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顶管施工方案

临济管线张马路-中林路管段更换工程施工

顶管施工方案

徐州市中宇建设工程有限公司

二0一五年十一月二日

顶管穿越施工方案

1．概况

本标段人工顶管穿越共计1处。

具体详见下表：

表1顶管穿越统计表

序号

名称

主管规格

套管型号

单位

数量

1

穿越道路（顶管）

Ф325×10mm

顶砼套管1200×2000GⅢ

m/处

65/1

根据招标文件和现场踏勘，本工程公路顶管穿越断面地层为粉质黏土，采用顶管穿越方式。

2施工部署

2.1施工现场平面布置图：

2.2施工现场警示标志及围护

路边安放道路施工限速、警示标志，施工现场安放HSE质量管理方针、项目概述、组织机构等标牌。

工作井四周用架管及彩条布设置围栏，施工现场区域用三角彩旗围护，设置安全警戒标志和标牌，并与外界隔离。

3．主要施工方法

3.1测量放线和施工准备

3.1.1施工前了解穿越点的地质情况和地形地貌，掌握穿越的结构、深度要求，进行技术交底。

3.1.2依据设计施工图纸及控制桩点，用全站仪测量放出穿越管道的轴线、用地边界线及发送坑、接收坑的位置、尺寸线，撒白灰线进行标识。

3.1.3在穿越施工前，向公路及道路主管部门和监理单位提交施工方案和计划，在征得监理和相关主管部门批准同意并办理相关手续后，方可动土实施。

3.1.4备齐施工中所用的各种测量仪器、用具及检验、记录表格。

3.1.5检查施工顶管设备、配套设备及各种施工机具和用料是否齐全完好。

3.1.6查明穿越段地下是否有管道、电缆、光缆等障碍物。

3.1.7安排施工队伍、机具、材料及安装安全警示和安全防护设施。

3.1.8平整场地、修筑施工便道，并在施工地点划好临时作业区。

3.1.9及时进行进场施工的材料、设备、人员的报审报验。

3.2作业坑开挖、制做

测量放线后，在路两侧开挖作业坑。

作业坑的开挖包括发送坑与接受坑的开挖。

发送坑尺寸为4m×6m，接收坑尺寸不小于4m×4m。

作业坑深度根据穿越处管道设计管底标高确定。

人工配合挖掘机进行发送坑开挖，如遇石方，根据石方坚硬程度采用机械油锤凿岩和钻爆施工。

3.3顶管设备安装

顶管设备主要包括钢后座、导轨、主顶液压油缸、泵站、顶铁、注浆泵、等，用25t汽车吊将顶进设备吊入发送坑，并配合进行安装和砼套管下井吊装。

3.4套管顶进

3.4.1为使后靠背受力均匀，液压设备与后背接触面后靠背采用钢筋混凝土，后靠背长4000mm×高2000mm×厚1500mm。

3.4.2液压系统包括高压油泵、动力传递机构等，液压缸按顶管中轴线对称布置，顶管中保持轴线重合。

3.4.3做预顶试验：

检验液压系统性能，液压缸行程，传力设备的中心线和垂直度等。

3.4.4对顶入管节做最后检查，如端面平直度，椭圆度，管壳任一侧母线直线度等。

3.4.5用吊车将管节轻放在导轨上，测量中线与前后两端高程，管节端面垂直顶管中轴线。

人工在套管前端掏土清渣，清出的渣土用轨道小滑车配以小型卷扬机外运出作业坑。

待套管前端形成略大于套管外径的圆形空间后，启动主顶液压油缸，慢慢向前推动，首节套管顶入后，液压缸退回到起始位置，将第二管节与首节按照规范要求连接，合格后再依次顶进。

每一根套管顶进后，人工继续在套管前端掏土，如此循序渐进，在顶管过程中，辅以纠偏、纠扭措施，直至顶入满足设计要求，完成顶管作业。

3.4.6顶管过程中，每顶进30—50cm左右就要对顶管中线、高程进行观测，施工中采用全站仪控向，以施工放线时布置的中心桩为准进行监测，发现位移，要采取纠偏措施调整过来。

每次纠偏角度不宜过大，可根据顶进长度和土质情况来确定，一般可在5′-20′之间选择。

另外要严格控制纠偏油泵的压力，不使油泵压力升得过快，纠偏结束后要锁紧螺旋定位器。

3.5顶管施工

本工程采用人工挖土的顶管方式施工，全部顶管段套管按要求采用顶管专用钢承口钢筋混凝土套管。

顶管施工工艺流程见下图：

3.5.1工作井施工

3.5.1.1工作井开挖平面尺寸5m×6m，深度按照图纸设计要求。

工作井底部铺设300mm厚的沙石垫层，设置安装导轨的预埋枕木。

在顶管施工过程中，开挖接收井，接收井平面尺寸4m×4m。

3.5.1.2由于穿越所处断面土质为粉质黏土，故后靠背采用钢筋混凝土，后靠背长4000mm×高2000mm×厚1500mm。

3.5.2顶管设备设施安装

本次施工顶管设备由30t半挂拖运至施工现场处，利用25t吊车卸车。

同时根据现场平面布置，地面合理布置液压站、发电机及管路、线路。

工作井内安装导轨、千斤顶及纵横顶铁。

3.5.3顶力计算

根据经验公式：

L——顶进长度，F＝n×G×L

其中n为土质粘度系数，本地质取n=2.7

G＝每米套管自重

L＝顶管长度

3.5.4顶管爆破施工

3.5.4.1济南市属于山区边缘，如果穿越断面遇到岩石层，因此顶管穿越需要水平成洞爆破，采用密孔控制爆破法。

为保证本次穿爆破施工应遵守相应的法律法规，严格遵守起爆程序。

施工人员必须持有相关资质，满足穿越施工的安全和质量要求在起爆岩石上层加盖特制专用炮被，防止起爆后冲击波对路基的影响。

水泥涵管内爆破平面图

3.5.4.2炮孔深度的确定

炮孔深度根据岩石坚硬程度、梯段高度和抵抗线长度等来确定。

一般炮孔深度L为：

对坚硬岩石L=（1.1～1.5）H若H=2m则L=（1.1～1.5）×1=2.2～3

对中硬岩石L=H则L=1m

对松动岩石L=（0.85～0.95）则L=（0.85～0.95）×1=0.85～0.95

其中H=爆破层厚度。

3.5.4.3炸药用量计算

光面爆破法药量可按松动爆破公式计算。

若在爆破作业布置多排炮孔时，则每一炮孔抛掷爆破的炸药用量按下式计算：

Q=q×a×b×L

若按6类岩石炮孔直径d=38mm,岩石厚度H=1mq=1

则L=1.1×1=1.1W=0.5×1.1=0.55

a=0.9×0.55=0.5b=0.9×0.5=0.5

采用松动爆破时，则Q=0.33q×a×b×L

Q=0.33q×a×b×L=0.33×4.22=0.18Kg

3.5.4.4单位炸药消耗量q

该值的大小对爆破效果、钻孔和装药工作量、炮眼利用率都有较大影响。

单位炸药消耗量取决于岩石的性质、临空面、炮眼直径和炮眼深度等多种因素在爆破时，根据现行规定和经验选取。

单位炸药消耗量（Kg/m3）：

岩石坚固系数

﹤8

8—10

10—15

单位炸药消耗量

0.26—1.0

1.0—1.6

1.6—2.6

3.5.5顶管误差校正

在顶管过程中必须严格控制误差、及时校正偏差保证顶管质量。

顶管校正方法分为坑内和管端面纠偏两类，它们包括如下方法：

挖土校正法：

在管子偏向设计中心的一侧适当超挖，而在相对的一侧不超挖或留坎，使管子在继续顶进中，逐渐回到设计位置，校正中不得猛纠硬调，以防产生相反的结果。

当偏差为10～20mm时，可采用此法校正。

当管前土方被切削形成一定的土洞空隙时，宜用顶力设备，采取下述方法校正施工。

顶木校正法：

当偏差大于20mm或者用挖土法校正无效时，可用圆木或方木一端顶在管子偏离设计中心的一侧管壁上，另一端装在垫有钢板或木板的管前土壤上，支架稳固后开动千斤顶，利用顶进时顶木斜支管子所产生的分力，使管子得到校正。

千斤顶校正法：

用小千斤顶接一短木，利用小千斤顶的顶力使管位得到校正，具体操作方法类似于顶木校正法。

加垫块校正法：

即在顶木末端于顶铁间的适当位置垫上一块相应厚度的楔形钢板，使顶铁和管间形成一定角度，顶进时可使顶管得到纠正。

顶进纠偏操作要坚持“小纠”、“勤测”、“勤纠”的工艺原则。

纠偏必须遵循两个原则，一是每次纠偏量不要过大，而且要注意发展趋势。

二是有高低与左右均发生偏差时，先纠高低，后纠左右。

3.5.6竣工验收

顶管完成后，按设计要求两节混凝土套管对接处填充密封，报请经监理验收。

验收合格后，清理现场，将设备机具全部外运。

生活点垃圾及废土废渣外运至指定地点。

4．主要施工技术措施

4.1坚持按程序开展工作，落实各级技术管理岗位责任制，分岗定员，落实承包责任制。

4.2加强业务管理，坚持技术交底制度。

各道工序施工前必须给施工人员进行交底，明确设计要求，洽商变更，施工条件、材料做法，操作工艺、质量标准、成品保护、安全防护等要求。

并做到手续完备，签字齐全。

4.3加强对材料、设备的进场检查验证工作。

4.4组织有关人员对施工测量仪器进行计量检验，确保检测设备性能处于良好的使用状态，保证检测数据的准确性、可靠性。

4.5加强测量放线复核制度，尤其对顶管轴线、标高的检测。

4.6加强施工技术资料的管理，平时做好各类资料的收集、整理和归档工作。

5．质量保证措施

5.1全面开展质量管理教育。

5.2加强作业自检、互检和专检。

5.3严把原材料关，要有出厂合格证。

5.5施工负责人质量职责

5.6对所负责工程负有全部的质量责任。

5.7必须熟悉本工程的图纸，坚持按施工顺序、施工方案规范组织施工。

5.8负责组织有关人员向班组操作者交底，组织班组开展“三检”活动。

5.9定期组织进行质量检查，对查出的问题，要组织整改。

5.10技术员（测量员）质量职责

5.11负责向工长、班组进行技术交底，处理好日常技术问题，对单位工程负技术质量监督责任。

5.12认真熟悉并审核图纸，及时办理变更洽商签字手续。

5.13深入工地检查各班组是否按图纸、措施、规范、规程施工，是否达到质量要求，对不按上述要求的操作班组和个人，有权给予停工、返工处理。

5.14参加质检活动，对关键部位和放线定位，样板项目等参加检查，做好隐蔽记录及其它资料。

5.15建立健全技术资料各种作业台帐，原始资料的收集、整理、要及时、具体，项目齐全，参加结构的竣工工程质量检查评定工作。

5.16质检员质量职责

5.17严格贯彻和坚持按图纸、规范、规程、质量评定标准及有关质量规定进行质量检查和验收评定的监督检查。

5.18及时收集整理各分项、分部、单位工程质量的原始质量检查评定记录，建立质量档案台帐，按规定及时上报各种质量报表。

5.19协助班组搞好“三检制”活动，监督检查并指导做好检查记录，班组无自检记录，一律不予评定验收。

5.20参加质量事故的分析处理。

6.HSE施工管理措施

6.1顶管作业安全措施

6.1.1挖掘操作坑的位置应取得交通部门的许可，采取必要的防止塌方的措施保护公路安全。

6.1.2操作坑的坡比要严格按照土质样本进行计算，避免塌方。

6.1.3靠背墙要有可靠的支护装置，防止倒塌伤人。

6.1.4操作坑的大小要满足人员在内施工的活动半径。

6.1.5在坑内的操作人员要严格穿戴劳动保护用品。

6.1.6准备足够的安全可靠的清渣和运渣机械，确保清渣运渣作业过程中的人员安全。

6.1.7在顶进过车过程中，遇到障碍停止顶进，待查明情况排除障碍后再进行顶进。

6.1.8吊装作业，起重工持证上岗指挥，起重机械性能保持完好吊索具要安全可靠。

起重臂下严禁站人。

无关人员不得进入吊装作业范围。

6.1.9夜间施工必须安置红灯警告标志，有专人看护。

6.1.10每天清理垃圾和废弃物，保持工作场地的清洁和整齐。

6.1.11顶管施工时，管内为存在危险的有限空间，人员清渣时严格规定连续作业时间每人不得超过1小时，避免因缺氧造成的呼吸困难。

6.1.12及时对围栏外的围观群众进行疏导。

6.2安全用电措施

6.2.1现场所有照明灯具必须是室外用照明灯具，具有防水功能。

6.2.2所有电线、电缆采用三项五线制、两相三线制。

6.2.3带电设备必须接地，比如发电机、配电箱必须设置接地。

6.2.4用电及照明线路绝缘良好，绝缘部分无裸露无龟裂。

6.2.5水泥套管内的照明灯具电压必须是安全电压，如果内部潮湿度较大，必须采用12V电压。

6.2.6水泥套管内的禁止采用闸刀式开关，必须采用空气开关。

6.2.7现场使用铁制配电箱，与地面保持1.2-1.5米的垂直距离，并具有防雨功能。

6.3吊装安全措施

6.3.1吊装人员必须具有专业吊装资质。

6.3.2吊车经过安全检验，性能完好。

6.3.3采用的枕木必须完整，无破损。

枕木的面积必须是吊车支腿面积的三倍。

6.3.4禁止在软土层（基础）上直接使用吊车，应对地基硬化处理。

6.3.5吊装作业时必须有专人指挥，吊物下放不得有人经过、停留、作业。

6.4基坑安全管理措施

6.4.1基坑通风

6.4.2顶管时应采用通风设施进行通风，如采用鼓风机向洞内鼓风。

6.4.2.1靠公路侧设置轮胎或土堆隔离带。

6.4.2.2围护警示线距离坑边2米以上。

6.4.2.3设置硬围护，材料有脚手架、竹竿。

硬围护高度不低于1.2米。

6.4.3设置一处以上的由基坑底部通往地面的爬梯，爬梯高出地面1.2米为事宜。

6.4.4警示标识

6.4.4.1禁止非施工人员进入靠近现场。

6.4.4.2顶管现场位于公路边上，应在距离顶管位置50米位置设置警示牌。

6.4.4.3夜间应在施工点设置红灯警示。