泥水平衡機械頂管施工方案

1、泥 水 平 衡 機 械 頂 管 施 工 工 藝 流 程 一、頂管方案1機頭選型本工程由于一次頂進距離較長，為確保工程質量萬無一失，確保絕對工程安全，我公司根據(jù)以住施工經(jīng)驗以及現(xiàn)場實際情況，決定采用泥水平衡頂管掘進機。其基本原理是主軸偏心回轉運動的泥水平衡頂管機，其刀盤的正面，開口比較大，便于大塊的卵石等能進入頂管機內(nèi)，刀盤正面上下兩個泥土和石塊的進口，其開口的面積約占頂管機全斷面的15%20%。刀盤由設在主軸左右兩側的電動機驅動。電動機是通過行星減速器帶動小齒輪，然后再帶動設在中心的大齒輪。大齒輪與主軸及軋輥聯(lián)接成一體。主軸的左端安裝有刀盤。這樣，只要刀盤驅動電機轉動，刀盤也就轉動，

2、同時軋輥也轉動。在掘進機工作時，刀盤在一邊旋轉切削土砂的同時還一邊作偏心運動把石塊軋碎。被軋碎的石塊只有比泥土倉內(nèi)與泥水倉聯(lián)接的間隙小才能進入掘進機的泥水倉，然后從排泥管中被排出。另外，由于刀盤運動過程中，泥土倉和泥水倉中的間隙也不斷地由最小變到最大這樣循環(huán)變化著，因此，它除了有軋碎小塊石頭的功能以外還始終能保證進水泵的泥水能通過此間隙到達泥土倉中，從而保證了掘進機不僅在砂土中，即使在粘土中也能正常工作。本掘進機的優(yōu)點是： A、頂管機、主千斤頂、泥水循環(huán)系統(tǒng)和泥水分離裝置（DESANDMAN）成套化。B、該機能適用各種土壤條件，如粘質土、砂土、砂礫混合卵石土和軟巖上。C、使用安裝在軌道上的主頂

3、油缸。一次頂進長度超過100m。D、該機由一人在地面遙控操縱即可。E、可在控制臺上進行電視監(jiān)測及方向控制，精度高。帶有ISEKI專利的RSG雙光靶方向控制系統(tǒng)，有經(jīng)驗的操作人員可以將方向誤差控制在10mm之內(nèi)！F、使用主千斤頂不間斷便可單獨頂進一節(jié)管子。G、泥水分離裝置DESANDMAN是一種密封性好，操作靈活的分離系統(tǒng)，且能節(jié)省安裝空間。此機型在現(xiàn)今使用較廣，我們有著成功施工經(jīng)驗、技術成熟、可靠，對土層擾動少的特點。偏心破碎泥水平衡頂管掘進機是根據(jù)含水量較高的沙礫土而專門設計的。因此特別適應本工地基頂管的施工。2平面布置、井內(nèi)布置及管內(nèi)布置（1）在工作井范圍內(nèi)實行全封閉隔離施工并布置以下必要

4、的設施，地面指揮監(jiān)測中心、辦公室、倉庫、配電間、冷作間等。布局要合理，環(huán)境整潔、衛(wèi)生，并有專職人員進行管理。  （2）現(xiàn)場布置采用25t汽吊，設備進場時，采用25t汽車吊。（3）管道頂進時，現(xiàn)場管材吊放設備仍采用25T汽車吊進行吊放下管。（4）井內(nèi)布置  工作井井內(nèi)布置主要是后靠背、導軌、主頂油缸、油泵動力站、鋼制扶梯等。        3出土方案 泥水平衡式頂管的出土采用全自動的泥水輸送方式，被挖掘的土通過在機艙內(nèi)的攪拌和泥水形成泥漿，然后由泥漿泵抽出，高速排土。在沉井上部砌2只泥漿池（循環(huán)池

5、、沉淀池）。沉淀的余土外運需按文明施工要求和渣土處理辦法，運到永久堆土點，不得污染沿途道路環(huán)境。4頂力計算    P=fD12H+(2H+D1)tg²(45°-/2)+/D1L+PF式中 P計算的總頂力（KN）； 管道所處土層的重力密度（KN/m³）； D1管道外徑（m）； H管道頂部以上覆蓋土層厚度（m）； 管道所處土層的內(nèi)摩擦角（°）； 管道單位長度的自重（KN/m）； L管道的計算頂進長度（m）； f頂進時，管道表面與其周圍土層之間的摩擦系數(shù)； PF工具管的迎面阻力（KN）。以D1500管為例：在長距離頂進過程中，當頂

6、進阻力超過容許總頂力時，無法一次達到頂進距離時，需設置中繼間分段接力頂力。因本頂管工程的頂進長度均未超過100米，故而不考慮在頂進時加設中繼間，只采用觸變泥漿注漿工藝。5出洞方案為防止出洞口及頂進過程中泥水壓力過大涌入工作井內(nèi)，在洞口內(nèi)預先安裝一個單法蘭穿墻鋼套管，用于安裝橡膠止水圈及止水封板。由于頂進距離長，造成管材表面及F型鋼套環(huán)、砂等對橡膠止水圈不可避免的磨損，需經(jīng)常更換橡膠止水圈。因此，我們在洞口里側增加一道橡膠止水圈，當需更換外部橡膠止水法蘭時，洞口內(nèi)部的橡膠止水圈可防止地下水進入井內(nèi)。6測量以及設備安裝6.l、測量的方法（以矩形工作、接收井為例，圓形方法相同）(1)、通視條件下的測

7、量使用交匯法引工作井及接收井預留洞口中心至各自的井壁。置經(jīng)緯儀至A點，后視B點，作BA直線的延長線，并在工作井后部定出一點C。保證C、A、B在一條軸線上，置經(jīng)緯儀在C點上，后視A點，在工作井井壁上定出一點A，置激光經(jīng)緯儀基座于井下D點，并抄平固定激光經(jīng)緯儀架，置經(jīng)緯儀于A點，后視B點，在激光經(jīng)緯儀器架上定出D點，D點同A，A，B點在豎直方向上成一直線，安裝激光經(jīng)緯儀于儀器架上，對中D點，后視A，點，依設計軸線打好角度，既可定出軸線。（2）、不通視條件下的測量引出A、B兩點后可根據(jù)導線法以及平移法定出C、D、A，其余步驟同通視條件下測量定位。后靠背導軌及后頂?shù)陌惭b軸線確定后先安放后靠背，后靠背后

8、部距離井壁100200mm，調(diào)整后靠背前后以及左右方向，應盡量保證后靠背的中心于軸線相重合，調(diào)整方法見圖：  在軸線定好后既可安裝導軌以及后頂，先根據(jù)導軌本身的尺寸計算出導軌頂面至軸線的高差h，至水平儀于井下，在井四周作出46個臨水點，保證軸線標高-臨水點高程= h，安放導軌時可用線繩在相對的兩個臨水點拉出一條直線，使導軌頂輕觸于線繩既可，然后根據(jù)軸線調(diào)整導軌軸線在豎直方向上于已知軸線的豎直投影線重合，導軌軸線方向調(diào)整好后再精調(diào)導軌的高程，最后支撐導軌至井壁上。引軸線至井底前后兩側A、B兩點，分中后靠背，在后靠背上作一分中點C，開始放置后靠背時盡量使C點在AB的延長線上，此

9、值可肉眼鑒定，誤差不應大于10cm，在后靠背邊緣定出任意等高兩點D、D，測量AD和A D，的距離，只需保證AD的距離約等于A D，的距離既可，誤差不應大于3cm，導軌左右方向確定后既固定下面兩側各一點，后使用線墜調(diào)整前后方向既可，最后根據(jù)實際情況填塞C15-C30的混凝土至井壁到后靠背的間隙，后方頂?shù)陌惭b在后靠背的安裝完畢后進行，抄平后頂后只要保證所以千斤頂后平面貼實后靠背既可固定。導軌安裝完畢后需在預留洞口內(nèi)安裝副導軌，副導軌的軸線以及高程均要與主導軌保持一至，此副導軌用于防止機頭進洞后低頭，見下圖：增高裝置可根據(jù)機頭重量以及增高量選擇枕木，鋼支架或砼墊層。洞口止水裝置的安裝，應保證除止水圈

10、外最小直徑大于進洞物最大直徑的8cm，防止受到進洞物的剪切而失去止水效果，位置確定后可用水泥砂漿封堵與井壁形成的間隙，防止從間隙處漏水、漏漿。7泥水系統(tǒng)的安裝泥漿池應盡量靠近工作井邊，可采用并聯(lián)法，見圖： 泥漿池盡量靠近工作井邊，可以減少排泥管路過長而且產(chǎn)生的管路摩阻力，沉石箱的配置可沉淀塊狀物，防止塊狀物直接進入排泥泵引起排泥泵堵塞和損壞。注漿系統(tǒng)應盡量使用螺桿泵以減少脈動現(xiàn)象，漿液應保證攪拌均勻，系統(tǒng)應配置減壓系統(tǒng)，在泵出品處1米外以及機頭注漿處各安裝一只隔膜式壓力表。電路系統(tǒng)及后方頂液壓系統(tǒng)安裝流程（略）8頂進開始調(diào)試階段以及土體取樣：頂管下井前應作一次安裝調(diào)試，油管安裝先應清

11、洗，防止灰塵等污物進入油管，電路系統(tǒng)應保持干燥，機頭運轉調(diào)試各部分動作正常，液壓系統(tǒng)無泄漏。機頭下井后刀盤應離開封門1米左右，放置平穩(wěn)后重測導軌標高，高程誤差不超過5mm，既可開始鑿除磚封門，磚封門應盡量鑿除干凈，不要遺留塊狀物，同時可進行土體取樣工作，使用100，L=500mm的兩根鋼管在洞口上下部各取長400mm的土樣，取樣工作完成后隨既頂機頭，使機頭刀盤貼住前方土體。機頭屬于刀盤不可伸縮型，土壓力表所顯示的土壓力為泥倉土壓，顯示的土壓力與實際頂進的土壓力存在一個壓力差P，此值一般取15-30T，由于進泥口是衡定的，TCZ機頭的土壓控制主要通過頂速來調(diào)節(jié)，每次初頂時先調(diào)節(jié)好送水壓力，然后打

12、開機內(nèi)止水閥，轉動刀盤，關閉機內(nèi)旁道，待流量達到額定值的80%時既可開始頂進，送水壓力可通過機內(nèi)壓力調(diào)節(jié)既可完成。頂進過程中的方向控制由于機頭本身所具有的方向誘導裝置，糾偏操作就變的簡單易行了，操作員只要通過糾偏動作，始終保證激光點在二號光耙的中心既可。測量與方向控制要點  (1)有嚴格的放樣復核制度，并做好原始記錄。頂進前必須遵守嚴格的放樣復測制度，堅持三級復測：施工組測量員項目管理部監(jiān)理工程師，確保測量萬無一失。  (2)布設在工作井后方的儀座必須避免頂進時移位和變形，必須定時復測并及時調(diào)整。  (3)頂進糾偏必須勤測量、多微調(diào)，糾偏角度應保持在10

13、20不得大于0.5°。并設置偏差警戒線。  (4)初始推進階段，方向主要是主頂油缸控制，因此，一方面要減慢主頂推進速度，另一方面要不斷調(diào)整油缸編組和機頭糾偏。  (5)開始頂進前必須制定坡度計劃，對每一米、每節(jié)管的位置、標高需事先計算，確保頂進時正確，以最終符合設計坡度要求和質量標準為原則。 9頂管動力、照明配套頂管動力配套序號設備名稱數(shù)量總功率(kwh)1刀盤電機2442壓漿泵電機153糾偏油泵電機134液壓系統(tǒng)電機1155進水泵電機1156電焊機1307排水泵1158沉井內(nèi)排水泵17.59合計134.5    (注：以上

14、所列設備，并不都是同時啟動。)  動力電線設置：管內(nèi)設置二路電纜，按其配套動力負載功率，選擇電纜規(guī)格，供電采用TNS方式，三相五線制移動電線裝接。10管接口質量控制10.l  本工程所用管節(jié)為“F”管，“F”管受力性能好，接頭穩(wěn)定性高，接口處止水密封性能好。10.2  選用優(yōu)良管材并處理好管子接口頂管施工是十分重要的。要按有關規(guī)范對管材作現(xiàn)場檢查驗收，如發(fā)現(xiàn)不合格品堅決予以退回。10.3  管材運送、起吊均應有專用夾具，擱置時應用方木墊高，防止“F”型管接口的套環(huán)受壓變形。10.4  接管前再次檢查管子接頭的承插口尺寸，橡膠圈和襯墊板的外觀和質

15、地。確認合格后可在接口處均勻涂抹薄層硅油等對橡膠無侵蝕性的潤滑材料以減少摩阻力。承插接管時要保證與上節(jié)管的鋼套環(huán)同軸度，并且加力要均勻，應保證橡膠圈不移位，不反轉，不露出管外。頂管結束后要按設計要求在管內(nèi)間隙處填充彈性密封膏，并與管口抹成個光滑的漸變面。密封圈的膠結應在使用前兩天完成并檢查其牢固性。10.5  管材供應    在頂進過程中，管材的供應是非常重要的，如果供應不及時造成頂進停止，后果是非常嚴重的，由于機頭重量一般較大，長時間的滯留會造成機頭沉降，使軸線發(fā)生偏差；或已頂好的管子和周圍土體固結，使得摩阻力增大。因此，在開始頂進前，需指定詳細周全的

16、供應計劃，現(xiàn)場應備有足夠余量。11.設備維修及保養(yǎng)在本工程項進過程中，特別需要對掘進機進行維修和保養(yǎng)，使掘進機始終處于優(yōu)良的使用狀態(tài)，從而順利完成本工程實施。（1）刀盤主軸及外殼密封掘進機在累計頂進達500米時需對刀盤主軸密封進行檢查,看看是否良好,如果不良則應更換如果良好則應在加好油的情況下安裝好。（2） 液壓系統(tǒng)當液壓油出現(xiàn)乳化時，說明液壓油己嚴重氧化，應予以更換，更換液壓油之前須把油箱內(nèi)清洗干凈。加油必須用精濾車過濾后方可加入。另外，一旦發(fā)現(xiàn)油管老化應予以更換。（3） 電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)應保持干燥，保持指示燈及各儀表正常。（4）糾偏系統(tǒng)糾偏系統(tǒng)要經(jīng)常檢查是否漏油、油液質量、油壓情況，如發(fā)現(xiàn)

17、不正常情況及時更換。12注漿減磨長距離頂管施工中，頂力控制的關鍵是最大限度地降低頂進阻力，而降低頂進阻力最有效的辦法是進行注漿。注漿使管周外壁形成泥漿潤滑套，從而降低了頂進時的摩阻力，我們在注漿時做到以下幾點：（1）選擇優(yōu)質的觸變泥漿材料，對膨潤土取樣測試。主要指標為造漿率、失水良和動塑比。（2）在管子上預埋壓漿孔，壓漿孔的設置要有利于漿套的形成。（3）膨潤土的貯藏及漿液配制、攪拌、膨脹時間，聽取供應商的建議但都必須按規(guī)范進行，使用前必須先進行試驗。一般性能見下表：膨潤土純堿摻加藥劑漏斗粘度視粘度CP失水量ml終應力比重穩(wěn)定性8%4Cmc、PHP119”22112.6801.04800.001

18、（4）壓漿方式要以同步注漿為主，補漿為輔。在頂進過程中，要經(jīng)常檢查各推進段的漿液形成情況。 （5）注漿設備和管路要可靠，具有足夠的耐壓和良好的密封性能。在注漿孔中設置一個單向閥，使?jié){液管外的土不能倒灌而堵塞注漿孔，從而影響注漿效果。（6）注漿工藝由專人負責，質量員定期檢查。（7）注漿泵選擇脈動小的螺桿泵，流量與頂進速度相應配。13應急措施1、地質發(fā)生很大的變化，突然間變硬或變軟。這可以通過刀盤的轉矩來判斷，如果突然變硬了，則向土倉內(nèi)加入水或泥漿，掘進機上設有加泥孔，其目的就是用來加泥的。如果太軟，可把第一至第三節(jié)管子及工具頭都聯(lián)成了一個整體，以增加它們的剛性，從而可避免機頭突然沉陷。2、在頂管

19、施工過程中，如果出現(xiàn)異常的偏差或糾偏失效，必須在允許偏差標準以內(nèi)就停下來，分析原因，找出對策再繼續(xù)頂進，切不可盲目行動。操作人員必須嚴格遵守這樣一條規(guī)定：無論何種情況，超過允許偏差一律停下來，并且如實匯報情況，以便分析原因，找準對策。二、安全嚴格執(zhí)行安全生產(chǎn)協(xié)議書及治安，消防協(xié)議書中所規(guī)定的內(nèi)容，并結合工程特點做到以下幾點：（1）管理工作標準化本工程以井下作業(yè)為主，工程安全管理上要求“安全第一”的指導思想，必須貫徹在工程施工的始終，切實認真貫徹有關安全生產(chǎn)、文明施工的規(guī)章制度，加強對安全生產(chǎn)、文明施工的檢查，使管理工作標準化。（2）抓好安全基礎工作提高安全管理水平，以防為主是本工程安全管理的目

20、標，使每個施工人員樹立以“預防為主”的安全生產(chǎn)意識，根據(jù)本工程的施工特點，認真抓好施工現(xiàn)場的“八大紀律”及“三大操作規(guī)程”為重點的安全基礎工作。（3）二通、三無、五必須a二通：施工現(xiàn)場人行路暢通，施工工地沿線單位，公用道路出入口暢通。b三無：施工中無管線事故，施工無重大傷亡事故，施工現(xiàn)場周圍道路平整無積水。c五必須：施工區(qū)域必須嚴格分離，施工現(xiàn)場必須掛牌施工，工地現(xiàn)場材料必須對方整齊，生活區(qū)必須清潔文明，工地現(xiàn)場必須清潔文明，加強以文明施工的思想工作。（4）防汛防臺、治安保衛(wèi)、衛(wèi)生及隧道內(nèi)排水排風具體措施防汛防臺：由于本區(qū)間隧道掘進正處于汛期及臺風季節(jié)，在工作井內(nèi)布置一臺渣漿泵，備一臺渣漿泵、

21、四臺潛水泵及草包等，在工作井四周砌30cm踢腳。在暴雨及臺風時處理可能發(fā)生的事情。行車上安裝防風安全裝置。治安保衛(wèi)、衛(wèi)生：嚴格執(zhí)行招標文件中治安保衛(wèi)、衛(wèi)生所規(guī)定的內(nèi)容，結合本工程的實際情況加強工地的巡查，特別在夜間值班人員應經(jīng)常巡查。嚴禁在更衣室、民工宿舍喝酒、打牌。民工宿舍、更衣室辦公室物品安放整齊規(guī)劃，建立衛(wèi)生值日制度，保持室內(nèi)清潔整齊。管內(nèi)排水：在管內(nèi)安裝一路排水管道，在工作面放一臺潛水泵及時抽掉積水。積水抽至排水管內(nèi)送至工作井，由工作井內(nèi)渣漿泵抽送至地面排水溝。管內(nèi)排風：在隧道內(nèi)安裝一路排風管路。（5）消防管理a嚴格執(zhí)行消防條例的有關規(guī)定和執(zhí)行各級安全防火規(guī)定。b加強現(xiàn)場防火力量及滅火

22、設備，現(xiàn)場設兼職消防員，落實防火責任制。頂管管道內(nèi)嚴禁吸煙。c在施工現(xiàn)場倉庫、木工間、機焊、配電間、辦公室等處配備好足夠的消防器材，并要加強管理和保養(yǎng)，以備使用。（6）井下施工的所有移動發(fā)電機具和設備，必須有嚴格的接地措施。井下、管道內(nèi)的照明設備必須用12V16V安全電壓。（7）現(xiàn)場宣傳工作a設立通訊員，并及時向分公司、公司及外界新聞媒體報道和宣傳工作建設情況和在工程建設中的新風尚。b配合公司、分公司做好形式任務宣傳教育工作，加強全員的危機意識和責任感。（8）建立班組安全管理制度建立對施工班組的安全管理制度是一項極其重要的基礎工作，重點開展以“講評、教育、交底及檢查“的安全管理制度。（9）重點

23、部位安全管理措施a確定安全重點部位，實行監(jiān)控。b成立監(jiān)控小組，實行分項管理。c加強施工前期管理，對設計和施工工藝實行把關，強化安全管理措施。d進行認真的安全交底，加強部位全過程的檢查、把關，及時地總結、反饋，修訂措施。三、質量控制1形成一個有效的保證體系我公司已經(jīng)通過了ISO9002國際質量體系認證，在本工程中要認真貫徹GB/T9002-ISO9002系列標準，根據(jù)質量保證手冊和質量體系程序文件，形成從質量策劃，合同評審，供應商的評審，采購驗證，施工過程控制，檢驗，測量和試驗設備的控制，不合格品的控制，文件和資料控制，質量記錄的控制到培訓、服務等，形成一個符合國際ISO9002系列標準質量保證體系。2建立健全質量管理網(wǎng)絡為保證施工質量，在施工現(xiàn)場實行以總工程師為核心的質量管理網(wǎng)絡。以確保整體工程達到優(yōu)