顶管施工方案37840Word文档格式.docx
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4、基坑回填
八、安全生产措施
8.1、安全目标
8.2、安全管理组织机构
8.3、加强安全生产教育
8.4、安全保证措施
九、质量目标设计
9.1、质量方针及目标
9.2、质量保证体系
9.3、质量控制原则
9.4、质量控制制度
9.5、质量要素控制
9.6、质量控制措施
十、施工现场文明施工管理措施
1、文明施工措施
2、健康环保措施
3、安全生产措施
1.1《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）
1.2《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）
1.3《给水排水工程埋地预制混凝土圆形管道结构设计规程》（CECS143:
2002）
1.4《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》（JGJ/T14-2004）
1.5《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》（DBJ11-501-2009）
1.6《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）
1.7《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》（GB50032-2003）
1.8《预防混凝土结构工程碱集料反应规程》（DBJ01-95-2005）
1.9《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246:
2008）
1.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。
1.1设计图纸：
本工程污水主管道埋深在5~7m之间，共有15个检查井，井距80~100m。
1.2工程地质：
根据联系设计提供依据（未下发地质勘探图纸）。
1.3水文情况：
工程场区近3～5年最高地下水位标高为18.50～17.00m（自西向东逐渐降低，不含上层滞水），历年（自1955年以来）最高地下水位标高为22.00～20.80m（自西向东逐渐降低，场区地势低洼处接近自然地面）。
1.4施工工期：
施工工期要求60天。
1.5现场环境：
在杜仲公园，无社会影响
1.6附近工程施工经验：
近几年的顶管工程施工经验。
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：
仅在工作坑处进行降水，施工占地较少，减少交通导改压力；
在细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。
2.污水管道在非现况道路下建设，每个顶坑占路面积10*15=150m2,每个接收坑占路面积8*8=64m2,在保证交通及环境的前提下，可临时扩大占地范围。
顶进坑及接收坑临建区平面布置见下图所示：
3.1、进行施工测量和现场放线工作。
3.2、进行施工技术交底工作。
3.3、做好定位点控制，施工测量和现场放线工作。
3.4、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。
3.5、按施工平面布置图修建临时设施，设置装、运临时用水的设施、安装临时用电线路，利用工作井内集水井进行机械排水。
3.6、进行顶管所用设备的加工制作。
3.7、根据顶进长度，准备好各类管线和所需的辅助物（固定架等）。
序号
职务
人数
1
测量工程师
1人
2
专职测量员
3
测量放线员
2人
仪器、量具名称职务
型号及精度
数量
备注
激光经纬仪
1台
鉴定
水准仪
DS3
2台
塔尺
5m
1条
4
钢卷尺
50m
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。
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。
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。
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。
顶管需开挖工作坑，工作坑分为顶进坑与接收坑，其深度由设计管底高程决定，底部需做20cm厚的钢筋混凝土底板。
管外底高程加上拟建结构井底板厚度，就是顶进坑的坑底标高，底板高程低于管内底高程40cm。
综合顶管机具的尺寸及作业要求，确定顶进坑及接收坑的净空尺寸。
由于现况管线检查井处多为折角，顶进坑均采用双向顶进，确定工作坑全部采用圆形，以方便双向顶进布置。
顶进坑：
为直径8m圆形结构，深度5~7米，（深度根据实际深度调整）
接收坑：
为直径6m圆形结构，深度5~7米，（深度根据实际深度调整）
（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。
顶进工作坑长度大于宽度，工作坑长度即顶坑直径：
L＝L1＋L2＋L3＋L4＋L5
式中：
L——工作坑底的长度（m）
L1——后封闭长度（0.5m）
L2——顶管机长度（4m）
L3——顶镐长度（2.5m）
L4——后背宽度（0.7m）
L＝0.5+4+2.5+0.7＝7.7m，取直径8m
（2）、接收竖井平面净尺寸计算
接收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1.5m，接收坑取直径6m。
顶进坑及接收坑均采用钢筋砼墙及封闭梁护壁形式，竖井侧墙厚度取300mm。
具体结构设计图如下：
（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C25混凝土锁口圈梁一道，断面尺寸为900×
600mm。
主筋为Φ22×
12，箍筋Φ14＠200，中间单肢筋为Φ14＠600，混凝土保护层厚度4cm。
锁口圈梁初定设在地面以下0.5m位置。
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360mm），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，运距考虑20km。
由于工作坑处于现况道路下，检查井距工作坑边间距较小且不规矩，工作坑上方既有管线较多，为防止回填后道路沉降、管线变形，工作坑全部采用级配砂石回填。
（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。
钢格栅主筋为4根ф25钢筋，箍筋为ф10，间距300。
钢格栅竖向间距4m以上为0.75m，4m以下0.5m。
其间洞口上皮0.2m处增设1榀。
格栅采用单面焊接连接，焊接长度为10d，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。
钢筋网采用φ8@150×
150双层网格，井身四周满铺。
上下榀格栅采用φ18钢筋拉杆竖向连接，环向间距0.5m，内外交错布置，必要时竖井应加设临时横撑。
临时横撑与井身环形格栅之间用卡槽连接，确保井口稳定。
环形格栅架设尺寸、连接质量达到要求后，及时打设锁脚锚杆保证格栅钢架安装牢固并及时喷射C20防水混凝土（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。
（5）、封底
竖井封底采用现浇C20早强预拌砼，因顶管机自重大，为避免下顶管机时，竖井底承受不住机头等载荷重量，故竖井封底200mm厚，内设单层ф16钢筋网，网眼间距200mm×
200mm。
在封底时预埋预埋件，间距800mm。
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
直径
不得小于设计井径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。
（8）、接收竖井施工
接收竖井的结构形式同顶管工作坑，参照工作坑施工。
在整个施工段施工前，首先对顶管施工区内及沿线所有建筑物、构筑物、各种现况管线、管沟进行全面彻底清查，查清其位置、走向、高程等，根据沿线拟顶污水管线的走向、轴线、高程，综合分析，考虑是否有冲突、影响，对于有冲突、影响的管线，提前做好解决措施、方法。
在做好以上工作的基础上，每个井段施工时，再一次对该井段沿线管线、障碍等情况进行详细清查，确保顶管顺利穿越，确保沿途现况管线的安全。
（1）顶力计算
主管道按照最长顶距为50m、最大管径为D1800，最不利地质条件细砂土层计算最大顶力。
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）
主管道F0=3.14×
1.62×
80×
12+3.14/4×
1.622×
19×
10.5=5294KN
根据以上计算方法顶力为主管道529t、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
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。
主管道
629492=9847KN
主管道529t<
985t，支管道210t<
596t，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---竖井壁后背宽度主管道4.5m，
Kp----被动土压力系数
Ka----主动土压力系数
-----土体内摩擦角取26º
C-----土内聚力取0
h-----地面到后背墙顶的高度主管道取9m，支管道取7m
K1-----竖井稳定系数取1.1
-----折减系数取1
H-----后背墙高度主管道取3m
经计算：
主管道Ep=4.5×
（19×
32×
2.56/2+19×
9×
3×
2.56）=6895KN
主管道Ea=4.5×
0.39/2+19×
0.39）=1050KN
主管道F=（6895-1050）×
1／1.1=6429KN=643t
本工程经计算：
主管道最大顶力为529t，竖井后背可承受力为643t。
支管道最大顶力为210t，竖井后背可承受力为281t。
∵主管道F0（529）＜F（643），支管道F0（210）＜F（281）
∴竖井稳定安全
顶管后背结构为I32b工字钢拼装整体钢构+圆弧段填充C30混凝土，主管道后背墙尺寸为宽4.5m×
高3m×
厚0.7m，支管道后背墙尺寸为宽3m×
高2.5m×
厚0.7m，埋入地下0.5m。
调整靠背前后以及左右方向，应尽量保证后靠背的中心与轴线相重合。
后背墙混凝土设置一层ф18＠150双向单层钢筋网，对混凝土整体结构加固。
导轨轨距按此式计算：
，
S——导轨内距，D——管外径，h——导轨高度，e——管外底至导轨底距离，单位均为mm。
导轨选用I24a号工字钢，导轨下用枕木作基础。
导轨安装要求：
两导轨平行、等高，坡向同管道坡度。
安装时必须严格高程及中心线。
导轨安装是顶管施工中一项重要的工作，安装的准确与否直接影响管道的顶进质量，其安装要求如下：
①两导轨要平行、等高，或略高于管道设计高程的2cm左右，其坡度与管道坡度一致；
②安装后导轨要牢固，不得在使用中产生位移，且需设专人经常进行检查；
③将机械顶管导轨安放在工作坑底板上，导轨两侧牢固地焊接工字钢，工字钢须另一端须牢牢抵在侧墙上。
导轨安装示意图
用50吨吊车吊装顶管机，将顶管机放入顶进坑内的导轨上，顶管机前端距井壁约300mm。
就位后先检查顶管机的轴线是否与机坑轴线、导轨轴线以及主顶油缸的轴线保持一致，发现偏差立即调整。
无误后再进行顶管机电路、油路、注浆系统的安装调试。
管道顶进过程中，起吊顶铁、护口圈及下管用汽车吊，其它设备及管材进场时，采用25吨汽车吊。
井内布置：
工作坑内布置主要有钢制后靠背、砼后背、导轨、主顶镐、油泵动力站、钢制扶梯、泥浆泵、“U”形顶铁和“O”形护口圈等。
采用2台主顶镐搭设在顶管架上，到达现场后，先由测量人员放出顶进中心线和顶进高程，然后依据线位将架子底脚及端部与后靠背、底板砼上的预埋铁焊接成整体。
管内布置：
进出泥管4寸两套，动力、照明、电讯电缆，灯具，轨道等，为保障井内施工人员的人身安全，改善劳动条件，根据实际需要增加通风管道和强力鼓风机。
管内照明及工作面照明采用24v低压照明电源线路，照明灯距离为5m。
触变泥浆及置换注浆浆液输送采用2寸高压胶管。
泥水循环及泥水分离设备布置：
根据施工现场实际情况，在工作井一侧设触变泥浆池2座，用于顶进中触变泥浆的配制。
设2m×
3m×
10m泥浆沉淀池一座（现场如有条件可开挖泥浆池，道路施工段无条件开挖，采用钢板制作泥浆池箱），用于顶进中泥水循环及泥浆沉淀，泥浆采用泥浆车运弃并消纳，运距考虑20km。
注浆出泥管主管4寸,分支管1.5寸。
管道入口即竖井与管道交叉处，此处是明暗施工接合点，受力结构复杂，施工方法更应保证安全、稳妥。
（1）施工时要破除竖井洞口位置井壁砼，割除该处榀架支护，由于破坏了整个竖井中的受力结构使洞口处出现应力重新分布，最容易使该处土体失稳，施工前应在洞门位置处进行换撑措施处理。
在割除前先在竖井内架设临时支撑，确保洞门处土体稳定，临时支撑用I20a的型钢施作，临时支撑在进洞后拆除。
（2）打设超前小导管及注浆
洞口采取换撑措施，应尽快准确地在井壁上放出管道外轮廓线的位置，并准确地标出超前小导管的位置，施作小导管并进行预注浆以加固洞口地层。
超前小导管采用ф32长2.5m，小导管前端制作成锥形，并钻ф6孔，间距300mm。
钻孔长度1.5m～1.8m，超前小导管在洞口沿半径1.5m环向布置间距300mm，小导管压入土中2m。
压浆压力在0.2～0.4Mpa，选用水泥浆液。
洞门处加固的小导管在竖井施工时设置好，竖井封底完成后进行洞口注浆加固。
开洞门在顶管机入坑顶进之前进行。
洞口两侧竖向联结钢筋各增设四根。
超前小导管注浆施工内容主要包括封闭工作面、钻孔、安设小导管、注浆、效果检验等工序。
其施工工艺流程见下图：
（3）止水环安装
为防止掘进机入洞时地下水涌入工作坑，在顶进方向的墙壁上安装止水环。
首先，进行测量，确定止水环安装的位置；
其次，将止水环底圈固定到墙壁上，用混凝土封闭底圈与墙壁之间的缝隙；
然后，在底圈上固定防水橡胶板；
最后，安装止水圈压板。
在掘进机入洞之前才允许将止水环内的墙壁凿除。
具体做法参见下图，图中尺寸根据管径大小调整。
先将洞口处的墙壁凿除，洞口处，人工向前挖土500～800mm，再将机头徐徐推进洞口里，待刀盘全部进洞，调整止水圈位置，使其完全封闭地下水，然后开动顶管机刀盘。
掘进机开始入土时，机头外露，只存在轨道对机头的摩擦力，机头易发生旋转，故在入土前两米顶进时，顶进速度控制在5mm/分钟以下，以防机头整体旋转，并观测机头倾角和旋转变化，及时修正和调整。
倾角的变化用纠偏千斤顶调正，旋转角大于±
30度时，可使用刀盘反转调正，顶进2米以后在机头不旋转的情况下可逐渐加大顶进速度。
机头完全入土后，下第一节混凝土管做反封闭。
（1）测定实地土层中的压力值
顶管掘进机徐徐推进洞口，切入原状土层后停止推移，要等上2小时后，观察顶管掘进机土层压力表上的值，若此时值与计算值不符时，要以实际测定值为准，并要对原来计算的推进压力控制值和总推力值进行相应的调整。
（2）顶管机初始顶进保持方向措施
在洞内下部填上硬粘土或低标号砼在洞内下部浇筑一块托板，把掘进机托起。
砼管顶管施工，前3节砼管为预制管，与掘进机头做刚性连接，组成一个整体，以保证顶管机出洞后的走向。
利用纠偏镐性能，下方纠偏镐适当伸出来控制叩头。
（3）严格执行控制值。
A、顶进时出土率控制值95～98%，根据实际情况及时调整。
泥水平衡顶管掘进机用顶进油缸的伸出长度来计量出土率。
B、管道顶进过程中，顶管中心和高度由激光导向仪进行测量，其纠偏精度由激光导向仪发射到掘进机测量用的靶盘随时进行控制，确保偏差度不超过±
3cm。
管道每推进250～300mm时测一次中心轴线，若发现有超过顶管规范规定值的偏移趋势，就立即进行纠偏,若偏移量超过20mm时，立刻停止顶进，查明原因有措施保证后再顶进，确保顶管轴线的质量，勤测勤纠。
C、根据地面和构筑物沉降监测反馈信息及时调整土压力控制值、出土量与顶进速度。
D、若出现沉降值超标，立即停止顶进，查明原因，采取相应措施后才能重新顶进。
E、刚开始向井下管、装管时，用钢支架固定已顶入的管节，防止顶镐缩回过程中管节后退。
泥水平衡顶管掘进机排出泥浆携带机头刀盘切削下来的泥砂后，含泥砂量较大，需经过泥水分离设备分离沉淀后形成含泥量小于5%的泥碴，连同竖井土方部分弃土进行外运，运距考虑20km。
本工程出泥方式为泥水循环分离，泥浆经沉淀池沉淀后机械挖出晾干后外运或随挖随运，水可以重复循环使用，可以保证不污染环境，高效节能。
（1）管身涂蜡
为减小顶进过程中土层对管材的阻力，采取的第一种措施为管节打蜡，以增加管材的滑动性，同时降低了管身与土层的摩擦力。
管材运达施工现场后，将工业石蜡加热后均匀涂在管外壁，然后将管材吊装至工作井内，安装好即可向前顶进，在管口入土前将管口及钢套环部位涂抹上石蜡。
掘进机在入土前，也可将其外壁进行涂蜡处理。
（2）触变泥浆减阻
触变泥浆的使用是管道能否成功的非常重要的关键一环。
管道顶入土后，在管外壁和土壁间必须注入触变泥浆，使其形成一个封闭的泥浆套。
由于触变泥浆与管壁的摩擦阻力小，因此顶力也就大大的降低。
为保证触变泥浆的拌和效果，我公司将组织专门人员集中配置浆液。
使用优质膨润土，严格控制膨润土的进货质量，统一进行适配，寻找出最佳的配比。
同时严格控制泥浆的静置时间及拌和均匀度。
泥浆拌和静置时间一般不低于24小时，以达到最达泥浆粘度。
1）、触变泥浆的配置
膨润土运到现场后分批测出膨润土的胶质价,试配时可参考下表
触变泥浆配比表（重量比）
膨润土的胶质价
膨润土
水
碳酸钠
60-70
100
524
2-3
70-80
534
1.5-2
80-90
614
90-100
顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，包括工具管切土正压
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