水平導(dǎo)向螺旋頂管施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景本工程為城市地下管網(wǎng)改造項(xiàng)目，需在現(xiàn)狀道路下方敷設(shè)DN800mm鋼筋混凝土排水管，管線全長(zhǎng)520m，設(shè)計(jì)坡度0.3%。工程穿越路段為城市主干道，交通流量大，地下管線密集，采用水平導(dǎo)向螺旋頂管工藝可有效減少對(duì)地面交通及周邊環(huán)境的影響。1.2地質(zhì)條件根據(jù)勘察報(bào)告，施工區(qū)域土層分布自上而下依次為：①素填土：厚0.5-1.2m，松散狀態(tài)，主要由黏性土及建筑垃圾組成②粉質(zhì)黏土：厚2.3-4.5m，可塑狀態(tài)，地基承載力特征值180kPa③粉土：厚1.8-3.2m，中密狀態(tài)，滲透系數(shù)1.2×10?3cm/s④石灰?guī)r：中風(fēng)化，最大單軸抗壓強(qiáng)度35MPa，巖層頂面埋深5.8-7.2m1.3施工參數(shù)參數(shù)項(xiàng)具體數(shù)值頂管管徑DN800mm管材類型F型鋼筋混凝土管工作井尺寸6m×4m×5.5m（長(zhǎng)×寬×深）接收井尺寸4m×3m×5m（長(zhǎng)×寬×深）最大頂進(jìn)長(zhǎng)度85m/段設(shè)計(jì)軸線偏差≤50mm管道坡度偏差±0.1%二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備組織技術(shù)人員進(jìn)行圖紙會(huì)審，編制專項(xiàng)施工方案并組織專家論證完成施工測(cè)量控制網(wǎng)布設(shè)，建立導(dǎo)線點(diǎn)6個(gè)，水準(zhǔn)點(diǎn)4個(gè)，測(cè)量精度符合《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026要求進(jìn)行施工軸線放樣，設(shè)置軸線控制樁及高程基準(zhǔn)點(diǎn)，采用雙測(cè)回測(cè)角，往返測(cè)距方法進(jìn)行校核編制管線保護(hù)方案，對(duì)施工影響范圍內(nèi)的12處地下管線（給水管、燃?xì)夤?、通信光纜等）進(jìn)行物探定位和人工探坑驗(yàn)證2.2現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備施工圍擋：采用2.5m高彩鋼板圍擋，設(shè)置警示燈及反光條，圍擋距基坑邊緣不小于1.5m臨時(shí)設(shè)施：搭建辦公區(qū)（30㎡）、材料倉(cāng)庫(kù)（50㎡）、鋼筋加工區(qū)（40㎡），采用磚砌墻體+彩鋼板屋頂結(jié)構(gòu)施工道路：鋪設(shè)150mm厚C20混凝土施工便道，寬度4m，設(shè)置2%排水坡度降水系統(tǒng)：在工作井周邊設(shè)置4口管井，井深12m，管徑300mm，配置Φ150mm潛水泵，確保地下水位降至作業(yè)面以下1.5m2.3設(shè)備配置設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)螺旋頂管機(jī)XZ32002臺(tái)額定扭矩320kN·m，推進(jìn)力800kN導(dǎo)向系統(tǒng)DCI-8002套定位精度±15mm/100m注漿泵BW-2502臺(tái)工作壓力6MPa，排量250L/min起重機(jī)QY25K51臺(tái)最大起重量25t挖掘機(jī)PC2001臺(tái)斗容1.0m3電焊機(jī)BX1-5003臺(tái)額定電流500A三、主要施工流程3.1工作井及接收井施工3.1.1基坑開挖采用機(jī)械分層開挖，每層深度不超過1.5m，邊坡坡度1:0.75，坑底預(yù)留300mm人工清底基坑周邊設(shè)置排水溝（寬300mm×深400mm）及集水井（800mm×800mm×1000mm）開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，立即鋪設(shè)200mm厚級(jí)配砂石墊層，采用平板振動(dòng)器夯實(shí)3.1.2支護(hù)結(jié)構(gòu)工作井采用Φ800mm鉆孔灌注樁+Φ609mm鋼支撐支護(hù)體系，樁長(zhǎng)12m，樁間距1.2m樁頂設(shè)置800mm×600mm鋼筋混凝土冠梁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30鋼支撐設(shè)置2道，第一道距冠梁0.5m，第二道距坑底1.8m，支撐間距2.5m接收井采用SMW工法樁支護(hù)，Φ650mm三軸攪拌樁，樁長(zhǎng)9m，內(nèi)插H型鋼700×300×13×243.1.3井內(nèi)結(jié)構(gòu)井壁采用300mm厚C30鋼筋混凝土，配置Φ12@150雙層雙向鋼筋工作井設(shè)置鋼筋混凝土后背墻，厚度1.2m，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C35，內(nèi)置Φ20@200鋼筋網(wǎng)底板澆筑200mm厚C30混凝土，設(shè)置Φ16@200鋼筋網(wǎng)，混凝土抗?jié)B等級(jí)P6安裝鋼制導(dǎo)軌，采用20#工字鋼，導(dǎo)軌間距750mm，安裝偏差控制在±2mm內(nèi)3.2導(dǎo)向孔施工3.2.1鉆機(jī)就位將導(dǎo)向鉆機(jī)安裝在工作井內(nèi)預(yù)設(shè)的混凝土基礎(chǔ)上，基礎(chǔ)尺寸2m×3m×0.5m利用全站儀調(diào)整鉆機(jī)角度，使鉆桿軸線與設(shè)計(jì)軸線偏差控制在±0.5°以內(nèi)連接導(dǎo)向系統(tǒng)，進(jìn)行開機(jī)前調(diào)試，確保信號(hào)傳輸穩(wěn)定，定位精度符合要求3.2.2鉆進(jìn)參數(shù)控制地層類型鉆進(jìn)速度（m/h）鉆壓（kN）轉(zhuǎn)速（r/min）泥漿比重（g/cm3）素填土1.5-2.08-1260-801.05-1.10粉質(zhì)黏土1.0-1.515-2040-601.10-1.15粉土0.8-1.212-1850-701.15-1.20石灰?guī)r0.3-0.525-3520-301.20-1.253.2.3導(dǎo)向監(jiān)測(cè)每鉆進(jìn)1m進(jìn)行一次位置監(jiān)測(cè)，記錄實(shí)際坐標(biāo)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)偏差當(dāng)偏差超過30mm時(shí)，立即進(jìn)行糾偏，每次糾偏角度不大于0.5°終孔前5m加密監(jiān)測(cè)頻次，每0.5m測(cè)量一次，確保接收點(diǎn)偏差控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)3.3螺旋頂管施工3.3.1管材準(zhǔn)備鋼筋混凝土管進(jìn)場(chǎng)時(shí)檢查出廠合格證及性能檢測(cè)報(bào)告，外觀質(zhì)量符合《混凝土和鋼筋混凝土排水管》GB/T11836要求管材在現(xiàn)場(chǎng)堆放時(shí)采用兩點(diǎn)支撐，堆放高度不超過3層，層間設(shè)置100mm×100mm方木墊安裝前對(duì)管材進(jìn)行逐節(jié)檢查，重點(diǎn)檢查管口平整度（偏差≤3mm）及承插口尺寸3.3.2頂進(jìn)施工第一節(jié)管安裝：利用起重機(jī)將管節(jié)吊入工作井，緩慢放置在導(dǎo)軌上，調(diào)整管節(jié)中心及高程，偏差控制在±5mm內(nèi)頂進(jìn)操作：?jiǎn)?dòng)液壓系統(tǒng)，緩慢推進(jìn)管節(jié)，初始頂力控制在設(shè)計(jì)頂力的60%，待管節(jié)前進(jìn)500mm后檢查軸線偏差出土作業(yè)：通過螺旋輸送機(jī)將切削土體輸送至工作井內(nèi)，采用電動(dòng)葫蘆提升至地面，裝入密閉渣土車外運(yùn)管節(jié)連接：管節(jié)間采用“F”型接口，安裝前在承口內(nèi)側(cè)均勻涂抹密封膠，接口間隙控制在10-15mm3.3.3注漿減阻采用“觸變泥漿+水泥漿”雙液注漿工藝，注漿孔設(shè)置在管節(jié)前端1/3處，每節(jié)管設(shè)置4個(gè)注漿孔觸變泥漿配合比：膨潤(rùn)土20%、純堿3%、CMC0.5%、水76.5%，攪拌時(shí)間不少于30min注漿壓力控制：工作井側(cè)1.2-1.5倍水土壓力，接收井側(cè)0.8-1.0倍水土壓力注漿量：理論注漿量的1.2-1.5倍，根據(jù)出土量及頂力變化動(dòng)態(tài)調(diào)整3.4監(jiān)測(cè)與糾偏3.4.1監(jiān)測(cè)項(xiàng)目及頻率監(jiān)測(cè)項(xiàng)目監(jiān)測(cè)頻率預(yù)警值控制值軸線偏差每頂進(jìn)1節(jié)管±30mm±50mm高程偏差每頂進(jìn)1節(jié)管±20mm±30mm頂力變化連續(xù)監(jiān)測(cè)700kN800kN地面沉降1次/天20mm30mm周邊管線1次/天10mm15mm3.4.2糾偏方法高程偏差糾偏：采用調(diào)整后支座高度的方法，每次調(diào)整量不超過5mm軸線偏差糾偏：通過改變糾偏油缸伸縮量實(shí)現(xiàn)，單方向糾偏角度不超過1°糾偏原則：“勤測(cè)、微糾、漸變”，避免大角度糾偏造成管節(jié)接口損壞當(dāng)偏差超過預(yù)警值時(shí)，立即停止頂進(jìn)，分析原因并制定專項(xiàng)糾偏方案3.5接收與貫通當(dāng)頂管距離接收井5m時(shí)，降低頂進(jìn)速度至0.5m/h，加密監(jiān)測(cè)頻次至每0.5m一次接收井內(nèi)預(yù)設(shè)接收裝置，采用Φ1000mm鋼套管，套管軸線與設(shè)計(jì)軸線偏差≤10mm貫通前清理接收井內(nèi)土方，安裝導(dǎo)向架，確保管節(jié)順利進(jìn)入接收裝置貫通后測(cè)量實(shí)際偏差，做好記錄并進(jìn)行偏差分析，形成貫通測(cè)量報(bào)告四、質(zhì)量控制措施4.1原材料質(zhì)量控制鋼筋混凝土管：進(jìn)場(chǎng)時(shí)檢查外觀質(zhì)量，每批隨機(jī)抽取3節(jié)進(jìn)行抗?jié)B性能試驗(yàn)鋼材：按批次進(jìn)行力學(xué)性能及重量偏差檢驗(yàn)，每60t為一個(gè)檢驗(yàn)批水泥：采用P.O42.5級(jí)水泥，進(jìn)場(chǎng)時(shí)查驗(yàn)出廠合格證，每200t進(jìn)行一次強(qiáng)度及安定性檢驗(yàn)膨潤(rùn)土：選用鈉基膨潤(rùn)土，蒙脫石含量≥75%，每50t進(jìn)行一次造漿性能檢驗(yàn)4.2工序質(zhì)量控制測(cè)量放線：實(shí)行“三檢制”（自檢、互檢、交接檢），測(cè)量成果經(jīng)監(jiān)理工程師復(fù)核后方可使用基坑開挖：嚴(yán)格控制開挖坡度及坑底標(biāo)高，機(jī)械開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高以上300mm改為人工開挖鋼筋工程：鋼筋綁扎前進(jìn)行除銹調(diào)直，綁扎間距偏差控制在±10mm內(nèi)，保護(hù)層厚度偏差±5mm混凝土工程：采用商品混凝土，坍落度控制在180±20mm，連續(xù)澆筑時(shí)設(shè)施工縫，縫面鑿毛處理頂管施工：每節(jié)管頂進(jìn)完成后進(jìn)行軸線及高程測(cè)量，不合格嚴(yán)禁進(jìn)行下一節(jié)管施工4.3質(zhì)量通病防治管節(jié)接口滲漏：安裝前檢查密封膠條完整性，確保無(wú)破損、老化現(xiàn)象接口安裝時(shí)均勻涂抹密封膠，膠層厚度控制在2-3mm頂進(jìn)過程中控制頂力，避免管口破損軸線偏差超標(biāo)：加強(qiáng)導(dǎo)向孔施工精度控制，每5m進(jìn)行一次位置復(fù)核頂進(jìn)過程中保持勻速推進(jìn)，避免突然加速或減速配備專職測(cè)量員，確保監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確地面沉降過大：優(yōu)化注漿參數(shù)，確保觸變泥漿套形成完整控制出土量，保持與頂進(jìn)速度匹配，出土量偏差不超過5%對(duì)沉降較大區(qū)域及時(shí)進(jìn)行跟蹤注漿加固五、安全文明施工5.1安全管理體系成立項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)的安全管理小組，配備專職安全員2名，特種作業(yè)人員持證上崗編制專項(xiàng)安全施工方案，包括基坑支護(hù)、高處作業(yè)、臨時(shí)用電等專項(xiàng)方案建立安全技術(shù)交底制度，每個(gè)分項(xiàng)工程施工前進(jìn)行書面交底，履行簽字手續(xù)實(shí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，簽訂安全責(zé)任書，將安全責(zé)任落實(shí)到各崗位人員5.2專項(xiàng)安全措施5.2.1基坑安全基坑周邊設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，欄桿刷紅白警示漆，懸掛安全警示標(biāo)志設(shè)置專用上下通道，采用之字形樓梯，寬度1.2m，踏步高度150mm，配備防滑條每日進(jìn)行基坑變形監(jiān)測(cè)，當(dāng)位移速率超過5mm/d時(shí)立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案雨期施工時(shí)，坑頂設(shè)置擋水墻，坑底增設(shè)排水設(shè)施，配備應(yīng)急抽水設(shè)備5.2.2頂管作業(yè)安全工作井內(nèi)設(shè)置應(yīng)急爬梯，井內(nèi)作業(yè)人員配備安全帶及救生繩頂管機(jī)操作手必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，熟悉設(shè)備性能及操作規(guī)程井內(nèi)照明采用36V安全電壓，每10㎡設(shè)置一盞照明燈具定期檢測(cè)井下空氣質(zhì)量，當(dāng)氧氣含量低于19.5%時(shí)，立即停止作業(yè)并進(jìn)行通風(fēng)換氣5.2.3臨時(shí)用電安全施工現(xiàn)場(chǎng)采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，設(shè)置總配電箱、分配電箱、開關(guān)箱三級(jí)配電配電箱安裝漏電保護(hù)器，額定漏電動(dòng)作電流不大于30mA，動(dòng)作時(shí)間不大于0.1s電纜線路采用埋地敷設(shè)，埋深不小于0.7m，穿越道路處加設(shè)防護(hù)套管定期進(jìn)行用電安全檢查，每周不少于1次，做好檢查記錄5.3文明施工措施施工現(xiàn)場(chǎng)出入口設(shè)置洗車平臺(tái)，配備高壓水槍及三級(jí)沉淀池，車輛沖洗干凈后方可出場(chǎng)渣土運(yùn)輸采用密閉式運(yùn)輸車，出場(chǎng)前覆蓋篷布，防止遺撒施工區(qū)域設(shè)置灑水降塵設(shè)施，每日灑水不少于4次，PM10濃度控制在0.5mg/m3以下合理安排施工時(shí)間，避免夜間施工，確需夜間施工時(shí)，辦理夜間施工許可并公告周邊居民六、應(yīng)急預(yù)案6.1常見風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施6.1.1基坑坍塌預(yù)警征兆：支護(hù)結(jié)構(gòu)變形速率突增、坑頂出現(xiàn)裂縫、周邊地面沉降加速應(yīng)急措施：立即停止施工，組織人員疏散至安全區(qū)域?qū)又苓呥M(jìn)行卸載，清除堆載物增設(shè)臨時(shí)鋼支撐，控制變形發(fā)展采用速凝混凝土對(duì)裂縫進(jìn)行封閉處理6.1.2管線損壞預(yù)警征兆：監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常、地面出現(xiàn)沉降裂縫、周邊用戶反映斷水/氣應(yīng)急措施：立即停止頂進(jìn)作業(yè)，關(guān)閉相關(guān)管線閥門通知產(chǎn)權(quán)單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘查，制定修復(fù)方案采用注漿加固等措施控制管線進(jìn)一步變形按照產(chǎn)權(quán)單位要求進(jìn)行專業(yè)修復(fù)6.1.3頂管機(jī)卡殼預(yù)警征兆：頂力突然增大、推進(jìn)速度驟降、螺旋輸送機(jī)出土量異常應(yīng)急措施：停止頂進(jìn)，分析卡殼原因，檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)嘗試調(diào)整頂進(jìn)參數(shù)，采用正反轉(zhuǎn)動(dòng)鉆桿注入潤(rùn)滑泥漿，降低摩阻力必要時(shí)采用人工輔助清障，確保安全前提下進(jìn)行處理6.2應(yīng)急物資儲(chǔ)備物資名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量存放位置應(yīng)急發(fā)電機(jī)150kW1臺(tái)施工現(xiàn)場(chǎng)潛水泵Φ150mm4臺(tái)材料倉(cāng)庫(kù)鋼支撐Φ609mm×16mm6根基坑周邊注漿設(shè)備雙液注漿機(jī)1套設(shè)備倉(cāng)庫(kù)急救箱標(biāo)準(zhǔn)配置2個(gè)辦公區(qū)應(yīng)急照明手提式強(qiáng)光10個(gè)各作業(yè)面七、施工進(jìn)度計(jì)劃7.1關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制工作內(nèi)容計(jì)劃工期（天）開始時(shí)間完成時(shí)間備注施工準(zhǔn)備15第1天第15天含圍擋、臨時(shí)設(shè)施工作井施工25第16天第40天含支護(hù)及結(jié)構(gòu)施工接收井施工20第16天第35天與工作井平行施工頂管施工60第41天第100天分6段施工附屬工程10第101天第110天含檢查井及回填竣工驗(yàn)收5第111天第115天含資料整理7.2進(jìn)度保證措施組織保證：成立進(jìn)度管理小組，每周召開進(jìn)度協(xié)調(diào)會(huì)，及時(shí)解決影響進(jìn)度的因素資源保證：配備足夠的施工設(shè)備及人員，頂管作業(yè)實(shí)行兩班制，確保每天頂進(jìn)不少于6m技術(shù)保證：優(yōu)化施工方案，采用先進(jìn)施工工藝，縮短工序銜接時(shí)間資金保證：設(shè)立專項(xiàng)工程資金，確保材料采購(gòu)、設(shè)備租賃等資金及時(shí)到位應(yīng)急預(yù)案：針對(duì)可能影響進(jìn)度的因素，制定相應(yīng)預(yù)案，減少突發(fā)事件對(duì)工期的影響八、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程8.1驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)管道軸線偏差：≤50mm（每100m）管道高程偏差：±30mm（每100m）接口嚴(yán)密性：閉水試驗(yàn)水頭1.5m，30min內(nèi)滲水量≤2.4L/(m·h)混凝土強(qiáng)度：達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%地面沉降：≤30mm，不均勻沉降≤0.1%8.2驗(yàn)收流程施工單位自檢：完成全部施工內(nèi)容后，進(jìn)行自檢，形成自檢報(bào)告監(jiān)理驗(yàn)收：監(jiān)理工程師對(duì)工程質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，簽署驗(yàn)收意見第三方檢測(cè)：委托第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行管道CCTV檢測(cè)及閉水試驗(yàn)專項(xiàng)驗(yàn)收：組織設(shè)計(jì)、勘察、監(jiān)理等單位進(jìn)行專項(xiàng)驗(yàn)收竣工驗(yàn)收：通過專項(xiàng)驗(yàn)收后，組織竣工驗(yàn)收，辦理竣工驗(yàn)收備案九、結(jié)論與建議9.1結(jié)論本水平導(dǎo)向螺旋頂管施工方案通過合理的施工組織、先進(jìn)的施工工藝和嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，能夠滿足工程設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，確保工程安全、優(yōu)質(zhì)、按期完成。方案具有以下特點(diǎn)：采用水平導(dǎo)向螺旋頂管工