10m，抽風機的吸入口在前，鼓風機的排風口在后，并在管道中間配置若干外軸流風扇，向井內(nèi)排出渾濁空氣。5.4.7通訊與工業(yè)電視監(jiān)視系統(tǒng)1、管內(nèi)通訊與工作面現(xiàn)場通訊采用HE系列自動電話總機，用機械撥盤式電話機互相聯(lián)系。電話設(shè)置在空壓機房、壓漿棚；各工種間、中控室、辦公室、掘進機、每道中繼環(huán)、始發(fā)井內(nèi)。2、配備2只低照度攝像頭，一只安裝于掘進機操作臺處，監(jiān)測操作臺各項數(shù)據(jù)；一只安裝于始發(fā)井內(nèi)，監(jiān)測主千斤頂?shù)膭幼?，監(jiān)視器安裝中央控制室，以利技術(shù)人員正確指揮。5.4.8供電系統(tǒng)始發(fā)井現(xiàn)場輸出端電纜分三路，分別供始發(fā)井上供電系統(tǒng)、井下頂管機頭、及井內(nèi)主千斤頂。第一路：泥漿間：2×10kW=20kW現(xiàn)場照明：10kW第二路：后座油泵：2×22kW=44kW（最多布置4個）電焊機：2×10kW=20kW第三路：頂進系統(tǒng)：泥水切削平衡15×30kW＋2×22kW＋4×2.2kW+50kW=552.8kW（含出泥系統(tǒng)）管內(nèi)照明：10kW管內(nèi)用三相五芯式300mm2電纜供電。管內(nèi)供電系統(tǒng)配備可靠的觸電、漏電保護措施。井上井下與管內(nèi)照明用電采用36V的低壓行燈?，F(xiàn)場配電間為適應(yīng)上述要求，安裝630A主受電柜一只，分別輸入3只配電屏，經(jīng)3路分送至各用電部門，為解決頂管后期電壓降問題可在管內(nèi)設(shè)置若干臺升壓器。5.4.9測量糾偏系統(tǒng)1測量系統(tǒng)施工管道軸向測量采用高精度激光經(jīng)緯儀進行測量，測量主要用導線測量法，測量平臺設(shè)在頂管后座處。測量光靶安裝在掘進機尾部，測量時激光經(jīng)緯儀直接測量機頭尾部的測量光靶的位置，并根據(jù)機頭內(nèi)的傾斜儀計算機頭實際狀態(tài)。由于頂管掘進機頭附有光電接受靶和自控裝置，激光經(jīng)緯儀安置在觀測臺上，在準備工作中，已使它發(fā)出的激光束既為管道中心線，又符合設(shè)計坡度要求，實為頂管導向的基準線。施工開始時使光電接受靶中心與激光光斑中心重合，這時指示器給出零信號，當掘進機頭出現(xiàn)偏差，相應(yīng)光電接受靶中心將偏離光斑中心，從而給出偏離信號，通過自控裝置操縱校正千斤頂油路，進行掘進方向的自動糾正，使工具頭始終沿激光束方向前進。2糾偏系統(tǒng)1)、糾偏系統(tǒng)主要設(shè)備：糾偏千斤頂、油泵站、位移傳感器和傾斜儀組成。2)、糾偏系統(tǒng)的作用：控制頂管施工中的頂管機推進方向。糾偏系統(tǒng)的動作控制是在地面操作室的操作臺遠程控制的，糾偏量的控制是通過安放在糾偏千斤頂上的位移傳感器來實現(xiàn)糾偏量的控制，糾偏動作是一個糾偏千斤頂?shù)慕M合式動作來實現(xiàn)。頂進過程中，根據(jù)測量反饋的結(jié)果，調(diào)整糾偏千斤頂，使工具頭改變方向，從而實現(xiàn)頂進方向的控制。激光點和靶激光經(jīng)緯儀激光點和靶激光經(jīng)緯儀圖5.10測量系統(tǒng)5.5頂管頂進施工5.5.1頂管頂進工藝流程頂管工種：頂管工種：①工具頭機械工兼測量工②泥漿工③電工④電焊工⑤起重工⑥雜工⑤整體式頂進構(gòu)架調(diào)節(jié)頂塊⑥出土裝車、外運②管道頂進頂進前準備①所有機械設(shè)備交班檢查①工具頭刀盤轉(zhuǎn)動、開進出渣漿泵①調(diào)整艙內(nèi)、艙外泥水到達平衡④⑤⑥拆開各管線、管節(jié)吊裝、各管路安裝拼接1個行程頂進結(jié)束①測量工具頭的偏位、作好記錄、糾偏1節(jié)管頂進1個頂進循環(huán)結(jié)束、重復(fù)頂進1個行程②壓觸變減阻漿②泥漿制作圖5.11泥水平衡頂管頂進施工工藝流程圖5.5.2頂管準備1、頂進前準備所有機械設(shè)備交班檢查頂進前，機械工需要進行交接班手續(xù)，將記錄的設(shè)備運轉(zhuǎn)情況表交個下一個班組的機械工，并進行口頭的設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況交班，剛上班的機械工需要對控制臺、各個泥漿泵、管道、測量系統(tǒng)、工具頭等例行檢查。2、工具頭刀盤轉(zhuǎn)動、開進出渣漿泵交班和例行檢查完畢后，接通電源，將工具頭的刀盤轉(zhuǎn)動，當設(shè)備的參數(shù)穩(wěn)定后，開進出渣漿泵，開始泥漿循環(huán)。5.5.3頂管始發(fā)1、初始穿墻頂進本工程擬在頂進井出洞口安裝可拆式止水鋼圈，再在鋼圈上上安裝止水膠圈，達到止水效果。洞口安裝好止水圈后，吊住工具頭，頂出推進千斤頂，將環(huán)形頂鐵對準工具頭尾部，將工具頭緩緩?fù)七M到井壁洞內(nèi)。安裝好所有管線（電力電纜、信號線、油管、觸變泥漿管），轉(zhuǎn)動刀盤，向工作倉注入一些泥漿，開始頂進，進入正常頂進工序。頂管穿墻時要防止工具管下跌，在穿墻的初期，因入土較小，工具管的自重僅由兩點支承其中一點是導軌，另一點是入土較淺的土體。這時作用于土體支撐面上的應(yīng)力很可能超過允許承載力，使工具頭下跌。因此，工具頭穿墻時，一方面要帶一個向上的初始角（約5′）另一方面穿墻管下部要有支托，并且加強管段與工具管，管段與管段之間的聯(lián)結(jié)。此外，工具管的推進一定要迅速，不使穿墻管內(nèi)的土體暴露時間太長。暴露時間越長，危險性越大。頂管穿墻位置必須作好止水，防止孔口因為流失減阻泥漿，造成孔口塌陷，發(fā)生安全事故，或者減阻失效。2、調(diào)整艙內(nèi)艙外達到泥水平衡工具頭的操作全部采用在管道外（始發(fā)井上）控制臺控制，只需1個機手操作，可實現(xiàn)對工具頭刀具的轉(zhuǎn)動、糾偏控制、壓力顯示、實時監(jiān)控(工具頭安裝了攝像頭、控制臺上安裝電視機)。頂進千斤頂，觀察工作倉的泥水力表，控制頂進速度和出土量保證艙內(nèi)、艙外壓力平衡；艙內(nèi)壓力過大，地面隆起；艙內(nèi)壓力過小，地面沉陷，所以控制頂進與出土的速度相當關(guān)鍵。5.5.4正常頂進1）頂進過程中，要求邊注入觸變泥漿邊頂進，不注漿不頂進的原則。2）停止頂進或拼接管段、排除故障等原因造成短期或長期停頂時，要求工具頭中留有足夠土塞或注泥漿平衡土壓力。3）重新開始頂進時，應(yīng)對整個管路進行補漿。4）頂進一節(jié)管后，回縮千斤頂，拆開水、電、氣、通風、泥漿管路，吊入下一節(jié)管段，調(diào)直對中，安裝好接頭止水材料，安裝回各頂鐵，接通各管線，開動油泵頂進一個千斤頂行程，測量，糾偏，安放頂鐵頂進，直至放一節(jié)管，又重復(fù)上述流程。5）測量工具頭的偏位、作好記錄、糾偏。5.5.5頂管測量糾偏頂管施工中測量工作的主要任務(wù)是掌握好管線的中線方向、高程和坡度。1、頂管工程中平面控制及高程控制要求（1）頂管工程中平面控制由于頂管施工是在兩始發(fā)井之間進行貫通，測量工作中總體控制所要求的只是滿足線路布置、始發(fā)井的位置選擇等，對控制測量精度要求不高，但作為2個始發(fā)井之間的控制，則要保證貫通技術(shù)要求。頂管的平面控制，利用大連高程系統(tǒng)控制點，布設(shè)光電測距導線，其技術(shù)要求可參見下表5.2。表5.2測量允許誤差表導線類別導線等級二井間距（m）導線邊長（m）測角中誤差（"）測距中誤差（mm/km）DJ2型儀器測回數(shù)方位角閉合差（"）相對閉合差二井間二級<1000≤2005531/15000全線路三級—≤2008521/10000①注：n為測站數(shù)。②測距中誤差按外插定線法（正倒鏡定線法）確定。2、高程控制（1）根據(jù)設(shè)計坡度要求，沿線路布設(shè)四等水準路線，并在各井口處埋設(shè)臨時水準點以供頂管高程放樣。（2）頂管施工中的測量準備工作（3）頂管的頂進施工，每一進程均依賴于測量的定位與定向工作，測量工作如有失誤，將會給工程帶來損失，必須做好充分的準備工作。（4）根據(jù)頂管線路所布設(shè)的導線點及水準點，標定出井的平面位置及測定其深度，以指導始發(fā)井的開挖施工；定出始發(fā)井與接收井的管道中心點，并將其投設(shè)于地面（以下簡稱投點），作好標記，由于投點處于井的邊緣，事先作好投點的支架搭設(shè)與焊接標志工作。（5）以布設(shè)的線路導線點中的一個導線點及一條邊的方位角，重新精密測定二井間的導線，即貫通導線，并聯(lián)測二井投點，在有條件的地方，最好將投點作為導線點，以便獲得投點的精確坐標，所有導線點應(yīng)埋設(shè)牢固標志，以備復(fù)測。根據(jù)貫通導線及井口投點，在始發(fā)井邊緣放樣出頂進方向的坐標點，而后與井口投點一起向井下投設(shè)方向線，并將高程從井上傳至井下，埋設(shè)臨時水準標點，如下圖所示。（6）在始發(fā)井下建立控制觀測臺，在其上配置有強制對中的儀器基座，并設(shè)有上下左右可調(diào)節(jié)的裝置，能使架設(shè)于其上的儀器調(diào)整到中線（或與中線偏離一定距離）的位置，并使儀器橫軸調(diào)整到中線（或與中線偏離一定距離）的高度上。激光經(jīng)緯儀激光經(jīng)緯儀圖5.12井口投點示意圖3、頂管頂進中的測量工作（1）具有自控導向機械的情況由于頂管掘進機頭附有光電接受靶和自控裝置，激光經(jīng)緯儀安置在觀測臺上，在準備工作中，已使它發(fā)出的激光束既為管道中心線，又符合設(shè)計坡度要求，實為頂管導向的基準線。施工開始時使光電接受靶中心與激光光斑中心重合，這時指示器給出零信號，當掘進機頭出現(xiàn)偏差，相應(yīng)光電接受靶中心將偏離光斑中心，從而給出偏離信號，通過自控裝置操縱校正千斤頂油路，進行掘進方向的自動糾正，使工具頭始終沿激光束方向前進。（2）無自控導向設(shè)備的情況往往會遇到這種情況，當觀測臺的激光經(jīng)緯儀安置在正中心的設(shè)計位置時，由于現(xiàn)場安置的管道會阻擋激光視線，這時應(yīng)將儀器安設(shè)在偏中心一定距離的位置上。簡易的定向方法是在機頭偏中心一側(cè)橫置一個標尺，標記出正確頂進方向的刻劃與高度，而在以后每次定向中，標尺上的光斑會指著不同的刻劃，即會知道偏移的方向大小，指導施工糾偏。在進行頂管測量控制工作時，應(yīng)注意以下兩點：①第一，由于在頂進中，千斤頂作用力與地基或井壁間所發(fā)生的反作用力，往往會使觀測臺發(fā)生變位，使其上安置準確的激光經(jīng)緯儀也跟著移動，導致照準方向偏離設(shè)計值。因此，在頂進過程中，要經(jīng)常對儀器的位置進行復(fù)測，發(fā)現(xiàn)有誤時，應(yīng)及時予以糾正。②第二，在頂進中，應(yīng)組織專人對頂管沿線地面上的建筑物以及地下管線等重要設(shè)施進行監(jiān)測，并及時提出監(jiān)測報告，以保安全。激光經(jīng)緯儀激光經(jīng)緯儀圖5.13頂進施工中的測量示意圖4、測量糾偏測量要求：儀器經(jīng)校正，固定牢固，做好記錄，及時聯(lián)系，指導糾偏，控制點須嚴格校核。糾偏是頂管施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，糾偏方法如下：工具頭開始頂進5～10m的范圍內(nèi)，允許偏差應(yīng)為：軸線位置3mm，高程0～+3mm，當超過允許偏差時，應(yīng)采取措施糾正。糾正偏差應(yīng)緩慢進行，使管節(jié)逐漸復(fù)位，不得猛糾硬調(diào)。工具頭前方有糾偏節(jié)，糾偏節(jié)中安裝有糾偏千斤頂，頂進過程中，根據(jù)測量反饋的結(jié)果，調(diào)整糾偏千斤頂，使工具頭改變方向，從而實現(xiàn)頂進方向的控制。如果工具頭的方向偏差超過3mm，即應(yīng)采用糾偏千斤頂進行糾偏?；炷凉茼敵龃芗霸陂L度30～40m范圍內(nèi)的偏差是影響全段偏差的關(guān)鍵，特別是出墻洞時，由于管段長度短、工具頭重量大，近出洞口土質(zhì)易受擾動等因素的影響，往往會導致向下偏，此時，應(yīng)該綜合運用工具頭自身糾偏和調(diào)整千斤頂?shù)淖饔昧狭χ行膩砜刂祈敼芊较?。校正方法采用頂管機自身糾偏法：控制頂管機的狀態(tài)(向下、向上、向左、向右)，這種方法糾偏方法良好，每次糾偏的幅度以5mm為一個單元，再頂進1m時，如果根據(jù)頂管機的測斜儀及激光經(jīng)緯儀測量偏位趨勢沒有減少，增大糾偏力度（以5mm為一個單元），如果根據(jù)頂管機的測斜儀及激光經(jīng)緯儀測量偏位趨勢穩(wěn)定或減少時，保持該糾偏力度，繼續(xù)頂進，當偏位趨勢相反時，則需要將糾偏力度逐漸減少。糾偏應(yīng)貫穿在頂進施工的全過程，必須做到嚴密監(jiān)測頂管的偏位情況，并及時糾偏，盡量做到糾偏在偏位發(fā)生的萌芽階段。表5.3頂進管道允許偏差表檢查項目允許偏差（mm）直線頂管水平軸線頂進長度＜300m50300m≤頂進長度＜1000m100頂進長度≥1000mL/10管道內(nèi)底高程頂管＜300mDi＜1500+30～-40Di＞1500+40～-50300m≤頂進長度＜1000m+60～-80頂進長度≥1000m+80～-100相鄰管間錯口管節(jié)、玻璃管節(jié)15％壁厚，且≤20鋼筋混凝土管道15％壁厚，且≤20對頂時兩端錯口50注：Di為管道內(nèi)徑（mm），L為頂進長度（mm）。5.5.6頂管施工技術(shù)質(zhì)量措施1、頂管出洞口的技術(shù)措施在頂管施工中，把頂管機從頂進井中經(jīng)過洞口漸漸頂?shù)酵林械倪@一過程稱之為出洞。頂管施工中進出洞工作十分重要，在施工中考慮到它的安全性和可靠性，尤其是從頂進井中出洞開始頂管，如果出洞安全，止水效果很好，可以說頂管施工已經(jīng)成功了一半。1）安裝止水圈洞口止水圈主要由預(yù)埋鋼環(huán)、壓板、橡膠圈和安裝鋼環(huán)組成。為了使預(yù)埋鋼環(huán)能牢固地預(yù)埋在洞口井壁上，在它與混凝土接觸的一面焊接數(shù)根開叉的錨桿，預(yù)埋鋼環(huán)的內(nèi)徑同預(yù)留洞口一樣大小，安裝鋼環(huán)是布置始發(fā)井頂管始發(fā)井時焊在預(yù)埋鋼環(huán)上的。在安裝鋼環(huán)上焊數(shù)根安裝橡膠圈和壓板用的螺栓，在安裝鋼環(huán)焊好后就進行橡膠圈和壓板的安裝。安裝位置要根據(jù)出洞軸心位置進行調(diào)整，由于頂管出洞時不可避免有一定偏離出洞軸線位置，止水圈允許機頭有2cm軸線位置，若機頭偏差超過2cm，止水圈的安裝位置必須根據(jù)實際偏差進行調(diào)整。機頭的直徑一般比混凝土管外徑大2cm，使的管與洞之間有2cm的空隙，容易形成泥漿套，便于減少管壁與土之間的摩擦阻力。2）頂管機頭出洞口若出洞處管下部為砂性土，施工時在洞口采用門式加固，所謂門式加固，就是穿墻時為防止工具頭流水流泥導致地面塌陷，發(fā)生安全事故，或者頂進方向失去控制，對所頂管道外徑的兩側(cè)和頂部的一定寬度和長度的范圍內(nèi)進行加固，對穿墻管前方土體采用攪拌樁加固，以提高這部分土的強度，從而使工具管在出洞或進洞時土體不發(fā)生坍塌現(xiàn)象。2、掘進機出洞防磕頭措施掘進機出洞時由于周圍土體被破壞或在出洞時洞外泥水流失過多，造成出洞時掘進機因自重太重而下磕，為防止這一現(xiàn)場產(chǎn)生，采取以下措施：1）掘進機就位后，將機頭墊高5mm，保持出洞時掘進機有一向上的趨勢。2）調(diào)整后座主推千斤頂?shù)暮狭χ行?，出洞時觀察掘進機的狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)下磕趨勢，立即用后座千斤頂進行糾偏。由于距離較短。這一方法效果會非常明顯。3）由于洞中外側(cè)進行了加固措施，也進一步防止了磕頭現(xiàn)象的產(chǎn)生。4）機頭尚未完全出洞不得糾偏，出洞后糾偏不得大起大落。5）在軟土層中頂進混凝土管時，為防止管節(jié)漂移，可將前3～5節(jié)管與工具管聯(lián)成一體。3、初始頂進防止管道后退措施當出洞口深度較深時，在初始頂進階段正面水土壓力可能大于管周圍的摩擦阻力。拼接管子時主推千斤頂在縮回前必須對已頂進的部分與井壁進行固定，否則管道發(fā)生后退會導致洞口止水裝置受損危險，因此在主推千斤頂退回前將混凝土管與始發(fā)井壁相連，直至混凝土管外壁摩阻力大于掘進機正面水土壓力為止。4、施工參數(shù)控制措施（1）初始頂進a、頂進速度：初始頂進速度不宜過快，一般控制在1~2mm/min左右，根據(jù)偏差和旋轉(zhuǎn)情況進行調(diào)整。b、出土量：加固區(qū)一般控制在105%左右，非加固區(qū)一般控制在95%左右。（2）正常頂進a、正面土壓力設(shè)定：結(jié)合施工經(jīng)驗，設(shè)定值應(yīng)介于進漿壓力與排漿壓力之間。b、頂進速度：一般情況下，頂進速度控制在0～20mm/min，如遇正面障礙物，應(yīng)控制在10mm/min以內(nèi)。c、出土量：嚴格控制出土量，防止超挖及欠挖，正常情況下出土量控制在理論出土量的98%～100%。5、管道抗扭轉(zhuǎn)措施頂進過程中由于周圍土質(zhì)的變化，糾偏的影響及管內(nèi)設(shè)備的不均勻性會造成推進時管道發(fā)生不同程度的扭轉(zhuǎn)，直接影響到施工質(zhì)量。因此主要采用以下措施：①在管內(nèi)設(shè)備及管道安裝時，根據(jù)重量平衡原理，在安裝設(shè)備及管材的另一側(cè)配以相同重量的配重，使管道頂進時左右重量保持平衡。消除人為造成管道扭轉(zhuǎn)的因素。②頂進時在掘進機及每個中繼環(huán)處設(shè)有管道扭轉(zhuǎn)指示針。一旦發(fā)現(xiàn)微小的扭轉(zhuǎn)即用單側(cè)加壓配重的方法進行糾扭。壓鐵單塊重量為25kg。③掘進機若發(fā)生扭轉(zhuǎn)，則將左右兩只抗扭轉(zhuǎn)翼板向外推出。推出越長，抗扭力矩就越大，當掘進機平衡時則縮回翼板即可。6、頂管軸線控制措施頂管要按設(shè)計要求的軸線、坡度進行。主要是掘進機頭部測量與糾偏的相互配合。糾偏是完成管道線型的主要手段。糾偏原則如下：1）、勤測勤糾：即每頂進一段距離，測量一次工具頭軸線及標高偏差情況。通知工具頭糾偏人員，糾偏人員再將工具頭現(xiàn)在糾偏角度、各方向上千斤頂?shù)挠蛪褐?、軸線的偏差等報給中控室，輸入微機。微機將顯示出糾偏方法、數(shù)據(jù)，再按此進行糾偏。2）、小角度糾偏：每次糾偏角度要小，微機每次指出的糾偏角度變化值一般的都不大于0.5o，當累計糾偏角度過大時應(yīng)與值班工程師聯(lián)系，決定如何糾偏。3）、糾偏操作不能大起大落，如果在某處已經(jīng)出現(xiàn)了較大的偏差，這時也要保持管道軸線以適當?shù)那拾霃街鸩降胤祷氐捷S線上來，避免相鄰兩段間形成過大夾角。7、地下管線及地下障礙物的探測探測范圍為工作井外邊線外圍3m及管道沿線的范圍，探測深度至管底或井底以下2m的范圍。探測要求：探明現(xiàn)有地下管線的分布情況，包括管線管線的中線位置、管線類型、埋深、管外徑、現(xiàn)場所有管線及檢查井的位置。提供相關(guān)管線變形的警戒值，探明有無孤石等障礙物和臨近建筑物的基礎(chǔ)形式及其標高。對于沿線地下管線，在施工前應(yīng)熟悉其具體位置及里程，雖然圖紙所示管線并未與地下管道線路相交，但實際施工時可能會發(fā)生地表沉降現(xiàn)象，所以施工到該位置時，應(yīng)放慢頂進速度，出現(xiàn)涌水流沙等會導致地表沉降的現(xiàn)象時，及時處理，以妥善保護沿線地下管線。一旦施工時遇到這些地下障礙物，將影響到頂管施工進度；施工前應(yīng)先查明孤石、舊基礎(chǔ)情況，是否發(fā)生沖突，以便根據(jù)實際情況提前制定出相應(yīng)的處理措施。在頂管施工前，采用地質(zhì)雷達掃描，查明頂管管道沿線地下障礙物的情況，并結(jié)合小型鉆孔抽芯取樣，以便及時清除地下障礙物、遷移地下的路線。（1）地質(zhì)雷達掃描探測①工作原理地質(zhì)雷達是通過發(fā)射天線向地下傳送一高頻帶短脈沖電磁波，然后通過接收天線采集地下反射回來的電磁波信號，通過對電磁波信號處理分析，可了解下伏巖土的信息，從而達到檢測地下障礙物的目的。由于地下障礙物的存在，障礙物及其附近區(qū)域土層的密實度發(fā)生變化，這將導致介質(zhì)間的電磁性出現(xiàn)差異。因此，通過分析反射電磁波信號可以判斷地下障礙物存在的平面位置、埋深和大小，以及可能所屬的類型。②實際應(yīng)用在頂管施工前，沿著頂管管道中心線用地質(zhì)雷達分段進行掃描探測，根據(jù)掃描結(jié)果分析判斷在頂管管徑埋深附近是否存在地下障礙物，以及障礙物大小、埋深和可能所屬的類型，以便制定相應(yīng)的處理措施。（2）鉆孔抽芯取樣以掃描結(jié)果為依據(jù)，對沿線地下密實度變化異常的部位用小型鉆機進行鉆孔抽芯取樣，鉆孔深度設(shè)定在管底高程以下，以具體查清地下障礙物的情況。8、地面及建筑物沉降控制措施（1）進行地面沉降控制監(jiān)測地表監(jiān)控采用地表和深層觀測相結(jié)合的方法。沿頂進軸線的管線保護和重要區(qū)段應(yīng)增加每天監(jiān)測次數(shù)以致進行24小時跟蹤監(jiān)測。正常情況下地面的觀測點每天進行1～2次沉降跟蹤觀測，經(jīng)數(shù)據(jù)處理分析后作為及時調(diào)整掘進機參數(shù)的依據(jù)，減小地面沉降量。頂進過程中地面沉降控制為：地面隆起的最大極限為+10mm；地面沉降的最大極限為-10mm。（2）引發(fā)沉降因素①掘進工作面的塌方是造成地面較大沉降的主要原因。塌方造成超量出土，覆蓋層土體松動，以致地面沉降。②開挖端面的取土量過多或過少，使工具管推進壓力與開挖土體壓力不平衡，造成地面沉降或隆起。③管道外壁空隙（工具管外徑與管外徑之差）引起的地層土體損失。④糾偏造成沉降，工具管糾偏后，刃腳后形成一個空隙，糾偏角越大，空隙越大，管道頂進時周圍的土體便會坍入空隙造成地面沉降。⑤觸變泥漿造成沉降，頂管施工為了降低阻力，在管道周圍注觸變泥漿，一旦施工結(jié)束，觸變泥漿就會泥水分離，因觸變泥漿含泥率僅為百分之幾，四周的土體就會向管壁坍落，造成地面微小沉降。（3）處理措施施工前應(yīng)對工程地質(zhì)條件和環(huán)境情況進行周密細致的調(diào)查，制定切實可行的施工方案，并對距離管道近的建筑物和其它設(shè)施采取相應(yīng)的加固保護措施。根據(jù)工具頭前方設(shè)置的測力裝置，掌握頂進壓力，保持頂進壓力與前端土體壓力的平衡。壓注泥漿不使管壁與土體之間形成空隙：頂管設(shè)計時，為了減少摩擦阻力，降低主千斤頂?shù)捻斄?，工具頭的外徑比頂入的鋼筋混凝土管的外徑大10mm～20mm。因此，頂管時在頂入管與土體之間就存在一定的空隙，導致土體可能的沉落。為此，必須及時壓注泥漿于空隙中，并且邊頂進邊壓漿，更需要在中間補漿，使在項管中形成完整的泥漿套，既消除了空隙，又能平衡其上土體之自重，防止沉落。施工結(jié)束及時注入水泥漿置換潤滑泥漿?？衫没炷凉苌项A(yù)設(shè)的注漿孔對土層進行填充物壓注，以提高土層的密實度，減少土層的地面沉降量。頂管頂進時，要嚴格遵守操作規(guī)程，及時進行測量，避免大角度糾偏。嚴格控制管道接口的密封質(zhì)量，防止?jié)B漏。避免因滲漏引起的土層流失，并最終導致地面沉降。出土頂進時注意保持等體積置換：即在管內(nèi)挖掘土方的體積Q土完全等于頂入管子的體積Q管（Q土=Q管），所以每次頂進都經(jīng)過一定的計算，盡可能相等。當Q土＞Q管，地面易于沉降；Q土＜Q管，地面易于隆起。使土體中不產(chǎn)生附加應(yīng)力：土的變形，歸根到底是土體內(nèi)有了附加應(yīng)力，頂管時，還要考慮以下幾種外力：①泥漿壓力的影響。為此，在壓漿時要控制好壓力。恰好能平衡“泥漿套”以上土體的壓力，所以事先要根據(jù)估計上壓力確定泥漿的壓力，并非泥漿壓力越大越好。②鄰近建筑物的荷載；③鄰近施工影響及堆載影響等等。9、管壁外的觸變泥漿減阻措施在長距離頂管中，隨著距離的增長，管道經(jīng)過不同的土質(zhì)時，推力上升的很快，一旦摩擦阻力過大導致管道所受頂力不均勻，當頂力超過混凝土管所承受的極限時，混凝土管就有可能破壞，因此管壁外的減阻是工程順利完成的必要措施。通常我們采用在混凝土管周圍注觸變泥漿，將混凝土管與土之間的干摩擦變?yōu)闈衲Σ?，達到減阻的目的。一般混凝土管壁與砂層土體的摩擦力達2~3t/m2，而采用觸變泥漿減阻后，摩阻力可以減少到0.1~0.5t/m2。在長距離混凝土管頂進中，必須采取連續(xù)觸變泥漿減阻措施，以增加一次頂進長度。觸變泥漿通過制造、儲存、壓漿系統(tǒng)，從工具頭處壓入觸變泥漿，形成一定厚度（25mm左右）的泥漿套，間距10m設(shè)一道補漿孔，使頂管在泥漿套中向前滑行，減少摩阻力，根據(jù)壓力表和流量表，計量桶控制用漿量，壓力控制在自然地下水壓的1.1～1.2倍。制備泥漿的材料及其配比嚴格按要求選用，經(jīng)現(xiàn)場試驗，以確保泥漿性能良好，必要時可加其他外加劑。為使泥漿能及時將管壁空隙灌滿，灌漿速度要與頂進速度相適應(yīng)，注意觀察，防止跑漿和冒漿，并保證泥漿的達到量。造漿后應(yīng)靜置24小時后方可使用。為達到良好的減阻目的，在施工操作上必須“先壓漿后頂進、邊壓漿邊頂進、停頂進勤補漿”的辦法維持泥漿套的性能。在頂管施工時，可以結(jié)合泥漿水分的滲透損失情況，考慮工具頭后的20米以內(nèi)的混凝土管的注漿孔均連接注漿管補充漿液，之后的混凝土管中每10米（即4節(jié)）的注漿孔連接一道注漿管進行補漿，其他管節(jié)的注漿孔在需要時再接上注漿管注漿。10、通過不穩(wěn)定流砂及淤泥層的處理管道的頂進如果遇到不穩(wěn)定流砂及淤泥層，在流砂性質(zhì)的土層和淤泥質(zhì)，這類不穩(wěn)定性土層中，采取如下措施：（l）不抽水，保持流砂及淤泥層的穩(wěn)定。（2）少出土、多頂進。（3）在頂進過程中，應(yīng)該隨時注意工具頭前端的土壓情況，保證使工具頭前端土體不發(fā)生流沙流泥和坍塌。（4）在含砂量過大的地層需要加注泥漿，以增加土體和易性和平衡土體的壓力。11、管道整體不均勻沉降的預(yù)防措施每段通道頂進完成后，利用觸變泥漿注入口改注入填充料，增加管外壁土體的密實度，防止管道出現(xiàn)不均勻沉降的現(xiàn)象。5.6基坑監(jiān)測5.6.1基坑觀測的項目、測點布置基坑監(jiān)測是本工程施工中一個必不可少的環(huán)節(jié)，也是本基坑工程施工的重點和難點所在。施工中要求監(jiān)測的項目和布點的設(shè)置。監(jiān)測需由有資質(zhì)的第三方單位實施。施工影響范圍內(nèi)需布設(shè)監(jiān)測點，尤其是地下管線及影響范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物。5.6.2監(jiān)測注意事項第三方監(jiān)測須由有資質(zhì)的單位進行，施工單位應(yīng)與監(jiān)測單位密切配合，做好監(jiān)測元件的安放和保護工作。從頂管施工期間，應(yīng)由專業(yè)監(jiān)測單位對基坑進行全過程監(jiān)測，具體監(jiān)測內(nèi)容及方案由監(jiān)測單位制定后送設(shè)計單位審核。各次、各點的觀測記錄及時整理匯總，繪制變形曲線；發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時反饋給監(jiān)理、施工和設(shè)計人員；建立完整的觀測、反饋、分析、決策及應(yīng)急處理體系。除由第三方監(jiān)測單位進行監(jiān)測外，基坑施工單位須每天早，午兩次進行位移監(jiān)測，并與第三方監(jiān)測單位的監(jiān)測結(jié)果進行復(fù)核驗證。5.6.3信息化施工施工監(jiān)測過程中，在可行、可靠的原則下收集、整理各種資料，各監(jiān)測項目的監(jiān)測值不能超過管理基準值，其值具體由設(shè)計確定。除此之外，必須會同有關(guān)結(jié)構(gòu)工程人員按照信息化施工程序，對各項監(jiān)測資料進行科學計算，分析和對比，預(yù)測基坑的穩(wěn)定性和安全性，提出工序施工的調(diào)整意見及應(yīng)采取的安全措施，保證整個工程安全、可靠推進。圖圖5.14信息化施工程序圖經(jīng)驗方法地質(zhì)調(diào)查設(shè)計施工監(jiān)測繼續(xù)施工計算方法確定計算方法的可靠性與合理性實測值與管理基準值比較管理基準值監(jiān)測方案調(diào)整反分析安全管理調(diào)整OKOK第6章施工質(zhì)量保證、難點分析及應(yīng)對措施6.1質(zhì)量保證措施6.1.1測量控制質(zhì)量保證措施對施工測量及精度要求，應(yīng)符合工程施工技術(shù)規(guī)范及現(xiàn)行有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。1、施工前必須建立測量控制網(wǎng)。對建設(shè)方提交的基線、基點及高程點進行復(fù)測，并辦理簽證手續(xù)。2、補充施工需要的中線樁及水準點。3、對基線、基點及高程點采取特殊措施加以保護，并定期復(fù)測；施工的主要控制樁志均應(yīng)穩(wěn)固可靠，并保留至工程結(jié)束。4、使用的測量儀器、器具必須在檢定的周期內(nèi)，施工中定期進行自檢校驗。5、施工中各階段的測量放樣，應(yīng)在橋梁附近適當位置設(shè)立加密控制點，使用前應(yīng)先進行復(fù)測，閉合誤差在規(guī)范容許的范圍之內(nèi)，控制點須加以保護。6、施工過程應(yīng)做好測量記錄，并由技術(shù)負責人復(fù)核測量數(shù)據(jù)。7、工程完工，對施工過程的測量數(shù)據(jù)進行整理，繪制測量總平面圖。6.1.2單軸攪拌樁質(zhì)量保證措施為保證攪拌樁的施工質(zhì)量，根據(jù)施工條件、設(shè)計要求和相關(guān)行業(yè)規(guī)范，擬采取如下質(zhì)量保證措施達到施工質(zhì)量目標。1、水泥進場應(yīng)附質(zhì)保單，按規(guī)定做好原材料復(fù)試，水泥按每批每500t做一組原材料試驗。2、做到工藝檢查，設(shè)備檢查，施工操作檢查，建立嚴格驗收把關(guān)制度。3、施工現(xiàn)場專人檢查復(fù)核樁機垂直度、樁機的移位，鉆具的鉆進深度及攪拌速度，檢查漿液的拌制、控制水灰比。4、施工前需檢查樁機平穩(wěn)性，做到固定端正，樁架垂直，并采用測量儀器或其它手段，完成樁架的水平度，樁架的垂直度確認，在確認無誤后，指揮下達操作命令。5、整個施工接受監(jiān)理的監(jiān)督，聽從監(jiān)理有益的建議，并與工程有關(guān)協(xié)作單位建立良好協(xié)作關(guān)系，確保工程順利