合肥市污水管網(wǎng)頂拉管專項施工方案一、工程概況本工程位于合肥市包河區(qū)，呈南北走向，新建污水管網(wǎng)總長度約7.9km，其中頂管施工段長6.1km，采用泥水平衡頂管工藝。工程沿既有市政道路敷設，穿越繁華商業(yè)區(qū)、交通主干道及十五里河沿岸區(qū)域，施工區(qū)域地下管線密集，周邊建筑物距離較近。頂管段設計管徑DN2000-DN3000，管道材質(zhì)選用高密度聚乙烯（HDPE）纏繞結構壁管，設計工作壓力0.6MPa，覆土深度6.2m-9.6m，設計使用年限50年。二、工程地質(zhì)與水文條件（一）地質(zhì)分層特征根據(jù)勘察資料，施工區(qū)域地層自上至下依次為：雜填土層：厚0.5-1.2m，主要由建筑垃圾、碎石及黏性土組成，松散結構，均勻性差黏土層：厚3.5-5.8m，灰褐色，可塑狀態(tài)，天然含水量28-32%，內(nèi)摩擦角18-22°，地基承載力特征值180kPa，為主要頂進土層粉質(zhì)黏土層：厚2.1-4.3m，黃褐色，硬塑狀態(tài)，含少量鐵錳結核，滲透系數(shù)0.8×10??cm/s石灰?guī)r：中風化狀態(tài)，單軸抗壓強度35MPa，局部存在溶蝕裂隙（二）水文條件地下水位埋深3.2-4.5m，主要受大氣降水及地表水體補給，水位年變幅1.5m。地下水對混凝土結構具弱腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具微腐蝕性。三、施工總體部署（一）施工分區(qū)劃分工程劃分為三個施工段：北段（K0+000-K2+500）：長2500m，穿越城市主干道，采用2臺泥水平衡頂管機平行作業(yè)中段（K2+500-K5+000）：長2500m，含1.2km十五里河穿越段，配置1臺大口徑頂管機南段（K5+000-K7+900）：長2900m，以居民區(qū)為主，采用拉管與頂管結合工藝（二）工作井與接收井布置工作井：采用沉井法施工，內(nèi)徑8.5m×6.0m，井深12.8m，C30鋼筋混凝土結構，壁厚800mm，設置4道Φ200鋼支撐接收井：內(nèi)徑6.0m×4.5m，井深11.2m，采用SMW工法樁支護，樁長15m，型鋼規(guī)格H700×300×13×24井位間距：直線段150-200m/座，曲線段100-150m/座，共設置32座工作井、33座接收井（三）施工平面布置每個工作井區(qū)域布置：主體作業(yè)區(qū)：頂管設備安裝區(qū)、管節(jié)堆放區(qū)（容量≥15節(jié)）輔助設施區(qū)：泥漿處理系統(tǒng)（三級沉淀池+壓濾機）、材料倉庫（面積50㎡）、配電房（30kW）辦公生活區(qū)：集裝箱式臨建（面積120㎡）、安全體驗區(qū)運輸通道：寬度≥4.5m，承載力≥20kPa，采用200mm厚C20混凝土硬化四、主要施工工藝（一）泥水平衡頂管施工1.工作井施工（1）測量放樣后采用Φ800mm鉆孔灌注樁圍護，樁長12m，間距1.2m，樁頂設置800×600mm鋼筋混凝土冠梁（2）基坑開挖采用0.5:1放坡結合輕型井點降水，分層開挖至設計標高，每層深度≤2m（3）基底澆筑300mm厚C25混凝土墊層，設置Φ500mm集水井4座（4）安裝鋼后背墻：采用30mm厚鋼板+2m×2m×0.3m鋼筋混凝土塊組合結構，抗壓強度≥30MPa2.頂管設備安裝（1）導軌安裝：采用20#槽鋼，安裝高程偏差≤±2mm，軸線偏差≤±3mm，軌距偏差≤±1mm（2）頂進系統(tǒng)：配置2臺2000kN液壓千斤頂，行程1.5m，同步精度控制在±20mm內(nèi)（3）泥水循環(huán)系統(tǒng)：設置80m3/h泥漿泵，進排漿管采用Φ200mm高壓軟管，工作壓力1.2MPa（4）激光導向系統(tǒng)：采用自動測斜儀，測量精度0.01°/m，數(shù)據(jù)采樣頻率1次/5s3.頂進施工（1）初始頂進：前3節(jié)管控制頂進速度≤20mm/min，每頂進500mm復核軸線偏差（2）正常頂進：頂進速度：40-60mm/min泥漿壓力：1.2-1.5倍水土壓力（0.12-0.18MPa）出土量控制：理論出土量的100-105%糾偏量：每次糾偏角度≤0.5°，累計糾偏角度≤3°（3）管節(jié)連接：采用F型接口，配備三元乙丙橡膠密封圈，接口間隙控制在15-20mm（4）觸變泥漿注漿：在管節(jié)外壁設置4個注漿孔，注漿壓力0.1-0.15MPa，注漿量2.5m3/100m（二）水平定向鉆拉管施工1.導向孔施工（1）鉆機選型：采用32t水平定向鉆機，最大回拖力320kN，扭矩6000N·m（2）導向參數(shù)：入土角：8-12°出土角：4-6°曲率半徑：≥1200D（D為管徑）（3）鉆進液配置：采用鈉基膨潤土+純堿+聚丙烯酰胺混合液，黏度控制在45-55s（漏斗黏度）2.擴孔施工（1）分級擴孔：采用Φ300mm→Φ500mm→Φ800mm三級擴孔，擴孔速度1.5-2.0m/min（2）泥漿排量：擴孔直徑×鉆進速度×0.8（系數(shù)），保持孔內(nèi)返漿流速≥0.8m/s3.管道回拖（1）管道預處理：在PE管兩端安裝鋼制導向頭，焊接拉力環(huán)，進行1.5倍工作壓力的水壓試驗（2）回拖參數(shù)：回拖速度：1.0-1.5m/min最大回拖力：≤管材屈服強度的60%扭矩控制：≤鉆機額定扭矩的80%（3）接口處理：采用熱熔對接，接口錯邊量≤10%壁厚，吸熱時間180-220s/10mm壁厚五、關鍵設備選型（一）頂管設備設備名稱型號規(guī)格主要參數(shù)數(shù)量泥水平衡頂管機ZDN2000刀盤扭矩450kN·m，推進力3000kN3臺液壓千斤頂2000kN行程1500mm，工作壓力31.5MPa6臺泥漿分離機WFL-100處理能力100m3/h，分離粒度20μm3套激光導向儀ZT-3000測量距離300m，精度0.01°3臺（二）定向鉆設備設備名稱型號規(guī)格主要參數(shù)數(shù)量水平定向鉆機XZ320最大回拖力320kN，轉速60rpm2臺導向儀RD8000定位精度±10mm，深度范圍0-20m2套泥漿泵BW-250流量80m3/h，壓力2.5MPa4臺擴孔器Φ800mm三翼式，合金齒數(shù)量36個4個六、質(zhì)量控制措施（一）管道軸線控制建立三級復核制度：班組自檢→技術部門復檢→監(jiān)理驗收頂進偏差控制標準：軸線偏差：≤50mm/100m高程偏差：+30mm/-40mm/100m糾偏方法：小偏差（≤10mm）：采用單側千斤頂調(diào)壓法中偏差（10-30mm）：啟用糾偏油缸，每次糾偏量≤5mm大偏差（>30mm）：采用楔形環(huán)+糾偏油缸組合糾偏（二）管節(jié)接口質(zhì)量控制橡膠密封圈檢查：逐根檢查密封圈截面尺寸，壓縮量控制在30-40%接口間隙測量：使用塞尺檢查，圓周間隙差≤2mm接口打壓試驗：每5節(jié)管進行1次接口密封性試驗，試驗壓力0.2MPa，恒壓30min無壓降（三）鋼筋混凝土管質(zhì)量控制進場檢驗：檢查出廠合格證、抗壓強度報告（≥C50）、外觀質(zhì)量（裂縫寬度≤0.2mm）存放要求：墊木間距≤2m，堆放層數(shù)≤3層，管端防護采用泡沫塑料套安裝前處理：管內(nèi)壁打磨光滑，接口處涂刷環(huán)氧樹脂防腐層，厚度≥0.5mm七、安全文明施工（一）有限空間作業(yè)安全氣體檢測：作業(yè)前30min檢測氧氣含量（19.5-23.5%）、可燃氣體（≤0.5%LEL）、有毒氣體（H?S≤10ppm）通風要求：采用軸流風機（風量≥3次/h）持續(xù)通風，風管出風口距作業(yè)面≤5m應急準備：配備四合一氣體檢測儀、正壓式呼吸器、救生繩（承重≥500kg）、急救箱（二）地下管線保護管線探測：采用RD8000管線儀+地質(zhì)雷達組合探測，對管徑≥300mm的管線設置警示標識保護措施：距離管線1m范圍內(nèi)采用人工挖掘燃氣管線兩側3m范圍設置鋼板樁防護給水管線設置沉降監(jiān)測點，預警值5mm/天應急預案：配備2臺200m3/h水泵，針對不同管線類型儲備應急搶修物資（三）環(huán)境管理措施噪聲控制：破碎機、空壓機等設備設置隔音棚（降噪量≥25dB）夜間施工噪聲≤55dB（22:00-6:00）揚塵治理：施工區(qū)域設置2.5m高圍擋，頂部安裝霧炮出入口設置8m長洗車平臺，配備高壓沖洗設備泥漿處理：采用板框壓濾機（處理量50m3/d），干泥含水率≤30%后外運處置八、施工監(jiān)測方案（一）監(jiān)測內(nèi)容與頻率監(jiān)測項目監(jiān)測點數(shù)量監(jiān)測頻率預警值地面沉降沿軸線每10m1點頂進期間1次/天30mm管線沉降每50m1個斷面頂進期間2次/天10mm工作井位移每個井4個點開挖期間1次/2h20mm頂管機姿態(tài)實時監(jiān)測1次/5s軸線偏差50mm（二）監(jiān)測數(shù)據(jù)處理建立監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，采用Excel進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析繪制沉降-時間曲線，當出現(xiàn)速率≥5mm/d時啟動預警每日提交監(jiān)測日報，包含監(jiān)測數(shù)據(jù)、趨勢分析及建議措施九、應急預案（一）頂管機卡殼處理原因分析：遇孤石、管線纏繞、機頭姿態(tài)突變應急措施：啟動備用泥漿系統(tǒng)，增大泥漿排量（120m3/h）采用高壓水（壓力8MPa）切割障礙物必要時采用人工探孔清除（需辦理有限空間作業(yè)許可）（二）基坑坍塌處置預警征兆：支護結構變形速率突增、坑底隆起、裂縫擴展應急響應：立即停止開挖，啟動坡頂卸載（卸載寬度≥2m）增設臨時鋼支撐（間距≤1.5m）采用雙液注漿（水泥-水玻璃）加固周邊土體（三）地下管線破裂處置燃氣泄漏：立即撤離人員，設置警戒區(qū)（半徑50m）關閉上下游閥門，采用防爆風機通風用氮氣置換管道后進行搶修給水管破裂：啟動備用供水方案，關閉事故管段閥門采用速凝混凝土回填止水采用非開挖修復技術（脹管法）更換破損段十、施工進度計劃（一）關鍵線路工作井施工→頂管設備安裝→管道頂進→接口處理→閉水試驗→土方回填（二）工期安排準備階段：45天（含施工許可辦理、設備進場）主體施工：210天（平均日頂進28.5m）驗收階段：30天（含竣工清理、資料歸檔）總工期：285天（日歷天）十一、結論與建議本工程采用泥水平衡頂管與水平定向鉆組合工藝，能有