顶管专项施工方案Word下载.docx
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环保、节能大道顶管设置顶管工作坑尺寸均为：
5m（长度）×
6m（宽度）×
5.5m（深度），根据地质及地形状况，基坑边坡土层边坡0.67，岩层边坡0.3，对于土层厚度大于1.5m，在土层下脚砌筑500mm的挡土墙，以防止土层的滑塌；
工作坑场地上口周围用砖砌筑30cm高挡水墙，防止地面砂石等物体跌落至工作坑内伤人及防止雨水、地表水渗入工作井中。
3.2、施工用水、用电
根据本工程特点，施工用水采用洒水车运输送水；
施工现场配备30kw柴油发电机2台，以满足现场施工用电需求。
3.3、施工拟投入设备和人员
表1机械设备
序号
机具名称
型号
单位
数量
1
液压顶管机
200T
台
3
2
动力站
30千瓦发电机
东风吊车
12T
辆
4
管线探测仪
RD-385L型
5
基坑导轨
付
6
液压助推器
DJ—50
7
主顶油泵架
8
空压机
VY9/7
9
电潜泵
200JQ-80
10
测量仪器
套
11
换气扇、鼓风机
12
挖掘、运土、提升设备
13
低压照明设备
14
张拉设备
15
电焊机
16
钢筋切割机
17
制浆机
18
附属设施
19
冲击钻机
CZ－22型
20
挖掘机
CAT
21
运输汽车
表2：
人员
专业或工种
按工程施工（或设计）阶段投入劳动力情况
辅工
抹灰工
模板工
钢筋工
砖工
砼工
机操工
焊工
3.4、施工准备工作
3.4.1、施工人员准备
针对本工程的特点，我们将选择专业的施工班组进行顶管施工，配备足够的管理人员和技术力量，组建一套精干、技术水平高和经验丰富的管理班子，满足本次顶管施工的各项要求。
3.4.2、劳动组织
该工程根据实际工程量及施工段，分为2个施工班组进行平行施工，各作业班组施工任务安排如下：
1．土石方开挖作业班组1个：
完成顶坑的开挖、开挖土的外运等施工工作；
2．顶管作业班组1个：
完成顶管设备的安装、调试及砼管顶进工作。
3.4.3、施工材料、机械设备的组织准备
工程量：
节能大道顶管长度为75m的dⅢ800的平口式钢筋砼管；
环保大道顶管长度为41.85m的dⅢ800的平口式钢筋砼管。
机械设备的选择：
采用垂直运输机运输土，共配备3台；
水平运输采用特制的小推车，共配备3台。
3.4.4、技术准备
3.4.4.1设计图纸、施工规范的交底
施工前，项目部工程技术室对施工班组及所有管理人员、操作工人进行施工图纸的相关要求、相关的施工规范、质量标准，以及施工方案的技术交底，使参与施工的每个人都做到心中有数，严格按设计及施工规范的要求进行施工。
3.4.4.2专项方案的编制
根据本工程的特点，制定适用于该工程的专项方案，确定合理的施工流程、施工技术、质量保证、安全文明生产等具体措施。
3.4.4.3测量准备工作
工程正式施工前，由测量工程师采用高精度的全站仪和水准仪进行施工现场的轴线、标高引测，同时建立现场测量控制网，对各控制点采取妥善的保护措施。
四、顶管施工工艺
本次施工将采用人工掘进顶管法，人工掘进顶管法应符合下列规定：
超挖示意
a——最大超挖量；
b——允许超挖范围
工具管接触或切入土层后，应自上而下分层开挖；
工具管迎面的超挖量应根据土质条件确定；
在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135º
范围内不得超挖；
管顶以上超挖量不得大于1.5cm；
管前超挖应根据具体情况确定，并制定安全保护措施。
施工工艺：
现场勘察与探测→测量放线→工作坑设置→设备进场安装→顶管→基坑回填→场地清理。
1、本工程管道内径均为d800mmⅢ级钢筋砼平口管，顶进长度穿越砂岩或页岩，土壁阻力在30KPa左右，综合考虑本工程施工特点要求和地质条件，采用人工掘进式液压顶管法完成该项施工任务。
2、顶管动力使用400T液压顶管机，顶管机背负挡墙，面顶砼管，砼套管置于轨道上，砼管前端安装切土工具管（切土工具管的外径与砼套管的外径相同），通过切土工具管切屑土体，然后用人工利用小车在切土工具管内取出土石方，人工挖取土时，每次挖取土的深度均不超过顶铁的长度，以保证挖土时不会在套管圆周20mm以外形成空洞或坍塌，每次顶进100～300mm，每顶管一次后都要进行测量，以防偏差过大后难以纠正。
图1顶管施工图
五、顶管施工方案
5.1、顶管测量
5.1.1、测量
在顶第一节管（工具管）时，以及在校正偏差过程中，测量间隔不应超过300mm，保证管道入土的位置正确；
管道进入土层后的正常顶进，测量间隔不宜超过1000mm。
中心测量：
顶进长度在2000mm范围内，可采用垂球拉线的方法进行测量。
要求两垂球的间距尽可能的拉大，用水平尺测量头一节管前端的中心偏差。
一次顶进超过2000mm采用经纬仪测量。
高程测量：
用水准仪及特制高程尺，根据工作坑内设置的水准点，标高，测头一节管前端管内底高程，以掌握头一节管子的走向趁势。
测量后应与工作坑内另一水准点闭合。
激光测量：
用激光经纬仪安装在工作坑内，并按照管线设计的坡度和方向调整好，同时在管内装上标示牌，当顶进的管道与设计位置一致时，激光点即射到标示牌中心，说明顶进质量无偏差，否则应根据偏差量进行校正。
全段顶进完后，应在每个管节接口处测量其中心位置和高程，有错口时，应测出错口的高差。
5.1.2、校正
顶管误差校正是逐步进行的，形成误差后不可立即将已顶好的管子校正到位，应缓缓进行，使管子逐渐到位，不能猛纠硬调，以防产生相反的结果。
常用的方法有以下2种：
超挖纠偏方法：
偏差为10～20㎜时，可采用此方法，即在管子偏向的反侧适当超挖，而在偏向侧不超挖甚至留坎，形成阻力，使管子在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到设计位置。
千斤顶纠偏法：
在顶木上用小千斤顶强行将管慢慢移位校正。
5.2、工作坑的施工
为确保施工中不损坏路面、不破坏原有管线及不影响正常的交通秩序，不破坏原建筑物，开挖工作坑尺寸长为：
节能大道（长5m×
宽6m×
高5.5m）、环保大道（长5m×
高5.5m）左右，顶坑后背需采用钢筋砼灌注阻挡墙，基坑采用简易沉井法施工。
我公司拟采用半机械化手掘式顶管法施工，达到完成顶管穿越施工的目的。
先挖一个1.5m深比工作井外周尺寸大0.6m的坑，坑底要平整;
然后再在工作井的刃脚下垫一层砂和素混凝土垫块，垫块的宽度与井壁大致相同;
立模、扎筋、浇捣。
下沉前把素混凝土垫块打碎，沉井的刃口就切入土中。
挖去井内的土，沉井就会慢慢下沉，待四周必须沉到同一标高时,沉到位立即用钢筋混凝土封底；
然后再做基础和底板及后背墙。
该阻挡墙采用C25钢筋砼挡墙，采用此方法施工，施工简易，总工期短、成本低。
5.3、土石方工程开挖及施工
5.3.1测量放线
根据设计图纸资料、轴线控制点、场地绝对高程点测放出基坑开挖边线及场地高程方格网，确定实际开挖范围及深度。
5.3.2开挖方式
本基坑工程土方开挖使用人工开挖方式，结合基坑护壁的支护工作，采用逐层向下开挖的方式进行。
根据现场具体情况，为迅速运出基坑土方，采用8t卷扬机进行吊土。
土石方开挖从开挖边线进行，逐层开挖，逐层支护，土方开挖区分两个区，即自由开挖区和分层开挖区。
距四周边壁2m内为分层开挖区，其余为自由开挖区，首先开挖分层开挖区，然后开挖自由开挖区，土方每开挖一层后应预留坡道并削平垫实，保证下层土方及外运道路的畅通。
在土方开挖的过程中，为了保证工程安全文明施工，保证周边道路清洁卫生，施工时须注意以下事项：
1）、施工前应作好技术交底工作，并核实控制点及开挖边线，确认无误并办理有关交接手续后，方可进行开挖。
2）、每层开挖深度应严格按照技术交底要求进行控制。
3）、上层支护工作完工后，方可进行下层土方的开挖，且开挖时应尽量避免损坏上层结构。
4）、修整边坡时应由熟练操作人员进行，修整边坡时动作要轻、慢、稳，以保证坑壁的安全。
必要时可采用人工清坡，避免损坏上部支护结构，严禁出现超挖和倒坡现象。
5）、最后一层开挖时，应在场地上设立控制标高点，严格控制开挖深度，杜绝出现超挖现象。
预留20cm采用人工挖土，不扰动基底原状土。
6）、基坑开挖边线应设警示牌及警戒线，或设置防护栏，夜间施工应有足够的照明。
7）、安排专门的清洁工负责随时打扫基坑周边的卫生。
8）、运输渣土的车辆做到每天常规检查，使其随时保证正常运输。
5.3.3浇筑基坑阻挡墙
阻挡墙主要用作抵卸200T电动液压顶管机的反作用力，要求有足够的强度和分散集中力量的作用。
作业坑开挖后，要求阻挡墙面的坑壁应修剪垂直；
根据现场土质确定，该阻挡墙采用C25钢筋砼挡墙（见后附图），并采用枕木立铺，枕木间用抓钉联接为整体，顶管时枕木与电动油压顶管机之间隔垫δ=50mm钢板，使其受力均匀分散，或者采用块石混凝土挡墙。
工作坑及装配式后背墙的施工允许偏差（mm）
工 程 项目
允许偏差
工作坑每侧
宽 度
不小于施工设计
规定
长 度
装配式后背墙
垂 直 度
0.1%H
水平扭转度
0.1%L
注：
1、H为装配式后背墙的高度（㎜）；
2、L为装配式后背墙的长度（㎜）。
5.4、导轨
导轨的设置是顶管工程关键，要求设置牢固可靠，轨距高程正确，须在轨底下浇注厚20cm的C20砼垫层，并预埋螺栓，以便通过扣件扣紧导轨，并保证水平。
导轨及千斤顶支架系统结构简图
导轨安装在顶管中至关重要，其安装精度甚至决定管道是否可顶好，故须达到如下要求：
两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡应与管道设计坡度一致
导轨轴线偏差≤3mm；
顶面高差0～+3mm；
两轨间距±
2mm。
5.5、千斤顶安装
千斤顶在使用前，必须到专门的检测单位进行检测、校正，合格后方可用于工程施工。
主顶站千斤顶选用2台，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线成45°
的顶管圆周上，即与管道中心的垂线对称，其合力的作用点在管道圆心上，每个千斤顶的纵线坡度应与管道设计坡度一致。
5.6、顶管机
顶管机型的选择应根据该施工地段土质，顶进管道迎面阻力、摩擦力等计算其顶力，由下式：
Fp=πDOLfK+NF
式中Fp—顶进阻力（KN）
DO—管道内径（m）
L—管道设计顶进长度（m）
fK—管道外壁与土的单位面积平均摩擦力（KN/m2）
NF—顶管的迎面阻力（KN），
经测算穿越的砼管选用200T液压顶管机节能大道2台和环保大道1台。
（根据顶管所需的压力逐步增加液压千斤顶）。
5.7、工作坑基顶
在工作坑上四周砌300mm高的240mm砖砌体，水泥砂浆抹面，在工作坑施工完后，四周设钢筋护栏，并用彩钢进行围护，在彩钢四周设红色警示灯。
5.8、顶管顶进施工
5.8.1、管前挖土
管前挖土是控制顶管方向和高程、减少偏差和重要作业，是保证顶管质量及管上构筑物安装的关键。
一般是安排一个人挖土，为加快工程进度，每班两个人，轮流开挖。
在土方外运过程中，保证管内不得有泥土、石子、砂袋等杂物。
挖土应自上而下分层开挖，用小四轮运出，集中后用少先吊进行垂直运输，吊至指定地点，然后再用汽车进行外运。
挖土时，密实土层内坑壁与管上方可有1—2cm的间隙，以减少顶进阻力。
但如果间隙范围大，管壁与坑道壁接触所形成的管中心包角越小，这时顶进阻力就小，但管子的偏移随意性越大，不易控制顶进管子的中线。
因此，开挖时管壁与坑壁之间不宜留有空隙，最好是少许切土顶进。
根据规范要求，在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管下部135°
范围内不得超挖，管顶以上超挖量不得大于15mm，超前超挖视具体土质情况确定，本工程超挖量控制在30cm左右。
5.8.2、管子周围超挖的控制
在不允许土下沉的顶地段（如上面有重要建筑物或其它管道），管子周围一律不得超挖。
在一般顶管地段，上面允许超挖15mm，但在下面135°
范围内不得超挖，一定要要保持管壁与土基表面吻合。
5.8.3、下管
挖土之前应先下管，并做好以下几项工作：
a、验管
下管前应先对管子进行外观检查，主要检查管子有无破损及纵向裂缝；
端面要平直；
管壁无坑陷或鼓泡，管壁应光洁。
检查合格后的管子方可用起重设备吊到工作坑的导轨上就位。
b、检查起重设备
起重设备以检查、试吊，确认安全可靠方可下管。
下管时工作坑内严禁站人。
当距导轨小于50㎝时，操作人员方可进前工作。
c、管子就位
第一节管放到导轨上，测量管子中心及前端和后端的管底高程，确认安装合格后方可顶进。
第一节管作为工具管，顶进方向与高程的准确，是保证整段顶管质量的关键。
因此，必须认真对待此项工作。
5.8.4、顶进
采用1台200t/台的液压千斤顶作为主顶。
顶进开始时，就缓慢进行，待各接触部位密合后，再按正常速度顶进。
顶进若发现有油路压力突然增高，应停止顶进，检查原因经过处理后方可继续顶进，回镐时，油路压力不得过大，速度不得过快。
挖出的土方要及时外运，及时顶进，使顶力限制在较小范围内。
5.8.5、管道的连接与密封
（1）每根混凝土管（特制顶管专用加强型钢筋砼管）管节错口接头之间采用麻丝沥青填料嵌缝进行缓冲和密封，管口内侧应留有10～20mm间隙，顶紧后两管间的间隙宜为5～10mm。
（2）管节入土后，管节相邻接口处必须采用内涨圈对中器。
管节接口应位于内胀圈的中部，并将内胀圈与管道之间的缝隙用木楔塞紧。
（3）混凝土管铺设完毕之后，采用内抹缝及内抹带工艺进行密封。
钢筋砼管保护钢圈（钢板制作）
5.9、管道内辅助管道的辅设
混凝土管内的辅助管道设置于管道内壁，用钢架将其有序地固定在混凝土管壁上。
5.9.1、通风设施：
由于采用人工掘进方式施工且管道顶进距离长，埋置深度深，管道内的空气不流通，加上土体中会产生有害气体，因此，必须设置供气系统。
通风设施用一台9m3的柴油空压机将压缩空气输入空气滤清器，再进入储气桶，经过气压调节阀，将压缩空气传输至管道最前端，并将管道最前端的空气排出，以此进行空气循环。
空压机、空气滤清器和储气桶必须设置在工作坑外，且用钢管输入顶管内部，排气管也必须用钢管引出工作坑外，防止工作坑垮塌后造成管内掘进人员的伤亡事故。
5.9.2、电源布置：
在顶管过程中，主要的电源为动力用电和照明用电。
⑴动力用电
由于顶坑内设备采用380V动力电，因此，进入顶坑的动力电必须做到二级保护和接地保护措施，动力电源线设置在操作人员不易接触处，并在电源线外增设护套，保证用电安全。
⑵照明用电
由于管道内的空气湿度较大，因此，采用36V低压照明电，低压电须通过变压器降压。
灯具采用防水防爆灯具。
5.10、泥浆减阻
触变泥浆由膨润土、纯碱和水配方，比例是：
膨润土25KG，水76KG，纯碱0.8KG。
触变泥浆的注浆量，宜按管道与其周围土层之间环形间隙的1—2倍估算，注浆压力可按0.02—0.15MPA加压注浆。
触变泥浆须经过3—4h存储待膨润土颗粒充分吸水膨胀方可使用。
在本次工程中，因地质差，为了使管子的轴线和高程达到要求，每一次开机顶进结束必须用仪器检测，管道的首尾水平及与轴线有无偏差，如果不正确必须退顶，重新校正，直至完全正确方能再次顶进。
第一次顶进结束检测正确后才可以进行二次开机顶进，每次如此。
确定第一根管道的质量技术指标不得超出规范所允许，以便下一根管道的顺利进行。
5.11、 闭水试验
为确保工作质量，砼管穿越完毕后，应对所顶污水管道，进行闭水试验，待管道装水完成24小时以后测试降水高度，闭水试验应达到设计规定的渗水量要求。
（见GB50268—97）
5.12、基坑回填
5.12.1、本次顶管工程的回填由于空间狭窄故回填时要达到密实度要求。
5.12..2、回填要选择合格土源，过湿土、腐植土、垃圾土、冬季冻土及砖块不易压实，因此均不宜采用，根据现场实际土质情况，确定基坑回填材料。
回填前，应将坑内木料、草帘等杂物清理干净。
当坑内有积水时，应将水排净，不得在水中回填土。
对于含水量偏大的粘性土应避免使用,以便对工作坑填筑造成弹簧现象。
回填必须层层夯实回填，当天回填后，当天夯实，不能隔夜或延期施工，以免对工作坑造成积水或弹簧现象。
5.12.3、顶管施工完毕后，应及时清理现场、恢复地貌。
5.12.4、地貌恢复采用机械与人工相结合的方式进行；
恢复至原地貌或业主要求标准。
5.12.5、地貌恢复时应做到符合当地环境及建设规划的要求。
六、顶管质量保证措施
6.1、顶管技术措施
1、顶管地面沉降宽度计算
（1）顶管地面沉降宽度验算
L=2×
[（H+D外×
cosα）×
ctgα+D外×
sinα]
式中L—沉降宽度；
H—地面至管外底高：
α—45°
+内摩擦角的一半，根据地质报告取保守值59°
；
D外—管道外径。
本工程中顶管穿越路面，经地面沉降宽度计算，沉降宽度在4-6m，故施工过程中在顶管轴线左右8m范围内进行沉降监测。
（2）地面沉降验算
本工程中重点防止下沉部位是路面，故对其进行沉降验算。
式中S1—地面沉降量；
S2—自重应力引起的沉降量；
h土—地面至管顶覆土高度；
B土—土壤系数，取经验值，一般为1-3，一般土质情况越差取值越大。
根据本工程地质情况B±
取2。
由验算得出，当无注浆措施时施工引起的下沉量为1.01cm，当采取注浆措施后沉降量可控制在理论计算值的0.3—0.5倍。
（3）允许覆土高度验算
h土≥2.0D外
根据顶进深度可知管道覆土高度满足允许覆土高度要求。
2、顶管施工措施
（1）顶管施工应按照先将土体挤入，再进行逐步取土施工，保证顶头内土压力与外部土压、水压达到平衡，避免地面沉降。
（2）严格控制排土与推进速度，并且控制好机头前的土压力，务必使它小于顶管机前头的被动土压力。
（3）控制好顶管推进速度与出土量之间的关系，做到不超挖。
6.2、测量监测措施
（1）监测方法
采用静态连续监测位移及沉降。
（2）数据采集及处理方案
数据采集采用人工记录方式，多人观测记录。
数据用软件处理，做到数据清晰、分析合理、及时准确
（3）减少测量误差的措施
对测量仪器进行定时检查、校正。
观测时须多人进行观测，确保观测值准确。
连续长时段进行观测。
6.3、顶管施工中可能出现的问题及采取的措施
（1）顶管机旋转
顶管机在顶进过程发生旋转几乎在每条顶管中都会出现，将影响管内设备的使用，甚至使液体外溢等。
采取配重法，顶管机内的设备布置应注意重量对称分布，以防顶管机旋转，但顶进中的机体旋转仍常有发生，处理方法是在顶头内摆放配重，若顶管机左旋，即在机内右侧摆放配重，若右旋，配重就摆左边，效果良好，因顶管机内设备已考虑了重量对称分布，故所用配重的数量较小，配重一般用废铁板、钢筋等。
（2）地面沉降或隆起控制措施
控制沉降与隆起的主要技术措施有：
1严格控制挖土速度与顶进的速度，避免土体超挖和顶管机的过量顶进。
2及时测算每顶进1m所挖出的土的方量，保证进尺与挖土量相当，沉降隆起就可控制。
3管道穿越前，必须使顶头调至正位，并保养好机头。
穿越路面顶管时，加密测量控制点，控制好顶进方向，避免作过大的纠偏操作（过大纠偏是地面沉降原因之一），并且连续作业，机头不得在道路下停滞，保养等。
同时还要加强现场值班，并加强对道路的沉降观测，确保道路安全。
6.4、施工技术保证措施
6.4.1施工技术管理
（1）项目施工技术管理严格按本公司质量体系文件和业主、项管及监理单位要求的有关技术管理办法执行，项目部设技术部，负责本次顶管施工的各项技术工作及技术交底等。
（2）施工各工序或各部位实行技术人员专业分工负责制，各专业技术人员按相关技术标准及质量要求实施管理。
6.4.2施工技术管理人员组织
为确保本次顶管施工达到安全、优质、按期完成的施工工期，选派具有丰富理论和施工经验的刘克标工程师担任项目技术负责人，其它技术管理人员也均为本公司技术骨干。
施工技术管理的具体实施措施：
（1）建立岗位责任制，项目经理部配备足够的技术力量，以项目经理为工程施工总负责，下有技术负责人、各专业工长、质检员、安全员、试验员等。
项目技术负责人具体解决施工过程中出现的技术问题，明确各技术人员的施工责任。
（2）以项目经理和项目技术负责人为主，组织各相关专业技术人员针对本工程特点编写科学、可行、可靠、先进、合理、针对性强、措施具体、成熟的施工方法及技术措施，确保工程质量、按期完工。
（3）认真审阅施工图纸，对施工图纸中不明确，错误或因施工要求需要做出设计变更的地方，及时向业主、监理单位和设计单位提出，以尽快征得相应的答复和进行施工。
（4）严格按施工技术管理程序，在单位工程或分部、分项工程施工前逐级进
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