顶管工程施工方案初步方案Word格式.docx
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（主）广东泰通建设有限公司（成）潮州市利源水利水电工程有限公司．
⑶推行全面质量管理，执行质量管理标准和程序。
⑷采用项目法组织施工，推行标准化管理，达到安全、文明、高效。
⑸实行项目法管理，通过对劳务、设备、材料、资金、技术、施工方案和信息优化处置，实现安全、质量、工期、成本及社会信誉的预期目标。
坚持技术创新，推广和应用“四新”成果。
⑹组织专业队伍上场，装备足够的优良机械设备进行专业化施工，保证在规定的工期内完成施工任务并力争提前。
⑺遵守环境保护法并切实按有关要求和规定来组织实施。
⑻在仔细考察工程实地，认真研究招标文件和有关规定的基础上，针对本合同工程的特点、施工条件，并结合现场实际、上场的机械装备、人员条件，科学合理地组织施工。
第二章工程概况
2.1项目概况
所属工程名称：
番禺区丹山河（含丹山分洪河）黑臭水体治理工程施工
工程地点：
广州市番禺区
建设单位：
广州市番禺区人民政府东环街道办事处
设计单位：
广州市市政工程设计研究总院
监理单位：
广州珠江工程建设监理有限公司
施工单位：
广东泰通建设有限公司
2.2顶管工程概况
本工程计划总工期135日历天，根据工程量及总工期、节点控制工期，根据关键设备（顶管机等）的工作效率及人员组织，根据顶管-2-
的长度，本工程拟设工作井7座，接收井25座、顶管工段8个工段，每个工段长度约60m，最短一段为15m。
表2.2-1顶管施工统计表
工作段编号
开始井号
结束井号
长度（m）
管径
管材长m）（
材质
1
W17
W18
20
d600
2
Ⅲ级钢筋砼管
W19
4
D600
3
W20
36
W21
45
5
W22
55
6
W39
W40
31
d600
7
W42
52
8
W52
W53
43
9
W54
35
10
W60
W61
49
11
W62
50
12
W63
13
W65
46
-3-
地质情况2.3本工程位于广州市广州市番禺区市桥镇丹山河
现场施工条件比较复杂，道路沿线建筑物主要,沿线分布有大量的企事业单位、厂房等，现场人流、车流量较大，且在沿线另有一些支路与之交叉，根据本次钻孔所揭露岩土层情况，按岩、土层的成因，该区上土层依次为：
、素填土；
1、粉质粘土；
2、粗砂；
3、粉质粘土。
4
图例
（二）水文地质
地质柱状图素填土、粉质粘土、砂层为相对隔水层，砂层为透水层及含水层，
经验中粗砂赋水性良好，粉细砂稍差，粉细砂渗透系数约为3~8m/d（值），中粗砂渗透系数约为8~15m/d。
根据勘察钻孔水位，勘察期间测得钻孔水稳定水位埋深1.20~2.30m。
具体详见《岩土工程详细勘察报告》
2.4工程目标
本工程顶管段施工目标如下：
（1）质量目标：
工程质量标准为优良；
-4-
（2）安全管理目标：
无死亡事故，无重大职业健康事故，无重大环境影响事故；
（3）工期目标：
顶管施工工期:
计划于2017-8-15开工，于2017年12月23日完工。
（4）文明施工目标：
保证文明施工工地，保证不对周围环境造成滋扰。
第三章施工前期准备
本顶管工程距离较长，地质条件较差，施工难度较大，施工前应做好充分的准备工作。
⑴顶管机械设备、管材进场准备及施工人员组织
针对地质特点和工程管材选定与之相适应的顶管掘进设备、顶管施工工艺，对顶管配套设备、设施进行检修及调试，使其保持在良好的待用状态；
提前做好管材供应计划，将相应的管材技术参数以书面形式向管材生产厂交底；
安排具有丰富顶管施工经验的班组进驻现场施工，施工前做好全面的技术交底和安全交底，确保有关劳动安全及施工技术教育，加强工人的劳动安全意识，提高施工技术水平。
⑵对顶管沿线地质情况进行核查
为确保顶管成功，需对顶管沿线的地质情况核查，进行补勘，加密钻孔密度，通过补勘资料与原地勘报告相比较，出具更详细、准确的地基情况说明用以指导现场施工和方案编制。
⑶编制专项方案、组织专项技术交底
施工前，在项目技术负责人的带领下集中有关技术人员仔细审阅图纸与相关资料，结合现场情况，编制详细的顶管专项方案用以指导-5-
施工，方案报送专家评审；
并组织召开专题技术交底会，参加人员设计顶管施工的所有工种，认真做好技术交底工作。
第四章顶管施工方案及技术措施
4.1泥水平衡顶管工艺
4.1.1泥水平衡顶管工艺基本原理
泥水平衡顶管工艺基本原理是将已调成一定浓度和比重的泥水，通过送泥水系统送至顶管机头前挖掘面处，泥水在挖掘面上形成一层不透水的泥膜，可阻止泥水向挖掘面里面渗透，同时调节泥水压力来平衡地下水压力和土压力，达到稳定挖掘面的目的；
顶管机头前进的同时刀盘切削土体，被切削下来的残土与泥水充分拌和后，由排泥系统输送至地面泥水分离设备进行处理，分离出的残土被运走，泥水再送入送水系统循环使用。
4.1.2泥水平衡顶管施工特点
⑴适用的土质范围比较广，如在地下水压力很高以及变化范围较大的条件下也可适用；
⑵可有效的保持挖掘面的稳定，对所在顶管周围的土体扰动比较小，因此施工引起的地面沉降很小；
⑶与其他类型顶管相比，泥水顶管施工时的总推力比较小，尤其是在粘土、砂土层表现得更为突出，适宜较长距离顶管；
⑷工作坑内的作业环境比较好，作业也比较安全。
由于它采用泥水管道输送弃土，不存在吊土、搬运土方等容易发生危险的作业；
可在大气常压下作业，也不存在采用气压顶管带来的各种问题及危及作业人员健康等问题。
⑸泥水输送弃土的作业连续不断地进行，其施工进度快，能有效-6-
的保证工期。
4.1.3泥水平衡顶进系统
泥水平衡顶NPD泥水平衡顶进系统主要由以下几部份组成：
①马蹄形环形护口铁；
⑤管机；
②机内控制柜；
③洞口止水圈；
④后背板；
⑩激光经纬仪；
⑨主顶油泵；
⑧主顶油缸；
⑦顶铁；
⑥
基坑导轨。
泥水平衡进排泥系统4.1.4泥水分离设备（沉淀箱及分离器主要由以下几大部份构成：
①
-7-
等）；
②进水泵；
③排泥管；
④进水管；
⑤基坑旁通；
⑥流量计；
⑦排泥泵；
⑧进排泥泵控制柜；
⑨进排泥软管；
⑩流量调节器
泥水平衡进排泥系统图-8-
4.1.5泥水平衡顶管工艺流程图
施工放样、复核工作井、接收井施
止水洞口、后背及基导轨安搭建平台、吊
顶进设备安
基坑内进排水系统安
顶管机井上组装、试
管道顶进前检下井就位安通水、联动运1设备全部试运转设备在轨道坡度2程开洞、顶3洞口密封情况4制定开封堵措施吊放首节管与机头连初始顶确定施工参
正常顶安装中继
机头进入接收
吊机头、拆设
检查井施
-9-
番禺区丹山河（含丹山分洪河）黑臭水体治理工程顶管工程施工方案
沉井工艺流程图4.1.6
二、旋喷桩施工工艺
（一）旋喷桩施工方案
旋喷桩施工方法1、D500水灰水泥采用42.5R普通硅酸盐水泥，米，旋喷桩成孔直径为0.5，桩身水泥土无侧限抗压强度为200kg/m1.0比0.8～，水泥用量2.0MPa。
-10-
2、旋喷桩施工工艺流程
定孔位泥浆配制钻机就位
钻进造
废浆排终孔检
合沉淀高喷台车就
废水排放、沉渣外下喷射
水泥浆配废浆沉浆液喷硬化、清旋摆提
成
移至下一孔
旋喷桩施工工艺流程图
2、旋喷桩施工方法和技术措施
开始施工时，首先进行现场试验施工，进一步确定喷射参数及施工工艺。
根据地基加固范围内的特点，拟采用的施工参数如下表所示：
高压旋喷桩施工技术参数表
项目
技术参数
高压水
（MPa）
水压
24
）L/mim流量（
80~120
喷嘴直径（mm）
不小于2
压缩空气
（MPa）气压
0.6
3/min）流量（m
1~2
水泥浆液
压力（MPa）
（L/min）流量
100~150
注浆管
cm/min提升速度（）
10≤
r/min旋喷速度（）
10≥
-11-
施工要点如下：
先用钻机钻孔，然后移开钻机，将旋喷机移至孔位对中，将二重管放进孔中直至孔底，启动高压泵、空压机和旋喷机，用25MPa高压使浆流和气流从Ф2～2.5mm的喷嘴喷射出来切割土体成桩，并缓慢提升至设计止浆高度。
（1）钻导孔
1）钻孔时采用膨润土配制泥浆护壁，泥浆的主要性能指标控制为：
比重1.2～1.4，粘度25～30″，含砂率小于5%。
2）测放孔位：
根据设计图纸放设桩位，确保孔位的准确。
3）钻机安装就位：
先使钻机安置在标定的孔位上，使钻头中心对准孔位中心，调整钻机水平度和钻杆钻具的垂直度，保证孔倾斜率不大于1.5%。
4）成孔：
钻机在桩位钻孔，钻孔深度与设计一致。
为准确取得地质资料，合理优化施工技术参数，选取钻孔按地质钻探孔要求对不同地层取样分析。
5）钻孔施工质量标准：
孔位差≤50mm，垂直度≤1%。
6）钻孔完成后经检查验收合格后，高喷台车就位，进行喷浆作业。
（2）浆液配制
浆液采用42.5R普通硅酸盐水泥和自来水配制，速凝剂水玻璃按水泥用量的2%投加，水灰比0.8～1.0，采有立式搅拌罐搅拌。
（3）旋喷注浆
1）钻孔成孔后，在孔中下入三重管启动注浆泵和旋喷机，同时喷嘴喷出20～25MPa高压水泥浆喷射冲切土体，旋喷机使三重管以10cm/min的速度连续缓慢地旋动提升。
在高压旋喷注浆过程中，注意防止喷嘴被堵，严格按设计的水灰比，压力，流量，提升速度施工，-12-
不能随意更改，并做好量测工作，及时正确地作好记录。
台车就位安装调试完成后，将旋喷管插至孔底，先启动灰浆泵送浆，待孔口返浆后按方案设计的技术参数进行旋喷、提升。
2）在旋喷过程中，随时注意各设备的工作情况，以及水、气、浆的压力与流量，作好详实的施工记录。
3）旋喷提升过程中如中途发生故障，立即停止施工，等检查排除故障后再继续施工。
4）冒出浆液由泥浆泵抽至沉淀池沉淀处理。
（4）回灌
喷射注浆结束后，水泥浆不断析水固结，浆面随之下降，此时及时向孔内采用自然水压力静压填充灌浆，直至液面不再下降为止。
5、施工注意事项：
水泥浆在旋喷前1小时内拌制，水灰比0.8~1.0，旋喷过程中耗浆量控制在10～25%，由下往上喷浆，注浆管分段提升的搭接长度不得小于100mm，相邻两桩施工间隔时间大于2天且大于2倍桩距。
4.2顶管设备的组成
4.2.1主体设备
⑴主控制集装箱
顶管的控制主要在集装箱内进行，内置主动力设备，及操作电脑平台，动力设备主要提供主推进系统、机头掘进系统、膨润土系统及纠偏导向等系统等的动力。
采用液压驱动系统，对比电机驱动，具有运行平稳，过载保护等优点。
对机头、顶进、纠偏及注浆的操作全部在集装箱内的控制台前进行。
采用先进的激光导向定位系统（ELS），能随时显示机头的位置、-13-
控制倾斜度并持续提供机头之导向和定位，采用的全自动导向系统，可以在电脑中预设容差值，由系统自动导向纠偏。
并能将顶进过程中的相关数据记录进行打印。
⑵主推进机头
采用标准刀盘并加配锄形刀具，能轻松穿越软、硬及含砂、砾石等土层。
全断面密封装置，对于在地下水位下的施工无需采用降水措施。
刀盘无极调速，易于纠偏。
⑶主液压千斤顶
底部装有可以调整水平的推垫，三级等推力油缸。
全强化一体成型的顶进架，总推力1000吨。
⑷膨润土注入系统
膨润土注入采用电脑控制，以降低管壁的摩阻力，减小推进顶力。
注入量和注入压力在电脑上显示，便于监控。
⑸进排泥系统
采用离心式泥水泵，转速无限可调，通过进水流量、压力及出泥泵的流量、压力的调节来控制泥水仓的压力来平衡前方土体的压力。
可以在电脑前进行操作。
⑹该设备具有以下特点：
①全断面封闭开挖，泥水平衡前方土体，路面沉降小；
②电脑全预设容差全自动纠偏，偏差控制在5mm以内；
③液压驱动，运行平稳，过载保护；
④机头适应复杂各种地质，为全土质型；
⑤装备GTS系统，随时提供机头的定位；
⑥顶进速度快。
-14-
4.2.2顶管配套设施、设备
⑴基坑导轨
基坑导轨是由两根平行的钢结构焊接在轨枕上制成的，其作用主要有两点：
一是使推进管在工作坑中有一个稳定的导向，并使推进管沿该导向进入土中；
二是让环形、弧形顶铁工作时能有一个可靠的托架。
本工程基坑导轨选用I30b工字钢，为了提高导轨的耐磨性和强度，在导轨上加筋板。
两导轨平行、等高，与混凝土基础中预埋钢板焊接。
⑵钢后背
为增大后背强度和抗力，在工作井后背方向加设一块3.0m×
3.0m的钢后背，钢后背采用厚20mm和厚30mm的钢板焊接加工而成，钢后背必须保证垂直，钢后背厚300mm。
⑶主顶油镐、油泵及油镐架
为确保管道受力均匀并提供足够的主推力，主顶配备4台二级等推力液压油镐，行程3500mm，单缸推力为200t，总推力为4×
200=800t。
最大主顶动力系统采用2台CY14-1B型（额定容量25L、额定压力31.5MPa）的柱塞式高压油泵并联控制，其中一台使用变频调速机。
当不使用中继间时，开一台油泵顶进速度可在62mm/min至124mm/min调整；
当使用中继间时，主顶系统只起跟进作用，两台泵同时开跟进速度为186mm/min。
油镐架采用[20槽钢焊接制作，顶镐的布置应满足合力点的方向与管道轴线方向一致。
-15-
⑷顶铁及护口铁
为满足顶管出泥需要，顶铁选用一1.2m长块马蹄形顶铁，同时为确保管体安全，使管体端面传力均匀，采用1块圆形钢护口铁（厚30cm）。
⑸进、排泥管
进水管与排泥管均采用φ114×
4mm无缝钢管制作，每节长度4m，接头处采用活动卡环连接，卡环内设置止水胶圈；
为满足长距离顶管施工，考虑给每套顶管设备准备总长1000m的进排泥钢管；
部分施工点位于道路上，距离水源及排泥位置太远，需沿途安装引水管和排水管，管材可采用φ150mmPVC管，6m长一节，管与管之间用螺栓、法兰连接，过交叉路口段采用φ150×
6mm钢管铺设，并设置缓坡道，根据现场实际情况，每套顶管设备配备引水管和排水管长度各1500m，共3000m，隔200m左右设置一台6寸接力渣浆泵。
⑹泥水箱
为保证顶管进水和排泥流量，现场设置进水蓄水池、排泥沉淀池，蓄水池与沉淀池采用钢制箱体结构，便于现场搬运和安装，两池之间采用DN200钢管连通，使沉淀后的泥浆能够循环利用。
⑺工作井吊装设备
顶管工作井吊装采用25t汽车吊车或自制门式吊装行车（载重5t），自制门式吊装行车结构及布置另见专项方案。
⑻止水洞口
顶管过程中，无论是出洞还是进洞，管道和洞口之间都必须有一定的间隙。
为保证顶管机进出洞时泥浆和地下水不从顶管机外壳周围涌出，需在顶进方向安装洞口止水装置。
-16-
洞口止水装置安装在工作井与接收井沿管线方向的侧壁预留洞上，该预留洞的直径应比顶管机外径稍大（约10cm），其由预埋螺栓、钢压环及橡胶圈组成。
4.2.3设备安装
⑴起重设备安装
初期设备安装，在龙门吊尚未安装时，所有设备、构件吊运均采用汽车吊，包括龙门吊安装。
在龙门吊安装完成后，井内所有吊运工作均由龙门吊来完成，包括顶进设备的装拆、顶进管道的吊放和顶铁的装拆、材料的垂直运输。
⑵后背安装
后背较坑底深0.5m，采用长2.5m、断面15cm×
15cm方木码放，高度为4m，并尽量贴紧墙壁，后背平面要求垂直于管道中心线，如有空隙用砂石填充严密，方木前埋设立铁3根，间距1.0m。
立铁前码放横铁，横铁要求码放平整，顶镐后座与横铁结合处严密，以便均匀地将顶力传到后背上。
⑶导轨安装
导轨使用高度为140mm的钢轨，安装道轨用木枕，经计算D=600mm（外径厚度60mm）钢筋砼管导轨宽度为635mm（见计算式），导轨高程用顶管坑内的水准点测设。
钢制道轨与木枕用道钉固定，两侧用方木与槽壁撑紧固定。
导轨宽度计算及安装图（图4.2-1）如下：
导轨宽度计算式：
A=2=635mm
?
?
）20140（140[1000（20）]×
×
-17-
60
D600
图4.2-1导轨安装图⑷千斤顶、油泵安装。
根据顶力计算，L=700mm500t油压千斤顶，行程顶进设备为2台千斤顶，与管道中心线对称布置。
安装油泵设置在千斤顶附近，油管应顺直、转角少；
油泵与千斤顶匹配，同时配备了备用油泵；
油泵安装完毕，先进行试运转，再进行管道顶进；
顶进开始时，应缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常顶进速
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