江蘇地區(qū)水泥管頂管專項施工方案一、工程概況1.1項目基本參數(shù)本工程位于江蘇省某市市政管網(wǎng)改造工程段，采用DN2000mm鋼筋混凝土F型管（Ⅲ級管）進行非開挖頂進施工，單段頂進長度380米，總頂進距離1520米。管道設計坡度0.3%，管頂覆土厚度5.2-7.8米，穿越路段包括城市主干道、既有建筑群及河道堤岸。工作井采用6m×8m×9m矩形結(jié)構(gòu)，接收井為4m直徑圓形結(jié)構(gòu)，均采用SMW工法樁支護體系。1.2地質(zhì)水文條件根據(jù)勘察報告揭示，施工區(qū)域地層分布自上而下為：①素填土層：厚1.2-2.5m，松散狀態(tài)，含建筑垃圾②粉質(zhì)黏土層：厚3.5-5.8m，呈軟塑狀態(tài)，天然含水量32%，承載力特征值85kPa③粉細砂層：厚2.0-4.3m，中密狀態(tài)，標準貫入擊數(shù)N=15-22擊，地下水位位于該層中部④圓礫層：厚1.5-3.0m，粒徑20-60mm，充填物為中砂，滲透系數(shù)1.2×10?2m/s⑤強風化泥巖層：埋深12.5-15.8m，巖石單軸抗壓強度8-15MPa地下水位埋深3.8-5.2m，對混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。施工范圍內(nèi)存在DN1200給水管（埋深2.8m）、Φ300燃氣管（埋深1.5m）及10kV電纜等地下障礙物，需重點防護。二、施工總體部署2.1施工平面布置工作井區(qū)域設置：主體作業(yè)區(qū)（含頂進設備平臺、管節(jié)堆放區(qū)）泥漿處理系統(tǒng)（含3級沉淀池、壓濾機）材料倉庫（水泥、膨潤土、鋼材）辦公及生活區(qū)（采用集裝箱式臨建）各功能區(qū)設置1.8m高圍擋分隔，場區(qū)主要道路采用200mm厚C20混凝土硬化，設置排水溝及洗車平臺。2.2施工設備配置設備名稱型號規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)泥水平衡頂管機ZSD20001臺額定頂力3200kN，刀盤扭矩85kN·m主頂液壓系統(tǒng)200T×6臺1套最大行程1.5m，工作壓力31.5MPa泥漿制備系統(tǒng)ZJ-6001套制漿能力80m3/h，泥漿比重1.08-1.15螺旋輸送機LS-3001臺輸送量50m3/h，功率15kW全站儀TS601臺測角精度0.5″，測距精度1mm+1ppm注漿系統(tǒng)HJB-32套注漿壓力0.3-0.8MPa，流量5m3/h起重機25T汽車吊1臺最大作業(yè)半徑18m2.3施工進度計劃總工期150日歷天，關鍵線路：工作井施工（30天）→設備安裝調(diào)試（10天）→頂進施工（90天）→接收井處理（10天）采用"四班三運轉(zhuǎn)"作業(yè)制，每日計劃頂進4.5-6.0m，每月有效作業(yè)時間不少于25天。三、關鍵施工技術3.1工作井施工采用Φ850mmSMW工法樁（型鋼H700×300×13×24），樁長18m，咬合200mm。內(nèi)支撐體系：第一道：609mm×16mm鋼支撐（間距3m）第二道：H型鋼圍檁+鋼支撐（間距2.5m）第三道：鋼筋混凝土支撐（C30，截面800×600mm）基坑降水采用Φ600mm大口井（井深20m），間距15m，配備150m3/h深井泵，將水位降至基底以下1.5m。3.2頂管機選型與配置選用ZSD2000型泥水平衡頂管機，主要配置：刀盤系統(tǒng)：面板式刀具（含先行刀、邊緣刮刀、中心齒刀）密封艙：有效容積4.5m3，配備土壓力傳感器（精度±0.2kPa）糾偏系統(tǒng)：4組液壓油缸（行程±150mm，推力200kN/組）泥水輸送：Φ200mm高壓膠管（工作壓力1.6MPa）針對粉細砂層特點，對頂管機進行專項改造：增加刀盤開口率至35%安裝超聲波泥位計（測量精度±50mm）配備自動潤滑系統(tǒng)（多點定量注脂）3.3管節(jié)預制與運輸采用C50P8抗?jié)B混凝土預制管節(jié)，單節(jié)長度2.5m，接口形式為"F"型承插式，配置：鋼筋骨架：Φ12@100（環(huán)向），Φ14@200（縱向）接口密封：三元乙丙橡膠圈（邵氏硬度60±5）+遇水膨脹止水條保護層厚度：內(nèi)50mm，外60mm管節(jié)運輸采用專用平衡架，吊裝使用專用吊具（四點起吊），堆放層數(shù)不超過3層，層間設置100mm×100mm方木墊襯。3.4頂進施工工藝3.4.1泥漿制備與管理觸變泥漿配合比（重量比）：膨潤土：8-10%純堿：0.5-0.8%CMC：0.05-0.1%水：余量泥漿性能指標：漏斗黏度：35-45s失水量：＜10mL/30min靜切力：10-15Pa（1min）pH值：8-10沿管道周邊設置4個注漿孔（30°、150°、210°、330°），采用"同步注漿+補漿"工藝，同步注漿壓力0.3-0.5MPa，補漿在頂進完成后24h內(nèi)進行。3.4.2頂進參數(shù)控制地質(zhì)層頂進速度(m/h)刀盤轉(zhuǎn)速(r/min)泥水壓力(kPa)出土量(m3/m)粉質(zhì)黏土1.2-1.52.5-3.0120-1603.2-3.5粉細砂層0.8-1.23.0-3.5160-2003.5-3.8圓礫層0.5-0.82.0-2.5200-2503.8-4.2初始頂進50m范圍內(nèi)，每0.5m測量1次軸線偏差，正常段每1.0m測量1次，糾偏角度控制在0.5°以內(nèi)，累計偏差不超過30mm。3.4.3特殊段施工措施穿越粉細砂層：泥漿中添加2%聚丙烯酰胺（分子量800萬）加密監(jiān)測頻率至每30min一次備用2臺泥漿泵（一用一備）穿越地下管線：提前采用Φ159mm套管對既有管線進行隔離保護頂進速度降至0.3m/h，刀盤扭矩降低20%管線兩側(cè)2m范圍內(nèi)采用低氣壓模式（0.6倍正常壓力）進入接收井：提前20m進行軸線精調(diào)接收井側(cè)墻預設Φ2100mm鋼環(huán)（壁厚16mm）采用"割除+頂推"組合工藝接收頂管機四、質(zhì)量控制體系4.1原材料質(zhì)量控制鋼筋：HRB400E級鋼筋，每批進場需進行力學性能及重量偏差檢驗水泥：P.O42.5R水泥，氯離子含量＜0.06%，堿含量＜0.6%膨潤土：蒙脫石含量≥75%，造漿率≥15m3/t橡膠密封圈：邵氏硬度60±5，拉伸強度≥16MPa，扯斷伸長率≥400%4.2關鍵工序質(zhì)量標準項目允許偏差檢驗方法檢驗頻率管道軸線偏差≤50mm/100m全站儀每節(jié)管管底高程偏差±30mm水準儀每節(jié)管相鄰管節(jié)錯口≤15mm塞尺每節(jié)管密封艙壓力波動≤±20kPa壓力傳感器連續(xù)監(jiān)測后背墻壓縮量≤10mm位移計每50m4.3質(zhì)量檢測方法管道接口：采用閉水試驗（水頭2m，滲水量＜0.05L/(m·min)）混凝土強度：回彈法+鉆芯取樣（每組3個芯樣）軸線復核：采用全站儀進行三維坐標測量地表沉降：水準儀測量（精度0.1mm），監(jiān)測點間距5m五、安全文明施工5.1安全防護措施工作井防護：井口設置1.2m高防護欄桿（刷紅白警示漆）配備防墜器（承載能力≥15kN）及安全梯井內(nèi)設置應急照明（36V安全電壓）機械設備安全：頂管機操作室設置雙回路供電液壓系統(tǒng)設置過載保護裝置起重設備安裝力矩限制器及高度限位器有限空間作業(yè)：配備四合一氣體檢測儀（O?、CO、H?S、可燃氣體）強制通風系統(tǒng)（風量≥3次/h）作業(yè)人員配備雙背帶式安全帶5.2環(huán)境保護措施噪聲控制：破碎機、空壓機等設備設置隔音罩夜間施工噪聲≤55dB（敏感區(qū)）車輛進出禁止鳴笛廢水處理：施工廢水經(jīng)三級沉淀（停留時間≥2h）+壓濾處理泥餅含水率≤60%，交由有資質(zhì)單位處置生活污水經(jīng)化糞池處理后排入市政管網(wǎng)揚塵控制：場區(qū)裸土覆蓋率100%（采用防塵網(wǎng)）出入口設置洗車平臺（高壓水槍+三級沉淀池）水泥、膨潤土等材料采用密閉罐儲存六、施工監(jiān)測方案6.1監(jiān)測內(nèi)容與測點布置監(jiān)測項目測點數(shù)量監(jiān)測頻率預警值地面沉降52個頂進期間1次/天30mm管線沉降28個頂進期間2次/天10mm工作井位移8個1次/2天50mm地下水位6個1次/天1.5m土體壓力12個連續(xù)監(jiān)測250kPa6.2應急監(jiān)測預案當出現(xiàn)以下情況時，啟動加密監(jiān)測：地面沉降速率＞5mm/天管線沉降達到預警值80%頂管機姿態(tài)突變（＞10mm/m）加密監(jiān)測頻率調(diào)整為1次/2小時，同時增加人工巡視（4次/天）。七、應急預案7.1常見風險處置措施開挖面失穩(wěn)：立即關閉刀盤，提高泥漿壓力至1.2倍設計值注入速凝漿液（水玻璃+水泥=1:1）必要時采用地面注漿加固（Φ108mm袖閥管）軸線偏差超標：停止頂進，分析偏差原因采用分級糾偏法（每次糾偏角度≤0.2°）偏差＞100mm時，啟用備用中繼間地下管線破損：立即停止施工，疏散周邊人員切斷相關管線介質(zhì)供應采用"鋼板樁+注漿"組合工藝修復7.2應急物資儲備物資名稱規(guī)格型號數(shù)量存放位置應急注漿泵HJB-62臺工作井旁速凝漿液水玻璃+水泥500kg材料倉庫應急發(fā)電機150kW1臺配電房旁氣體檢測儀四合一3臺安全值班室醫(yī)療急救箱標準型2個辦公室八、驗收標準與流程8.1驗收內(nèi)容管道軸線位置（允許偏差±50mm）管底高程（±30mm）接口嚴密性（滲水量＜0.05L/(m·min)）混凝土強度（≥設計強度100%）