【正文】 1 曲線 頂管專項施工方案 一、 工程 概 況 杭州市七格污水處理廠三期工程進廠主干管過錢江二橋頂管工程（ 0 標段）位于錢塘江北側(cè)。頂管工作井位于錢江二橋西側(cè)；頂管接收井位于錢江二橋東側(cè)。自工作井到接收井的距離為 339m，采用曲線頂進，曲率半徑均為 800 米，本工程頂管 有并排的兩個頂程，并排管的中心距為 米，均采用Φ 2200“ F”型鋼承口鋼筋混凝土管頂進。管節(jié)之間采用楔形橡膠圈密封，利用多層膠合板作襯墊材料。頂管需要從下面穿越四堡污水廠緊急排江箱涵。需要從兩橋墩中間穿越錢塘江 二 橋。頂管覆土 ～ 米。 Φ 2200“ F”型鋼承口鋼筋混凝土管均為曲線頂管。 頂 程 長度(m) 管徑 (mm) 備 注 工作井～接收井 339179。 2 Φ 2200 曲 線頂管 ,并排 雙管，“ F”型鋼承口鋼筋混凝土管 本工程位于位于錢塘江老海塘位置，頂管穿越的土層為全斷面 ②2層砂質(zhì)粉土，為適應(yīng)頂管作業(yè)面的土層情況，頂管采用泥水平衡頂管機進行施工。 工程特點 根據(jù)施工現(xiàn)場的條件，我們認為本工程主要由以下特點： 2 1） 本頂管工程單頂管頂距 339 米，屬于中、長頂管； 2） 本頂管工程為曲線頂管； 3） 本頂管工程需要穿越錢塘江 二橋 及四堡污水廠緊急排江箱 涵 。 如何保證頂管施工安全穿越錢塘江二橋 及四堡污水廠緊急排江箱涵是本 次 頂管工程成敗的關(guān)鍵。 頂管 施工監(jiān) 測、觀察 及管線 地面的 標示 1） 頂管施工的監(jiān)測、觀察 頂管施工的監(jiān)測、觀察 由施工單位 、鐵路單位 和 獨立 第三方分別進行 ，并將監(jiān)測、觀察的相關(guān)數(shù)據(jù)隨時通報給相關(guān)單位。 各單位監(jiān)測、觀察負責人員名單： 施工單位：趙英祥、戴錢江 聯(lián)系電話： 1885811956 18605852292 獨立第三方： 杭州市勘測設(shè)計院 2）管線地面的標示 頂管施工結(jié)束后，由施工單位在大橋 穿越點兩端 各設(shè)置頂管管線位置標志 、警示 牌 兩 塊，其標識內(nèi)容為： 頂管管線名稱、管徑、位置、埋深、用途及物業(yè)所有單位的名稱、聯(lián)系電話等。 二、 編制依據(jù)： 《室外排水設(shè)計規(guī)范》（ GB500142020） 《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（ GB5028998） 《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（ GB503322020） 3 《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（ GB500692020） 《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》 (GB502682020） 《給水排水 工程 頂管技術(shù)規(guī)范 》 (CECS2462020） 杭州七格污水處理廠三期工程主干管下穿杭甬高速錢江二橋《安全性評價報告》 浙江省交通規(guī)劃設(shè)計研究院 2020 年 1 月編制 杭州七格污水處理廠沿江大道 污水 管 道 穿 越 錢江二橋 （既有和在建） 《 技術(shù)咨詢 報告》 浙江省鐵道學會 2020 年 12 月編制 設(shè)計施工圖等。 三、施工計劃 施工進度計劃 本工程計劃工期 210 天， 采用 一臺泥水平衡頂管機頂進， 每天平均頂進 20 米， 具體節(jié)點工期控制如下： 1） 2020 年 3 月 1 日 20 日，進場做施工準備工作； 2） 2020 年 3 月 21 日 6 月 20 日，頂管工作井、接收井施工； 3） 2020 年 6 月 21 日 7 月 20 日， 南邊第一條管線 頂管施工； 4） 2020 年 7 月 21 日 8 月 20日，北邊第二條管線頂管施工 5） 2020 年 8 月 21 日 9 月 30 日，檢查井施工，頂管設(shè)備撤場，閉水試驗、清理現(xiàn)場，施工驗收。 材料與設(shè)備 計劃 及設(shè)備的 選擇： 本工程的 Ф 2200 鋼筋砼 管頂管，采用 泥水平衡頂管施工工藝，屬于大中口徑頂管，且在 砂 質(zhì)粉 土 土層中施工，首選泥水平衡式頂管機。此種設(shè)備，在 這種 土層中頂管時，對周圍土體影響最小，又是井 4 外操作，可連續(xù)出土，施工時省時、省力、質(zhì)量好。 本工程采用的 DTФ 2200泥水平衡 頂管機的 主要 技術(shù)參數(shù)與 組成部分及功 能如下： 、主要技術(shù)參數(shù)： 頂管機 總動力 88KW；自重 18 噸；外形尺寸 Ф 2680Χ 3500；產(chǎn)地：上海。 、機殼：機身分前后兩節(jié)，前后殼體通過糾偏油缸聯(lián)結(jié)，糾偏油缸的各種組合動作可使殼體在需要的方向產(chǎn)生折角，再頂進過程中產(chǎn) 生糾偏效果。本機有 8 臺 50 噸推力的糾偏用千斤頂，糾偏角上向 2 度，下向 2 度，左向 度，右向 度。前后殼體間有橡膠止水圈 確保殼外泥水不滲入機體內(nèi)。 、刀架：頂管機的前端有一只錐形刀架，刀架上的刀用來切削土體和強度較低的障礙物，如腐爛木樁和三合土等。刀架和前機殼的另一個作 用是用來平衡土壓力，本機允許平衡土壓力為 50T/m2。 、動力系統(tǒng)：刀盤是由 4 臺 22KW 電動機通過行星減速器減速后，由行星減速器主軸上的小齒輪帶動刀架減速箱中間的大齒輪，再由設(shè)在大齒輪中心的主軸驅(qū)動刀架轉(zhuǎn)動，刀頭由刀架帶動。 、主頂系統(tǒng)：后方主頂裝置由 6 只 200 噸單行程的油缸組成，總頂力 1200 噸，油壓 。千斤頂最小尺寸 2500 毫米，千斤頂推進全行程為 3500 毫米。 、泥水系統(tǒng)：主要由位于頂管機下方的二根 3 寸進排泥管和一套用液壓控制的機內(nèi)旁通系統(tǒng)組成。其工作過程是由一定壓力、流速的水流，通過進水管進入泥水倉稀釋，攪拌泥漿，并將泥漿水通過 5 排泥管帶到地面的沉淀池，往返循環(huán)工作。進入泥水倉的水流壓力比地下水壓略高，起到確保切削面土層無水土流失。水流壓力可以在2~25 米水頭范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。在頂管機停止工作時，旁邊系統(tǒng)可以起兩個作用。第一是把頂管機泥水倉與外界進排泥系統(tǒng)隔離，即分別關(guān)閉設(shè)在進排泥管內(nèi)的兩個閥門，其目的是不讓泥水倉內(nèi)的泥水流失。第二個是把進排泥管接通，用進水管的水，把排泥管中的渣土及沉淀物沖出，起到洗凈管道的作用。 、泥水的二次處理：采用泥水平衡式頂管機必須要解決泥水二次處 理的問題。通常的做法是采取自然沉淀方式來進行泥水處理。具體做法是建造三個泥水處理池（箱），它們總體積在 100m3左右，而且高度一個比一個高，最低的一個沉淀池內(nèi)安裝進水泵。排出的渣土泥水先送到最高一只池（箱）子里，讓其自然沉淀，經(jīng)過沉淀后多余的泥水通過溢流口流向第二只池（箱）子里，再溢流到第三只池（箱）子里。最后，經(jīng)過三次自然沉淀后的泥水只要其比重不大于 ，則可繼續(xù)利用。如果比重大于 時，則需加水稀釋即可。 本工程選用 TDФ 2200 泥水平衡頂管機一 套，配套主頂設(shè)備、觸變泥漿系統(tǒng)各 一 套，配備 50 噸汽車 吊 一 臺。 施工機具設(shè)備表如下： 序號 機械 (具 )名稱 單位 數(shù)量 施工部位及用途 備注 1 TDФ 2200泥水平衡 機 套 1 鋼筋砼 管頂進 2 主頂系統(tǒng) 套 1 主頂動力 6 3 壓密注漿系統(tǒng) 套 1 工作井土體加固 4 觸變泥漿系統(tǒng) 套 1 頂進時減阻 5 監(jiān)測系統(tǒng) 套 1 控制頂管偏移及沉降 6 電焊機 臺 1 機具安裝 7 50T 汽車吊 臺 1 吊裝 計量器具表： 序號 名稱 型號 數(shù)量 備注 1 激光經(jīng)緯儀 J2JDB 1 糾偏 2 全站儀 ETL1 1 地面放線 3 水準儀 S3J 1 高程控制 4 鋼卷尺 5m 1 5 塔尺 5m 1 勞動力組織 ： 勞動力分為施工管理人員和施工生產(chǎn)人員兩部分。 施工管理人員由項目 經(jīng)理、項目副經(jīng)理、項目工程師、安全員、質(zhì)量員等人員組成，具體如下 表。 項目經(jīng)理： 蔣妙芳 項目總工： 王賢宏 質(zhì)量負責： 夏韓良 安全負責： 張 國群 測 試 材 機 施 安項目副經(jīng)理： 孟洪洲 7 施工生產(chǎn)人員， 根據(jù)施工現(xiàn)場地質(zhì)條件及周圍環(huán)境特點，為保證工程工期及工程的有序進行，本工程擬分 2 個作業(yè)隊進行施工，一隊計劃 施工生產(chǎn) 人員 40 名，主要由木工、鋼筋工、砼工及普工組成，負責工作井（接收井）施工；二隊計劃 施工生產(chǎn) 人員 15 名，主要由電焊工 、測量工、電工、操作工及普工組成，負責頂管施工。 施工人員配備表如下： 序號 工種職能 數(shù)量 備注 姓名 1 木工 10 2 鋼筋工 10 3 砼工 5 4 普工 15 5 操作工 8 1 吊車司機 2 2 電焊工 4 3 測量工 2 8 4 電工 2 5 鉗工 2 施工用電計劃 本工程計劃總用電量 300KW， 其中， 每套頂管設(shè)備 230KW，其他施工、生活用電 70KW。 每套頂管設(shè)備用電如下：頂管機主動力 88KW，液 壓站 30KW，上泵 ,下泵 22KW，清水泵 ，井下泵 15KW，觸變泥漿攪拌泵，觸變泥漿輸送泵 ，電焊機 11KW，照明 5KW。 備用電源， 250KW 柴油發(fā)電機 一臺。 四、 主要 施工 方法 頂進施工工藝 流程 ⑴頂進施工的準備工作→⑵設(shè)備安裝調(diào)試→⑶頂管機出洞→⑷吊放第一管節(jié)，接進出水管及各種管線→⑸頂進，至一節(jié)管節(jié)頂進結(jié)束→⑹縮回主頂千斤頂，拆進出水管及各種管線，吊放下一節(jié)管節(jié)→⑺接進出水管及各種管線，頂進→⑻依此循環(huán)→⑼吊放第一只中繼間并頂進→⑽吊入管節(jié)→⑾中 繼間頂進→⑿主頂頂進→⒀依此循環(huán)，至一節(jié)管節(jié)頂進結(jié)束，吊放下一節(jié)管節(jié)→⒁依此循環(huán)，至吊放下一只中繼間→⒂吊放管節(jié)→⒃第一只中繼間頂進→⒄第二只中繼間頂進?→⒅主頂頂進→⒆依此循環(huán)，至最后一只中繼間吊放→⒇吊放管節(jié)→(21)中繼間依次頂進→ (22)主頂頂進→ (23)依此循環(huán)→ (24)頂進結(jié)束。 頂管掘進機選型與設(shè)計 頂進采用泥水機械平衡頂管機，其基本原理是借助于壓力平衡以 9 達到出泥平衡，從而減少地面沉降。即維持正面土壓力介于土體的主動土壓力與被動土壓力之間，通過 PLC 控制正面土壓力，使之在設(shè)定范圍內(nèi)浮動，當 壓力過小時，切土口開口量減小，大刀盤外浮，使正面壓力升高，反之亦然，這一平衡過程是由一套液壓伺服系統(tǒng)來進行控制的。除了這種機械平衡以外，還采用泥水平衡，頂進時，循環(huán)的高壓水將切削下的土體攪拌成泥漿，同時平衡地下水位，使開挖面的水壓與地下靜水壓力相近，減少地表沉降。 該頂管機具有遙控操作系統(tǒng)，開挖、出土、糾偏、測量均可在管道外進行遙控，對于大口徑管道施工較為有利。由于采用泥水機械雙重平衡，能有效支護開挖面土體，控制地表沉降。 、主頂進裝置 主頂進系統(tǒng)由底架、油缸組、頂進環(huán)、鋼后靠及液壓泵站等組成，其主要 功能是完成管節(jié)頂進，是頂管設(shè)備系統(tǒng)的主要組成部分。 、底架 起承托頂管機、頂進環(huán)、砼管節(jié)之用。底架設(shè)有微調(diào)千斤頂和水平支撐，可以調(diào)節(jié)底架高程和水平位置。底架頂部設(shè)內(nèi)、外兩副軌道，內(nèi)軌作頂管機、砼管節(jié)的承托及導(dǎo)向之用，外軌則為頂進環(huán)往復(fù)行走之用。 、油缸組 油缸組由 6 只油缸分兩列左右對稱布置，每列各 3 只油缸疊積而成 ,并用可分式結(jié)構(gòu)的支座固定，用聯(lián)接梁連成一體。 油缸選用國產(chǎn)的雙沖程、雙作用等推力液壓千斤頂，每只油缸最 10 大推力為 1940KN，裝備推力為 11640KN，滿足管節(jié)最大承受頂力9000KN 的 要求。油缸行程 ，長度 的管節(jié)，可一次 連續(xù)頂進完成，無須再設(shè)墊塊，提高了工效，并減輕了勞動強度。 、液壓泵站 選用 63SCY141B 手動變量軸向柱塞油泵，配備 Y180L4 型電機