果园污水处理厂配套截污干管第三标段工程施工组织设计.doc

果园污水处理厂配套截污干管第三标段工程

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目 录
一、编制依据、原则、范围及采用标准………………………………4
1．1、编制依据及采用的工程施工规程、规范、检验标准…………4
二、工程概况 …………………………………………………………4
2．1、工程位置及设计概况 …………………………………………4
2．2、现场地质条件……………………………………………………4
2．3、现场水文条件……………………………………………………6
三、施工总两面布置及组织机构………………………………………7
3．1、生活、办公区布置………………………………………………7
3．2、现场布置 ………………………………………………………7
3．3、供、排水…………………………………………………………8
3．4、供电………………………………………………………………8
3．5、施工组织机构图…………………………………………………8
四、主要施工内容及施工方法…………………………………………8
4．1、准备工作…………………………………………………………9
4．2、工作井、接收井施工……………………………………………9
4．3、顶道施工 ………………………………………………………11
五、质量保证体系 ……………………………………………………30
5．1、质量保证与控制方案 …………………………………………30
5．2、质量保证体质 …………………………………………………30
5．3、保证质量的控制措施 …………………………………………30
5．4、确保工程质量的主要技术措施 ………………………………32
5．5、本工程质量目标………………………………………………33
六、安全生产施工措施………………………………………………33
6．1、安全技术交底…………………………………………………33
6．2、工作井施工时安全施工技术措施……………………………33
6．3、顶管时的安全施工技术措施…………………………………34
6．4、施工应急处理预案……………………………………………34
6．5、安全管理………………………………………………………35
6．6、现场用电安全管理……………………………………………35
6．7、安全生产技术保证措施………………………………………37
6．8、文明施工措施…………………………………………………38
七、拟投入的设备及人员计划………………………………………39
八、施工工期…………………………………………………………40
九、施工进度计划……………………………………………………40
十、施工平面布置图、工作井平面布置图、剖面图………………42

一、编制依据
1．1、果园污水处理厂配套截污干管第三标段工程设计图。
1．2、给排水管道施工及验收规范（GB50268-97）。
1．3、市政排水管渠工程质量检验评定标准（CJJ3-90）。
1．4、给水排水构筑物施工及验收规范（GBJ141-90）。
1．5、地基地基础工程施工及规范（GBJ202-83）。
1．6、现场实际环境及有关施工条件。
1．7、公司有关给排水工程、有关开挖、非开挖顶管的施工经验。
1．8、果园污水处理厂配套截污干管第三标段工程招标文件技术规范。
二、工程概况
2．1工程位置及设计概况
本工程为果园污水处理厂配套截污干管第三标段，位于重庆市江北区鱼嘴镇附近，周边场镇公路发达，交通方便，设计管网里程编号为WA0+0.00～WA3+765.5，全长3765.5m；采用顶管施工管线段为WA0+0.00-3+657.5，全长3657.5m，设计底标高为182.61m-188.25m,坡度为1.2‰，地面平场标高为194.41m-275.83m，管材为III级钢筋混凝土管，接口形式为橡胶圈接口，其中WA0+0.00-WA0+650（长650m）段管径为d1350，WA0+650- WA3+657.5（长3007.5m）段管径为d1500；WA3+657.5-3+765.5（长108m）段采用架空处理，管材采用焊接钢管，基础型式为桩基础。
2．2现场地质条件
管网区主要为构造剥蚀浅丘岸坡地貌，管线沿长江河岸布置，无滑坡、崩塌、泥石流等不良地质现象，也无地下硐室。
根据勘察地层由新至老为：第四系全新统素填土层（Q4ml）、残坡积层（Q4el+dl）、冲洪积层（Q4al+pl）、侏罗系中统沙溪庙组（J2s）。
(1)第四系全新统素填土层（Q4ml）：
紫红色，主要由粉质粘土与砂岩碎石、角砾等组成，碎石角砾含量不均，粒径一般为2～50cm，含量2～45%。土体结构松散-稍密，稍湿，本次勘探揭露厚度为0.50～25.70m，堆填时间一般约为1～5年左右，广泛分布于拟建管网沿线，为修建沿线道路时堆填形成，填土多采用了夯实处理，属于新近填土。
（2）第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）：
粉质粘土，褐色，可塑，干强度中等，韧性中等，切面稍有光泽，无摇振反应，含有少量碎屑，主要分布于原始斜坡坡面区域，勘察揭露厚度一般0～0.50m。
（3）第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）：
粉质粘土，褐色，可塑～软塑状，干强度中等，韧性中等，局部含碎屑，主要分布在河流洼地沿线。
砂土，褐色，稍湿-湿，属于中砂，矿物成分为长石、石英，粘粒含量约5%～10%，主要分布在河流洼地沿线。
（4）侏罗系中统沙溪庙组(J2s)
砂岩：灰色，由石英、长石、云母及少量岩屑组成。细～中粒结构，中厚层状构造。强风化岩体较破碎，呈短柱状，质软，层厚1.10m～2.20m。中等风化岩体完整性好，多呈15～50cm的柱状，质硬，在勘察管网沿线主要出露于道路施工路堑地段及斜坡坡顶区域，该层与场地内的泥岩成互层状产出。
泥岩：紫红色，局部含砂质。泥质结构，厚层状构造。强风化岩体，网状风化裂隙发育，岩芯较破碎，多呈5～10cm的碎块～薄饼状，岩质软，层厚1.2m～2.80m。中等风化岩体完整性好，多呈中长柱状，质软，在勘察管网沿线主要出露于道路施工路堑地段及斜坡坡顶区域，该层与场地内的泥岩成互层状产出。
2．3现场水文条件
重庆市江北区属亚热带湿润季风气候，具有春早、夏长、秋短、冬迟，四季分明，气温高，热量丰富，无霜期长，雨量充沛，冰雪少，风力小，湿度大，云雾多，日照少的特点。据气象站1935～2006年资料统计，多年平均气温18.3℃，夏季日极端最高气温43℃，冬季极端最低气温-3.1℃。多年平均降雨量为1107.01mm，大于1000mm的降雨量的年份占70%，最大降雨量为1544.8mm（1968年），最小降雨量740.1mm（1961年）。降水全年分布不均，春季为280.1mm，夏季为494.0mm，秋季为270.6mm，冬季为57.0mm。大于50mm的降水日数，平均每年2～3天，日最大降雨量可达450.5mm。
长江常年洪水位180.40m（为56黄海高程），二十年一遇洪水位182.60m，五十年一遇洪水位186.35m，全年水位变化规律是2～4月为最低水位期，7～9月为最高洪水期，洪水期时最大表面流速为5m/s，枯水期时表面流速为1～2m/s。
管网主要含水层为砂岩、填土层和砂土层，工程总体位于斜坡区域，在尾部会跨越一条河流，河流段岸坡区域地下水的赋存与河水水力联系十分密切。根据现场勘察，结合地区经验确定勘察区各含水层岩土体的渗透系数：砂岩渗透系数为K砂岩=5～8m/d，砂土渗透系数为K砂土=5m/d、填土渗透系数为K填土=8m/d。
三、施工总平面布置及组织机构
3．1生活、办公厅区布置
生活及办公用房拟在顶管沿线附近租用成套的现有民房，并在施工场地内设临时办公区。
3．2现场布置
3．2．1、施工现场根据工作井及接收井位置布置，项目部设置在出口段，本工程工作井及检查井P1~P8,P20~P22.W-21-1~W-21-2位于原始地貌林区斜坡上，交通不便，为满足混凝土浇筑、管材等主要材料以及机械设备进场要求，需从现有在建或原来公路上修建临时便道至施工现场，临时便道采用人工配合机械开挖，基底夯实后基层采用块石铺砌，厚30cm,面层为C30混凝土，厚20cm,道路宽度为4.5米，道路长度根据实际情况确定，施工现场根据实际使用面积围蔽，用钢管脚手架及彩钢瓦隔离围蔽，实行全封闭施工，当现场位于公路上时，按占道施工规定要求，设置道路施工标牌、车辆慢行标牌、前方施工标牌等标志，规格长1 m×宽0.5m总高度0.9m。设置警示筒、警示红灯、等安全醒目标记以提醒过往车输及行人注意安全。避免碰入工地伤害施工人员工，造成安全事故。并按文明施工要求贴出相关标语，宣传栏。井面运输采用卷扬机出土及吊放砼管。
3．2．2管内泥土采用随出随运，顶管工作井内布置导轨、千斤顶、后座及油缸等顶进设备。场地内包括现场办公室、工具房、吊车、堆土场、管节堆场、各种设备场地等。
3．3供、排水
现场用水接用附近的自来水管，如果附近无水管可接入或遇临时大量用水，自来水管供水不足时，可用水罐车集中送水。
场地内设排水沟或排水管，并分别排放，雨水管接入附近雨水井，下水管接入附近下水道，当附近无市政排水设施工时，可将污水经沉淀处理后排放。
3．4供电
由建设单位供应至施工现场，项目部自行将电源接入工作井。
3．5项目部施工组织机构图
项目经理：

生产经理：
技术负责人：

计划财务部
质量安全部
工程技术部

安全员
质检员
材 料
财 务
计 划
资 料
测 量
施工员

四、主要施工内容及施工方法
4．1准备工作
4．1．4、人员组织，成立专门的工程项目部，组织齐全的管理人员，包括项目经理，技术负责人，专业施工工员，测量员，预算员，质检员，安全员，立即到位，各负其责。选好有经验、有实力的顶管施工队伍进驻现场，布置好临时设施和生活设施。
4．1．2、施工现场的准备，“三通一平”的到位工作，施工人员进场后，组织测量员对整个顶管线路布设测量控制网并放好工作井和接收井的位置，以便作好场地的围护，及时开工。
4．1．3、主要仪器机械设备的准备，全站仪一台，一定要先拿到当地检测部门校核后再使用，根据图纸尽快设计出顶管用的工具管并制作好运到现场，双筒慢速电动卷扬机（10t）一台，高压油泵，液压千斤顶，泥浆系统，以及通风照明设备。
4．1．4、主要材料的供应准备，本工程所用的主要材料是预制高强钢筋混凝土圆管，需要提前预制，以便达到强度要求，供施工时使用。
4．2工作井、接收井施工
本段顶管施工的工作井和接收井位置按设计图布置，当井位于道路上时，施工前应先凿除公路砼，凿除范围为根据工作井尺寸确定，顶管施工结束后按原结构恢复。为了尽量少占道施工对交通造成不便，加快工程施工进度，土质为砂岩、页岩采用水钻钻孔，人工掘进修整，光面垂直平整。
4．2．1工作井、接收井平面设置
本工程拟设计顶管工作井10座，工作井内空尺寸为Φ5000mm,接收井10座，井内空尺寸Φ3800mm园井，井平面布置和尺寸详见工作井、接收井设计图。
4．2．2工作井、接收井基坑开挖
根据测量控制网，放出井位后，会同业主及相关单位，对施工范围内的地下管线及构筑物进行技术交低，查明地下构筑物名称、走向及埋深。并设专人会同相关单位对地下管线进行监护，确保地下管线及构筑物的安全。
4．2．3井顶墙施工
以上工序完成后，在井外圈使用砖砌井顶墙的施工方法进行基础平整，标高测量，用MU10砖M7.5水泥砂浆砌体厚240mm，高300mm，内外顶面水泥砂浆抹灰。作为挡水墙防止路面水流入工作井内，以便施工。
4．2．4工作井、接收井井身施工
工作井根据地质情况选择施工方案，逆作法人工掘进，地质较差的采用钢筋砼护筒支护施工，按1.5米为一段，掘进一段支护一段，地质较好的岩石可以采用水钻适当延长开挖深度，然后采用锚杆挂网喷射混凝土进行支护，支护大样按设计施工图，出渣吊运使用卷扬机吊出弃渣。
4．2．4．1工作井、接收井底板
墙体挖掘到设计深度后，测量好准确的高程（护筒底标高应底于底板设计底标高500mm,），弹好水平线，人工修整找平，浇砼。并在井底调协集水坑一个Φ600，深1000，抽出施工中渗透余水。
4．2．4．2栏杆制作
工作井四周设立防护栏杆，栏杆固定在预埋铁板上，栏杆高度 为1.2m，每1.5m立一根直杆钢管，横杆为Φ50脚手架钢管，立杆材料为Φ50的钢管。采用红丹防锈漆打底，再刷油漆。护栏必须牢固、可靠，确保人员的安全。
4．3顶管施工
4．3．1管线设计
本工程是长距离直线顶进。管线具体位置、走向、坡度、埋深等以设计图纸作为依据，结合实探数据和现场实际情况，如有对管线的平面位置进行调整。调整后的管线图报业主、监理批准及设计变更后实施。
4．3．2顶管方案的选择
本工程采用土压平衡顶管工艺。根据实际情况我公司设计了带帽沿的机头，机头端面为网格式土压平衡顶管机头。顶进时机头帽沿能提前嵌入土层，加上网格形成对作业面的保护，减少地面沉降和保护施工人员的安全。遇强度较大的砂岩或叶岩以及大块石，用凿岩机凿除前方岩石。
施工操作者应密切注意土层变化，取土速度与千斤顶的顶进速度相匹配，避免土体超挖太多，造成地面沉降太大。前方取土与后方顶进密切配合，以保持开挖面的稳定。顶管机内设置纠偏油缸控制顶进方向。
每段顶进开始后则应连续工作，当进行设备保养维修而暂停顶管施工时，必须采取措施确保开挖面的稳定，停顶时要求机头土体自然平衡。顶进时管道内采用低压（≤36V）照明和管道风机通风，保持管道内的清洁。
4．3．3顶管计算
4．3．3．1机头正面阻力
F1=γHtg2（450+Ψ/2）πD外/4
式中F1——机头正面阻力；
γ——土的比重；
H——地面至管中心距离（取大值）；
Ψ——内摩擦角。
4．3．3．2顶管管道周边阻力F2
F2=πD外Lf
4．3．3．3顶管施工采用中继站
L=（F- F1）/πD外f
根据上式计算公式结果及施工规范要求，结合实际情况布置中继站，按150米增加一级顶进、250米增加二级顶进，300米增加三级顶进，350米以上增加四级顶进布置。
4．3．4顶管设备安装
顶管设备主要由后靠背、油缸支架、主顶油缸、主顶泵站、导轨、穿墙止水法兰、泥浆搅拌及压注系统组成。
4．3．4．1导轨安装
导轨型钢和P38以上钢轨制作，钢轨焊于型钢上，型钢用螺栓紧固于钢横梁上，以便装拆。钢横梁置于工作井底板上，并与底板上的预埋铁板焊接，使整个导轨系统牢固。如下图所示。

4-3导轨及千斤顶支架系统结构简图
导轨安装至关重要，其安装精度甚至决定管道顶进质量，故导轨安装必须达到如下要求：
a、两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致
b、导轨轴线偏差≤3mm；顶面高差0~3mm；两轨间距±2mm。
4．3．4．2油缸支架
油缸支架是用来支撑并固定主顶油缸的构件，用14槽钢加工而成。
4．3．4．3千斤顶安装
主顶站选用4台250t千斤顶，油缸行程1.5m，固定在型钢制作的千斤顶支架上，支架焊在井底的横梁上，千斤顶着力点应在与水平直径成450角顶管圆周上，且与管道中心的垂线对称，如图4-3所示。每个千斤顶的纵线坡度应与管道设计坡度一致。
4．3．4．4主顶泵站
主顶泵站是给主顶油缸供油以及主顶油缸回油的设备，该泵站安装在工作井旁，可远程控制。
4．3．4．5后背墙安装
本工程工作井为双向顶进工作井，故选用周转使用的装配式后靠背。后靠背用14b槽钢焊成一堵墙，为顶管的反力提供一个垂直的受力面，正面焊一块20mm厚钢板，使各槽钢受力更均匀。后靠背的空隙中灌满自密砼，形成一道由钢板、槽钢和砼组成的复合后靠背，随千斤顶传来的顶进反力。后靠背安装无误后，在后靠背安装无误后，在后靠背与井壁间浇筑砼，并在砼与井壁之间垫一层150mm厚的木板，以使井壁受力均匀。
4．3．4．6穿墙止水
穿墙止水法兰是安装在管节外壁与井壁之间的构件，其主要作用是在顶进过程中防止工作井外的泥、水沿管壁流入井内。
4．3．4．7泥浆搅拌及压注系统
泥浆搅拌及压注系统是将膨润土搅拌成泥浆并充分膨化后输送到管壁与土体之间的设施的总称。本工程地质基本上为砂岩，孔隙率大，在长距离直线顶管中采用双层注浆，该系统安放在主顶油缸旁边和机头后方位置，顶进时分两次压浆，对土体进行反护和润滑。注浆压力根据管顶复土厚度为0. 4mpa-0.57mpa。
4．3．4．8中继站
中继站的结构主要由壳体、油缸、密封件等主要部件组成。油缸的供油是在中继站附近安装一台中继站油泵供给，每个中继站由专人管理，统一听从总站指挥。中继站结构参见下图：

4-4 中继站示意图
中继站在安放时，第一只中继站应放在比较前面一些。因为掘进机在推进过程中推力的变化会因土质条件的变化而有较大的变化。所以，当推力达到总推力30%时，就应安放第一只中继站，以后，每当达到中继站总推力的50%时，安放一只中继站。当主顶油缸达到中继站总推力的60%时，就必须启动中继站。
根据中继站顶力、管节允许随的顶力、膨润土泥浆的润滑效果、顶管工程所必须的安全系数以及顶管经验，按照顶管技术规范设计中继站的布置，本工程是大部份采用双顶进，根据上示计算公式及施工经验常数计算，结合本工程实际情况第一个中继站一般应安装于顶管机后30m~40m。因为它要克服地层的摩擦力，如果施工中的摩擦阻力比预期的要小，则可以相应加大中继站的间距；相反，则应适当减少其间距，中继站的数量在工程实际施工当中确定。
4．3．4．9中继站的应用
本工程中，顶管距离较长需要使用中继站。主顶千斤顶的顶力富余量较大，故中继站的选用及布置按工作井的控制顶力计算。工作井控制顶力为1000t，中继站设计顶力800t。
中继站在管道顶进中要反复伸缩，其结构必须可靠、橡胶圈必须有抗磨损措施。因中继站出问题可能会导致顶管全线失败。我司将提交结构合理，止水橡胶圈与钢环间间隙和压力可随时调整的中继间及中继间前管、中继站后管的设计图纸供业主、监理审批后使用，以确保中继站的正常使用。
图4-5顶管施工流程图

4．3．6工作井内设备布置

图4-6 工作井布置示意图
1——顶铁；2——油缸架；3——油缸；4——环形顶铁；5——后背；6——导轨；7——穿墙止水；8——管道；9——工具管。
主顶站与中继站的顶力要留有充分的富余量，本工程主顶站千斤顶顶力为1000t，中继站设计顶力为800t。第一套中继站按顶力达到主千斤顶总顶力的30%时布置。其余中继站按顶力达到主千斤顶总顶力50%时布置，用压力表控制顶力值。
①顶管机
②主顶站油缸
额定油压：31.5mpa
额定顶力：250t
行程：1.5m
③主顶站液压泵站
④中继站千斤顶
额定油压：48Mpa
缸径*行程：Ф140×500mm
额定顶力：50t
外型尺寸：Ф170×800mm
⑤中继站油泵
功率：22kw
额定压力：48Mpa
流量：24L/min
⑥膨润土注浆泵
4．3．7顶管施工顺序
4．3．7．1顶管机下井
井下设备安装完后，将调试好的顶管机吊到工作井里置于涂有润滑油的导轨上准确定位。
井下设备和顶管机安装完毕后，启动油泵，伸缩千斤顶，检查千斤顶与后背墙的吻合情况，查看分压环、顶管机、及出口器间的间隙等。然后进行调试直至满足顶进要求。
4．3．7．2顶管出洞
顶管出洞是指顶管机和第一节管子从工作井中穿过封门洞口进入土中，开始正常顶管前的过程，是顶管的关键工序。
顶管出洞前必须采取措施防止地下水渗入井内.为此在洞口内壁安装（出口器），出口器（进口器）由内径略小于管节外径的橡胶密封圈（密封圈厚δ15，宽400）和内径略大于管节外径的钢法兰组成。出口器由δ12的钢板和[20槽钢组成挡土板，固定在δ12的钢环上，钢环与井壁用Ф12、长360，@200锚固筋连接。
顶管机头在井内轨道就位，调试完毕作好出洞前的一切准备工作后，便可用气割除洞口内的钢封门开始顶进，将机产砂穿进橡胶密封圈顶入土中，同时在机头与洞口的缝隙中注满膨润土泥浆，以润滑管道外壁，支护土体。
为防止管线出现偏斜，应采取以下几点措施：
①、工具管要严格调零，将工具管调整成一条直线，此时仪表反映的角度应该为零，调零后将纠偏油缸锁住。
②、防止工具管出洞后下跌，工具管出洞后，由于支撑面较小，工具管易出现下跌，为此须在工具管下的井壁上加设支撑，同时将工具管与前几节管之间连接，加强整体性。
③、注意侧量与纠偏。工具管出洞后，发现下跌时立即采取主顶油缸进行纠偏。
④、工具管出洞前，可预先设定一个初始角（不大于+5′），以弥补工具管下跌。

图4-7 顶管出洞口结构简图
顶管出洞对操作者要求也很高，这是因为出洞时顶管机未被土体包裹，处自由状态，因此，操作哪怕出现少量顶力不均匀或土质不均匀，都会使千斤顶的行程不等，也足以使机头和第一节管子偏离设计轨线。此时的土体难以对机头产生较大反力（接触面太小），难以对机头起到导向约束作用，故此时产生的偏差很难纠正。因此，出洞顶进时要十分小心，用激光经纬仪随时测量监控，保证顶头和第一切管子位置正确。
采用上述洞口结构和操作技巧，可避免出洞这一关键工序中可能出现的诸多问题，确保顶管正常出洞。顶管机下方两侧设有紫退插销，在顶管机出洞时，当千斤顶松开时应插入止退插销，防止顶管机被土压力向后推回。
4．3．7．3顶管进洞
顶管进洞，是指一段管道顶完，顶管机通过封门洞口进入接收井，并作好顶管机后一切管与进洞口的密封连接的过程。
顶管机进洞前也应对洞口外土体进行防渗注浆，并留有足够的固化时间。顶管机进入加固土体并到达洞口外侧时，割除钢封门，将顶管机顶入接收井。
顶管进洞前应做好以下几方面的工作：
①、检查工具管的位置，在接收井钢封门内侧画出工具管的位置。
②、工具管接触到钢封门时应停止顶进，迅速进入下道工序。
③、拆除钢封门内侧的槽钢，沿工具管的位置割除钢封门
④、及时将工具管顶入接收井内预制安放的平台上。
⑤、将首节管顶入接收井，在接收井内露出的长度必须符合设计要求。
⑥、按设计要求封堵首管与接收井之间的空隙。
4．3．7．4双层注浆减阻
由于本工程地质基本上为砂岩，孔隙率不大，离地下管线很近。我们在长距离直线顶管中采用双层注浆。双层注浆方法是：在机头和1、2、3、节管壁设注浆孔，向土层注浓浆（浓浆由泥浆、膨润土、水泥等组成），以填充土壤中的孔隙。浓浆随顶进时间的增加在管外形成一定厚度的硬壳层，它的渗透系数很小，面且它的内壁光滑，形成泥浆套。3#管以后的管节注膨润土泥浆。膨润土泥浆在硬壳层内，不向外渗透，起支撑润滑作用降低顶进摩阻力。实现长距离顶管。双层注浆还可以降低地面沉降，增强对管线和房屋建筑物的保护。
注浆孔应合理分布，机头及其后面每节管前端顶部都设有一个注浆孔，注浆管固定在顶管壁中，随顶随注浆。
4．3．7．5管道出土
场内运输。土石采用手推车由顶管机头处运至工作井内小料斗，再由卷扬机垂直运输至地面大料斗。
如需要场外运输，采用自卸汽车外运至业主指定弃土场。
4．3．8顶管测量控制
4．3．8．1测量控制网及井下测量平台的建立
根据业主提供的测量控制点布置整个工程的控制网，在井周围布设一个高精度的控制网，作为整个工程施工测量的控制系统。
测量平台置于井下顶管轨在线，靠近后靠背处，通过控制网将顶管测量起始点测放其上，并在井中布设2~3个稳固的后视点，以便相互校核。起始点对顶管测量精度至关重要，故井下测量平台要单独设置，不与管道、设备、后靠背接触，不受顶管操作影响，以保持其稳定性。
4．3．8．2顶管轴线与标高控制
直线顶管测量方法：顶管方向与高程控制可直接用置于井下测量平台起始点上的激光经纬仪对顶管机上方的光靶即可。激光经纬仪发射的

说明：旋转指标悬挂在光靶盘上，始终指向垂直位置，松动调节
螺母：可使光靶盘沿滑槽滑动，始终位于顶管机垂直中心在线。

图4-7 顶管机可调式光靶结构示意图

激光束偏离光靶中心的距离，即顶管的偏差值，但方向相反。为消除顶管机旋转而偏差值的显示误差，光靶设计为可调式，使其始终在顶管机上的垂直中心在线。如图4-7所示。
随着顶管进尺的增加，激光发射距离的增长，激光会发生散射，即打在光靶上的激光点会扩大，影响目视精度。此时顶管轨线采用支导线法控制，标高采用支水平线路控制。
4．3．8．3顶管测量注意事项
由于顶管的部分操作在工作井内进行，顶管过程中起始点和后视点发生们移是完全可能的。故每周均需对其进行检查校核，发现偏移需查明原因并及时修正。
顶管施工必须严格按照设定的管道中心线和工作坑位建立地面与地下的测量控制系统，控制点应布置在不宜扰动、视线清晰、方便校核的地方，并加以保护。对可能因地面沉降等原因而移动，故也需不定期进行检查、校核。
每段顶进结束后，应重新进行一次管道的中心和高程的测量，每个接口一点，错口处测两点。为了满足顶管施工精度要求，在施工中必须对下面几个参数进行测量；（1）、顶进方向的垂直偏差。（2）、顶进方向的水平偏差。（3）、掘进机机身的转动。（4）、掘进机的姿态。（5）、顶进长度。
4．3．8．4顶管允许偏差
顶进长度(m)
管径(mm)
偏差(mm)

钢管
钢筋混凝土管

上、下
左、右
上、下
左、右
＜400
＜1500
±60
100
+30-40
50
＜400
≥1500
±80
130
+40-50
50
4．3．10顶管常见问题
4．3．10．1顶管机旋转
顶管机在顶进过程发生旋转是常见的问题，将直接影响管内设备的使用甚至使浆体外溢等。这对管道出泥、安装等都有较大影响，因此须加强控制，避免扭转角度过大。常采用的预防措施有：
①、纠偏时，注意纠偏油缸不要对管节形成扭矩。
②、稳定主顶油缸后座。主顶油缸后座不稳易导致主顶油缸在工作时方向发生变化，产生扭转角。
③、管道内安装的设备应对称布置。
4．3．10．2纠偏
纠偏是指工具管偏离设计轨线后，利用工具管内的纠偏系统（纠偏油缸）改变管端方向减小管线偏差的过程。纠偏必须遵循以下规律。
①、纠偏应在顶进过程中进行，静态的纠偏会对管线产生不利的影响。
②、钢筋砼纠偏比较灵敏，纠偏角度不宜过大，避免造成较大的弯曲。
③、第一段管节质量必须保证，因为第一段管节在纠偏过程中多次承受应力，易损坏管节。
④、第一段管节不宜过长，管段过长会影响纠偏的灵敏度，一般不宜超过2.0米。
⑤、纠偏过程中，要在网格底上绘制工具管的测点轨迹，推算出其行进轨迹，根据行进轨迹及时调整纠偏角度，避免纠偏过大产生过度弯曲。
⑥、及时了解工具管穿越的土层，特别是不均匀土层的土质情况。
控制旋转的方法很多，本工程主要采取配重法，顶管机内的设备布置注意了重量对称分布，以防顶管机旋转，但顶进中的机体旋转仍常发生，处理方法是在顶头内摆放配重，若顶管机左旋，即在机内右侧摆放配重；若右旋，配重就摆左边，效果良好。因顶管机内设备已考虑了重量对称分布，故所用配重的数量较小，配重选材一般根据实际情况选用，最发了用铸钢锭。
⑦、纠正顶管掘进机旋转时，采用挖土方法进行调整或采用改变切削刀盘的转动方向，或在管内相对于机头旋转的反向增加配重。
此外，中继站千斤顶稍微斜放置也是纠正管道旋转的一种措施，此法仅作为备用保护措施。
4．3．10．3管接头漏浆
管节接头渗漏很少出现，出现位置多在膨润土压浆孔处（因膨润土泥浆压浆压力过大挤入管内），施工中应避免。万一出现，可用专用止水钢环止水（见图4-9）。

图4-9 管缝止水钢环结构图
专用止水环用三片120 0圆弧钢环组成，外贴止水橡胶片，之间用螺杆连接。拧紧螺母，圆环直径会增大，使止水钢环外橡胶片紧贴管缝，制止泥浆渗入，顶管结束时再作永久性止水处理。
4．3．20．4导轨偏移
基坑导轨在顶管施工过程中有时会产生左右或高低偏移。
防治措施：
①、对导轨进行加固或更换。
②、把偏移的导轨校正过来，并用牢固的支撑把它固定。
③、垫木应用硬木或用型钢、钢板，必要时可焊牢。
④、对工作底板进行加固。
4．3．10．5洞口止水圈撕裂或外翻
顶管过程中有时会发生如下现象：
①、洞口止水圈在顶进过程中被撕裂。
②、洞口止水圈外翻，泥水从中往外渗漏，同时洞口地面产生较大的塌陷。
防治措施：
①、洞口止水圈应严格按设计要求的尺寸和材料进行加工。
②、洞口止水圈应按设计图纸的尺寸正确安装。
③、土压力太高或橡胶止水圈太薄引起的外翻，应增加洞口止水圈的层数或增加橡胶止水圈的厚度。
4．3．10．6后靠背严重变形、位移或损坏
顶管后背在顶进过程中有时会发生如下情况：
①、后靠背被主顶油缸顶得严重变形或损坏，已无法承受主顶油缸的推力。
②、后靠背被顶得与后座墙一起产生位移。
③、钢板桩工作坑，由于复土太浅或被动土抗太小而使钢板桩产生位移影响到后靠背的稳定。
防治措施：
①、应该用刚度好钢结构件取代单块钢板做后靠背。
②、后靠背后面的洞口要采取措施，可用刚度好的板桩或工字钢迭成“墙”垫住洞口或管口。
③、后座墙后的土体采用注浆等措施回固，或者在其地面上压上钢锭，增加地面荷载。
④、用钢筋砼浇筑整体性好的后座墙，并且尽量使墙脚插入到工作坑底板以下适当深度。
4．3．10．7主顶油缸偏移
油缸位置在顶管施工过程中会有时会发生如下情况：
①、主顶油缸轨线与所顶管道轨线不平行或者与后靠背不垂直。
②、主顶油缸与管道轨线不对称，偏向一边。
防治措施：
①、准确安装立顶油缸，同时后靠背一定要用薄垫实或用砼浇实。
②、重新准确安装油缸架。
4．3．10．8管道通风
由于本工程中管道顶进距离较长，人员在管道内要消耗大量的氧气，而且在掘进过程中有时遇到一些土层内的有害气体冒出，随着顶管距离的增大，管内的温度和湿度的随之增大而影响到测量的准确性和施工人员的安全，所以必须采取相应的通风措施。
选择离心式鼓风机通过软风管直接向顶管机工作面压入新鲜空气，排除关内污浊气体。在地面设备一台离心式鼓风机，用300mm的风管向顶管机处提供新鲜空气。
鼓风机安装在地面上，软风管挂设在管道的一侧，挂设平顺无堆积、扭曲、缠绕现象；软风管保持完好无损，发现破损时及时修复或更换；不得靠近风管安放工具或长杆件，以防供风时杆件伤人。
4．3．11顶管施工对地面构筑物的影响及防护措施
4．3．11．1地面沉降或隆起
控制沉降与隆起的主要技术措施有：
①、精心操作，控制挖土与顶进的量与速度，避免土体超挖和顶管机的过量挤进，使挖土与顶进始终处于动态平衡状态。
②、量测每顶进1m所挖出的土的方量，进尺与挖土量相当，沉降隆起就可控制。
③、顶管穿建筑物前，必须使顶头调至正位，并保养好机头。穿建筑物顶管时，加密测量密度，控制好方向，避免在建筑物下作过大的纠偏操作（过大纠偏是地面沉降原因之一）。并且连续作业、一气呵所，机头不得在建筑物下停滞。同时还要加强现场监控工作，并加强对建筑物的沉降观测，确保建筑物安全。
④、加强膨润土泥浆压浆。泥浆在顶管中起润滑与支护双重作用，在管外壁与土间始终充满膨润土泥浆，支护着管周土体不挤向管壁，是减小沉降的措施之一。
4．3．11．2泥浆置换
由于顶管管道轨线可能会因地基固结过程中发生下沉而不易稳定。因此完成顶管作业后，必须对原减阻泥浆进行置换，达到对地基土层加固的目的，以避免沉降发生时影响路面及建筑物。
根据设计要求，泥浆置抽象的材料采用1：0.10：0.4的水：粉煤灰：水泥的水泥浆，扩散半径75cm，通过顶管结构上预留注浆孔向外注压。加固的土体在管道周围形成0.75m环状圆筒。
4．3．12管道界面
本工程管道接口设计采用钢环、钢套管、δ25厚木环、天然橡胶圈和PG321双组份聚硫密封膏连接密封。钢环预制在管节端部，木环与橡胶圈在顶管过程中安置，顶管结束后再用PG321双组份聚硫密封膏将管道内界面密封。
4．3．13工作井内管道及检查井施工
顶管结束后,对工作井内导轨上安放的管节,根据设计图要求使用砼浇筑固定管节，然后按图施工检查井，回填土方，分层整压密实，分层厚度30Cm，整压密实度达到90%以上，恢复路面及地貌原状。
五、质量保证体系
5.1质量保证与控制方案
按照IS09002标准坚持“科学组织，精心施工，信守合同，质量第一”的质量方针并根据有效的质量管理的特点,制定完善的工程质量管理制度,建立有关效的质量保证体系,从保证质量的组织措施,管理措施和控制三方面严格入手,在单位的分部分项工工序技术上严格把关,以达到工程质量创优划及目标的实现。
5.2质量保证体系
项目部副经理负责安全、质量管理,内部由工、质检工程师、技术质量主管、工序自检检验员共同构成一个严密的质量自保体系，负责全面质量的检验，对原材料和半成品进行质量控制。在监理工程师的严格监理下，在监督站细致的监督下，确保工程质量。
严格检查验收制度，对于隐蔽工程、指定项目及工序，着首先自检验签证，然后向监理工程师报验，未经监理工程师验收签证不得进行下道工序施工。
坚持工程自检制度，规范质量管理，保证质量创优。
5．3保证质量的控制措施
5．3．1工程工艺控制
单位工程开工前，认真编制施工组织设计，经监理工程师审批后，严格按照施工组织设计施工。
主要分部，分项工程编制施工方案，科学地组织施工。
在施工过程中。经常检查施工组织设计及施工方案落实情况，以确保施工生产正常进行。
5．3．2工程材料控制
工程材料（包括原村料、半成品、成品、辅助材料）决大多数最终构成建军筑工程的实体，保证工程材料按质、按量、按时的供应是提高和保证质量的前提。因此，对采购的工程材料必须建立健全的进场前验收和取样送检制度。
外购材料必须有厂合格证、及重庆市建管站发放的备案证，进场后按规定抽检，检验合格后方可使用。
地方材料先调查料源，取样检验，检验合格后方可进料。
现场由专职材料员收料，杜绝不合格的材料进入现场。
5．3．3施工操作控制
工人的操作技能直接影响着工程质量，工程质量的好坏，单就工序质量来说，施工操作者是关健，是决定因素。
工人必须具的操作技能，特别是工程重点部位以及专业性很强的工种，工人必须具有相应工种岗位的实践技能，必须做到考核合格持证上岗。
施工中，坚持“三检”制度，即自检、互检、交接检；所有工序坚持样板制；牢固村树立“上道工序为下道工序服务”和“下道工序就是用户”的思想，坚决做到不合格工序不交工。
按己明确的质量责任制认真工人的落实情况，各工序实行工人挂牌上岗，促进工人提高自我控制的意识。
整个施工过程中，做到施工操作程序化、标准化、规范化，贯穿工前有交底，工中有检查，工后有验收有“一条龙”操作管理方法，确保施工质量。
5．3．4进度和质量关系的控制
实施工程序项目与管理过程中，正确外理与量的关系，生产指针（任务）、进度（任务）完成后，必须检验质量是否合格。坚持好中求省，严格按标准、规范和设计要求组织、指导施工，不能因为抢工期而忽视质量。
5．4确保工程质量的主要技术措施
井下机架与后顶装置安装就位时，由测量人员进行监测，将水平与垂直偏差控制在±2mm以内，保证掘进机的定位精确，为顶进质量把好第一关。
对进场的管节进行外观质量的验收，主要针对管节的外形尺寸，特别是前3