机械顶管穿越道路十字路口专项方案Word文档格式.docx
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图1-1拟建管线下通胡路地理位置图
图1-2拟建管线与通胡路平面关系
2、污水管线及顶进坑、接受坑与通胡路位置关系
本工程设计污水管线34#-35#段从通胡路下穿过，其中35#井为接收坑，接入通胡路南侧六环西侧辅路中央的隔离带的现况污水井。
34#为顶进坑，距离现况通胡路北侧步道约10米。
距六环西辅路桥脚约9米。
因本工程设计管线段落场地较平整，故本工程顶管工作坑为方形结构，其中顶进坑直径为8.7*6.7m，接收坑直径为9.7*7.7m。
管线穿通顺路段平面布置图
管线穿通胡路路段断面布置图
2.2水文地质概况
2.现场水文地质情况
2.1工程地质情况
根据现场钻探与原位测试及室内土工试验成果的综合分析，在本次岩土工程勘察最大勘探20m深度范围内所分布的地层按沉积年代、成因类型可分为人工堆积层、新近沉积层和一般第四纪沉积层三大类，按地层岩性及工程特性进一步划分为4个大层，现分述如下：
人工堆积层
该层分布于地表，为人工堆积之粘质粉土素填土①层、杂填土①1层。
新近沉积层
该层分布于人工堆积层之下，为粘质粉土-砂质粉土②层、粉质粘土②1层、粉砂②2层。
一般第四纪沉积层
该层分布于新近沉积层之下，为粉砂-细砂③层、砂质粉土③1层、细砂-中砂④层、圆砾④1层。
关于上述土层的分布情况、特征综述和土工试验与原位测试的综合统计结果，详见“工程地质剖面图”与“地层岩性及土的物理力学性质综合统计表”。
工程地质剖面图
2.2地下水文情况
本次勘探期间在勘探深度范围内观测到1层地下水，地下水的类型为潜水，测得稳定水位埋深在8.9～12.8m，即地下水位标高为10.44～12.99m。
拟建场区潜水主要接受地下迳流补给，以地下迳流为主要排泄方式，其天然动态类型属渗入－迳流型。
潜水的动态变化规律与大气降水关系密切：
每年7至9月份为大气降水的丰水期，地下水位自7月份开始上升，9至10月份达到当年最高水位，随后逐渐下降，至次年的6月份达到当年的最低水位，平均年变幅约为1～2m。
不排除场地局部地段存在由于管线渗漏、生活用水入渗所导致的上层滞水。
拟建场区历年最高地下水位：
拟建场区历史最高地下水位可达自然地面、即标高20.00m上下；
近3--5年最高地下水位标高约在14.00m左右。
2.3相交管线
依据相关测绘资料，本段工程范围内既有管线分别为给水、电力、电信，设计顶管与现状管线最小净距0.8米
地下管线平面图
2.4泥水平衡机械顶管施工
横穿通胡路为机械顶管，管径D1000，井号：
34#-35#；
长度92米，此段共设置竖井2座，深度6m~7m；
第三章施工组织及临建
3.1组织准备
根据工程管理的需要合理配备管理人员，建立工程项目经理部，设项目经理、技术负责人、项目副经理各一人，下设工程组、质控组、机械组、材料设备组、安全组、文明环保组、后勤组等部门。
3.2组织措施
我单位通过了ISO9001质量管理体系的认证。
曾经圆满完成多项给排水工程的施工建设，我单位有着一大批有施工经验的管理人员和技术人员，有性能良好的先进施工设备，完全能满足本工程的施工要求。
同时，我公司选派领导能力强、施工经验丰富的同志任项目经理，并组织高效、精干的项目经理部，对本工程实行全面质量管理。
3.3生产及质量、安全、文明施工、创优达标监控系统
在工程实施进行过程中，我们将建立生产及质量、安全、文明施工、创优达标监控系统，自检与监督并举。
同时设立监控电话，接受社会各方的监督。
在系统中设立信息中心，及时收集各种施工信息，并利用计算机技术进行整理和分析，及时反馈给决策部门，发现的问题及时得到纠正，使生产及质量、安全、文明施工、创优达标等得到良性发展。
严格按照《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）以及国家、市有关法律、法规、规章和技术标准。
工程质量目标为合格。
3.4项目部位置选定
本工程为通胡路管道施工，在穿通胡路施工区设置临建区，设有办公区、生活区及生产加工区，占地面积1200m2。
施工现场按北京市有关现场文明施工规定进行管理。
3.5现场临时用水
工程用水主要包括生活区用水、施工现场用水、防止扬尘洒水、消防用水以及闭水试验用水。
从附近自来水管网接入，作为本工程施工及生活用水水源。
对进入施工现场的施工人员进行节约用水教育，使工人对节约能源创造效益有正确的理解和认识。
3.6现场临时用电
本工程施工用电主要采用发电机。
所以在污水顶管施工期间期间准备1台300KW发电机用以顶管施工，以满足施工需要。
3.7现场临时道路
利用现况通胡路为施工路。
第四章施工部署及准备
4.1施工部署
根据工程概况及设计要求，本工程顶管采用泥水平衡顶管方法施工，共设两个工作坑，其中工作坑（接收坑）位于通胡路南侧六环西辅路中间，工作坑（顶进坑）位于通胡路北侧，距现况通胡路北侧步道路缘石距离为10m。
主要施工步骤为：
顶进坑处：
测量放线——顶进坑开挖支护——顶管设备安装就位——管道顶进——顶管设备拆除——井室砌筑——土方回填
接收坑处：
测量放线——接收坑开挖支护——顶管机头出坑——井室砌筑——土方回填
4.2技术准备
1、根据建设单位、监理单位和本公司质量管理体系的要求，及时配备施工中所需的各种技术标准和施工规范，确保其为有效版本，组织所有技术人员和工程管理人员学习技术规范和施工、监理程序，制定各种管理规章制度。
2、组织技术人员进行图纸会审，编制切实可行的施工组织设计、施工方案和施工进度计划。
3、做好人员分工调配，实行岗位责任制，调动每人的积极性。
4、配合业主、设计、监理做好设计交底、监理交底等工作。
5、做好施工组织设计交底及安全、技术交底工作。
6、做好进场人员安全教育工作和人员持证上岗的培训工作。
7、开工前认真调查地上地下障碍物的分布情况，沿线其他管线具体位置，确定防护方案；
探查现场地质、地下水位、周围环境情况，为编制施工方案提供现实依据。
8、编制项目部投入本工程的监视和测量仪器设备一览表并做好仪器设备校准工作。
对测绘院给定的导线桩和水准点用全站仪、水准仪进行复核，并将复核结果上报监理审批。
审批完后，设置临时导线点和水准点，并进行闭合，闭合无误后，将导线点和水准点四周用砼浇筑，并设置栓桩和醒目标志，以免机械或人为损坏。
并每月复测一次，确保精度。
4.3人员准备
根据本工程的特点及拟采用的施工工艺，合理组织准备投入施工人员。
主要工种为：
电工、电焊工、钢筋工、顶管工、木工、瓦工、壮工等工种，计划投入30人进行施工。
各工种人员配备齐全，特种工人持证上岗，并根据实际施工进度随时进行人员调配，保证工程进度。
4.4物资准备
根据编制的施工进度计划，编制物资采购实施计划，按所掌握的合格供方进行采购，必要时组织人员到供方进行现场验证。
所有采购的物资，既要符合设计和施工规范要求，保证质量，又要供货及时，满足施工进度的要求。
并按照标准及监理要求对相关材料取样复试。
将送检试验结果、产品合格证、出厂检验报告及厂家资质及时上报监理审批。
顶管工程的钢筋砼管要严格确定供货厂家。
4.5机械设备准备
依据施工进度和现场施工的要求进行动态管理。
根据工程施工的先后顺序超前计划，按时供应，分期分批进场并留有备用量，既要确保满足施工需要，又不造成机械过多闲置。
主要投入如下设备：
序号
设备名称
型号规格
数量
备注
1
挖掘机
PC220LC
2
50型
3
推土机
TSY160L
4
自卸汽车
斯太尔
5
泥浆车
10m3
6
装载机
ZL50型
7
振动碾
4.5t
8
打拔机
9
汽车吊
25t
10
发电机
200KW
11
50KW
12
注浆泵
BW－250型
13
砼喷射机
PZ-5B型
14
鼓风机
轴流式
15
灰浆搅拌机
JS350
16
空压机
2VY-12/7
17
泥水平衡顶管机
D1000
18
液压千斤顶
320t
19
液压油泵
2m3
20
水泵
3寸
21
载货汽车
BJ1041
22
洒水车
10t
23
机动翻斗车
FC-15型
24
蛙式打夯机
HW40
25
震动油夯
26
钢筋弯曲机
GW40型
27
钢筋切断机
GQ40型
28
钢筋调直机
GT6-12
29
圆锯机
MJ105
30
砂轮机
250mm
31
刨木机
MLJ342
32
交流电焊机
BX3-500-1
33
直流电焊机
AX7-500-1
34
套丝机
ZT-R2A
35
φ350
36
打井钻机
测量仪器：
主要投入GTS-602AF全站仪1台、TDJ2E经纬仪1台、DS3水准仪3台、激光仪经纬仪1台。
第五章顶管施工方案
5.1顶管方式选择
1、工程概述
根据设计图纸、工程地质、水文情况、施工工期、现场环境、附近工程施工经验等综合考虑选择顶管方式。
（1）设计图纸：
本工程工作坑深度约6-7m，共有2个检查井。
（2）施工工期：
施工工期要求30天。
（3）现场环境：
本工程施工区域在通胡路两侧，不对道路交通造成影响，但会根据施工情况，在道路周边安设警示标示。
（4）附近工程施工经验：
近几年在穿越城市主干道及高速路的顶管工程施工经验。
5.2测量
1、平面测量控制
施工测量按《工程测量规范》GB50026－2007的有关规定执行。
根据施工需要，引测三个导线点至顶管工作坑附近，布设三级导线平面控制网（即采用原有控制网作为平面控制网），形成闭合导线网。
为保证测量精度，对于钢尺测量的边长，需加入相应的修正，测量的平面导线需进行平差计算，测量角度精确至0.1º
，坐标及高程精确到1mm。
2、高程测量
高程控制采用城市四等水准测量的技术施测，使用DS3水准仪进行观测，往返各一次。
高程闭合差在20
之内（L为水准跨线长度，以千米计）为合格。
井坑内的高程控制点采用长钢尺导入法将高程传入，向井坑内传递高程与坐标传递同步进行。
先做趋近水准测量，再做竖井高程传递。
竖井传递高程采用悬吊钢尺法，井上和井下两台水准仪同时观测读数，每次错动钢尺3-5厘米，施测三次，高差相差不大于3毫米时取平均值使用。
高程控制点的布设：
可利用平面控制点的埋石作为高程控制点，也可单独设置，如特殊需要时可进行加密。
加密的水准点精度不低于高程控制点的精度。
3、顶管施工测量
顶管施工采用连续测量与间断测量结合的方式。
连续测量：
在顶进坑后方安放一台激光经纬仪，激光经纬仪按照设计顶进轴线方向发出一束激光，照射到掘进机的光靶上，机手按照激光指示路线操控机械顶进。
间断测量：
每顶进一节管后，测量人员对激光经纬仪进行校核，并且采用水准仪，测量已顶进管道高程偏差情况；
采用水平尺测量管道水平偏差情况。
测量结果填表上报到项目部。
4、测量要求
对于坐标点、水准点现场需采取可靠的保护措施，需设立明显的标志；
施工过程中要注意对测量控制点的保护，并定期进行校测。
施工过程中要严格执行测量复核制度，特别是对中心线和高程、管线起终点、控制桩位、交叉点等更要严格控制，要提前做好内业，然后现场实施放样。
竣工测量：
竣工测量在已有的施工控制点上进行，测量人员认真做好原始记录，及时进行资料的整理、归档工作。
5.5顶管工作坑尺寸设计
污水顶管顶进坑均采用双向顶进，确定工作坑采圆形。
顶进坑：
为8.7*6.7m方形结构，深度6.5米。
接收坑：
为9.7*7.7m方形结构，深度7米。
1、顶进工作竖井平面净尺寸计算
顶管工作竖井的平面净尺寸应能满足顶管施工的需要。
顶进工作坑为双向顶进故顶进工作坑为圆形结构。
L＝L1＋L2＋L3＋L4＋L5
式中：
L——工作坑底的长度（m）
L1——后封闭长度（m）
L2——顶管机长度（m）
L3——顶镐长度（m）
L4——后背宽度（m）
L＝4+2.5+14＝8.7m，顶进坑可根据实际情况放大，但不超过0.5m。
2、接收竖井平面净尺寸计算
因35#接收坑的接驳现况污水井，需机头出坑方可拆除现况检查井。
故接受坑的平面净尺寸应能满足顶管机出坑及施工人员操作安全。
顶管机头长度4m，砼管在坑内露出长度取5m，接收坑设计直径9m，可根据实际情况适当放大，但不超过0.5m。
3、工作坑结构设计及做法
本工程设计图纸已经给出工作坑结构设计，顶进坑及接收坑均采用钢筋砼墙及封闭梁护壁形式。
顶部为0.5m高、1m宽C25混凝土锁口圈梁，侧壁采用35cm厚C20锚喷混凝土，设有钢筋格栅榀架、钢筋网，底部为35cm厚C20钢筋混凝土封底。
结构如下图：
（下图为顶进坑的结构图，接收坑做法与顶进坑雷同，网片及格栅做法详见附图）
顶进坑平面图
顶进坑断面图
顶级坑钢格删安装图
接收坑平面图
接收坑断面图
接受坑钢格删安装图
（1）锚喷工作坑的施工顺序
施工准备及测量放线→开挖土方→圈梁施工→圈梁上部挡水墙施工→土方对角开挖→支立水平拱架挂钢筋网片→喷射混凝土→重复以上两步直到竖井底板→现浇混凝土竖井底板。
（2）锁口圈梁
根据设计提供的坐标，确定井位，定出中心坐标，开挖锁口圈。
为保证竖井结构稳定，在竖井口设现浇混凝土锁口圈梁。
为防止雨期有水灌入工作坑内，在工作竖井锁口圈梁顶砌挡水墙（墙厚240mm），高出现况地面400mm。
沿圈梁顶周围设置φ48钢管栏杆，横杆为两道，立柱间距1.0m、栏杆高1.2m。
圈梁施工时先绑扎钢筋，然后用组合钢模或木模支内侧模板，外侧以土壁为外模，经验筋后浇筑预拌砼。
（3）竖井开挖
采用人工分层分块开挖施工，根据榀架连接位置对角开挖，对于杂填土层适当辅以风镐，开挖每循环进尺为0.6m。
施工出渣采用25t汽车吊吊运至旁边堆土区，夜间用自卸汽车运到弃土场，现场无条件的直接装车运弃。
（4）竖井支护
土方开挖完毕，及时安装环形格栅，加挂钢筋网。
竖井锁口圈梁以下部分采用喷射混凝土+水平钢格栅+钢筋网片的结构。
上下格栅接头处需错开，采用人工对角开挖方式进行竖井开挖支护。
栅钢架安装牢固后及时喷射混凝土（内掺8％FS-P型混凝土补偿收缩防水剂，竖井喷混厚度为0.30m）支护井壁。
井壁上如有大量渗水时，预埋PVC排水管，把水引入竖井开挖面底部临时积水坑，抽排出井外污水沉淀池，经沉淀过滤后排入排水管道。
顶坑钢格栅自井身开洞处立起，并加钢筋与被割断的竖井水平钢格栅焊接成整体。
竖井对撑与角撑的的拆除步序：
检查井完成以后，进行回填夯实，每回填至角撑向下0.20米时，采用气割拆除角撑和对撑。
（5）封底
竖井封底采用现浇C20早强砼。
竖井封底前在井底设置1集水坑，若有水，采用潜水泵明排法抽排集水井中的积水。
（6）网喷支护竖井尺寸允许偏差及检查方法见表。
检查项目
允许偏差（mm）
检查方法
尺寸
不得小于设计井尺寸20
用经纬仪及钢尺检查3m一处
井深
不得超过设计井深±
0.2%
用水准仪检查
喷层厚度
不应小于设计厚度
每3m检查一个断面，每个断面布7个检查点，间距2m左右
（7）竖井钢平台及钢爬梯制安
为方便施工上下井进行施工，竖井内部设置钢平台和钢梯，设置标准为：
最上层钢平台距井口2m；
中间段每4m设置一道；
最下层平台距井室内底3.5m。
在竖井衬砌施工时，应在预定位置准确埋设钢平台和钢梯预埋件，待衬砌施工完成后，再统一完成钢平台和钢梯的安装。
5.6顶管施工方法和技术措施
5.6.1选择掘进机类型
管线管顶在通胡路两侧覆土约为6.5米，道位置覆土约为7米。
（2）工程地质：
关于上述土层的分布情况、特征综述和土工试验与原位测试的综合统计结果，详见“工程地质剖面图”与“地层岩性及土的物理力学性质综合统计表”
（4）施工工期：
（5）现场环境：
现况道路车流量大，顶坑、工作坑区域在通胡路两侧设置，
具备作业场地条件。
通过以上因素综合考虑，本工程采用泥水平衡机械顶管施工方法。
对于泥水平衡机械顶管：
仅在工作坑处采取止水措施，顶管沿线无需降水，降水作业量小，施工占地较少；
在粉质粘土、细砂、粉砂层内顶进施工比较适用；
顶进施工速度快，顶进距离长，能够保证施工工期及布置要求；
我方在通州区境内经历过多次泥水平衡机械顶管施工，施工技术经验丰富。
泥水平衡顶管机技术参数如下：
5.6.2机械顶管施工工艺流程见下图
5.6.3作用力计算
（1）顶力计算
按照最长顶距为92m、最大管径为D=1000、最不利地质条件砂性土层计算最大顶力。
一般经验公式：
F0———总顶力标准值（KN）；
D1———顶进管子的外径（m）
L———管道设计顶进长度（m）
fk———管道外壁与土的平均摩阻力（KN/m2）按《给水排水工程顶管技术规程》CECS246:
2008选取。
Nf———顶进机的迎面阻力（KN）（式
rs土的重度、Hs覆盖层厚度、Dg顶管机外径）
F0=3.14×
1.2×
92×
8+3.14/4×
1.22×
18×
5.5=2523KN
根据以上计算方法顶力为252t，正常顶进时，后背前安排2台320t顶镐，1台2m3液压油泵，能够满足施工要求。
2）管道允许顶力验算
根据《给水排水工程顶管技术规程》CECS246:
2008公式8.1.1。
按Ⅲ级D1000钢筋砼管计算。
Fdc———混凝土管道允许顶力设计值（N）；
———混凝土材料受压强度折减系数，可取0.9；
———偏心受压强度提高系数，可取1.05；
———材料脆性系数，可取0.85；
———混凝土强度标准调整系数，可取0.79；
fc———混凝土受压强度设计值（N/mm2）
Ap———管道的最小有效传力面积（mm2）
———顶力分项系数，可取1.3。
172700=2701KN
252t<
270t满足要求。
3）顶管工作竖井后背承受力计算
Ea------后背主动土压力
Ep-----后背被动土压力
γ-----土的天然密度取19KN/m3
β---竖井壁后背宽度5m
Kp----被动土压力系数
Ka----主动土压力系数
-----土体内摩擦角取22º
C-----土内聚力取0
h-----地面到后背墙顶的高度取2.4m
K1-----竖井稳定系数取1.1
-----折减系数取1
H-----后背墙高度取4m
经计算：
Ep=5×
（19×
42×
2.19/2+19×
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