排水巖石頂管專項施工方案第一章工程概況1.1項目背景本工程為城市排水系統(tǒng)改造項目，采用巖石頂管工藝穿越山體段排水管道施工。管道設(shè)計管徑1800mm，采用F型Ⅲ級鋼筋混凝土管，全長320m，設(shè)計坡度0.0025，管頂最大埋深28m。工程地質(zhì)勘察顯示，頂管段主要穿越中風(fēng)化花崗巖層（單軸抗壓強(qiáng)度15-30MPa），局部夾有石英巖夾層，巖石完整性指數(shù)0.65-0.85，地下水位位于管底以下1.5m，對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性。1.2工程技術(shù)參數(shù)參數(shù)項具體指標(biāo)管道材質(zhì)Ⅲ級鋼筋混凝土管管徑1800mm（內(nèi)徑）管節(jié)長度2.5m/節(jié)頂進(jìn)距離320m（單次最長180m）設(shè)計頂力≤18000kN工作井尺寸12m×8m×9.5m（長×寬×深）接收井尺寸8m×6m×8.2m（長×寬×深）1.3周邊環(huán)境條件施工區(qū)域位于城市近郊山體段，地面植被覆蓋率85%，工作井設(shè)置于山腳平緩地帶，距離最近居民區(qū)320m。施工影響范圍內(nèi)無地下管線，但需保護(hù)距頂管軸線15m處的山體截洪溝。根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)探測，頂管線路上覆巖層最小厚度5m，無不良地質(zhì)構(gòu)造。第二章施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備組織技術(shù)團(tuán)隊進(jìn)行圖紙會審，編制專項施工方案并通過專家論證。建立測量控制網(wǎng)，設(shè)置6個永久水準(zhǔn)點和4個軸線控制點，采用全站儀進(jìn)行三維定位。針對巖石特性進(jìn)行頂力計算：初始頂力F0=13.2×π×D×N（D為管外徑2.0m，N為標(biāo)準(zhǔn)貫入度35），計算得F0=2870kN總頂力F=F0+[(π×D×q+W)×μ+π×D×C]×L（q為土壓力45kPa，W為管重18.5kN/m，μ為摩擦系數(shù)0.3，C為粘著力12kPa，L為頂進(jìn)長度180m），計算得F=16850kN，選用20000kN級頂進(jìn)系統(tǒng)2.2工作井施工工作井采用沉井法施工，刃腳標(biāo)高-8.5m，混凝土強(qiáng)度等級C30，抗?jié)B等級P8。井壁分三節(jié)澆筑，第一節(jié)高度4.5m，第二節(jié)3.5m，第三節(jié)1.5m。下沉采用不排水下沉工藝，配備4臺φ200mm高壓射水槍和2臺抓斗式挖泥機(jī)。下沉過程中設(shè)置8個高程監(jiān)測點，每日沉降量控制在50mm以內(nèi)，終沉偏差控制：軸線位移≤50mm，刃腳高程≤100mm。2.3設(shè)備安裝2.3.1頂進(jìn)系統(tǒng)主頂裝置：4臺5000kN液壓千斤頂（行程1.5m），呈對稱布置，夾角90°液壓泵站：2臺315L/min變量柱塞泵，工作壓力32MPa，配備油溫、油壓雙保護(hù)系統(tǒng)頂鐵系統(tǒng)：采用200mm厚Q345鋼板焊接，分橫鐵（1.8m×0.6m×0.2m）、順鐵（1.5m/1.0m/0.5m三種規(guī)格）、U型鐵（內(nèi)徑2.05m）2.3.2掘進(jìn)系統(tǒng)選用巖石破碎型泥水平衡頂管機(jī)，主要參數(shù)：刀盤功率：75kW破碎粒徑：≤300mm泥漿循環(huán)量：280m3/h額定扭矩：480kN·m糾偏角度：±3°（水平/垂直）第三章頂進(jìn)施工工藝3.1施工流程測量放線→工作井施工→設(shè)備安裝調(diào)試→洞口密封→初始頂進(jìn)→正常頂進(jìn)→管節(jié)連接→接收井接收→設(shè)備拆除→洞口處理3.2巖石破碎掘進(jìn)工藝3.2.1刀盤配置采用十字型復(fù)合刀盤，配置：中心齒：6個φ200mm球齒滾刀（軸承壽命≥150h）邊刀：12個寬刃刮刀（硬質(zhì)合金含量35%）周邊保護(hù)齒：24個耐磨合金齒根據(jù)巖石硬度實時調(diào)整刀盤轉(zhuǎn)速（8-15r/min）和推進(jìn)速度（20-40mm/min）3.2.2泥漿循環(huán)系統(tǒng)采用高濃度泥漿護(hù)壁工藝：泥漿配比：膨潤土25%+純堿0.5%+CMC0.2%+水74.3%密度控制：1.15-1.25g/cm3粘度：35-45s（漏斗粘度計）循環(huán)路徑：制漿池→送漿泵→頂管機(jī)→排泥管→振動篩→旋流器→沉淀池→回用3.3頂進(jìn)控制措施3.3.1軸線控制測量頻率：每頂進(jìn)500mm測一次，糾偏時加密至200mm/次采用激光導(dǎo)向系統(tǒng)，配置自動安平激光儀（精度±2mm/100m）和CCD影像靶糾偏原則：小角度（≤0.5°/次）、勤糾偏（偏差≥5mm即調(diào)整），避免形成蛇形曲線3.3.2頂力控制建立分級頂力管理制度：初始頂力階段（0-5000kN）：緩慢加壓，檢查系統(tǒng)密封性正常頂力階段（5000-15000kN）：保持勻速推進(jìn)，頂力波動≤5%臨界頂力階段（>15000kN）：啟動減阻措施，每小時監(jiān)測管節(jié)應(yīng)力減阻措施包括：管外壁注觸變泥漿（配比：膨潤土20%+水78%+潤滑劑2%）每5節(jié)管設(shè)置中繼間（共設(shè)3組，額定推力6000kN/組）嚴(yán)格控制管節(jié)接口間隙≤3mm，避免偏心受力3.4管節(jié)連接工藝接口形式：F型承插式，采用“T”型橡膠密封圈（硬度60±5ShoreA）連接步驟：清理承口凹槽和插口工作面安裝雙層密封圈（主圈+備用圈）涂抹硅油潤滑劑緩慢頂進(jìn)至預(yù)定位置（間隙20-30mm）接口注漿（水泥漿水灰比1:1.2，壓力0.4MPa）第四章質(zhì)量控制措施4.1關(guān)鍵質(zhì)量控制點控制項目允許偏差檢查方法頻率軸線偏差≤50mm/100m全站儀每節(jié)管高程偏差+30mm/-40mm水準(zhǔn)儀每節(jié)管頂力波動≤±5%設(shè)計值壓力傳感器連續(xù)監(jiān)測管節(jié)錯口≤15mm直尺每接口鋼筋保護(hù)層≥35mm測厚儀每10節(jié)管4.2巖石掘進(jìn)質(zhì)量控制嚴(yán)格控制超挖量：周邊超挖≤50mm，底面不超挖遇石英巖夾層時，降低推進(jìn)速度至15mm/min，刀盤轉(zhuǎn)速調(diào)至8r/min每2小時檢查刀盤磨損情況，累計進(jìn)尺達(dá)100m時更換滾刀4.3接口質(zhì)量保證措施橡膠圈驗收：每批抽檢5%，進(jìn)行拉伸（伸長率≥300%）、壓縮永久變形（≤25%）試驗接口打壓試驗：每50節(jié)管進(jìn)行1次接口密封性試驗，試驗壓力0.2MPa，恒壓30min無滲漏注漿飽滿度：采用超聲波檢測，注漿密實度≥95%第五章安全保證體系5.1危險源辨識與控制危險源類別控制措施頂管機(jī)傾覆設(shè)置抗傾覆支撐，刀盤啟動時先低速運(yùn)轉(zhuǎn)30s高頂力作業(yè)后座墻采用C30鋼筋混凝土（厚度2.5m），設(shè)置4道φ32錨桿（入巖深度5m）觸電風(fēng)險采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，設(shè)備重復(fù)接地電阻≤4Ω有限空間作業(yè)強(qiáng)制通風(fēng)（風(fēng)量≥3次/h），配備四合一氣體檢測儀（O2/CO/H2S/可燃?xì)怏w）5.2專項安全措施5.2.1巖石爆破安全（局部堅硬巖層）采用淺孔控制爆破，炮孔深度≤1.0m，裝藥集中度0.3kg/m起爆網(wǎng)絡(luò)：非電毫秒雷管（段別1-5段），采用串聯(lián)起爆安全距離：爆破警戒半徑100m，振動速度控制≤2.5cm/s5.2.2應(yīng)急預(yù)案建立三級應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制：一級響應(yīng)（頂力突增）：立即停止頂進(jìn)，啟動備用泥漿系統(tǒng)，檢查刀盤卡死情況二級響應(yīng)（管節(jié)破損）：啟用中繼間隔離，組織管內(nèi)加固，控制沉降≤5mm/24h三級響應(yīng)（透水事故）：啟動備用排水系統(tǒng)（2臺150m3/h水泵），快速回填工作井第六章施工進(jìn)度計劃6.1進(jìn)度安排施工階段工期（天）關(guān)鍵節(jié)點施工準(zhǔn)備25工作井封底完成設(shè)備安裝10頂管機(jī)調(diào)試合格頂進(jìn)施工90每日平均頂進(jìn)4m接收與拆除15管道貫通驗收6.2進(jìn)度保障措施配置2套頂進(jìn)系統(tǒng)（1用1備），關(guān)鍵部件備用率100%實行三班制連續(xù)作業(yè)（每班8h），設(shè)置進(jìn)度考核獎懲機(jī)制建立材料儲備庫（管節(jié)儲備量≥15節(jié)），提前7天進(jìn)場檢驗第七章資源配置計劃7.1主要設(shè)備配置設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量功率頂管機(jī)RBP-18001臺160kW液壓千斤頂5000kN4臺37kW×4泥漿泵150m3/h4臺55kW×4全站儀TS601臺-激光導(dǎo)向儀ZT-30001套-7.2勞動力組織工種人數(shù)職責(zé)項目經(jīng)理1全面管理技術(shù)負(fù)責(zé)人1技術(shù)指導(dǎo)頂管操作工6設(shè)備操作（3班）測量工2軸線高程控制安全員2安全巡查普工12管節(jié)運(yùn)輸、泥漿處理等第八章監(jiān)測與驗收8.1施工監(jiān)測設(shè)置12個地面沉降監(jiān)測點（間距20m），監(jiān)測頻率：頂進(jìn)期間：1次/4h頂進(jìn)完成后：1次/天（持續(xù)7天），1次/周（持續(xù)1個月）允許沉降值：≤30mm，不均勻沉降≤0.002L8.2驗收標(biāo)準(zhǔn)管道軸線偏差：≤10