顶管专项施工方案文档格式.docx
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中国华西工程设计建设有限公司
1.3、编制原则
依据招标文件。
现场勘探及业主提供的其它有关资料。
执行国家及有关技术规范、规程、标准。
我公司ISO9001：
2000《质量保证手册》、质量体系程序文件及顶管施工中积累的丰富经验。
1.4、项目成果目标
我公司对本工程极为重视，多次召集技术人员现场勘察，研究施工方案，制定合理工期计划，我们将通过精心组织、科学管理、规范施工，确保达到以下目标：
（1）工期目标：
顶管工期包含在文曲路道排工程内，此单项工程满足总工期120天要求。
竣工时做到工完料尽，场地清，设备清，临时设施清。
（2）质量目标：
本工程的质量目标为合格，并对工程质量责任实行终身责任制，保证整体工程竣工时一次验收通过。
（3）安全目标：
坚持“安全第一，预防为主”的方针，确保该工程不发生重伤以上安全事故，符合有关安全施工的各项规定，服从业主对安全的管理检督。
（4）文明施工、环境保护：
该工程创文明施工标准化工地。
执行政府有关部门和业主关于安全文明施工、环境保护的各项法规及制度，服从业主对安全文明施工的管理检督和检查。
第二章、施工组织机构
2.1、组织机构
我公司拟选派有丰富顶管施工经验的管理人员、技术人员和施工能力强的人员组成该顶管工程的顶管班组，在质量、安全、生产、成本控制等方面进行全面调控。
做到统一计划协调、统一现场管理、统一物资供应、统一资金收付、统一对外联络，精心施工、科学管理，以确保工程高速优质完成。
该施工班组技术优良，作风过硬，且近几年来连续从事顶管工程施工及亚行贷款的城市污水处理工程的施工，具有丰富的施工经验，团结一致，吃苦耐劳，能够顺利地完成本项工程的施工任务。
项目部组织机构
2.2、施工专业队伍安排
根据本工程的工程规模、工期、施工条件、施工强度等，组织精干的队伍，配备现代化的机械设备进行施工，安排工程所需要的专业队伍。
现将安排的各专业队伍所承担的工作分工如下表。
专业施工队伍安排表
名称
承担施工任务
机械顶管施工队
承担工程管道顶进等施工工作
工作井、接收井施工队
承担工程工作井、接收井等施工工作
普工施工队
承担其他工程项目的施工工作
第三章、施工准备及施工现场布置
3.1、准备工作
3.1.1、技术方面
首先组织人员熟悉图纸，做好技术与质量、安全交底工作。
组织有关人员研究图纸和投标阶段施工组织设计，并在此基础上编制更为详细的施工组织设计和各单项工程的施工技术方案，指导工程施工，并贯彻到管理人员和操作工人。
合理布置施工场地，根据监理工程师提供的测设基准资料和测量标志，进行现场坐标、高程测量，并将测量结果提交监理工程师核查，作为施工放样的依据，在此基础上建立施工控制网，以便对整个标段的建筑物实行同精度控制，确保工程质量。
3.1.2、材料供应方面
由于本工程质量要求高，所以对自购材料的产地、厂家、质量严格把关，按规范要求使用前分批量抽检，合格的才能使用，并经业主、监理工程师认可，有必要的质保资料和复检报告。
所有材料均经现场取样试验合格后方可用于工程。
根据设计要求，管材均采用F型钢承口砼顶管管材，接口采用柔性橡胶圈。
选用优良管材，处理好管子接口对顶管施工是十分重要的。
对于成套管材，要按有关规范对管材作现场检查验收，如发现不合格品坚决予以退回。
所有材料通过汽车运至施工现场，原材料供应从货源、规格、计划、用量、采购办法、运输管理以及进场时间等方面列出周密详细的材料计划表，以确保工程的顺利进行。
3.1.3、设备供应方面
为确保工程质量，保证工程进度要求，我公司计划在工程施工过程中，利用机械顶管设备施工。
本公司其他设备充裕，状况良好，可根据工程进展情况，随时调配机械设备，具体机械设备供应状况见下表。
拟投入本工程的主要施工机械表
序号
机械种类
型号
功率
数量
新旧
程度
是否自有
备注（进退场时间）
1
泥水平衡顶管掘进机
MEP型
1台套
90％
自有
随时
2
汽车吊车
25T
1台
70％
3
挖掘机
1M3
2台
85％
4
自卸汽车
4.5T
1部
80％
5
泥浆罐车
6
31.5MPa千斤顶
400t
7
油泵
66L/min
8
电焊机
9
水泵
10
钢筋加工设备
11
模板加工设备
12
砼振捣设备
3台
13
砼拌和机
0.35M3
14
砼切缝机
15
风镐
3.1.4、劳动力计划
本次顶管工程我公司计划安排1个机械顶管施工队，1个工作井、接收井施工队,1个普工施工队。
人员组成：
（1）管理人员：
技术干部5人，后勤人员2人，
（2）工作井、接收井施工：
模板制作10人，钢筋制作5人，砼浇筑5人，辅助工5人，
（3）机械顶管施工：
顶管工程一般要求24小时连续施工，每台套顶管设备需人员配备如下：
工种
数量
职责
技术人员
施工技术、质量管理，数据收集分析，发现并解决问题
机头操作员
操作机头运转、顶进，读取测量数据，分析偏差、纠偏，记录顶进数据
控制台操作人员
操作主千斤顶、泥浆泵、压浆泵，调整顶速、泥浆流量等
注浆工
拌浆，调整注浆量及注浆压力
电工
设备及配套电器的供电及运行安全
吊车驾驶员
起重机械操作
辅助工
接、拆进排泥管，挂钩
合计
16人
（4）普工施工：
瓦工4人，辅助工10人，总计59人。
3.2、临时设施
3.2.1、临时设施位置及搭建标准
工地布置时因考虑到施工方便，故办公及居住用房采用集装箱式活动房，施工现场只搭设值班工棚。
工地配备货车一辆，供工地购买零星材料。
3.2.2、标志牌设置
我单位将在建设工程项目部、主要施工段的出入路口或项目监理指定的位置设置施工标志牌。
3.2.3、施工用电
根据工程特点，主要用电设备有顶管机、潜水泵、搅拌机、现场照明等。
工作时最大用电量约100KW，实际考虑用电量100×
1.2=120KW。
施工用电在施工工作井附近从主电线杆400KW变压器处接总下火配电箱，按表计费，费用自理。
线路布置时按三相五线制，每处均布设漏电保护器，并做到一机一闸，三级保护，确保用电安全。
为确保工程顺利、安全施工，工作坑及开挖部位低压（＜36V）照明，合理布置照明系统。
3.2.4、施工用水
施工中用水，由于机械顶管施工用水量较大，就近现场用水。
顶管工作坑、检查井施工，冲洗用水，养护、闭水试验及其它施工用水等废水，通过沉淀后，排入附近的污水管线中。
3.2.5、施工噪音控制
在选择施工设施、设备及施工方式时，我方将细致考虑由此产生的噪声对劳动力和周围地区居民的影响。
工作坑布置及顶管现场施工平面布置见下图。
工作坑布置详图
第四章、主要工程施工方案
4.1工程测量
4.1.1、交桩程序
在甲方提供完整的导线点和水准点后，组织技术人员对甲供导线点、水准点进行闭合测量，确认无误后，引测/布置各导线控制网和水准控制网。
测设各附属构筑物定位线和沟槽开挖线，并标出与管线冲突的地上、地下构筑物位置，建立临时水准点，测量管线的地面高程，以确定挖深。
4.1.2、施工控制桩的测设
测设控制桩的方法：
平行线法、延长线法及根据已有交桩和导线点引测在道路外增设布置临时控制点的方法。
4.1.3顶管施工控制测量
4.1.3.1测量控制网及井下测量平台的建立
4.1.3.1.1根据测量控制点，在井周围布设一个高精度的控制网，用以测放、检查和修正工作井井区和井下的测量点，如轴线点、井下的测量起始点和后视点等。
4.1.3.1.2测量平台置于井下顶管轴线上，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，以便互相校核。
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，不受顶管操作的影响，以保持其稳定性。
4.1.3.2顶管轴线与标高控制
4.1.3.2.1本工程顶管测量按直线顶管测量方法施工。
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管头上方的光靶即可。
激光经纬仪发射的激光束偏离光靶中心的距离，即顶管的偏差值，但方向相反。
4.1.3.2.2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。
此时顶管轴线采用支导线法控制，标高采用支水准线路控制。
4.1.3.3顶管测量注意事项
4.1.3.3.1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位移是完全可能的，故每周均需对其进行检查校核，发现偏移过大需查明原因并及时修正。
4.1.3.3.2地面测量控制网上的部分点在顶管轴线上或工作井附近，可能因地面沉降等原因而移动，故也需不定期进行校核检查。
4.2、沉井施工
根据工作井及接收井结构及井位布置依据投标时提供的勘察报告编制，考虑污水管线位置土质较好，我公司根据以往施工经验及本工程招标要求，对工作井、接收井的结构及井位布置方案如下：
1、工作井及接收井结构：
工作井及接收井井深4.5m，内径4*6m，采用0.37厚混凝土浇筑；
接收井采用倒挂法施工。
2、工作井沉井配筋井壁钢筋为双层φ14@200，韧脚钢筋为φ16@200，保护层厚2.5cm。
3、井位布置：
鉴于施工管线位置土质较好，以及本单位对于泥水平衡施工方式的实际经验，设置1个工作井，1个接收井。
在地下水较丰富，土体承载力差易受扰动，基坑受土压力增大，顶管时易发生管涌现象，存在重大安全隐患。
针对实际土质差及地下水比较丰富等情况，为保证工程施工安全及工程质量，实际施工时我公司对工作井、接收井施工方案及工作井、接收井井位布置方案作相应调整。
4.2.1、沉井施工
4.2.1.1工作井施工工艺流程
4.2.1.2工作井施工工序介绍
按照设计图纸要求，工作井井体深度为4.5米，分为两节或三节制作，根据现场施工条件，每节沉井墙体可分一次浇注混凝土、分一次下沉，每条施工缝均按照图纸设计要求设置。
1、沉井基坑开挖
根据设计图纸的沉井坐标定出沉井中心桩及沉井井体外壁四个角点的控制桩，基坑底四边尺寸比沉井结构外围尺寸沿周边各放宽0.5m，依据沉井平面尺寸确定基坑底面，沉井的基坑开挖深度为1m，以基坑底部周边尺寸按1：
1放坡至地面标高，为基坑敞口形，可供立模板、绑扎钢筋搭设外模板。
沉井基坑采用人工挖土并整平基底，井中设置大功率潜水泵抽水进行降水，土方可随即用车辆外运。
2、井基坑铺筑
在人工整平之后，沿沉井强体中心线铺设碎石垫层，垫层厚度为200mm，铺设宽度1.25m（比刃脚宽度两侧各放宽0.5米），并用人工机具夯实平整；
然后在碎石垫层上填筑粗砂垫层，厚度为100mm，用平板震动
整平、密实。
在垫层上沿沉井刃脚四周浇筑素砼垫层带，厚度为80mm，宽度比沉井强体厚度内外宽200mm，沿砼垫层带周长相距1.0m设木条，供内外立模板，绑扎钢筋之用。
3、第一节沉井制作
A、模板钢筋制安
在铺筑的素砼垫层带上，铺设隔离层油毛毡，然后架立内模板，沉井内设置满堂红脚手架。
内模板校正后绑扎钢筋，再立外模板和外脚手架，沉井内外模封闭后，串拉杆螺丝、拉紧、清理井墙冲洗干净，复核验收立模扎筋均符合规范规程要求。
B、混凝土浇筑
混凝土采用分层浇筑，每层厚度为50cm，间隔时间少于1小时。
制作带有30～50cm颈口段的漏斗。
商品混凝土通过混凝土运输搅拌车运到现场，检验出厂单，现场做塌落度实验。
放置漏斗，间距4m，四个转角处均设漏斗。
通过混凝土泵把混凝土垂直运输到达模板顶部，再通过漏斗灌入井墙之中。
用振动棒进行震捣密实，保证沉井砼结构内外光洁度良好。
C、养生、拆模和下沉
当井体砼达到设计强度的30％以上，拆除模板。
对井体进行淋水养生。
为了减少养生的时间，缩短工期，在使用的商品混凝土中添加早强剂。
拆除井内脚手架，沉井外壁涂上沥青油，减少土体摩擦力，再挖土下沉。
D、第二节沉井制作
在第一节沉井下沉至预定标高并稳定后，开始制作第二节沉井。
模板钢筋制安：
重新架设井内脚手架，沿着第一节顶面部的拉杆螺丝上立第二节内模板，模板应支撑在第一节沉井上，经校正后，绑扎钢筋，其后再立外模，串拉杆螺丝和校正，同时接高外脚手架和顶面工作平台。
混凝土浇筑、养生、拆模和下沉同第一节。
在第二节沉井制作好之后，在下沉之前，对工作井外壁土体进行人工降土2米，并按照1：
1的坡度放坡，减少工作井外壁的摩阻力。
各节沉井外壁均需涂上沥青油，减少土体的摩阻力。
E、其余各节沉井制作
其余各节沉井井体的制作、下沉，均同第二节沉井的制作、下沉流程，但不再对井体外壁土体进行人工降土。
4、沉井下沉
当第一节沉井混凝土达到设计强度的100％之后，其上各节达到设计强度的70％以后，才允许下沉，下沉安全系数应大于1.15。
工作井沉井下沉根据地下水位情况，第一节沉井的下层采用排水下沉挖土方法，第二节沉井开始下沉后，采用不排水挖土下沉方法；
根据现场施工情况，沉井
所处位置土质条件好的采用排水抓土下沉方法。
A、排水下沉方法，采用抓斗挖土，先挖井内中央的锅底——扩大锅底的范围和一定深度——让沉井体在自重作用下慢慢的下沉——随后挖刃脚处的土体（或者人工掏刃脚土体）让井平稳加快下沉，直至锅底土隆起，当沉井下沉减速趋于稳定时再重复上述各道工序进行施工，让沉井在操作下达到设计标高为止。
（在挖土过程中，可派6～10个人工井下配合挖刃脚土体，确保挖土均匀）
B、不排水下沉方法，采用抓斗挖掘井底中央部分的土，使沉井形成锅底，在砂类土中，一般当锅底比刃脚低1～1.5米时，沉井即可靠自重下沉，而将刃脚下的土挤向中央锅底，然后再由抓斗继续抓土，沉井便可继续下沉。
若刃脚下的土不易向中央塌落，则配以射水管松土。
5、沉井封底及底板浇注
沉井下沉至设计标高后观察其稳定性，在8小时内沉井自沉累计量不大于10mm和每小时观察自沉量，在沉井下沉已经稳定时，才进行封底。
由于地下水位高，本工程工作井、接收井封底均采用不排水封底，即在水下进行封底。
A、由于沉井下沉到位时，井底呈锅底型，锅底深度比沉井底部深2～3米，对这些超挖部分需回填碎石整平，之后在整个井底铺设30cm碎石。
B、混凝土用混凝土泵车（导管法）灌注，水下混凝土的塌落度为15～20cm，需添加絮凝剂。
灌注水下封底混凝土时，需要的导管间隔及根数根据导管作用半径和封底面积确定，导管作用半径随导管下口超压力大小而异，其关系如下：
超压力（kpa）
75
100
150
250
导管作用半径（m）
<
2.5
3.0
3.5
4.0
数根导管灌注时的顺序：
按照先低处后高处，先周围后中部为原则，使混凝土保持大致相同的标高。
混凝土浇筑完成之后，需安排潜水员对水下混凝土进行检查并整平。
C、待水下混凝土达到设计强度后，方可从井中抽水。
D、抽干水之后，开始绑扎底板钢筋，两端深入刃脚上方的凹槽内，浇注底板混凝土。
浇注应在整个沉井面积上，同时不间断进行，由四周向中央推进，并用振捣器捣实，混凝土采用自然养护。
4.2.2沉井施工的质量标准
1、刃脚平均标高与设计标高的偏差不得超过100mm.
2、沉井水平位移不得超过下沉总深度的1%。
3、矩形沉井刃脚底面四角中的任何两角的高差，不得超过该两角间水平距离的1%，且最大不得超过300mm。
4、下沉总深度是沉井下沉前刃脚底面标高与下沉结束后刃脚底面标高之差。
4.2.3质量控制的一些相关措施
1、沉井制作的相关要求
1）、钢筋绑扎立模，浇注砼均要求严格按设计文件、规范等进行施工。
2）、要求对角线距离相等，沉井尺寸准确。
3）、要求钢模板拼装整齐、平直、漏缝嵌密实，防止漏浆。
4）、要求模板内清洗干净，才允许浇灌砼。
5）、串筒相距3-4m，分层浇灌砼用振捣器振捣密实。
2、测量控制与观测
沉井平面位置与标高的控制是在沉井四周的地面上设置纵横十字控制线、水准基点进行控制。
沉井的垂直度的控制，是在井筒内按4或8
等分标出垂直线，以吊线锤对准下部标板进行控制。
在挖土时随时观测垂直度，当线锤距离墨线大于50mm，或四面标高不一致时，应及时纠正。
沉井下沉的控制，通常在井壁上的两侧用白油漆或红油漆画出标尺，可采用水平尺或水准仪来观测沉降。
在沉井下沉中，应加强平面位置、垂直度和标高（沉降值）的观测，每班最少观测两次，并作好记录，如有倾斜、位移和扭转，应及时通知值班负责人，指挥操作负责人，及时纠偏，使偏差控制在允许范围之内。
以上施工测量纠偏参照点应设置在不受沉井下沉影响的点位上，并派人经常进行复核。
4.2.4沉井施工的一些细部处理措施及纠偏措施
1、为了使沉井尽快达到可供下沉的强度时间，可在第一节沉井制作时，添加适量的减水剂、早强剂、速凝剂；
2、沉井下沉过程中可能发生的不正常偏差的纠偏和处理措施。
沉井下沉过程中较容易出现沉降不均匀的情况，对于沉井下沉过程中发生偏差的情况，根据情况采取以下措施：
①调整井内的挖土量，对下沉较快的一侧减少挖土，增加下沉慢的一侧挖土量；
②一旦沉井发生过大的偏差，并且经过一段时间纠偏无效，已形成下沉的轨道，此时不可运用井内调整挖土量的多少来纠偏，应该人为改变井外两侧的土压力作用，改变其大小才能将沉井纠偏扶正，可以破坏井壁外的摩阻力，采用射水方式，用高压水枪冲刷沉井高的一侧土体，减阻后让沉井高的一侧下沉速率加快，低的一侧在固有摩阻力作用下，下沉速率减慢来达到纠偏扶正沉井；
③沉井高的一侧顶面加外荷载压重造成高的一侧井壁下沉速率加快来达到纠偏扶正；
④结合以上的方法可同时组合运用，也能有效的达到沉井纠偏扶正。
3、底板砼浇注，防止收缩裂缝和渗漏的措施
底板砼浇注完毕后用草包覆盖洒水养生可防止砼裂缝产生，气温高的情况下可向井内灌水淹没底板在水中进行养生，达到强度后可抽水,也是防止砼渗漏的措施。
井中的集水井要有明显的抽水效果，也就是所封底的各道工序做得完善符合要求，封底部分砼不要均匀平整，达到强度后足以对抗地下水压，则砼底板始终不承受水压的作用砼底板达到设计强度后，就不会发生裂缝渗漏现象。
4、当采用排水挖土下沉过程中，需防止基底可能发生流砂、管涌、隆起。
如果情况特殊一旦有流砂管涌和隆起的现象，随即向沉井内灌水压重，不让地下水自由流动带动砂土涌流，消除流砂、管涌和隆起的现象，并开始采用不排水挖土下沉方法。
5、沉井下沉过程中，采用不排水封底，则在封底完成之后，安排一台四吋泵进行抽水（注：
顶管调试及顶管顶进过程中，在每个工作井（接收井）均设置一台四吋泵进行抽水，保证顶管过程顺利）。
若土质条件好的位置采用排水下沉，则每日在所施工的井内安排一台四吋泵不间断抽水，每个工作井（或接收井）每日三个抽水台班；
沉井封底过程，若采用排水封底，则在井底每个积水井里面设置一个四吋泵进行不间断抽水，每个工作井（接收井）每日抽水台班为：
3×
2＝6台班。
4.3深井降水
因本工程顶管部位地下水丰富，故需要采取深井降水，保证工程施工安全及工程质量。
4.3.1、工程设计及参数
4.3.1.1、深井降水设施平面布置
根据现有水文地质情况和现场情况，采用深井降低基坑地下水位，其布置方案为：
在距每个沉井外壁6m处对称布置4口深井，见下图，井深为20m。
配4JD-10×
4深井泵抽水。
深井
6米
污水管道轴线
深井
4..3.1.2、深井井管高程布置和结构
为尽快完成深井，需尽快降低地下水位，为顶管工作坑施工创造条件，工程开工后尽快实施深井工程，因此，深井从地面开始施工。
井底深度确定为20m，水泵深度确定在18m。
▽18m～▽20m井管为普通钢筋砼沉淀管，▽18m～▽4m之间井管采用无砂砼滤管，▽4m～▽0为普通钢筋砼管。
不透水管采用内径为0.4m，外径为0.5m的C20普通钢筋砼管。
透水过滤管采用水泥无砂管，内、外径同不透水管，水泥与碎石比例1:
5，碎石粒径5～10mm，孔隙率约为20%左右，水泥标号为32.5级，水灰比为0.4，每1节管长1.0m，透水管两端各0.1m预制成普通砼管。
4..3.1.3、基坑总涌水量
本工程污水管道中心降低后的水位拟定为地下12m深度，考虑降水的漏斗效应，井深为20m。
Xa＝0.5m
降水深度S＝8m。
滤管长度l＝18-4＝14m。
s/（s+l）=8/（8+14）=0.36，取а=1.7
含水层有效带厚度Ha＝a*（s+l）=1.7*（8+14）=37.4m
影响半径R＝1.95*s*（Ha*K）0.5=1.95*8*（37.4*0.864）0.5=88.7m
基坑总涌水量按无压非完整井进行计算。
＝1.366*1.0*10-5*（2*37.4-8）*8/（lg88.7-lg0.5）=0.046m3/s
井管采用半径为0.5m的透水管，每米透水量为：
q=2Лrl
=2*3.14*0.5*1*（0.001）0.5/15=5.3*10-3m3/s
深井滤水管进水部分总长度为
L=Q/q=0.046/（5.3*10-3）=8.7m。
深井的井深打到流砂透水层，井深取20m，浸水井管下端长度为14m.
以上计算结果说明单井的滤水管的滤水能力超过渗流能力，即抽水水面能降至深度12m。
所以布置的降水深井井数和井距满足本工程基坑降水要求。
4..3.1.4、深井降水施工措施
在深井施工前，先在拟定的降水基坑周围布置1根
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