xx加压泵站及进出水管工程（专项施工方案）顶管、工作井承包商： xx建设集团有限公司 编制： 审核： xx加压泵站及进出水管工程顶管、工作井施工方案一、工程概况本工程为xx加压泵站及进出水管工程，在出水管向北过骆霞公路处管线穿越骆霞公路，按照设计要求和施工图纸会审精神，穿越道路的管线都采用顶管施工工艺。顶管壁厚10mm，根据有关部门要求和施工条件需要，管道管顶标高与路面标高差为2.5米。工作井位置定于骆霞公路北侧。本工程所有顶管的施工工期为40天。 二、施工规划根据此段顶管长度、管位及施工现场情况和施工特点，工程施工分为三个阶段：第一阶段是工作井（接收井）制作；第二阶段是管道顶进；第三阶段是接口安装。见施工网络图： 接口安装顶管过程365顶管设备安装施工准备4214天15天2天工作井、接收井设置4天15天 施工网络图三、工作井、接收井施工（见附：工作井、接收井施工图）根据上海地基基础设计规范以及土质情况，并满足规划部门及管线所在区域的勘测报告，选取管顶覆土为2.5米。顶管选用挤压式工艺，工作井采用钢筋混凝土后背的钢板桩阶段井，根据顶管管节长度和管径及选用的顶管设备,内径尺寸设计如下:LB1+ B2 +L1+L2+L3+L4（L5） =0.85+0.4+4+1+0.8+0.9 =7.95m 长度取8mBD+3.6 =0.6+3.6 =4.20m 考虑到沉井制作整体稳定性取5m。（其中3.6米为焊接工作面和放置顶铁的宽度）H=H1+D+h =2.5+0.6+0.7 =3.8m式中 L4接管时留在井内管道的最小长度；B1工作井后背厚度；B2顶铁长度；L1顶管管节长度；L2主油缸长度；L3安装富余量；L4接管时留在井内管道的最小长度；L5工具管长度；B工作井宽度；D管道外径；H工作井的深度；H管顶覆土厚度；h操作空间高度。（一） 工作井：1、 施工流程 挖排水沟和集水井后背制作开挖基坑 铺砂及砼垫层测量放线平整场地浇筑底板混凝土封底抽水垫木 2、主要施工方法（1）钢板桩工作井的制作 制作顺序场地整平 放线 挖土11.5m深 打入钢板桩 土方开挖井壁支撑 井底混凝土浇注 后背制模 后背混凝土浇注 后背钢筋绑扎 混凝土养护 地基处理做法是先用钢板桩打入，形成井样，再以钢板桩为外模，在里面开挖、清理后，做好支撑，井底垫层、绑扎钢筋、浇砼混凝土底面，再进行钢筋砼后背的制作。这样既省去做沉井的麻烦又比钢板井牢固性好，具体做法如下：A、在确定工作井准确位置后，先挖取地面1m深泥土，然后在-1m处打钢板桩井。B、在钢板桩井施工完毕后，挖取钢板井内1m泥土，然后加固支撑。C、挖取淤泥到设计深度后，并清洗井壁，井底铺好大片垫层、钢筋网片后浇筑井底混凝土，预留钢筋足够长度，以便焊接绑扎。、钢筋砼后背制作模板支设后背模板采用合成板组合式定型模板，先支后背靠墙侧模，竖缝处用90mm90mm方木支撑在内部脚手架上，竖缝处亦用方木以16mm拉紧螺栓紧固，横向间距为600mm，纵向间距为1m，在螺栓中间设止水片，与螺栓接触的一圈满焊。模板间隙刮腻子，并用胶布密封。钢筋绑扎在现场的钢筋加工场集中机械下料加工，用悬臂旋杆吊装就位，用人工绑扎，竖筋可一次绑好，水平筋分段绑扎，内外钢筋之间要加设14mm钢筋铁码，每1.5m不少于一个。钢筋用挂线法控制垂直度，间距用开出槽口的木卡尺控制间距，水平间距选用一批竖筋按间距焊上短钢筋头控制。底板钢筋保护层设置为3cm，井壁2cm，用水泥砂浆垫块控制保护层，按要求埋设预留孔和预埋件。混凝土浇筑整个钢筋砼后背一次性浇筑。施工时用悬臂旋杆将混凝土送到脚手架平台上，用手推车沿沉井周边均匀分布地浇筑，浇筑时应对称均匀分层，每层厚度为30cm，以避免造成地基不均匀下沉或产生倾斜，待模板拆除后派专人浇水养护。（二）接收井：采用打密排25B型槽钢长度6米的钢板桩围护上部采用同型号槽钢三角撑和DN200钢管对撑二道，具体见附图。四、顶管施工机具准备为了保证工期和质量，本班组决定投入J2激光经纬仪一台，DSZ2水准仪一台，DS3水准仪一台（备用），BXF-315电焊机4台（备用一台），碳弧气刨一套，行车一台，乙炔氧气一套，烘箱一台，发电机一台（备用），顶机一套，注浆泵一套。1、工艺流程管道顶进下管组对焊接管道外防腐循环设备安装工作井布置结束 2、顶推力计算及千斤顶选择： 0F=F1+ F2式中 F总顶力（kN）；F1工具管正面阻力（kN）； F1 =/4D(1-)R F2管道的摩阻力（kN）；F2 =f2L=DfL（采用触变泥浆公式） D工具管及管道外径（m） 开口率； R挤压阻力（KN/m）取R=400kN/mL管道总长度（M）；f2单位长度管道摩阻力（kN/m）；f管壁与土的平均摩阻力（kN/m）。注:根据地勘测报告顶管段管道处于软粘土层f取4.2kN/mF1 =/4D(1-)R =3.14/40.6(1-40%)400=67.824kNF2 =f2L=DfL =3.140.64.2280 =2215.584kNF=F1+ F2 =67.824+2215.584 =2283.408 kN根据计算结果，拟采用2台3000KN的液压千斤顶。3、工作井布置在工作井两侧设置两道平行于管轴线，并间距为选用的5T行车两边导轮中心间距的钢轨，钢轨上安装5T行车。下管、安装顶管设备及顶管过程中出土均由小行车上下运送。沿工作井边线用40cm厚塘渣铺设3m宽施工道路，工作井四周设置1m高钢管护栏围护，施工人员出入口设置安全门。4、导轨及千斤顶的安装在工作井底用钢管搭设支架牢固搭设至所需标高，在钢管支架上固定安装一组导轨，导轨采用18Kg/m的钢轨，导轨对管道的支撑角一般选用60。导轨净距：A =D/2=0.6/2=0.3mA导轨上部净距（m）D管外径（m）其标高、轴线及坡高符合顶进管道底标高、轴线及管道坡度，同时在使用过程中经常进行校正。油压控制箱宜设置在千斤顶附近，应与千斤顶配套，油管应直顺，减少转角。千斤顶固定安装在支架上，工作时应先校正其头部水平，向下偏差不应超过3mm，其与管道中心的垂线应对称，偏差不得超过5mm，多台千斤顶安装时其规格应相同，如用不同规格时，其行程要同步，使用时油路并联，每台千斤顶各有进退油控制系统。千斤顶安装的高程，一般应使千斤顶的着力点位于管端面垂直直径的四分之一处左右。5、顶铁、后靠座的安装和使用顶铁采用型钢焊接成型，安装后，顶铁轴线与管道轴线平行、对称。更换顶铁时，应先使用长度大的顶铁，顶铁拼装后有锁定装置，顶端采用环型顶铁。后靠座采用3cm厚不小于1.5m2的铁板、导木安装在工作井砼壁上，安装后，后靠座平面与管道轴线垂直。后靠座砼强度验算：SfcFS 后背座面积1m2fc 砼抗压强度12.5N/mm2F 千斤顶工作最大顶力Sfc = 112500 = 12500KN4243.4KN 安全6、减少顶管阻力经计算顶管最大顶力超过千斤顶的额定顶力，必须在顶管过程中进行注浆，在钢管外壁形成一个2cm厚的浆套，减少管外壁与土的磨擦力,注浆液根据管线选用膨润土，注浆口设置在铰接壳体的周边，壳顶、左、右共设置3个，呈正三角形分布。注浆泵采用动脉小，注浆均匀的螺杆泵，注浆压力根据以往同条件的顶管经验和多次试验确定最佳压力控制在0.250.3Mpa。7、顶管测量为保证精度，将地面管道中心桩用激光经纬仪低度引入工作井前后井壁第一道围檩上，作为顶管中心的测量基线；将地面的临时水准点用水准仪引入工作井的底部，设置2点，以使闭合之用，选择不易碰撞及不遮挡测量视线的地方设置。工作井内的中心桩与水准点设置必须牢固可靠，要经常校对并保证准确。中心桩应设可靠的延长桩，管道中心桩设置的位置，要考虑到后背或基础变形的影响。在工具管头部固定设置一个“+”字刻度（精确到1cm）板靶标，通过对工具管中的靶标测量来控制顶管过程中的管轴线位置。（1）轴线测量：离后靠座钢板1m的管道轴线位置处，在原先埋设的预埋件上安装一个固定支架，支架基座与顶管设备须脱离留有一定间隙，避免在顶管过程中出现设备（如：导轨）等移动时碰撞基座，然后用经纬仪把轴线引设到支架基座面做好标记并加以保护措施，测量时在支架上安放激光经纬仪，通过工具管头部的靶标观测顶管过程中工具管轴线偏差情况。（2）高程测量：通过高程尺和放置在固定支架上的水准仪，测量管节、管前端内底高程，以控制顶进高程。同时测首节管后端内底高程，以控制坡度。（3）测量次数及要求：在顶管进程中，一般每顶进50cm100cm左右测量一次管段的高程和轴线,当顶进出现偏斜时,则每顶进30cm左右应测量一次。8、下管组对、焊接及内外防腐制作管道下管采用龙门架吊装至工作井的导轨上并用千斤顶就位。起吊设备应经常进行检查、试吊，确认安全可靠方可下管，下管时工作井内严禁站人，当距导轨小于50cm时，操作人员方可靠前操作。第一节管子下至导轨上，应测量管子中心及前端和后端的管底高程，确认安装符合规范后方可顶进。第一节管作为工具管，顶进方向与高程的准确，是保证整段顶管质量的关键。就位后管道先进行人工组对，破口打磨，先对焊打磨，碳弧气刨刨光等一系列规范要求的焊接操作程序，钢管焊接接头须经业主指定测试单位的X射线拍片抽查合格后才能有资格继续进行焊接施工，每个接头焊接完成后先自检合格,再由施工单位通知监理公司经现场监理工程师认可，方可进行下一道工序施工。外防腐为纯环氧树脂包玻璃纤维布，规格二布三油一底一面，外防腐的干硬度必须达到设计要求后才能顶进。由于顶管的特殊性，为了保证接头处水泥砂浆内防腐的质量，须待到整段顶管完成后再进行内防腐整体施工。9、管道顶进待外防腐干度达到设计要求及业主、设计单位提供管线位置上详尽的地质图和障碍情况后，开始管道顶进，并坚持先顶后挖，随顶随挖的原则。顶进第一节管时，应缓慢进行，及时校正顶进偏差。过程中，应每顶进20cm30cm，即对中心和高程测量一次，同时应对导轨轴线和底板标高进行校核，检查导轨有否移动和底板沉降，待各接触部位密合无异常问题，再按正常顶进速度顶进。在正常顶进中每顶进50