阿拉爾市頂管非開(kāi)挖施工專(zhuān)項(xiàng)方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與施工必要性本工程位于新疆維吾爾自治區(qū)阿拉爾市主城區(qū)，主要涉及DN1200mm鋼筋混凝土排水管鋪設(shè)，全長(zhǎng)850米，穿越城市主干道2處、農(nóng)田灌溉渠1處及既有地下管線密集區(qū)。阿拉爾市作為塔里木盆地西北邊緣重要城市，地表植被覆蓋率低、生態(tài)系統(tǒng)脆弱，傳統(tǒng)開(kāi)挖施工將導(dǎo)致土地沙化風(fēng)險(xiǎn)加劇，同時(shí)造成交通中斷與地下管線破壞隱患。采用泥水平衡頂管技術(shù)可減少地表擾動(dòng)面積達(dá)90%以上，有效保護(hù)周邊防風(fēng)固沙植被帶，保障兵團(tuán)大道等主干道通行能力。1.2地質(zhì)水文條件根據(jù)勘察數(shù)據(jù)，施工區(qū)域地層分布呈現(xiàn)典型戈壁土特征：0-2.5m：粉細(xì)砂層，松散結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=8-12，滲透系數(shù)1.2×10?3cm/s，易發(fā)生管涌2.5-6.8m：鈣質(zhì)膠結(jié)礫石層，中密狀態(tài)，最大粒徑達(dá)150mm，N=25-30，局部含孤石6.8m以下：中風(fēng)化泥巖層，單軸抗壓強(qiáng)度18-25MPa，節(jié)理裂隙發(fā)育地下水位埋深5.2-6.5m，屬潛水類(lèi)型，受農(nóng)田灌溉影響季節(jié)性變化幅度達(dá)1.5m，對(duì)砂層段施工易形成管涌壓力。1.3主要工程量項(xiàng)目名稱(chēng)規(guī)格參數(shù)單位數(shù)量工作井8m×6m×7.5m（深）座2接收井6m×4m×6.8m（深）座2頂進(jìn)管道DN1200mmⅢ級(jí)鋼筋混凝土管m850中繼間200t液壓式套3泥漿系統(tǒng)45m3/h處理能力套1二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備組織專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì)完成以下工作：采用RD8000管線探測(cè)儀對(duì)施工軸線兩側(cè)20m范圍進(jìn)行地下管線定位，標(biāo)記給水管（DN500，埋深1.8m）、燃?xì)夤埽―N300，埋深2.2m）等12處既有設(shè)施，繪制三維管線沖突圖編制專(zhuān)項(xiàng)施工組織設(shè)計(jì)，重點(diǎn)明確鈣質(zhì)礫石層破碎方案、泥巖層頂進(jìn)參數(shù)及砂層止水措施對(duì)頂管機(jī)操作手進(jìn)行地質(zhì)適應(yīng)性培訓(xùn)，模擬不同地層掘進(jìn)參數(shù)組合（刀盤(pán)轉(zhuǎn)速、推進(jìn)速度匹配表）2.2現(xiàn)場(chǎng)布置工作井區(qū)域劃分功能分區(qū)：管材堆放區(qū)：硬化處理+150mm厚C20混凝土墊層，設(shè)置2%排水坡度，采用10t龍門(mén)吊吊裝泥漿循環(huán)系統(tǒng)：布置沉淀池（三級(jí)，總?cè)莘e80m3）、泥漿池（50m3）及壓濾機(jī)，管路采用DN200mm高壓軟管電力配置：設(shè)置315KVA臨時(shí)變壓器，采用TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)，頂進(jìn)設(shè)備獨(dú)立回路監(jiān)測(cè)區(qū)：沿軸線每50m布設(shè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，采用全站儀按二等水準(zhǔn)精度監(jiān)測(cè)2.3設(shè)備選型針對(duì)復(fù)合地層特點(diǎn)配置核心設(shè)備：主頂設(shè)備：2000t液壓千斤頂（行程1.5m），配套PLC同步控制系統(tǒng)，頂力偏差控制≤5%掘進(jìn)機(jī)：Φ1350mm泥水平衡頂管機(jī)，刀盤(pán)配置YT28型鑿巖機(jī)（破碎孤石），額定扭矩480kN·m導(dǎo)向系統(tǒng)：德國(guó)VMT激光導(dǎo)向儀，水平偏差≤±20mm/100m，高程偏差≤±30mm/100m排土系統(tǒng)：Φ200mm螺旋輸送機(jī)（輸送量80m3/h）+渣漿泵（揚(yáng)程50m）組合三、關(guān)鍵施工流程3.1工作井施工采用Φ800mm鉆孔灌注樁+Φ609mm鋼支撐支護(hù)體系：基坑開(kāi)挖：分層開(kāi)挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，每層深度2m，隨挖隨撐，鋼支撐軸力預(yù)加至300kN降水處理：布置6口Φ300mm管井（深12m），采用潛水泵連續(xù)降水，水位控制在坑底以下1.5m封底施工：澆筑800mm厚C30P8抗?jié)B混凝土，內(nèi)置Φ20@200雙層鋼筋網(wǎng)，設(shè)置6處集水井后背墻施工：采用3m×4m×0.8m鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，墻面安裝20mm厚鋼板，抗壓強(qiáng)度≥30MPa3.2頂進(jìn)施工3.2.1機(jī)組安裝調(diào)試導(dǎo)軌安裝：采用20#槽鋼，安裝偏差控制：軸線偏差≤3mm，高程偏差≤2mm，軌距偏差±2mm頂力系統(tǒng)：4臺(tái)主頂千斤頂對(duì)稱(chēng)布置，合力中心與管節(jié)軸線偏差≤50mm導(dǎo)向系統(tǒng)校準(zhǔn)：在接收井設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，激光儀初始定位偏差≤5mm，每頂進(jìn)50cm復(fù)核一次3.2.2分區(qū)分段頂進(jìn)參數(shù)地層類(lèi)型刀盤(pán)轉(zhuǎn)速(r/min)推進(jìn)速度(mm/min)泥漿壓力(kPa)出土量(m3/m)粉細(xì)砂層1.2-1.530-40120-1501.35-1.45鈣質(zhì)礫石層0.8-1.015-20180-2201.20-1.30中風(fēng)化泥巖1.0-1.225-35150-1801.30-1.403.2.3中繼間設(shè)置在350m、550m、750m處設(shè)置中繼間，啟動(dòng)條件：主頂壓力達(dá)1800t或頂進(jìn)速度降至10mm/min以下，單次頂進(jìn)長(zhǎng)度控制在200m內(nèi)。3.3泥漿系統(tǒng)控制采用鈉基膨潤(rùn)土（摻量6%）+CMC（0.2%）+純堿（0.5%）配置護(hù)壁泥漿：漏斗黏度：22-25s動(dòng)切力：8-12Pa失水量：≤15mL/30min砂層段添加聚丙烯酰胺（0.1%），泥巖層添加重晶石粉（密度1.2g/cm3）3.4管節(jié)連接采用"雙膠圈+注漿孔"密封結(jié)構(gòu)：管節(jié)接口清理后涂刷硅油，安裝Φ20mm遇水膨脹橡膠圈采用100t千斤頂進(jìn)行接口頂推，壓縮量控制在35-40mm接口周向均勻布置4個(gè)Φ25mm注漿孔，頂進(jìn)完成后注入水泥-水玻璃雙液漿四、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)4.1軸線控制直線段每50m測(cè)設(shè)一個(gè)軸線控制點(diǎn)，偏差預(yù)警值±25mm，糾偏采用"勤測(cè)微糾"原則，單次糾偏角度≤0.5°曲線段（R=500m）采用楔形環(huán)管節(jié)，楔形量20mm，每節(jié)管節(jié)偏轉(zhuǎn)角度≤0.3°4.2結(jié)構(gòu)驗(yàn)收指標(biāo)項(xiàng)目允許偏差檢查方法管內(nèi)底高程±30mm水準(zhǔn)儀測(cè)每節(jié)管中心軸線50mm全站儀測(cè)前端面相鄰管節(jié)錯(cuò)口≤15mm鋼尺量測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度+10mm,-5mm電磁感應(yīng)儀4.3沉降監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)頻率：頂進(jìn)期間1次/2h，完成后1次/天，持續(xù)7天控制標(biāo)準(zhǔn)：路面沉降≤30mm，既有管線沉降≤10mm，建筑物傾斜率≤0.002五、安全專(zhuān)項(xiàng)措施5.1基坑安全采用測(cè)斜儀監(jiān)測(cè)樁體位移，預(yù)警值≤50mm/天鋼支撐軸力實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，每2h記錄一次，變化速率超50kN/h立即停止施工配備2臺(tái)備用抽水泵（功率7.5kW），防止突降雨水倒灌5.2地下管線保護(hù)距離既有管線3m范圍內(nèi)采用人工掘進(jìn)，頂進(jìn)速度降至10mm/min燃?xì)夤芫€周邊2m設(shè)置MMS-200型氣體檢測(cè)儀，濃度超0.5%立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案給水管線采用管棚支護(hù)（Φ108mm×6mm無(wú)縫鋼管，間距300mm）5.3防坍塌措施砂層段儲(chǔ)備200m3級(jí)速凝混凝土（初凝時(shí)間≤15min）配置地質(zhì)雷達(dá)（分辨率≤0.1m），每頂進(jìn)10m掃描前方孤石分布刀盤(pán)扭矩超額定值120%時(shí)自動(dòng)停機(jī)，采用靜態(tài)爆破處理孤石六、應(yīng)急預(yù)案6.1管涌處理當(dāng)工作井出現(xiàn)管涌（水位上升速度>5cm/h）：立即啟動(dòng)備用泵降水，同時(shí)向涌水點(diǎn)拋填級(jí)配砂石（粒徑5-30mm）采用Φ50mm注漿管注入水泥-水玻璃雙液漿（水灰比1:1，初凝時(shí)間30s）管涌控制后，在井壁外側(cè)設(shè)置高壓旋噴樁（Φ600mm，間距400mm）6.2軸線偏差超標(biāo)當(dāng)偏差超50mm時(shí)：停止頂進(jìn)，分析偏差原因（地層不均/注漿壓力失衡）采用糾偏千斤頂（行程150mm）進(jìn)行分級(jí)糾偏，單次糾偏量≤5mm調(diào)整泥漿壓力分布，偏差側(cè)提高壓力10-20kPa6.3設(shè)備故障主頂系統(tǒng)突發(fā)故障時(shí)：立即啟動(dòng)中繼間鎖定裝置，防止管節(jié)回縮啟用備用液壓站（流量80L/min）維持基本頂力2h內(nèi)無(wú)法修復(fù)時(shí)，采用型鋼后背臨時(shí)加固七、環(huán)境保護(hù)措施7.1揚(yáng)塵控制施工區(qū)域設(shè)置2.5m高圍擋，頂部安裝霧炮機(jī)（覆蓋半徑30m）出入車(chē)輛必須經(jīng)過(guò)三級(jí)洗車(chē)平臺(tái)（沖洗水量5m3/輛）棄土場(chǎng)采用防塵網(wǎng)（2000目）全覆蓋，定期灑水（濕度≥60%）7.2噪聲管理破碎機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備設(shè)置隔音棚（降噪量≥25dB）夜間施工（22:00-6:00）噪聲控制在55dB以下，超標(biāo)時(shí)采用低噪聲液壓錘周邊居民區(qū)設(shè)置噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每小時(shí)記錄一次數(shù)據(jù)7.3泥漿處理采用板框壓濾機(jī)（處理量15m3/h）將廢棄泥漿含水率降至30%以下干泥餅運(yùn)至指定填埋場(chǎng)，清水循環(huán)利用率≥80%防止泥漿外溢，設(shè)置30cm高防滲明溝+集液池（容積50m3）八、施工進(jìn)度計(jì)劃采用Project軟件編制四級(jí)進(jìn)度計(jì)劃體系，關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制：工作井施工：45天（含支護(hù)體系）頂進(jìn)施工：每天平均頂進(jìn)6-8m，總工期140天（含3次設(shè)備檢修）設(shè)備安裝調(diào)試：15天驗(yàn)收及清場(chǎng)：10天計(jì)劃采用BIM技術(shù)進(jìn)行4D進(jìn)度模擬，每周召開(kāi)進(jìn)度分析會(huì)，延誤超3天啟動(dòng)趕工措施（增加1個(gè)作業(yè)班組，實(shí)行兩班制）。九、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程9.1中間驗(yàn)收每頂進(jìn)100m進(jìn)行管節(jié)外觀質(zhì)量檢查，重點(diǎn)檢查裂縫（寬度≤0.2mm）、接口滲漏（允許滴漏量≤10mL/min）頂力系統(tǒng)每月進(jìn)行標(biāo)定，誤差超3%立即停用檢修9.2竣工驗(yàn)收管道嚴(yán)密性試驗(yàn)：采用閉水試驗(yàn)，水頭高度2m，30min內(nèi)滲水量