地下十八米頂管專(zhuān)項(xiàng)施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與設(shè)計(jì)參數(shù)本工程為城市地下綜合管廊配套排水管道工程，采用頂管法施工穿越城市主干道及既有建筑群。設(shè)計(jì)管道為DN2000鋼筋混凝土管，單段頂進(jìn)長(zhǎng)度120米，埋深18米，設(shè)計(jì)坡度0.3%。管道采用F型接口，橡膠圈密封，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50，抗?jié)B等級(jí)P8。工程地質(zhì)勘察顯示，施工區(qū)域土層分布自上而下依次為：①雜填土（厚2.0m）、②粉土（厚6.0m，稍密狀態(tài)）、③粉粘土（厚1.5m，可塑狀態(tài)）、④中砂層（厚5.8m，中密狀態(tài)）、⑤粉質(zhì)粘土（厚3.2m，硬塑狀態(tài)），地下水位位于地表下4.5m，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。1.2工程重難點(diǎn)分析本工程核心難點(diǎn)在于：1）18米超深工作井支護(hù)體系穩(wěn)定性控制；2）中砂層頂進(jìn)時(shí)的開(kāi)挖面失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)；3）長(zhǎng)距離頂進(jìn)軸線偏差控制（允許偏差±50mm）；4）既有地下管線（距頂管軸線3m處有DN1000給水管）保護(hù)。針對(duì)上述難點(diǎn)，方案采用Φ800mm鉆孔灌注樁+高壓旋噴樁止水帷幕的工作井支護(hù)結(jié)構(gòu)，配置土壓平衡式頂管機(jī)，并實(shí)施24小時(shí)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。二、施工準(zhǔn)備2.1技術(shù)準(zhǔn)備組織技術(shù)團(tuán)隊(duì)完成圖紙會(huì)審，編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案并通過(guò)專(zhuān)家論證。建立三級(jí)測(cè)量控制網(wǎng)，布設(shè)6個(gè)永久控制點(diǎn)和4個(gè)工作基點(diǎn)，采用全站儀進(jìn)行軸線放樣，水準(zhǔn)儀控制高程，測(cè)量精度達(dá)到《工程測(cè)量規(guī)范》GB50026二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)18米埋深特點(diǎn)，特別制定頂管機(jī)姿態(tài)控制預(yù)案，設(shè)定每50cm頂進(jìn)量進(jìn)行一次軸線復(fù)核。2.2現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備2.2.1工作井與接收井施工工作井采用沉井法施工，平面尺寸8m×6m，井壁厚度800mm，混凝土強(qiáng)度C30。沉井分三節(jié)制作，第一節(jié)高6m，第二節(jié)高6m，第三節(jié)高6.5m，采用排水下沉工藝，配備4臺(tái)Φ150mm井點(diǎn)降水設(shè)備，將地下水位降至刃腳以下1.5m。接收井為直徑5m的圓形沉井，采用不排水下沉，水下混凝土封底厚度1.2m。2.2.2設(shè)備安裝調(diào)試主頂系統(tǒng)配置4臺(tái)300t液壓千斤頂（行程1.5m），呈對(duì)稱(chēng)布置，合力中心與管道軸線偏差≤30mm。導(dǎo)軌采用20#工字鋼，安裝時(shí)嚴(yán)格控制軌距（1500mm）及高程（±2mm），導(dǎo)軌與沉井底板預(yù)埋件焊接固定。頂管機(jī)選用Φ2200mm土壓平衡掘進(jìn)機(jī)，刀盤(pán)扭矩320kN·m，推進(jìn)速度0~80mm/min，配備激光導(dǎo)向系統(tǒng)和自動(dòng)糾偏裝置。2.3材料準(zhǔn)備鋼筋混凝土管進(jìn)場(chǎng)需提供出廠合格證及第三方檢測(cè)報(bào)告，每批隨機(jī)抽取3節(jié)進(jìn)行抗裂性能試驗(yàn)。橡膠密封圈采用遇水膨脹型，斷面尺寸30×20mm，硬度ShoreA70±5。頂鐵采用Q235鋼制作，分為橫頂鐵（300×300×1500mm）、順頂鐵（250×300×1000mm）兩種規(guī)格，使用前進(jìn)行超聲波探傷檢測(cè)，確保焊縫質(zhì)量。三、頂進(jìn)施工3.1頂管機(jī)始發(fā)3.1.1洞口密封裝置安裝在工作井預(yù)留洞口（直徑2250mm）安裝雙層橡膠止水圈，內(nèi)層為“Ω”型密封，外層為“U”型密封，中間填充黃油。洞門(mén)破除前，對(duì)洞口周邊3m范圍采用Φ50mm注漿管進(jìn)行雙液注漿（水灰比1:1水泥漿與水玻璃體積比3:1），加固土體強(qiáng)度至1.2MPa以上。3.1.2初始頂進(jìn)控制頂管機(jī)吊裝就位后，調(diào)整刀盤(pán)傾角至+0.5°（預(yù)留抬頭量），初始頂進(jìn)5m為試掘進(jìn)階段，控制頂進(jìn)速度≤20mm/min，土倉(cāng)壓力設(shè)定為0.12~0.15MPa。每頂進(jìn)10cm記錄一次頂力、扭矩、土壓力等參數(shù)，待各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)入正常掘進(jìn)。3.2正常頂進(jìn)施工3.2.1掘進(jìn)參數(shù)控制根據(jù)不同土層特性動(dòng)態(tài)調(diào)整施工參數(shù)：在粉土層段，控制刀盤(pán)轉(zhuǎn)速2.5r/min，推進(jìn)速度40~50mm/min，出土量誤差控制在±5%；進(jìn)入中砂層后，適當(dāng)降低推進(jìn)速度至30mm/min，同步增加泡沫注入量（濃度3%，注入壓力0.18MPa），防止掌子面失穩(wěn)。頂進(jìn)過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行“勤測(cè)勤糾”原則，當(dāng)軸線偏差超過(guò)10mm時(shí)啟動(dòng)糾偏系統(tǒng)，每次糾偏角度≤0.5°。3.2.2管節(jié)拼裝管節(jié)采用100t吊車(chē)吊裝，安裝前清理接口處雜物，在承口內(nèi)側(cè)均勻涂抹潤(rùn)滑劑。每節(jié)管節(jié)頂進(jìn)完成后，立即進(jìn)行接口密封處理，采用雙道橡膠圈+遇水膨脹膩?zhàn)訔l復(fù)合止水措施，管節(jié)間縫隙控制在10~15mm，相鄰管節(jié)錯(cuò)口≤15mm。3.3特殊段施工措施3.3.1穿越砂層段當(dāng)頂管機(jī)進(jìn)入④層中砂時(shí)，實(shí)施以下特殊措施：1）加密監(jiān)測(cè)頻率至每30分鐘一次；2）土倉(cāng)壓力提高至0.16~0.18MPa；3）采用級(jí)配砂石（砂:石=3:7）置換出土，控制出土速度；4）在管節(jié)外壁安裝注漿管，同步注入水泥-水玻璃漿液（初凝時(shí)間30s）形成保護(hù)膜。3.3.2近接施工保護(hù)距既有DN1000給水管3m范圍時(shí)，啟動(dòng)微擾動(dòng)施工模式：1）頂進(jìn)速度降至15mm/min；2）刀盤(pán)扭矩限制在280kN·m以?xún)?nèi)；3）在給水管沿線布設(shè)5個(gè)測(cè)斜點(diǎn)，監(jiān)測(cè)其沉降變形（報(bào)警值5mm）；4）提前對(duì)給水管進(jìn)行注漿加固，形成2m寬的保護(hù)屏障。四、質(zhì)量控制措施4.1管道軸線控制建立“測(cè)量-反饋-糾偏”閉環(huán)控制體系，采用激光經(jīng)緯儀進(jìn)行實(shí)時(shí)導(dǎo)向，每頂進(jìn)1m進(jìn)行一次全斷面測(cè)量。當(dāng)發(fā)現(xiàn)軸線偏差時(shí)，采用分區(qū)控制千斤頂推力的方法進(jìn)行糾偏，單次糾偏量不超過(guò)3mm，累計(jì)糾偏角度≤3°。頂進(jìn)完成后，進(jìn)行管道線形檢測(cè)，確保全段軸線偏差≤30mm。4.2接口質(zhì)量控制管節(jié)安裝前檢查橡膠圈是否完好，接口處涂刷硅油潤(rùn)滑。頂進(jìn)時(shí)控制相鄰管節(jié)錯(cuò)口≤10mm，采用塞尺檢查接口間隙，確保無(wú)滲漏。每5節(jié)管節(jié)進(jìn)行一次接口密封性試驗(yàn)，采用0.2MPa壓縮空氣檢測(cè)，保壓30min壓力降≤5%為合格。4.3混凝土質(zhì)量控制管節(jié)進(jìn)場(chǎng)后按批次進(jìn)行外觀檢查（裂縫寬度≤0.2mm）和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)（≥50MPa）。工作井及接收井混凝土采用泵送施工，坍落度控制在180±20mm，初凝時(shí)間≥6h。設(shè)置6組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊和3組同條件養(yǎng)護(hù)試塊，確?；炷翉?qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的100%后方可進(jìn)行后續(xù)施工。五、安全保證措施5.1工作井安全防護(hù)工作井周邊設(shè)置1.2m高防護(hù)欄桿，懸掛安全警示標(biāo)志，井內(nèi)搭設(shè)滿(mǎn)堂腳手架操作平臺(tái)，設(shè)置2個(gè)安全梯（寬0.8m，步距0.3m）。配備4臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)（風(fēng)量1500m3/h）進(jìn)行通風(fēng)，井下空氣中氧氣含量保持在19.5%~23.5%，有害氣體濃度控制在《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》GBZ2.1規(guī)定限值以下。5.2頂管機(jī)操作安全制定《頂管機(jī)安全操作規(guī)程》，操作人員必須持證上崗。設(shè)備啟動(dòng)前進(jìn)行“十字作業(yè)”檢查（清潔、潤(rùn)滑、緊固、調(diào)整、防腐），液壓系統(tǒng)工作壓力不得超過(guò)25MPa，電氣設(shè)備接地電阻≤4Ω。刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，嚴(yán)禁人員進(jìn)入土倉(cāng)作業(yè)，如需進(jìn)入，必須切斷電源并設(shè)置“禁止合閘”警示牌。5.3監(jiān)測(cè)預(yù)警機(jī)制布設(shè)12個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括：工作井沉降（精度±1mm）、頂管軸線偏差（±2mm）、地面沉降（報(bào)警值30mm）、地下管線位移（報(bào)警值5mm）。采用自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)每15分鐘采集一次，當(dāng)監(jiān)測(cè)值達(dá)到預(yù)警值（報(bào)警值的80%）時(shí)，立即停止頂進(jìn)，分析原因并采取加固措施。六、應(yīng)急預(yù)案6.1塌方事故應(yīng)急當(dāng)發(fā)生掌子面塌方時(shí)，立即啟動(dòng)應(yīng)急響應(yīng)：1）停止頂進(jìn)，關(guān)閉螺旋輸送機(jī)；2）向土倉(cāng)注入速凝混凝土（初凝時(shí)間≤5min）；3）啟動(dòng)備用降水設(shè)備，降低地下水位；4）采用Φ200mm鋼管樁（長(zhǎng)6m）進(jìn)行超前支護(hù)。同時(shí)疏散周邊人員，設(shè)置警戒區(qū)，待土體穩(wěn)定后制定清淤方案。6.2軸線偏差超標(biāo)應(yīng)急當(dāng)軸線偏差超過(guò)50mm時(shí)，執(zhí)行以下措施：1）停止頂進(jìn)，重新校核測(cè)量控制點(diǎn)；2）分析偏差原因，調(diào)整糾偏參數(shù)；3）采用局部注漿加固地層，控制后續(xù)頂進(jìn)方向；4）必要時(shí)啟用備用導(dǎo)軌，進(jìn)行軸線復(fù)位。偏差糾正過(guò)程中，每頂進(jìn)20cm測(cè)量一次，確保偏差勻速減小。6.3地下管線破壞應(yīng)急若監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)既有給水管位移超標(biāo)，立即采?。?）停止頂進(jìn)作業(yè)；2）啟動(dòng)備用供水系統(tǒng)，切斷受損管段水源；3）采用鋼板樁（長(zhǎng)4m）支護(hù)管線周邊土體；4）組織專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行管線修復(fù)，修復(fù)完成后進(jìn)行打壓試驗(yàn)（壓力1.0MPa，保壓1h）。七、施工進(jìn)度計(jì)劃本工程總工期60天，采用Project軟件進(jìn)行進(jìn)度控制，關(guān)鍵線路為：工作井施工（15天）→頂管機(jī)安裝調(diào)試（5天）→管道頂進(jìn)（30天）→接收井施工（10天）。為保證工期，采取以下措施：1）投入2套頂進(jìn)設(shè)備，實(shí)行兩班制作業(yè)；2）提前儲(chǔ)備30節(jié)混凝土管節(jié)；3）設(shè)置進(jìn)度預(yù)警機(jī)制，當(dāng)滯后計(jì)劃3天時(shí)，增加作業(yè)人員（由12人增至18人）；4）與混凝土供應(yīng)商簽訂應(yīng)急供貨協(xié)議，確保連續(xù)澆筑。八、環(huán)境保護(hù)措施施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置洗車(chē)平臺(tái)（長(zhǎng)8m，寬4m），車(chē)輛出場(chǎng)前必須沖洗輪胎。施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池（容積50m3）處理后回用，沉渣委托有資質(zhì)單位外運(yùn)處置。頂進(jìn)作業(yè)產(chǎn)生的棄土（約1200m3）采用密閉式運(yùn)輸車(chē)外運(yùn)至指定消納場(chǎng)。噪聲控制方面，選用低噪聲設(shè)備（晝間≤70dB，夜間≤55dB），夜間施工辦理許可手續(xù)，并公告周邊居民。九、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程工程驗(yàn)收分為分項(xiàng)工程驗(yàn)收、分部工程驗(yàn)收和竣工驗(yàn)收三個(gè)階段。分項(xiàng)工程驗(yàn)收重點(diǎn)檢查頂管軸線偏差、接口密封性、混凝土強(qiáng)度等指標(biāo)；分部工程驗(yàn)收包括工作井結(jié)構(gòu)、頂管施工、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等內(nèi)容；竣工驗(yàn)收需提供完整的技術(shù)資料（含測(cè)量記錄、隱蔽工程驗(yàn)收記錄、監(jiān)測(cè)報(bào)告等），并通過(guò)第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)的管道CCTV檢測(cè)（Ⅰ級(jí)缺陷≤2處/100m）。驗(yàn)收嚴(yán)格執(zhí)行《