地下管線非開(kāi)挖施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與建設(shè)內(nèi)容本工程為城市地下綜合管線改造項(xiàng)目，主要涉及DN800mm供水管道、DN600mm燃?xì)夤艿兰巴ㄐ殴饫|的非開(kāi)挖鋪設(shè)，總長(zhǎng)度1200米。工程穿越城市主干道3處、河流1處、既有建筑群2處，采用水平定向鉆、泥水平衡頂管及淺埋暗挖三種非開(kāi)挖工藝組合實(shí)施。項(xiàng)目地處城市核心區(qū)，地面交通流量日均8萬(wàn)輛，周邊分布有醫(yī)院、學(xué)校等敏感設(shè)施，傳統(tǒng)開(kāi)挖施工將導(dǎo)致交通中斷及周邊居民生活嚴(yán)重受影響，因此采用非開(kāi)挖技術(shù)可減少環(huán)境影響約70%。1.2工程地質(zhì)與水文條件根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，施工區(qū)域地層分布為：表層：雜填土（厚1.2-1.5m），含建筑垃圾及瀝青塊第二層：粉質(zhì)粘土（厚2.5-3.0m），可塑性中等，滲透系數(shù)1.2×10??cm/s第三層：中砂層（厚3.0-4.5m），松散-中密，地下水位埋深3.5-4.0m第四層：泥巖層（揭露厚度5.0m），中風(fēng)化，單軸抗壓強(qiáng)度15-20MPa穿越河流段河床底標(biāo)高-2.8m，最大水深3.5m，50年一遇洪水位0.5m。地下管線密集區(qū)分布有10kV電纜、雨水管、給水管等既有設(shè)施，最小安全距離要求1.5m。1.3主要工程量與技術(shù)參數(shù)施工區(qū)段工藝類(lèi)型管徑(mm)長(zhǎng)度(m)埋深(m)穿越障礙物A段水平定向鉆8003205.2-6.8主干道、通信光纜B段泥水平衡頂管6001804.5-5.0河流、天然氣管道C段淺埋暗挖2000×25002206.0-7.5建筑群、電力隧道D段夯管法200803.0-3.5人行道、雨水管二、施工總體部署2.1施工組織架構(gòu)設(shè)立項(xiàng)目經(jīng)理部，配置：技術(shù)負(fù)責(zé)人（1人）：持注冊(cè)建造師證，10年非開(kāi)挖經(jīng)驗(yàn)施工員（3人）：分屬各工藝區(qū)段，持證上崗安全員（2人）：持C證，具備應(yīng)急救援培訓(xùn)資質(zhì)測(cè)量工程師（2人）：精通導(dǎo)向系統(tǒng)操作與軌跡校正專(zhuān)業(yè)施工班組（4個(gè)）：定向鉆班（8人）、頂管班（10人）、暗挖班（12人）、輔助班（6人）2.2施工平面布置鉆機(jī)作業(yè)區(qū)：設(shè)置20m×15m硬化場(chǎng)地，承載力≥150kPa，配備泥漿循環(huán)系統(tǒng)管材堆放區(qū)：劃分HDPE管、鋼筋混凝土管存放區(qū)，距離明火點(diǎn)≥10m泥漿處理區(qū)：采用三級(jí)沉淀池（10m×6m×2m）+壓濾機(jī)脫水處理臨時(shí)設(shè)施區(qū)：集裝箱式辦公室（3間）、材料倉(cāng)庫(kù)（2間）、配電房（1間）安全警示區(qū)：設(shè)置硬質(zhì)圍擋（高度2.5m），進(jìn)出口安裝車(chē)輛沖洗平臺(tái)2.3施工進(jìn)度計(jì)劃階段工期(d)主要工作內(nèi)容關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制施工準(zhǔn)備15設(shè)備進(jìn)場(chǎng)、測(cè)量放線、地下管線探測(cè)第10天完成導(dǎo)向孔軌跡設(shè)計(jì)A段定向鉆25鉆機(jī)就位→導(dǎo)向孔→擴(kuò)孔→回拖管道第20天完成擴(kuò)孔驗(yàn)收B段頂管30工作井施工→頂管機(jī)安裝→管道頂進(jìn)第15天完成首節(jié)管頂進(jìn)C段淺埋暗挖45超前支護(hù)→分步開(kāi)挖→初期支護(hù)→二次襯砌每周進(jìn)行2次地表沉降監(jiān)測(cè)D段夯管10夯管錘安裝→管道夯入→接口處理第5天完成管道軸線復(fù)核系統(tǒng)調(diào)試15壓力試驗(yàn)、嚴(yán)密性試驗(yàn)、沖洗消毒試驗(yàn)壓力1.0MPa，穩(wěn)壓30min竣工驗(yàn)收10資料整理、功能測(cè)試、現(xiàn)場(chǎng)清理完成竣工圖繪制三、主要施工工藝3.1水平定向鉆施工（A段）3.1.1導(dǎo)向孔鉆進(jìn)采用XY-2000型定向鉆機(jī)，配置F5型導(dǎo)向系統(tǒng)，鉆進(jìn)參數(shù)：鉆桿規(guī)格：Φ114mm×6m，高強(qiáng)度合金材質(zhì)導(dǎo)向鉆頭：Φ200mm，帶泥漿噴射孔，可調(diào)角度0-3°鉆進(jìn)液配比：膨潤(rùn)土（6%）+純堿（0.5%）+聚丙烯酰胺（0.1%），粘度45-55s軌跡控制：每3m測(cè)量一次，水平偏差≤200mm/100m，垂直偏差≤100mm/100m3.1.2擴(kuò)孔工藝分三級(jí)擴(kuò)孔：一級(jí)擴(kuò)孔：Φ300mm牙輪擴(kuò)孔器，轉(zhuǎn)速30rpm，推進(jìn)速度6m/min二級(jí)擴(kuò)孔：Φ500mm刮刀擴(kuò)孔器，轉(zhuǎn)速25rpm，推進(jìn)速度4m/min三級(jí)擴(kuò)孔：Φ900mm擠擴(kuò)式擴(kuò)孔器，轉(zhuǎn)速20rpm，推進(jìn)速度3m/min擴(kuò)孔時(shí)泥漿流量保持800-1000L/min，回拖力控制在管材屈服強(qiáng)度的70%以內(nèi)。3.1.3管道回拖管材選用：Φ800mmHDPE管，SDR11級(jí)，熱熔連接回拖前檢查：管道橢圓度≤3%，接口熱熔溫度190±10℃回拖速度：1.5-2.0m/min，采用連續(xù)作業(yè)方式，中途停頓不超過(guò)30min牽引力監(jiān)測(cè)：配置拉力計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控，最大回拖力≤280kN3.2泥水平衡頂管施工（B段）3.2.1工作井與接收井工作井尺寸：6m×4m×7m（長(zhǎng)×寬×深），采用Φ800mm鉆孔灌注樁+Φ609mm鋼支撐支護(hù)接收井尺寸：4m×3m×6m，采用SMW工法樁支護(hù)，樁長(zhǎng)9m降水措施：井內(nèi)設(shè)置4口Φ300mm管井，深度12m，配備潛水泵（Q=50m3/h）3.2.2頂進(jìn)系統(tǒng)主頂油缸：4臺(tái)200t級(jí)，行程1.5m，油壓≤31.5MPa頂鐵：環(huán)形頂鐵（Φ1200mm×300mm）+U型頂鐵（1000×800×200mm）后背墻：C30鋼筋混凝土，厚度1.2m，面積6m×3m頂進(jìn)速度：4-6cm/min，日頂進(jìn)長(zhǎng)度6-8m3.2.3泥水管理進(jìn)泥參數(shù)：密度1.15-1.20g/cm3，流量200-250m3/h，壓力0.2-0.3MPa排泥處理：采用振動(dòng)篩+旋流器分離，泥餅含水率≤30%后外運(yùn)同步注漿：采用水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，注漿壓力0.3-0.5MPa3.3淺埋暗挖施工（C段）3.3.1超前支護(hù)管棚：Φ108mm×6mm熱軋無(wú)縫鋼管，環(huán)向間距300mm，長(zhǎng)15m，外插角1-2°注漿：采用水泥漿（水灰比0.8:1），注漿壓力0.5-1.0MPa，單孔注漿量2.5m33.3.2開(kāi)挖與支護(hù)采用CRD工法分4部開(kāi)挖：上部左側(cè)開(kāi)挖：寬2.5m，高3.0m，留核心土0.5m上部右側(cè)開(kāi)挖：滯后左側(cè)5m，支護(hù)參數(shù)相同下部左側(cè)開(kāi)挖：寬2.5m，高2.5m下部右側(cè)開(kāi)挖：滯后下部左側(cè)3m初期支護(hù)：格柵拱架（間距0.5m）+Φ25mm錨桿（長(zhǎng)3.0m，間距1.0m×1.0m）+C25噴射混凝土（厚250mm）3.3.3監(jiān)控量測(cè)必測(cè)項(xiàng)目：洞內(nèi)外觀察、周邊位移、拱頂下沉、地表沉降監(jiān)測(cè)頻率：開(kāi)挖面距量測(cè)斷面≤2B時(shí)，1次/d；2B-5B時(shí)，1次/2d控制標(biāo)準(zhǔn)：地表沉降≤30mm，日變化量≤5mm四、質(zhì)量控制措施4.1材料質(zhì)量控制管材進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收：HDPE管：檢查出廠合格證、環(huán)剛度報(bào)告（≥8kN/m2）、外觀無(wú)劃痕鋼筋混凝土管：抗壓強(qiáng)度≥C50，接口尺寸偏差≤±3mm焊條：E43系列，烘焙溫度350℃，保溫1h材料存儲(chǔ)：HDPE管存放場(chǎng)地平整，采用枕木支墊，堆放高度≤3層水泥、砂石料設(shè)置防雨棚，水泥出廠超過(guò)3個(gè)月重新檢驗(yàn)4.2施工過(guò)程控制4.2.1定向鉆質(zhì)量控制導(dǎo)向孔偏差：每50m進(jìn)行一次軌跡復(fù)測(cè)，水平偏差≤1.5%，垂直偏差≤1.0%擴(kuò)孔直徑：終孔直徑比管道外徑大200-300mm，孔壁垂直度≤1.5°回拖拉力：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄，超過(guò)計(jì)算值120%時(shí)立即停機(jī)檢查4.2.2頂管質(zhì)量控制軸線偏差：每節(jié)管測(cè)量一次，允許偏差±50mm/100m，累計(jì)偏差≤100mm接口質(zhì)量：橡膠圈壓縮量控制在25%-30%，接口間隙≤3mm頂力控制：最大頂力≤后背墻承載力的80%，采用中繼間時(shí)分級(jí)控制4.3驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法管道軸線位置≤50mm全站儀測(cè)量管底高程±30mm水準(zhǔn)儀測(cè)量接口密封性無(wú)滲漏閉水試驗(yàn)（水頭1.5m，30min）管道壓實(shí)度≥95%環(huán)刀法取樣地表沉降≤30mm水準(zhǔn)儀監(jiān)測(cè)五、安全生產(chǎn)保障5.1專(zhuān)項(xiàng)安全措施5.1.1地下管線保護(hù)施工前采用RD8000管線探測(cè)儀與人工探坑相結(jié)合，查明管線位置距離既有管線1m范圍內(nèi)采用人工開(kāi)挖，設(shè)置警示帶和防護(hù)欄穿越段設(shè)置24h動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)頻率1次/2h，位移預(yù)警值5mm5.1.2高處作業(yè)安全工作井臨邊設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，掛密目安全網(wǎng)上下通道采用之字形爬梯，踏步寬度≥300mm，高度≤200mm作業(yè)人員佩戴雙鉤安全帶，安全帶固定點(diǎn)承載力≥15kN5.1.3用電安全施工現(xiàn)場(chǎng)采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，設(shè)置三級(jí)配電兩級(jí)保護(hù)鉆機(jī)等設(shè)備設(shè)置重復(fù)接地，接地電阻≤4Ω潮濕環(huán)境作業(yè)使用36V安全電壓，配備漏電保護(hù)器（動(dòng)作電流≤15mA）5.2應(yīng)急預(yù)案5.2.1坍塌事故應(yīng)急處置立即啟動(dòng)Ⅰ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)，撤離施工人員并設(shè)置警戒區(qū)采用Φ200mm鋼管臨時(shí)支護(hù)，注漿加固（水灰比1:1）配備應(yīng)急搶險(xiǎn)隊(duì)（15人），24h待命，搶險(xiǎn)物資包括速凝混凝土、注漿泵等5.2.2觸電事故應(yīng)急處置立即切斷電源或使用絕緣工具使傷者脫離電源檢查呼吸心跳，必要時(shí)進(jìn)行心肺復(fù)蘇，同時(shí)撥打120配備急救箱（含除顫儀、止血帶等），每季度組織觸電急救演練5.2.3管線損壞應(yīng)急處置天然氣泄漏：立即關(guān)閉上下游閥門(mén)，啟動(dòng)防爆風(fēng)機(jī)，檢測(cè)濃度≤0.5%方可作業(yè)給水管破裂：采用氣囊封堵，降壓至0.2MPa后進(jìn)行修補(bǔ)通信光纜受損：立即通知產(chǎn)權(quán)單位，啟用備用路由，4h內(nèi)完成搶修六、環(huán)境保護(hù)措施6.1噪聲控制選用低噪聲設(shè)備，鉆機(jī)設(shè)置隔音罩，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB夜間施工辦理許可，設(shè)置噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每2h監(jiān)測(cè)一次運(yùn)輸車(chē)輛限速20km/h，禁止鳴笛，出入口設(shè)置洗車(chē)平臺(tái)6.2泥漿處理采用封閉式泥漿循環(huán)系統(tǒng)，防止外溢，沉淀池定期清淤（每周1次）廢棄泥漿經(jīng)壓濾處理后，泥餅含水率≤30%，運(yùn)至指定消納場(chǎng)施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀后回用，回用率≥80%6.3揚(yáng)塵防治施工區(qū)域裸土覆蓋率100%，采用密目網(wǎng)覆蓋（2000目/100cm2）場(chǎng)區(qū)主要道路硬化（C20混凝土，厚度200mm），配備灑水車(chē)（每日4次）出入口設(shè)置PM10監(jiān)測(cè)儀，超標(biāo)時(shí)啟動(dòng)霧炮降塵七、施工進(jìn)度保證7.1資源保障設(shè)備備用：配備2套導(dǎo)向系統(tǒng)、3套鉆桿，關(guān)鍵部件備用率100%材料儲(chǔ)備：HDPE管儲(chǔ)備量滿足10天施工需求，水泥、鋼筋儲(chǔ)備量≥50t人員保障：各班組配置1-2名替補(bǔ)人員，確保連續(xù)作業(yè)7.2進(jìn)度控制周進(jìn)度計(jì)劃：每周五召開(kāi)進(jìn)度分析會(huì)，延誤超3天制定趕工措施關(guān)鍵線路控制：定向鉆回拖、頂管貫通、暗挖初支為關(guān)鍵工