創建魯班獎工程實施指南(附件(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 松軟土層或富水松軟地層中敷設中、小型管道的一種 施工方法。施工時無須挖槽，可避免為疏干和固結土體而采用降低地下水位等輔助措施，從而 大大加快施工進度。短距離、小管徑類地下管線工程施工，廣泛采用頂管法。近幾十年，中 繼接 力頂進技術的出現使頂管法已發展成為可長距離頂進的 施工方法。頂管法施工包括的 主要設備有：頂進設備、頂管機頭、中繼環、工程管及吸泥設備；設計的主要內容是頂力計 算；施工技術主要包括頂管工作坑的開挖、穿墻管及穿墻技術、頂進與糾偏技術、陀螺儀激光 導向技術 、局部氣壓與沖泥技術及觸變泥漿減阻技術。 （ 2） 定向鉆進穿越：根據圖紙所給的入土點和出土點設計出穿越曲線，然后按 照穿越曲線利用穿越鉆機先鉆出導向孔、再進行擴孔處理，之后利用泥漿的護壁及潤滑作用 將已欲制試壓合格的管段進行回拖，完成管線的敷設施工。其主要技術包括： 1） 根據套管允許的曲率半徑、工作場地及巖土工程條件，確 定定向鉆進的頂角 、方位角、工具面向角、空間坐標，設計出定向鉆進的軌跡草圖。 2） 導向孔鉆進是采用射流輔助鉆進方式，通過定向鉆頭的高壓泥漿射流沖蝕破 碎 旋轉切削成孔的，以斜面鉆頭來控制鉆孔方向。通過鉆機進行調整鉆進參數，來控制鉆 頭按設計軌跡鉆進。 3） 將導向孔孔徑擴大至所鋪設的管徑以上，減少敷設管線時的阻力。 4）用分動器將要敷設的管線與回擴頭進行連接，在鉆桿旋轉回拉牽引下，將管線回拖入已成型的軌跡孔洞。 （ 1）頂管法的技術指標應符合《給水排水管道工程施工及驗收規范》 GB 5026《頂進施工法 用鋼筋混凝土排水管》 JC/T 640 的規定。 （ 2）定向鉆進穿越技術中，控制點的位置確定、鉆機拖拉力的計算和鉆機的選擇按規范《油氣輸送管道穿越工程施工規范》 GB 50424 的要求執行。 （ 1）頂管法適用于直接在松軟土層或富水松軟地層中敷設中、小型管道。 （ 2）定向鉆進穿越法適合的地層條件為巖石、砂土、粉土、黏性土。對僅在出土點或入土點側含有卵礫石等不適合定向鉆施工的地層條件時，在采取得當措施后也可進行定向鉆進穿越施工。 浙江鎮海穿越雨江的頂管工程、上海穿越黃浦江的頂管工程 、西氣東輸穿越黃河頂管工程等。 定向鉆進穿越法應用的典型工程有：南京天然氣工程、濟南機場天然氣工程、紹興天然氣利用工程等。 大斷面矩形地下通道掘進施工技術 rationl :,308PC1268NXJzGDZLTEISWx6YR(4)M39。q13 大斷面矩形地下通道掘進施工技術是利用矩形隧道掘進機在前方掘進，而后將分節預制好的混凝土結構在土層中頂進、拼裝形成地下通道結構的非開挖法施工技術。 矩形隧道掘進機在頂進過程中，通過調節后頂主油缸的推進速度或調節螺旋輸送機的轉速，以控制攪拌艙的壓力，使之與掘進機所處地層的土壓力保持平衡，保證掘進機的順利頂進，并實現上覆土體的低擾動； 在刀盤不斷轉動下，開挖面切削下來的泥土進入攪拌艙，被攪拌成軟塑狀態的擾動土；對不能軟化的天然土，則通過加入水、黏土或其他物質使其塑化，攪拌成具有一定塑性和流動性的混合土，由螺旋輸送機排出攪拌艙，再由專用輸送設備排出；隧道掘進機掘進至規定行程，縮回主推油缸，將分節預制好的混凝土管節吊入并拼裝，然后繼續頂進，直至形成整個地下通道結構。 大斷面矩形地下通道掘進施工技術施工機械化程度高，掘進速度快，矩形斷面利用率高，非開挖施工地下通道結構對地面運營設施影響小，能滿足多種截面尺寸的地下通道施工需求。 地 下通道最大寬度 ；地下通道最大高度 。 能適應 N值在 10 以下的各類黏性土、砂性土、粉質土及流砂地層；具有較好的防水性能，最大覆土層深度為 15m；通過隧道掘進機的截面模數組合，可滿足多種截面大小的地下通道施工需求。 上海軌道交通 6 號線浦電路車站、 8 號線中山北路車站、 4 號線南浦大橋車站等。 復雜盾構法施工技術 復雜盾構法施工技術為復雜地層、復雜地面環境條件下的盾構法施工技術，或大斷面（洞徑大于 10m）、異型斷面形式（非單圓形）的盾構法施工 技術。 “盾”是指保持開挖面穩定性的刀盤和壓力艙、支護圍巖的盾型鋼殼，“構”是指構成隧道襯砌的管片和壁后注漿體。由于盾構施工技術對環境影響很小而被廣泛的采用，得到了迅速的發展。盾構機主要是用來開挖土砂圍巖的隧道機械，由切口環、支承環及盾尾三部分組成。就斷面形狀可分為單圓形、雙圓形及異型盾構。所謂盾構施工技術，是指使用盾構機，一邊控制開挖面及圍巖不發生坍塌失穩，一邊進行隧道掘進、出渣，并在盾構機內拼裝管片形成襯砌、實施壁后注漿，從而在不擾動圍巖的基礎上修筑地下工程的方法。 選擇盾構型式時，除考慮施工區段的圍巖 條件、地面情況、斷面尺寸、隧道長度、 隨 道線路、工期等各種條件外，還應考慮開挖和襯砌等施工問題，必須選擇能夠安全而且經濟地進行施工的盾構型式。根據盾構頭部的結構，可將其大致分為閉胸式和敞開式。閉胸式盾構又可分為土壓平衡式盾構和泥水加壓式盾構；敞開式盾構又可分為全面敞開式盾構和部分敞開式盾構。 （ 1）承受荷載 設計盾構時需要考慮的荷載如：垂直和水平土壓力、水壓力、自重、上覆荷載的影響、 rationl :,308PC6NXJzGDZLTEISWxYR(4)M39。q變向荷載、開挖面前方土壓力及其他荷載。 （ 2）盾構外徑 所謂盾構外徑，是指盾殼的外徑，不考慮超挖刀頭、摩擦旋轉式刀 盤、固定翼、壁后注漿用配管等突出部分。 （ 3）盾構長度 盾構本體長度系指殼板長度的最大值，而盾構機長度則指盾構的前端到盾尾端的長度。盾構總長系指盾構前端至后端長度的最大值。 （ 4）刀盤扭矩 刀盤扭矩可進行簡便計算： 式中： T—— 裝備扭矩（ Kn178。 m）； D—— 盾構外徑（ m）； ? —— 扭矩系數（土壓平衡式盾構 ? =8? 3；泥水加壓式盾構 ? =9? 5） 。 （ 5）總推力 盾構的推進阻力組成 包括：盾構四周外表面和土之間的摩擦力或粘結阻力（ F1）；推進時，口環刃口前端產生的貫入阻力（ F2）；開挖面前方阻力（ F3）；變向阻力（曲線施工蛇形修正、變向用穩定翼、擋板阻力等）（ F4）；盾尾內的管片和殼板之間的摩擦力（ F5）；后方臺車的牽引阻力（ F6）。以上各種推進阻力的總和（ ∑ F），須對各種影響因素 仔細考 慮，要留出必要的富余量。 適用于各類土層或松軟巖層中隧道的施工。 2020 年北京地鐵 10 號線在穿越三元橋臨樓地段，盾構雙線調至凈距 ； 2020 年北京地鐵 9 號 線軍一東區間盾構機在湖泊下礫巖層中掘進； 2020 年上海率先采用雙圓盾構機施工 M8 線地鐵區間；上海外灘觀光隧道實現了城市復雜地層近距離疊交隧道施工。 智能化氣壓沉箱施工技術 智能化氣壓沉箱施工技術是指在沉箱下部設置一個氣密性高的鋼筋混凝土結構工作室， 并向工作室內注入壓力與刃口處地下水壓力相等的壓縮空氣，使在無水的環境下進行無人化遠程遙控挖土排土，箱體在本身自重以及上部荷載的作用下下沉到指定深度后，在沉箱結構面底部澆筑混凝土底板，形成地下沉箱結構的新型施工技術。 智能化氣壓沉箱在施工 中，利用氣體壓力平衡箱體外水壓力，沉箱底土體在無水狀態下進行無人化遠程遙控開挖，通過遠程監視系統，沉箱在下沉過程中可以直接辯別并較方便地處理地下障礙物，同時避免了坑底隆起和流砂管涌現象。相比常規的沉井施工方法，智能化氣壓沉箱施工方法由于氣壓反力的作用，箱體容易糾偏和控制下沉速度，可以防止突沉、超沉，且周邊地層沉降小，對環境影響?。幌啾鹊叵逻B續墻施工方法，可顯著減少圍護結構的插入深度，具有可觀的經濟性。 3DT ??? rationl :,308PC1268NXJzGDZLTEISWx6YR(4)M39。q15 （ 1）無排氣環保螺旋機出土速度： 16m3/h。 （ 2）遠程遙控自動挖掘機，鏟斗容量 ? m3，并配有專門的遠程監視系統。 （ 3）減摩泥漿：鈉基膨潤土、純堿、 CMC，密度 ? ，黏度 30? 40S。 （ 4）配有專門的人員生命保障系統（包括醫療艙、減壓艙等），工作室在有人狀態下氧氣含量保持 19%? 23%，氣壓小于 ，人員在高壓常壓環境之間轉換有專門操作規程并有各種故障的應急預案，防止減壓病的發生。 智能化氣壓沉箱施工技術可適用于軟土、黏土、砂性土和碎（卵）石類土及軟硬巖等各種地質條件，適合在城巿建筑密集區，周邊環境復雜，地表沉降要求高，對周邊建筑 保護力度大的區域進行深基坑建設，以及舊城改造區域障礙物較多時采用，并可以向大深度、大面積的方向發展，滿足城市地下空間的開發需求。目前開挖深度可達 40m。 智能化氣壓沉箱施工技術在上海市軌道交通 7 號線工程 12A 標（浦江南浦站 ? 浦江耀華站）區間中間風井工程得到應用。風井結構為全埋地下四層結構，平面尺寸為 179。，深度約 29m，地下一層設外掛風道。沉箱施工過程中采用無人化智能化新技術和新設備使整個挖土、出土流程實現了無人化遙控施工，有效地控制周圍地基的沉降，保護了周邊建筑物的安 全，而且坑底無隆起和流砂管涌，工程質量良好。 雙聚能預裂與光面爆破綜合技術 雙聚能預裂與光面爆破綜合技術是將聚能爆破應用于預裂爆破和光面爆破的最新爆破技術。該項新技術能最大限度提高藥柱爆炸的成縫能量，比普通預裂與光面爆破擴大孔距 2? 3 倍，同時也減小了對保留巖體的爆破危害并提高了保留巖體的穩定性和安全度，提高了半孔殘留率，爆后沒有爆破再生裂隙。該項新技術不僅節能環保還可以降低施工成本 50%以上。 （ 1）采用雙聚能預裂與光面爆破綜合技術施工宜使用雙聚能預裂與光面爆破專用裝 置。可按《雙聚能預裂與光面爆破綜合技術施工工法》（國家一級工法）施工。 （ 2）采用“雙聚能預裂與光面爆破綜合技術”可以達到以下技術指標： 1）根據爆破巖石的力學特性和巖石的結構構造預裂或者光面爆破孔距可以增大 2? 3倍。 2）保留巖體的建基面以下 40cm 范圍內，爆后波速最大衰減只有 4%，遠低于國家規范要求。 3）半孔殘留率遠高于國家規范要求并且爆后殘留半孔沒有爆破再生裂隙。 4）施工成本降低 50%以上。 5）節省能源消耗 50%? 60%、造孔矽塵大量減少有利于環境保護。 適用于水利水電、礦山、交通 、房屋建筑、風電、核電等建筑行業各種巖性巖石的輪廓 rationl :,308PC6NXJzGDZLTEISWxYR(4)M39。q磨控制爆破設計與施工。 在水利水電行業應用廣泛，并且取得良好經濟效益和社會效益。 2 混凝土技術 高耐久性混凝土 高耐久性混凝土是通過對原材料的質量控制和生產工藝的優化，并采用優質礦物微細粉和高效減水劑作為必要組分來生產的具有良好施工性能，滿足結構所要求的各項力學性能，耐久性非常優良的混凝土。 （ 1）原材料和配合比的要求 1）水膠比（ W/B） ≤ 。 2）水泥必須采用符合現行國家標準規定的水泥，如硅酸鹽水泥，普 通硅酸鹽水泥或復合硅酸鹽水泥，不得選用立窯水泥。 3）粗骨料的壓碎指標值≤ 10%， Dmax≤ ，采用 15? 25mm 和 5? 15mm 二級配合，飽和吸水率＜ %，且無堿活性。 4）采用優質礦物微細粉和高效減水劑是高耐久性混凝土的特點。礦物微細粉宜采用硅粉、粉煤灰、磨細礦渣及天然沸石粉等，所用的礦物微細粉應符合國家有關標準，且宜達到優品級。礦物微細粉等量取代水泥的最大量一般為，硅粉≤ 10%，粉煤灰≤ 30%，礦渣≤ 50%，天然沸石粉≤ 10%。，復合微細粉≤ 50%。 5）配合比設計強度應符合以下公式： 式中： ocuf, —— 混凝土配置強度（ MPa）； k,cuf —— 混凝土強度標準值（ MPa）； ? —— 強度標準差，無統計數據時，商品混凝土可取 ? 。 （ 2）耐久性設計的要求 1）處于常規環境的混凝土結構，滿足所處的環境條件下服役年限提出的要求。 如抗碳化耐久性要求 式中： —— W/B 水膠比； C—— 鋼筋保護層厚度（ cm）； ? —— 碳化區分 系數，室內 ，室外 ； t—— 結構設計使用年限。 2）對于處于嚴酷環境的混凝土結構的耐久性，應根據所處環境條件，按《混凝土結構耐久設汁規范》 GB 50467 進行耐久性設計，考慮的環境劣化因索有： ①抗凍害耐久性要求： a）根據不問凍害地區確定最大水膠比； b）不同凍害地區的耐久性指數 k； c）受除冰鹽凍融循環作川吋，應滿足單位剝蝕量的要求； d）處于有凍害環境的，?1 .6 4 5k, ?? cuocu ff%???????? ??? tCBW ? rationl :,308PC1268NXJzGDZLTEISWx6YR(4)M39。q17 必須慘人引氣劑，引氣量應達到 4%? 5%。 ②抗鹽害的耐久性要求 :a）根據不同鹽害環境確定最大水膠比； b）抗 C1的滲透性、擴散性，應以 56d 齡朗， 6h 總導電量（庫侖）確定，一般情況下，氯離子滲透性應屬非常低范圍（≤ 800 庫侖）； c）混凝土表面裂縫寬度符合規范要求。 ③硫酸鹽侵蝕的耐久性要求： a）用于硫酸鹽侵蝕較為嚴重的環境，水泥中的 C3A不宜超過 5%； C3S＜ 50%； b）根據不同硫酸鹽腐蝕環境，確定最大水