顶管施工组织设计 1Word文档下载推荐.docx

顶管施工组织设计 1Word文档下载推荐.docx

《顶管施工组织设计 1Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《顶管施工组织设计 1Word文档下载推荐.docx（35页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

5．5、确保工程质量的主要技术措施………………………………32

5．6、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、人员、机械和材料计划…………………………………………39

7．1、项目经理部人员………………………………………………39

7．2、工作井施工人员………………………………………………39

7．3、顶管施工人员…………………………………………………40

7．4、主要设备计划…………………………………………………40

7．5、主要材料计划…………………………………………………41

八、施工工期…………………………………………………………42

九、施工进度计划……………………………………………………42

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、林同棪国际工程咨询（中国）有限公司关于《重庆市南岸片区（哑巴洞、海棠溪、鸡冠石流域）污水三级管网工程·

哑巴洞流域WYB-A-016线污水三级管网顶管工程》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。

二、工程概况

2．1工程概况

本工程为重庆市南岸片区（哑巴洞、海棠溪、鸡冠石流域）污水三级管网工程·

哑巴洞流域污水三级管网顶管工程，该段为WYB-A-016线污水（WA-016-1~WA-016-19），位于元旦百货大门口与万寿路沿线地段，管道长度为504.5m，全部采用顶管施工，断面为DN165预制高强度钢盘混凝土圆管，管节为2m。

顶管工作井3座，设在WA-016-5、WA-016-13、WA-016-19处；

顶管接收井4座设在WA-016-1和WA-13处。

检查井19座。

2．2现场地质条件

该段管线位于重庆市，南岸区元旦百货大门口与万寿路沿线地段，穿入珊瑚中学内，原地貌为北低南高，管道区内没有滑坡、危岩、泥石流等不良地质场地现状基本稳定，主要地质成分为砂岩，管道平均埋深5m，WA-016-1~WA-016-19主要地质成份为砂岩。

管道长度504.5m。

2．3现场水文条件

顶管管道所处地层地下水量较少。

一般情况，11月份至次年4月份为枯水期，同年5月份至10月份为洪水期。

其中7、8月份为最高洪水期。

枯水位在160.00m左右，最高洪水位193.50m。

重庆地区属亚热带气候，温暖湿润、雨量充沛，具有春早夏长、秋雨连绵绵、冬暖多零的特点。

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、施工现场设在WA-016-5处，位于元旦百货大门口右侧，场地榨小，实际使用面积围蔽，长15m×

宽10m=150m2占道作为施工场地。

用钢管脚手架及彩钢瓦隔离围蔽，实行全封闭施工，并按沙坪坝区交警和占道施工规定要求，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1m×

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，10T吊车吊放砼管。

3．2．2、为了确保交通的畅通和人员安全，在路口设置设置协警，专人疏导交通，分两班制，每班1人，指挥行人和车辆通行，并标出醒目的安全标志和交通警示灯。

施工所用的材料和开挖的渣土运输，尽量避开交通高峰期，在夜间0：

00点以后进行，工人穿上红色或黄色有醒目的交通服，用斗车运至工作井施工场地内，汽车外运，并及时清扫洒落的路面的渣土。

3．2．3管内泥土采用随出随运，砼管吊放采用10T吊车一台。

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。

见现场平面布置图

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，出入口安装1台高压水泵，用于土方车的出门清洗，确保施工现场的整洁，各种沟、管不得混排。

3．4供电

WA-5工作井附近无供电局的高压线网，由项目部自行与附近单位协商供电，将电源接入工作井。

3．5项目部施工组织机构图

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，本工程主要是施工用电用水问题，派专人到附近单位协商解决并接通施工用电和施工用水。

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DN1000顶管用的工具管并制作好运到现场，汽车起重（10t）一台，双筒慢速电动卷扬机（3t）一，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工作井施工

本段顶管施工的工作井位置设在WA-016-5处，该井位于元旦百货大门口右侧，场地榨小紧靠人行道上，施工围护范围，长15m，宽10m，工作井施工前应先凿除公路砼，凿除范围为Φ4m（路面结构为：

10cm厚沥青砼面层，50cm碍砼水稳层，20cm厚碎石层垫层，凿除外运），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、叶岩采用水钻钻孔，人工掘进修整，光面垂直平整，不使用钢筋砼，工作井地面靠公园围墙方向设置一座沉砂池，将井内污水泥浆抽入池中沉垫后，沿公路排入附近市政污水道。

4．2．1工作井平面设置

本工程拟设计顶管工作井3座，即WA-016-5、WA-016-13、WA-016-19处，井内空平面尺寸Φ4m园井，高分别为5.036m，4.187m，3.600m，工作井平面布置和详图见工作井设计图。

4．2．2工作井基坑开挖

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。

地下管线晒明后先控探槽，确切掌握管线的准确位置才能破除混凝土沥青路。

全部采用人工开挖，避免损坏地下管线及构筑物。

4．2．3井面墙施工

以上工序完成后，使用砖砌井面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工作井制作

工作井一次完成。

由于地质是砂岩非常坚硬，不采用钢筋砼护壁施工，采用水钻钻孔人工掘进，修整边坡光面的施工方法作业。

出渣吊运使用卷扬机吊出，汽车随出随外运。

4．2．4．1工作井底板

墙体挖掘到设计深度后，测量好准确的高程，弹好水平线，人工修整找平，浇C25砼厚20cm。

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管道施工

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，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。

根据上式计算结果机头正面阻力能满足本工程顶管使用要求。

4．3．3．2顶管管道周边阻力F2

F2=πD外Lf

4．3．3．3顶管施工段均需采用中继站

L=（F-F1）/πD外f

根据上式计算公式结果及施工规范要求，结合实际情况第一个中继站，一般布置在距工具管30m左右处。

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.04mpa-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。

耍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，本工程是从WA-5工作井向WA-2方向顶进长度159mm，向WA-7方向顶进82m。

又是长距离直线顶进，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。

又因是长距离直线顶进和迎水上坡顶进，中继间设置的数量间距应适应减小，中继站共设置3个，具体分面为：

36m，82m，128m。

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800t，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。

①DN1000顶管机（机头）

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

48Mpa

缸径*行程：

Ф140×

500mm

75t

外型尺寸：

Ф170×

800mm

⑤中继站油泵

功率：

22kw

额定压力：

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。

结构如图3-5所示。

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，Ф60mm园孔，拉设Ф60mm铁管固定在顶管壁中，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。

场外运输。

将大料头料用吊车吊入自卸汽车，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

本工程顶管测量按1000m以内的直线顶管测量方法。

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。

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。

图4-7顶管机可调式光靶结构示意图

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