人工掘进顶管工程安全专项施工方案专家论证版.docx
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人工掘进顶管工程安全专项施工方案专家论证版
××××××××工程项目
顶管工程专项施工方案
编制：
审核：
审批：
××××××有限公司
××××××××工程项目项目经理部
二○二一年一月十二日
第一章工程概况
一、顶管工程概况及特点
（一）项目简介
自填。
（二）建设条件
自填。
二、施工平面布置
顶管施工位置详见附件《顶管平面位置图》。
三、施工要求及技术保证条件
（一）电力井、顶管工作井、接收井的施工要求
1、电力进线井为钢筋混凝土矩形井，规格为3*1.7*2.38（m），电力出线井为钢筋混凝土T型井，规格为3.36*1.7*2.88（m）；雨水顶管工作井直径为6.0m，雨水顶管接收井直径为4.0m，井壁为钢筋混凝土结构。
2、井壁混凝土强度等级为：
垫层C15，其余为C30防水砼，抗渗等级P6；最外层钢筋保护层：
底板50mm，池壁40mm，顶板35mm。
3、钢筋锚固长度：
HPB400级钢筋为32d，并加弯钩，HRB400级钢筋为37d。
除满足上述要求外，钢筋锚固长度不得小于250mm。
4、钢筋连接：
钢筋连接可采用绑扎搭接、机械连接或焊接，本方案中，钢筋应优先采用焊接。
采用焊接时，焊接长度应根据焊接方式满足规范要求。
同一断面焊接接头数量应满足规范要求。
5、雨水管顶管工作井、接收井全部布置在检查井位置，工作井、接收井护壁采用钢筋混凝土逆作法工艺施工。
先进行暗梁施工，待其混凝土具有一定强度后方可进行后续其他工序的施工；每道护壁高为1.0m，每次浇筑一道，待其混凝土具有一定强度后方可进行下道护壁的土方开挖工作。
6、施工前，根据地下水位的高度，采取有效的降水措施，保证干槽作业。
7、坑口四周必须设置护栏，护栏高度宜为1.2m；挖出的土石方应及时运离孔口，不得放在坑口周边，机动车辆的通行不得对井壁的安全造成影响；
8、坑内必须设置应急软梯供人员上下；使用的电葫芦、吊笼等应安全可靠，并配有自动卡紧保险装置，不得使用麻绳和尼龙绳吊挂或脚踏井壁凸缘上下；电葫芦宜用按钮式开关，使用前应检验其起吊能力。
9、工作坑内预埋件及预留孔根据施工人员及机械下井需要，应事先预埋及预留，不得事后凿洞。
（二）顶管施工中挖土的注意事项及技术要求
顶管挖土工作要与顶管工作紧密配合，挖土速度过快，则易坍塌；挖土速度过慢则影响顶管速度。
在挖土时要时刻注意开挖面的准确性，如不注意势必会造成所顶混凝土管“低头”、“抬头”或偏离中线。
在顶混凝土管挖土时，要注意混凝土管上半部要比管外壁直径多挖1.5cm，混凝土管下半部外不能有缝隙，以免出现“低头”及偏离现象。
（三）混凝土管顶进的技术要求
在混凝土管顶进过程中，千斤顶的顶力必须大于各种混凝土管产生的作用力，混凝土管方能正常顶进。
混凝土管的顶进能否按原定的标高和方向顶进，主要与千斤顶作用点有关系。
当使用一个千斤顶顶进时，顶管的管端顶帽之间及千斤顶与后靠背墙之间都应该衬上软垫，以防止受力不均，影响混凝土管的正常顶进。
第二章编制依据
本方案是依据国家现行的有关技术规程、施工及验收规范、质量检验评定标准、招投标文件、施工合同、地勘报告、设计图纸、施工组织设计进行编制的。
依据的规范如下：
1、《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246-2008）；
2、《建筑地基工程施工质量验收标准》（GB50202-2018）；
3、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）；
4、《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T11836-2009）；
5、《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（建设部2018（37号文）；
6、《建设工程施工现场供用电安全规范》（GB50194-2014）；
7、《工程测量规范》（GB50026-2016）；
8、《建筑机械使用安全技术规程》（GJG33-2012）；
9、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）；
10、《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2012）；
11、《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-2011）；
12、《建筑与市政工程地下水控制技术规范》（JGJ111-2016）；
13、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；
14、《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2011）；
15、《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》（GB12358-2006）；
16、《顶管施工技术及验收规范》（试行）中国非开挖技术协会行业标准；
第三章施工计划
一、施工进度计划
根据本顶管工程的特点、工程量等，综合考虑计划施工周期113天，施工时避开雨季施工，计划在2020年10月初至2021年1月下旬进行施工。
顶管施工进度计划横道图
序号
月/天
工作内容
10月
11月
12月
1月
10
20
31
10
20
30
10
20
31
10天
20天
31天
1
测量放线（2天）
2
降水井施工（20天）
3
工作井、接收井施工（31天）
4
设备安装（5天）
5
顶进施工（30天）
6
注浆加固（5天）
7
检查井施工（21天）
二、材料与设备计划
1、主要材料
（1）D1000Ⅲ级钢承口混凝土管，长度42m，D1400Ⅲ级钢承口混凝土管42m；D1800Ⅲ级钢承口混凝土管118m。
管道混凝土强度等级C50，抗渗等级不低于P8，每节管子长度2m。
（2）井壁砼采用C30防水砼，抗渗等级P6。
（3）钢筋约40t。
2、主要机械设备
拟投入的主要施工机械设备表
编号
用电设备名称
数量
进场时间
1
500T千斤顶
1套
2020年11月20日前
2
提升机
WD-500
2台
2020年10月20日前
3
插入式振捣器
2台
2020年10月20日前
4
扬程30m水泵
6台
2020年10月5日前
5
空压机
1台
2020年10月5日前
6
打井机
3台
2020年10月1日前
7
挖掘机
1台
2020年9月30日前
8
风镐
3台
2020年12月31日前
9
注浆机
1台
2020年12月20日前
10
手推车
4台
2020年10月20日前
11
50T汽车吊
1台
2020年11月30日前
3、主要仪器设备配置
仪器名称
规格、型号
数量（台）
水准仪
DSZ1
1
全站仪
R-202NE
1
红外线水平仪
DL4162
1
对讲机
10
四合一气体检测仪
MS600-2
2
第四章施工工艺技术
一、井点降水
根据本项目地堪报告及管道的埋深，滨江路雨水顶管段管道位于地下水位以下，施工期采用井点降水方式降低地下水位，降水深度应达到基坑下0.5米，以满足施工的条件。
1、降水井施工工艺流程
测量定位→材料、设备准备→人工挖探井→钻机就位→成孔→泥浆附壁→下井管→填滤料→洗井→安设排水联络管线及配电电缆→下泵抽水→降水管理→降水任务完成→恢复路面（地面）→清理施工现场
2、降水井布置
降水井布置间距按20米，分别在管道中心外2m两侧交错布置，井径为φ300mm，数量7座，降水井深度17.5m。
3、施工方法
（1）挖探井
每座降水井开钻前必须人工挖探井1.5m，见原状土，确认无地下管线，并下入护筒，护筒外侧填粘土封隔好表层杂填土层，以防止钻井用水大量漏失及塌孔，必要时随挖随做砼护壁。
如遇地下管线，需适当调整井位，重挖井位。
（2）降水井施工
井位布设：
按方案要求布设井位，布置井位时需考虑地下管线的位置，错开地下障碍物，井位应采用显著标志。
挖泥浆池：
根据场地条件挖泥浆池，每口井用一个泥浆池。
凿井、下管：
采用反循环钻机成井。
孔径不小于700mm，井孔应保持圆正垂直，孔深不小于10m，完成后进行井管安装。
为防止井管上下节错位，在下管前将井管依井方向立直。
吊放井管要垂直，并保持在井孔中心，为防止雨水泥砂或异物流入井中，井管要高出地面不小于200mm，并加盖临时保护。
最下端的井管采用3节7.5m虑管。
填滤料：
井管安装后立即填入滤料，滤料沿井孔四周均匀填入，不得用装载机直接填料，应用铁锹下料，以防不均匀或冲击井壁。
洗井后，如滤料下沉量大，应补填至井口下1m处，其上用粘土封填。
滤料为2~4mm干净石屑，杂质含量不大于3%。
洗井：
采用空压机洗井，空压机洗井不少于0.5个台班。
3、降水运转监测及维护
在降水井内设置功率为15KW，流量为50m3/h，扬程为60m的水泵。
在顶管施工期间,不间断的抽排地下水,保证施工顺利进行。
地下水经沉砂沉淀后排入斜江河。
二、顶管施工工艺流程
测量放线→工作坑、接收坑开挖→工作坑基础、后背墙施工、设备安装→测量校核→开挖→下管和顶进→测量→开挖顶进→拆除顶进设备→止浆墙（封口）→管道注浆。
三、掘进方式选择
本工程采用人工掘进式顶管，在施工前，设备的状况、性能必须进行严格的检查、检修，以保证机械的正常使用安全。
四、主要设备的选择
1、顶进设备主要包括千斤顶（进场前必须经具有资质的检验机构校验合格后方能进场投入使用）、高压油泵、顶铁、工具管及运土设备等。
2、千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程配置1台500T液压千斤顶，顶进过程中千斤顶中心与管中心相一致。
3、高压油泵
由电动机带动油泵工作，选用额定核动力为50Mpa液压油泵，经分配器，控制阀进入千斤顶，保证各千斤顶活塞的出力和行程一致。
4、顶铁
顶铁是传递和分散顶力的设备。
要求它能承受顶进压力而不变形，并且便于搬动。
采用型钢焊接成型，截面尺寸不小于20×30cm。
管口与顶铁间安装缓冲材料衬垫，当顶力接近管材允许抗压强度时，管端增加U形或环形顶铁。
五、垂直运输工具的选择
安装一架提升机，作为出渣使用。
工作坑周围加装防护栏杆。
下管采用50T汽车式起重机吊装。
六、顶进设备的选择
1、经计算，本工程顶力为2400KN，并结合实际情况，采用工作顶力为500T液压千斤顶。
千斤顶布置采用单列式。
千斤顶与管道之间采用顶铁传送顶力。
2、导轨、顶进设备的安装、后座墙砼浇筑
工作井开挖及钢筋混凝土井壁浇筑完成并在顶进的反方向浇筑后座墙后，砼强度必须满足顶力荷载后，再在井底安装导轨，以便保证管道的顶进方向。
导轨长5.0m，安装在5根枕木上，并固定牢固。
枕木截面一般采用20cm×20cm，枕铁用槽钢制成，并附有固定导轨的特制螺栓。
枕木或枕铁必须直顺、平整，其高程应低于管外底高程2cm，纵坡应与管道纵坡一致。
枕木及枕铁安装平稳后，在放上导轨，两导轨应顺直、平行、等高，其纵坡也应与管道设计坡度一致。
顶管的施工需在完成上述工作后，方可进行顶管施工。
七、施工通风、有害气体检测、照明、除尘及通讯
1、通风设施
由于采用人工掘进方式施工且管道顶进距离较长，埋置深度较深，管道内的空气不流通，且土体中有可能会产生有害气体，因此，必须设置供气系统。
通风设施用一台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。
每班作业人员进入工作坑进行顶管之前，须先对工作坑通风10分钟后，方可进入坑内作业。
2、有害气体检测
监测有害气体的目的，是为了防止在顶管施工过程中，有害气体超限带来危险，以确保人身安全；根据有害气体的含量高低、浓度大小，采取相应的技术措施，正确指导顶管施工。
（1）监测的内容
根据顶管施工坑内有害气体的复杂性，把困扰施工的甲烷（CH4）、硫化氢（H2S）、一氧化碳（CO）作为主要监测对象，而把一些含量低、浓度小的有害气体作为辅助监控对象。
（2）监测依据及执行标准
《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》GB12358-2006为主要依据，并根据上述相关要求，进行有害气体监测、控制。
（3）监测数据整理分析
检测人员在洞内检测的同时，做好各种有害气体浓度变化的记录，并及时汇总。
井内的任一有害气体浓度超过了标准中许可的浓度，必须采取通风措施予以降低；通风后再行检测，有害气体低于规范要求以下方可继续施工，以保证施工人员的安全。
（4）有害气体浓度标准和检测仪器见下表
序号
名称
指标
测试仪器
1
硫化氢
10PPM
四合一气体检测仪
2
甲烷
1%
四合一气体检测仪
3
一氧化碳
30mg/m³
四合一气体检测仪
3、施工照明
照明用电，采用低压供配电，终端电压采用12V的安全电压。
灯具采用12V节能灯（带灯罩），线路采用YJV3*35+2*16mm2的电缆穿管铺设。
4、除尘
顶管内开挖采用湿法作业，施工人员必须正确佩带防尘口罩。
5、通讯
每座井配备5部对讲机，工作井内2部，工作井上1部，项目管理人员1部，备用1部。
八、电力井施工及雨水顶管工作井、接收井
本工程需设置电力顶管工作井及接收井各一座；雨水顶管工作井2座、接收井一座，其中电力井二座，井深5.0m；雨水管工作井净空直径为6.0m，接收井直径为4.0m，其深度为6.0m～8.0m。
1、基坑开挖
施工前，先按设计位置进行定位放样，若井位位置存在地下管线，应报设计作适当调整，然后进行基坑的开挖施工。
（1）由于基坑开挖深度较深，故基坑应进行分层开挖，每层开挖深度1.0m，开挖完成一层后，及时进行井壁钢筋砼浇筑，再进行下一层开挖。
（2）工作井及接收井底的标高要符合设计要求，基坑所挖土方，堆放于基坑开挖线3m以外，用于后期基坑周边回填或路基填筑，弃土临时用防尘网覆盖。
（3）土石方开挖之前，根据地勘资料及水位情况，先进行降排水施工。
2、井壁及井底混凝土浇筑
（1）井壁钢筋的制安应严格按照施工设计图及相关质量验收规范的要求进行。
（2）先进行暗梁的施工，再分层进行井壁施工，井壁施工时应按照设计要求布设PVC泄水孔。
（3）井底垫层砼为C15，其余均为C30砼，抗渗等级P6，井壁厚度35cm，底板厚度45cm。
具体施工时，应严格按照施工设计图及《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246-2008）的技术要求进行施工。
九、管前挖土与顶进
1、管前挖土、运土
管前挖土是控制管节顶进方向和高程、减少偏差的重要作业工序，是保证顶管质量的关键。
开挖工作面所挖土渣，用带轮平板车运至工作井，再经提升机提升至工作井上方，放置于手推车上，人工运至弃土场，并覆盖防尘网。
2、下管
下管前应做好以下几项工作：
（1）下管前应先对管道进行外观检查，主要检查管道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。
检查合格后的管道方可用起重设备吊到工作井的导轨上就位。
（2）检查起重设备确认安全可靠后方可下管。
下管时工作井内严禁站人，当距导轨小于50cm时，操作人员方可进前工作。
（3）第一节管放到导轨上，测量管道中心及前端和后端的管底高程，确认合格后方可顶进。
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。
3、挖土的长度控制
（1）一般是安排1个人挖土。
为加快工程进度，每班3个人，轮流开挖。
（2）管前人工挖土，应随时注意检查前方土体稳定性。
土质较差、含水量过大、容易塌方段施工时，管前端安装管帽。
（3）混凝土管周围的土石方，上面允许超挖1.5cm，但在下面135°范围内不得超挖，须要保持管壁与土基表面吻合。
4、顶进
（1）采用1台500T液压千斤顶。
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。
（2）顶进若发现后背倾斜、偏差过大、管前土方坍塌或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。
（3）每班顶进作业前，必须对后座墙进行仔细检查，发现异常及时研究处理，建立交接班制度，检查机电设备是否完好。
（4）挖出的土方要及时外运，管道及时顶进，使顶力限制在较小范围内。
（5）顶进中应有防燃、防爆、防水淹的措施。
5、测量与校正
（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；管道入土后正常顶进，测量间隔不宜超过1000mm。
中心测量：
顶进长度在600mm范围内，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600mm采用全站仪测量。
高程测量：
用水准仪及特制高程尺，根据工作井内设置的水准点（水准点设两个），测头一节管前端管内底高程，以掌握头一节混凝土管的走向趁势。
测量后应与工作井内另一水准点闭合。
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。
（2）校正（纠偏）
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混凝土管校正到位，应缓缓进行，使混凝土管逐渐得位，不能猛纠硬调，以防产生相反的结果。
常用的方法有以下3种：
①超挖纠偏方法：
偏差为10～20mm时，采用此方法，即在混凝土管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，使混凝土管在顶进中向阻力小的超挖侧偏向，逐渐回到设计位置。
②顶木校正法：
当偏差大于2cm时，或采用挖土法校正无效时，用10cm的圆木或方木一根，一端顶在混凝土管偏向设计中心的一侧内管壁上，另一端安在垫有钢板或木板的前土壤上，支架牢固后，开动顶镐，利用顶进时顶木斜支混凝土管所产生的分力，使混凝土管得到校正。
③顶镐校正法：
用小顶镐接一短顶木，利用小顶镐的顶力使管位得到校正。
十、注浆加固
1、止浆墙（封口）
为防止注浆时，水泥浆从开挖作业面跑浆，在完成顶进工序后，须封堵顶管两端，首先在顶管两端用水泥砂浆砌筑砖墙，封堵顶管两端的出口，方可开始注浆。
2、注浆
本顶管项目采用钢筋混凝土管，每根管节长2m，每根管有四个注浆孔，在每根管的水平和顶部及底部处均布设注浆孔，其余部位并采用隔孔注浆施工。
本工程采用空压机注浆工法，对管道四周的土体进行注浆加固处理，形成具有一定强度复合地基，以达到稳固土体的目的。
3、注浆材料
（1）其特性对地下水而言，不易溶解；
（2）对不同地层，凝结时间可调节；
（3）具有高强度、止水性能；
（4）注浆材料的配比根据水泥性能、注浆孔的布置和注浆范围以及施工设计图要求确定；
（5）水泥等级为：
42.5R普通硅酸盐水泥。
4、工艺流程
（1）清孔、连接注浆工艺管道：
根据管道预留注浆孔的位置，布设注浆管。
（2）注入浆液：
管道布设完成后开始注浆，注浆压力0.05～0.1Mpa。
（3）注浆孔采用管道预留的注浆孔，注浆压力不小于0.1mPa。
（4）以注满管壁周围缝隙为准，施工中注意观察空压机的压力仪表的压强以及相邻注浆孔出浆情况。
（5）封堵注浆孔：
采用与预留注浆孔配套的丝堵封堵注浆孔，防止浆液流失。
（6）冲洗注浆管：
注浆完毕，应立即用清水冲洗注浆管，必须采取适当措施处理废水，搞好清洁工作。
十一、质量保证措施
（一）保证体系
本工程质量目标为：
严格按照国家有关验收标准执行，确保本项目的施工质量达到
“合格”标准。
为确保本工程上述施工质量目标的实现，保证认真贯彻执行建筑质量管理工作条例，正确处理好质量、进度、成本三者的关系，三者之间发生矛盾时，必须首先服从质量，始终把工程质量放在首位。
具体实施如下：
1、严格按设计和施工规范组织施工。
2、实行工程施工全工程的质量目标管理，把工程施工的质量总目标分解成工序工程质量目标，把质量管理的每项工作、每个环节具体落实到每个部门、每个人身上。
在施工过程中，各项工作都必须以“质量目标”为中心，实施全面的、全过程的管理，把各方面的管理工作转到“质量第一”的轨道上来。
3、认真贯彻“预防为主”和“事先把关”的质量管理方针。
调动一切积极因素，充分发挥专职质检工程师的作用，以工序质量控制为核心，通过设置工序预控点，进一步强化工序质量的自检、互检和交接检查的“三检”管理制度，确保严格按照施工设计图和施工规范、规程的要求组织施工，把各种可能发生的质量问题消灭在萌芽状态。
（二）保护措施
本工程将以项目经理部的形式，建立组织严密完善的职能管理机构，按照我公司质量保证体系正常运转的要求，依据分工负责，互相协调的管理原则，落实职能、责任、风险和利益，做到各司其职，各负其责，保证在整个工程施工生产过程中，质量保证体系正常运作和发挥保障作用。
1、项目经理全面负责制
（1）项目经理全面负责工程项目施工的质量管理工作。
（2）确定工程的质量方针目标，定期组织质量检查，掌握工程质量状况，对工程质量状况进行研究，提出改进措施。
（3）负责健全质量保证体系，配备称职的人员，对质量检查人员进行培训，授予施工质量否决权。
（4）推行项目全面质量管理，建立全面质量机构，以达到标准化、现代化管理，对工程质量进行有效的管理。
2、技术责任制和技术交底制度
（1）项目经理部设技术负责人，技术负责人负责组织项目部的工程技术工作。
（2）项目技术负责人组织工程技术人员按国家规范、规程、标准，设计图纸编写
施工组织设计方案，并在施工中检查落实。
（3）开工前，技术负责人组织技术交底工作，技术交底保留详细记录。
3、工程中间检测、验收制度
（1）隐蔽工程实行三级验收制度：
自检→互检→交接检。
三级验收合格后方可报监理工程师检验。
（2）严格按设计文件和有关规范、标准要求进行验收、检测，未经验收、验收不合格的工序不得放行。
4、违反施工规程，发生质量事故报告制度
（1）施工技术负责人按有关质量管理办法及标准的有关施工规范、设计图及工艺要求，指导施工人员进行施工，不得违规指挥。
（2）操作人员必须按有关质量管理办法及标准的有关规范、规程要求进行作业，不得野蛮施工。
（3）对于因违法施工规程、发生质量事故的，视情况严重、损失大小，及时逐级上报公司、监理及业主，并以书面形式记录报告事故过程。
5、质量检查制度
（1）建立施工工程的质量保证体系，并根据国家规定的技术标准、验收规范、操作规程和设计要求，对整个施工过程中的各个环节进行全面的检查和监督。
（2）质量检查工作必须坚持以预防为主，对关键部位，薄弱环节，精心检查，一丝不苟，有效防止质量事故发生。
（3）对不符合质量标准的分项工程、分部工程或预检隐患，责令施工部门进行纠正，并进行复检，复检合格后方可进行下一工序。
6、定期进行质量改进工作总结制度
（1）每周对本工程的施工质量进行一次全面测量及评估，运用统计技术对质量情况进行科学的统计分析，找出主要矛盾。
（2）找出主要质量问题及经常出现的质量通病后，相关部门认真分析研究，找出解决质量通病的方法，采取纠正和预防措施。
（三）实现质量目标的技术措施
1、混凝土的质量保证措施
（1）所有混凝土浇注作业应连续进行，如因故发生中断，其中断时间应小于前次
混凝土的初凝时间或能重塑时间，若超过中断时间，应采取相应的措施处理，并立即向监理工程师报告。
（2）混凝土振捣时，振捣点要均匀，以免发生漏振现象。
（3
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