人工顶管方案Word文档下载推荐.docx
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呈灰黄
色、灰白色、棕红色、褐色，可塑，局部软塑。
细沙层：
埋深较深，含水量比较好，呈连续层分布，呈灰黄色。
据钻探揭露，场区的地下水主要为孔隙型潜水，主要赋存于冲
积砂层中。
施工段持力层含丰富的地下水；
此外，人工填土层含有
限的上层滞水。
地下水补给主要来自沙河涌，同时接受大气降水和
地表水的渗入补给。
各井段的地质资料详见后面附表
三、施工参照标准
GBJ08-221-96《市政排水构筑物工程施工和验收规程》
GBJ08-220-96《市政排水管道工程施工和验收规程
》
GBJ141-90《给水排水构筑物施工和验收规程
YS1411-89《防腐蚀工程施工规程
GB50194-93《建筑工程施工现场供用电安全规范
GBJ208-83《地下防水工程施工及验收规程
GB50026－
93《工程测量规范
一
、施工组织安排
第二章
施工部署
本工程计划投入四套顶管设备进行施工，分两大段顶管施工段。
3
第一大段顶管施工段由
W18#~W11#井，有
4
座工作井和
座接收井。
套顶管设备同时投入使用。
待第一大段顶管施工段完工后，再进
行第二大段顶管段的施工。
第二大顶管段由
W1#~W11#井，有
5
座
工作井和
施工作业按两班倒，平均每天投入人力为
80
人，并根据需要增加或减少。
工作井及接收井的位置详见附图。
二、顶管施工工艺流程
施工准备
砼管制作加工
测量控制及纠偏
工作井施工
设备安装
砼管吊装就位
开机顶进
废泥外运
施工下一节
复核
回收掘进机头
4
三、施工顺序
施工顺序为
：
制作砼管
→顶进设备安装调试
→吊装砼管到
轨道上
→连接好工具管
→装顶铁
→开启油泵顶进
→出泥
→管
道贯通
→拆工具管
→砌检查井。
顶管施工工艺流程图见上图所
示。
一、生产准备
第三章
施工准备工作
1、进行施工测量和现场放线工作。
2、确定管线范围内及施工需用场地内所有障碍物，如管线、
电线杆、树木及附近房屋等的准确位置。
3、按施工平面布置图修建临时设施，安装临时水、电线路，
并试水、试电，利用工作井内集水井进行排水。
4、进行顶管所用设备的加工制作。
5、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定
架等）。
6、根据材料计划，分期分批组织材料进场。
二、
技术准备
1、审查施工图纸和进行各专业图纸会审，进行施工技术交
底工作。
2、做好定位点控制，施工测量和现场放线工作。
3、按照设计单位提供的永久水准点，引临时水准点至井下，
施工中经常进行校核。
第四章
主要工程项目的施工技术方案
一、人工顶管顶力的计算：
（一）对于顶管顶进深度范围土质好的，管前挖土能形成拱，可采
用先挖后顶的方法施工。
5
根据经验公式：
P=n
P0
其中：
P——总顶力
n——土质系数。
土质系数取值可根据以下两种情况选取：
（1）土质为粘土、亚粘土及天然含水量较大的亚砂土，管前挖土能
成拱者，取
1.5～2.0。
（2）土质为中粗砂及含水量较大的粉细砂，管前挖土不易成拱者，
取
3～4。
n
为
3.0。
P0——为顶进管子全部自重。
顶进的每节管自重约为
吨，最
长段为
48
米，每节管长
米，共要顶进
24
节管，则
P0＝2*24＝48
吨。
则总的顶力为：
P0
＝3.0*48＝144
吨
考虑地下工程的复杂性及不可预见因素，顶管设备取
1.5
倍左
右的储备能力，设备顶进应力为
216
吨,
取总的顶力
F＝220
吨，选
用两个千斤顶作为顶进动力设备，每个千斤顶的顶力应不少于
110
（二）对于顶管顶进深度范围土质较差的，即开挖时容易引起塌方
的，可采用先顶后挖的方法施工。
根据顶管工程力学参数确定，先顶后挖时，顶管的推力就是顶
管过程管道所受的阻力，主要包括工具管切土正压力、管壁摩擦阻
力。
6
⑴工具管正压力：
与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形
态及管内挖土状况有关。
根据有关工程统计资料，软土层一般为
20-30t/m2,硬土层通常在
30-60t/m2。
大于
40t/m2
时表明土质较好。
F1=S1×
K1
其中
F1--顶管正阻力（t）
S1--顶管正面积（m2）
K1--顶管正阻力系数（t/m2）
K1=πr2×
K1＝3.14*0.6*0.6*35＝40
⑵管壁摩擦阻力：
管壁与土间摩擦系数及土压力大小有关。
根
据有关工程统计资料，管壁摩擦阻力一般在
0.1-0.5t/m2
之间。
F2=S2×
K2
F2—顶管侧摩擦力（t）
S2—顶管侧面积（m2）
K2—顶管侧阻力系数（t/m2）
K2=πDL×
K2=3.14*1.2*48*0.5=90.5
顶管阻力为以上二种阻力之和，顶进长度按最长管段
米计算，
总顶力：
F=F1+F2≈40+90.5＝130.5
因此，取总的顶力
F＝150
吨，考虑地下工程的复杂性及不可预
见因素，顶管设备取
倍左右储备能力，设备顶进应力为
225t,
7
选用两个
150
吨的千斤顶作为顶进动力设备。
二、工作井和接收井的施工
工作井和接收井的施工方法采用人工挖孔护壁法施工。
工作井
和接收井的结构设计见附图。
一、工作井施工
工作井采用人工挖孔护壁支护结构。
工作井净空尺寸为
4.5*2.5
米，工作井开挖深度为
4～5.5
米左右，壁厚
30cm，横筋采用
φ16@200，竖筋采用
φ14@200，混凝土采用Ｃ30
砼。
底板先铺设
15cm
碎石垫层,采用
φ14
双向钢筋，浇注
20cm
厚
C20
混凝土。
（一）、施工工艺
采用分层开挖，分层浇注井壁的方法施工，每节开挖护壁的高
度最多不超过
100cm。
（二）、施工流程
8
（三）、施工技术要求
1、每层开挖深度不大于
1.0
米
。
2、钢筋搭接长度不小于
35d。
3、模板拼装要平整，牢固。
4、层与层之间搭接部分的泥土要清洗干净，并凿毛。
5、护壁的下一节和上一节的搭接长度不小于10cm。
6、钢筋的配置必须按照有关标准和规范进行，浇注的砼必
须使用振笔进行振捣，要设置足够的支撑，防止“跑模
”
现象的发生。
7、井内的积水要及时排走。
抽水时要注意用电安全。
8、严格控制后靠背、洞口墙的水平度和垂直度。
洞心的标
高和洞口的直径要符合设计要求。
9
9、浇注完
小时后，混凝土已终凝并有了一定的强度，才能
拆模并开挖下一层，进行下一节护壁的施工。
10、第一层护壁必须勾挂在周边。
详见工作井和接收井的施工
图。
11、确保工作井的净空尺寸满足设备要求。
12、底板的标高要符合设计要求。
二、接收井施工
1、接收井的施工方法基本上跟工作井的一样。
不再详述。
二、顶管工作井内设备安装
（一）导轨安装。
严格控制导轨的中心位置和高程，确保顶入
管节中心及高程能符合设计要求。
1、由于工作井底板设置了单层双向钢筋网，并浇注了
的
砼，地基稳定，导轨直接放置在工作井的底板上。
2、严格控制导轨顶面的高程，其纵坡与管道纵坡一致。
3、导轨采用浇注砼予以固定，导轨长度采用
2～3m，间距设置
60cm。
4、导轨必须直顺。
严格控制导轨的高程和中心。
（二）下管、顶进、出土和挖土设备：
采用电动卷扬机下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用
斗车、垂直牵引的卷扬机作为出土设备，用空气压缩机带风镐机作
为挖土设备。
10
（三）照明设备：
井内使用电压不大于
12V
的低压照明。
（四）通风设备：
人工挖土前和挖土过程中，采用轴流鼓风机
通过通风管进行送风。
风量的计算：
1、按洞内同时工作的最多人数计算：
Q=k*m*q
式中：
Q－所需风量，m3/min;
k－风量备用常用系数，常取
k=1.1～1.2
m－洞内同时工作的最多人数
q－洞内每人每分钟需要新鲜空气量，通常按
3m3/min
计
算。
现洞内最多有两人工作，一人开挖，一人负责运余泥，取
k=1.1,m=2,
则有
Q=
k*m*q=1.1*2*3=6.6
m3/min
2、漏风计算
Q
供＝P*Q
Q－计算风量
P－漏风系数
采用
Ф200PVC
管，每百米漏风率一般可控制在
2％以下。
取
P＝1.02，则
供＝P*Q＝6.6*1.02＝6.73
取风量大于
7000L/min
离心高压鼓风机（或高压空气压缩机）
作为通风设备则可以满足要求。
（五）工作棚架：
作为防雨及安装吊运设备。
工作坑上设活动
11
式工作平台，平台用
20#工字钢梁。
在工作平台上设起重架，上装
电动卷扬机。
三、引入测量轴线及水准点
（一）将地面的管道中心桩引入工作井的侧壁上（两个点），作
为顶管中心的测量基线。
（二）将地面上的临时水准点引入工作井底不易碰撞的地方，
作为顶管高程测量的临时水准点。
四、下管
（一）下管前，要严格检查管材，不合格的不能使用。
（二）第一节管下到导轨上时，应测量管的中线及前后端管底
高程，以校核导轨安装的准确性。
（三）要安装户口铁或弧形顶铁保护管口。
五、千斤顶和顶铁的安装
千斤顶是掘进顶管的主要设备，由前面顶力计算可知,本工程最
长管段的顶力为
225
吨.拟采用
台
吨液压千斤顶,共采用
8
台
千斤顶。
（一）千斤顶的高程及平面位置：
千斤顶的工作坑内的布置采
用并列式，顶力合力作用点与管壁反作用力作用点应在同一轴线，
防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。
根据施工经验，采用机械挖运
土方，管上部管壁与土壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂
直直径的
1/4~1/5
处为宜。
（二）安装顶铁应无歪斜、扭曲现象，必须安装直顺。
12
（三）每次退千斤顶加放顶铁时，应安放最长的顶铁，保持顶
铁数目最少。
（四）顶进中，顶铁上面和侧面不能站人，随时观察有无扭曲
现象，防止顶铁崩离。
六、顶进施工
工作坑内设备安装完毕，经检查各部分处于良好状态。
即可进
行试顶。
首先将工具头下到导轨上，就位以后，装好顶铁，连接好
各系统并检查正常后，校测工具水平及垂直标高是否符合设计要求，
合格后即可顶进工具头，然后安放混凝土管节，再次测量标高，核
定无误后进行试顶，待调整各项参数后即可正常顶进施工。
在施工过程中，做到勤挖勤顶勤测，加强监控。
顶进施工时，
主要利用风镐在前取土，千斤顶出镐在后背不动的情况下将污水管
向前顶进，其操作过程如下：
（1）安装好顶铁挤牢，工具管前端破取一定长度后，启动油泵，
千斤顶进油，活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。
（2）停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。
（3）添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。
（4）卸下顶铁，下管，用环形橡胶环连接混凝土管，以保证接
口缝隙和受力均匀，保证管与管之间的连接安全。
（一）测量
1、测量次数：
在顶第一节管时及校正顶进偏差过程中，应每顶
13
进
20～30cm，即对中心和高程测量一次；
在正常顶进中，应每顶进
50～100cm
时，测量一次。
2、中心测量：
根据工作井内测设的中心桩、挂中心线，利用中
心尺，测量头一节管前端的轴线中心偏差。
3、高程测量：
使用水准仪和高程尺，测首节管前端内底高程，
以控制顶进高程；
同时，测首节管后端内底高程，以控制坡度。
作井内应设置两个水准点，以便闭合之用，经常校核水准点，提高
精度。
4、一个管段顶完后，应对中心和高程再作一次竣工测量，一个
接口测一点，有错口的测两点。
（二）纠偏：
当测量发现偏差在
10～20mm
时，采用超挖纠偏法，即在偏向的
反侧适当超挖，在偏向侧不超挖，甚至留坎，形成阻力，施加顶力
后，使偏差回归。
当偏差大于
20mm
时，采用千斤顶纠偏法，当超挖纠偏不起作用
时，用小型千斤顶顶在管端偏向的反侧内管壁上，另一端斜撑在有
垫板的管前土壁上，支顶牢固后，即可施加顶力。
同时配合超挖纠
偏法，边顶边支，直至使偏差回归。
（三）管前挖土要求
1、在道路和重要构筑物下，不得超越管段以外
100mm，管周不
得超挖，并随挖随顶。
2、在一般顶管地段，如土质良好，可超挖管端
300～500mm，
14
管段
长
流水位设计标
高
土质
施工工艺
W17~W18
45
2.829~2.784
素填土
先挖后顶
W17~W16
2.829~2.874
饱和淤泥
W15~W16
2.916~2.874
饱和淤泥、素填土
W15~W14
2.919~2.964
W13~W14
3.009~2.964
软塑粉质粘土、饱和中砂
W13~W12
3.009~
W12~W11
25
W10~W11
3.118~
饱和中粗砂
先顶后挖
W10~W9
48
3.118~3.166
饱和淤泥、饱和中粗砂
W8~W9
40
~3.166
饱和淤泥、饱和粉细砂
W8~W7
~3.251
W6~W7
44
3.295~3.251
W6~W5
3.295~3.34
饱和淤泥、底部含少量粉细砂
W4~W5
3.385~3.34
软塑粉质粘土、饱和中粗砂
W4~W3
3.385~3.43
W2~W3
3.475~3.43
软塑粉质粘土、含较多粘土的粉细砂
W2~W1
3.475~3.52
可塑粉质粘土、含较多粘土的粉细砂
在管周上面允许超挖
15mm，下面
135
度范围内，不得超挖。
（四）接口的处理：
由于顶管的管材为
F
型接口，顶管完毕后，
对于管与管之间的缝隙，采用膨胀水泥砂浆压实填抹。
选用硅酸盐
膨胀水泥和洁净的中砂，配合比（重量比）为：
膨胀水泥：
砂：
水
=1:
1:
0.3,随拌随用，一次拌和量应在半小时内用完。
填抹前，将接
口湿润，再分层填入，压实填抹平整后，在潮湿状态下养护。
七、各井段顶进安排：
八、割除锚杆的技术措施：
在
W16～W18
井段顶管施工过程中，可能会遇到凯旋会大楼的锚
杆，因该楼的地下室已建好，可直接割除在顶管过程中遇到的锚杆。
15
1、W16、W17、W18
井内锚杆的割除：
首先,
打掉锚杆要割除位置的水泥,为防止锚杆（钢铰丝预应力
张拉）割除后回弹伤人，在井内锚杆的一侧，用四条钢管（ф48）
垂直打进井底（钢管位置见图），并固定好锚杆，在钢管边放置一块
木板并固定好，人站在与钢管位置相同的一侧，用砂轮切割机把靠
近侧墙位置的锚杆钢铰丝分条割除。
最后用砂轮切割机把另一边侧
锚杆
钢管（ф48）
木板
墙位置的锚杆割除。
2、顶进过程中锚杆的割除（见下图）
人工顶管顶进过程中,管内的土方从上而下分层逐层挖除,当锚
杆被挖露的时候,只把锚杆一部分的土层挖开（另外一边的土不动）,
并打掉锚杆的水泥,然后用砂轮切割机把锚杆的钢铰丝割掉,
为防止
锚杆割除
16
后回弹伤人,在人与锚杆之间放置一块木板。
最后割除另一边
的锚杆。
九、工作井内管道施工
管道完成后，按设计图在坑内用砖砌筑检查井，井内外批防水
砂浆。
待砂浆达到一定强度后，回填石屑至管顶面，用水冲实。
十、遇到流砂时工作井和接收井的施工技术措施
对流沙较厚的井位先施工布袋桩，然后人工挖孔护壁。
（一）、布袋桩的简介
布袋桩是先用钻孔机在桩位竖直地钻出一个柱状孔，一般孔径
300mm,然后把装好注浆管的布袋放到柱状孔里，接着往布袋里注
水泥浆。
注浆压力可达到
2Mpa.等水泥浆的强度达到一定时，整个
桩就形成了一个柱体。
桩与桩之间在注浆时的强大涨力下，能够很
好地夹在一起。
从而达到止水，止流沙的效果。
（二）、布袋桩的优点
1、施工设备简单，场地占用少。
2、利用其注浆的强大压力，可以很好地与已经顶好的管外壁结
17
合。
从而避免了采用钢板桩的弊病。
3、施工时基本没什么噪音。
第五章施工计划
由于本工程工期较紧，因此在开工前一定要做好施工前期的准
备工作：
首先要落实挖掘机、吊机、装载机、槽钢、拉森钢板桩、
管材等关键设备和材料以及人员，保证工程开工能够即刻到位；
测
量人员根据甲方提供的控制点加密导线点水准点、测放中线点标高
点以及探测地下管线、构筑物等，根据中线点确定开挖范围以及范
围内的拆迁物，在现场和平面图上作标记；
搭好工地办公室、小型
仓库、工棚以及清理停车场等前期工作。
详见施工进度计划横道图
第六章质量保证措施
1、顶管施工前编制顶管组织设计，提交监理和业主审定才
能进行施工。
2、顶管前，项目部向作业班组进行详细的技术交底工作，
每道工序开工和员工上岗前进行简短的质量要求和技术交底，由
各专业工程人员负责实施，使每个员工上岗前做到人人心中有数，
以确保工程质量。
3、认真分析地质资料，摸清施工沿线的地下管线的详细情
况，并制定详细的技术措施。
4、做好施工资料管理工作，及时填写原始记录和隐蔽工程
记录（含照片），及时完成竣工资料。
5、认真做好施工计划，保
18
证施工作业连续均衡、紧凑，
从
而有效可靠地控制质量，保
证
工程质量。
6、顶进过程中，应严格控制顶力在允许的范围内，并留有
足够的安全系数。
7、顶管控制在质量标准范围以内，如果在顶进过程中，发
现方向失控，应该立即停止顶进，逐级上报，经研究同意后，方
可以继续顶进。
8、作好地质勘察及资料整理工作，认真编制好施工方案和
通过不同土层的技术措施及纠偏措施，确保管道的顺利顶进。
9、加强操作控制，使顶管均匀平稳，受力均匀，尽可能减
少顶进过程中的倾斜、偏移、扭转，防止管壁出现裂缝、变形。
第七章
安全文明施工及环保措施
、
施工安全措施
1、沿工作井四周设置
1.2
高的固定护栏，护栏上挂安全
网，工作井四周要挂相应的警示标语。
2、挖土施工时工作井必须设置应急爬梯，供人员上下井用。
使用的卷扬机等应安全可靠并配有自动卡紧保险装置。
3、挖出的土石方应及时运离工作井，不得堆放在工作井四
周
1
范围内。
4、顶管作业人员必须戴硬安全帽。
5、顶管施工区域沿线采用标准围蔽。
6、严格遵循土方开挖程序，控制均匀挖土，防止发生偏位，
严重倾斜或管涌等现象，做好作业前和施工中的通风换气工作，
每次进入管道时，保证管内通风，以免导致人身事故。
7、吊车、起重设备由专人操作和专人指挥，统一信号，预
防发生碰撞。
吊车靠近工作井边坡行驶时，加强对地基稳定性检
查，防止发生倾翻事故。
吊管下工作井时，注意安全。
8、加强机械设备维护、检查、保养。
机电设备由专人操作，
认真遵守用电安全操作规程，防止超负荷作业。
19
9、开挖前详细了解沿线管
线资料，做好沿线管线保护措
施。
10、作业人员轮换制。
每个作业人员在管内作业时间不得超
过
小时，避免劳动强度过大引起危险。
11．顶进过程中，施工人员必须使用安全带，洞口必须有施
工人员照应，洞内用
伏照明灯照明，每班作业时必须有合
格的电工当班。
12、利用轴流式抽水泵在工作井设置的集水井内进行抽水，
保持井内无积水，抽水时，施工作业人员不得站立在积水范围内。
13、采用卷扬机垂直牵引出土时，井下不能站人，工作井上
平台的作业人员出土时必须使用安全带。
14、自制木板小车，用于放置压缩空气呼吸器和运载进管人
员，并在车尾部拴上绳子，在万一发生意外的情况下由管外监护
人员迅速将管内人员拉出管外进行抢救。
15、利用鼓风机并购买
84
长的软管，用于输送空气进
入管道，加强管内空气的流动和循环。
工作挖掘面的工人要佩带
含氧量探测仪，经常检查该处含氧量必须超过18％。
16、管外配备专职监护人员，密切注意入管作业人员状态，
每三十秒对管内人员进行呼喊，在得不到安全的反馈情况下立刻
采取
升级会员 