宾水西道排水顶管施工组织设计.docx
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宾水西道排水顶管施工组织设计
●第一章工程概况
一、基本情况：
1．工程名称：
宾水西道延长线排水、顶管工程
2．工程地点：
位于天津市西青区大学城附近，在新建宾水西道延长线，公路里程桩号如下：
表1.1单位工程项目公路里程桩号
单位工程项目
单位
桩号
排水工程
m
K1+920—K3+467.563
顶管工程
m
K2+760—K2+830
3．建设单位：
天津市政建设发展有限公司
设计单位：
天津市市政工程设计研究院
监理单位：
天津华北工程监理公司
施工单位：
天津第四市政建筑工程有限公司
4.单位工程造价：
表1.2单位工程造价
工程名称
工程造价（万元）
备注
排水工程
620.49
变更后估价
顶管工程
60.853
变更后估价
5．计划开工日期：
2005年6月10日
计划竣工日期：
2005年8月31日
6．单位工程规模：
表1.3单位工程规模
单位工程项目
单位
工程规模
备注
排水工程
雨水
m
1428
污水
m
1427
顶管工程
进水顶管
m
83
Ø1050
出水顶管
m
80
Ø1050
二、工程特点
（一）工程性质及作用：
1．雨水管道总长为1428米，座落在道路中心线。
污水管道总长1427米，座落在道路中心线南侧，距中心线2米。
雨水管道在Y44,Y45处段开，流水坡度方向分别向北和南，南排入陈台子河，陈台子河至外环线段流水方向为陈台子河。
污水管道流入拟建临时泵站，排入大沽排污河。
2．顶管工程为了将污水管道穿过陈台子河。
（二）工程环境
拟建宾水西道延长线排水工程，大部分从水池、鱼塘中穿过，横跨大沽排污河河、自来水河及外环河，其中顶管工程横穿陈台子河。
与设计路面相比，鱼塘深度大部分在6米多深，局部在10米多深，而且淤泥层较厚。
地下水为较高、土质多为新垫土，在路面标高下7米左右多为流砂。
施工周期在雨季，因此降水作为工程重点控制。
三、主要工程量
序号
项目规格
单位
数量
雨水工程
1
D400钢筋砼承插口管
m
366
2
D500钢筋砼承插口管
m
360
3
D600钢筋砼承插口管
m
398
4
D600钢筋砼承插口管
m
304
5
D300收水制支管
m
572
6
八字出水口
座
2
污水工程
1
D300钢筋砼平口管
m
40
2
D500预应力钢筋砼平口管
m
471
3
D800钢筋砼承插口管
m
24
4
D800钢筋砼承插口管
m
473
5
D1000钢筋砼承插口管
m
420
6
出水八字
座
1
7
特型井
座
26
顶管工程
1
进水顶管
m
83
2
出水顶管
m
80
第二章施工组织设计编制依据
一、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）
二、《市政排水工程质量检验评定标准》（DB29-52-2003）
三、设计图纸
四、现场情况及施工经验
第三章施工组织
本工程设置全权组织管理本工程施工的项目经理部,经理部为公司直属机构，名称为:
天津第四市政建筑工程有限公司宾水西道延长线工程项目经理部。
经理部设项目经理、项目副经理、总工程师，组成三人领导班子，职能部门设四部一室，即工程部、质控部、物机部、合约部、安全保卫、财务。
负责本项目全部的排水施工。
项目经理：
韩明华
工程项目协调管理工作
项目总工：
刘国玲
全面负责工程管理、技术
项目副经理：
刘跃、毕胜
负责工程施工管理
安全保卫
田国雨
工程部
季玖全
质量部
孙浩、韩颖
财务部
赵彬
合约部
王仓、朱春如
物机部
刘鹤男
后勤
刘
金
贵
施工班组
计量
张
申
质量员
马宗昌
工长
谢亚程
器材员
杜学增
安全员
崔健
计量员
马亮
机械管理员
沈富贵
测量员
姬晓辉
第四章施工准备
第一节驻地建设
经过选址，我们最终确定将位于工程道路桩号2+777附近，占地面积600m2,内部包括：
项目经理部、生活区、材料堆放区、加工区。
第二节物资机械的准备
一、本工程拟配备的施工机械
表4.1拟配备本合同工程主要的施工机械设备表
序号
机械设备名称
产地
型号规格
单位
数量
使用部位
备注
1
钢筋切割机
中国
GQ40
台
1
排水、顶管
2
钢筋弯曲机
中国
GW-40
台
1
排水、顶管
3
钢筋调直机
中国
台
2
排水、顶管
4
电焊机
天津
BX3-500-1
台
2
排水、顶管
150KW
5
打桩机
日本
320
辆
1
排水、顶管
7
平板运输车
长春
东风
辆
8
排水、顶管
10t
8
水泵
天津
台
40
排水、顶管
2.5寸
9
挖掘机
日本
EX200
辆
10
排水、顶管
1m3
10
泥水平衡机
台
1
顶管
11
深搅桩机
台
1
顶管
二、本工程拟配备的测试仪器
表4.2拟配备本合同工程主要的材料试验、测量、质检仪器设备表
序号
仪器设备名称
型号规格
单位
数量
备注
一
测量仪器
1
2
全站仪
水准仪
托普康
NA21
台
台
1
3
3
经纬仪
TDG2E
台
2
二
检验试验设备
1
塌落度筒
600Kg
个
3
2
压力机
YE2000
盘
1
3
混凝土试模
150*150*150
组
组
9
4
砂浆试摸
70.7*70.7*70.7
6
第三节临时工程
一、场地围蔽
场地围蔽全部用统一新制作的护栏，支设要按测量人员放出的线位进行，以保证线形顺畅美观，护栏主要对基坑开挖后的进行安全防护。
二、临时房屋
场内修建的临时房屋，管理和生活房屋，采用砖墙、钢架石棉瓦屋面结构，并且临时房屋修建及置放位置，随施工阶段场地变化而确定。
材料加工等采用钢架石棉瓦敞棚。
临时房屋要请专业施工队伍按场地布置位置进行修建，以保证形式和色彩与环境协调，严禁乱搭棚。
三、施工用水及排水
采用车拉水用于施工用水
四、临时供电
生活用电采用施工现场附近的100kw变压器，施工用电采用两台120kW发电机供电。
五、工程交接桩
根据天津测绘院提供的水准点和导线点，在监理主持下进行交接桩工作，交接桩后，立即进行校核。
水准点采用精度的水准仪，在水准点校核后，立即进行加设，沿道路每200米设置一个，水准点闭合差在12（L以公里为单位）。
导线点和曲线控制点使用全站仪进行复测，在复测过程中设置平面控制网，控制点闭合差在±√n（n为测设点数）以内,坐标向对闭合差在±10000以内时可平均分配到各点，当偏差超过要求要及时向监理汇报，查找原因。
为了以后施工方便，在控制点合格后，在路面附近固定好位置拴桩，若难以找到适当的位置，要使用Φ8cm-Φ10cmd的木桩或混凝土预制桩埋设，且顶面钉钉标记，用红油漆写明桩点代号。
六、设计交底
由项目总工组织项目技术及主要人员认真审图，在业主制定时间内做好设计文件的技术交底工作。
第五章施工进度计划
表5.1单位工程计划开、竣工日期
工程名称
单位工程开计划开、竣工日期
施工周期（天）
排水工程
2005年6月10日~2005年7月25日
45
顶管工成
2005年6月10日～2005年8月31日
80
第六章施工方案及技术措施
第一节排水工程
一、雨、污水管道施工工艺流程图
（一）污水管道工艺流程图：
由于本标段1+920~2+740路基基本完成，因此污水管开槽深度在7.5米左右，因此采取钢板桩对基槽进行支护。
支撑
挖槽
钢板桩
打井降水
施工放线
回填碎石
闭气试验
砂石基础
下管、稳管
撤钢板桩
污水井
回填土压实
（二）雨水管道工艺流程图：
在2+929~3+467.5段，雨水管道开槽深度在2.5米深度，因此采取放坡明开。
下管、稳管
碎石垫层
挖槽
施工放线
下管、稳管
闭水试验
回填管顶碎石
管道井
回填土压实
二、明开、支撑槽施工
（一）沟槽开挖
●挖前按照施工设计图纸的标准和业主提供的地下水勘探资料对地下管线和地下障碍现场复核，进行刨验，并在施工图纸上做好标注（距离、走向、高程等），如和拟建管道冲突及时上报监理和业主，另行处理。
1．管道工程沟槽开挖方法：
应根据现场地形宽窄,附近地上地下建筑物和管线的位置,以及构造繁简程度、管道直径与埋深、土质情况与地下水位高低、所使用的周转材料、设备、施工机械及季节影响等因素,综合考虑决定。
沟槽底宽应根据管材直径、管两侧的工作面宽度和沟槽的支撑情况而定。
一般可按下式计算:
B=De+2（bl+b2+b3）
式中:
B--沟槽底宽（mm）
De----管子外径（mm）
b1---管道一侧工作面宽度（mm）
b2---管道一侧支撑厚度,可取150--20Omm
b3---基础厚度（mm）
2.桩号2+929-3+245雨、污水管道高差较小，距地面仅为2m左右，故采用沟槽明挖施工（见附图），两侧边坡坡度为1:
0.75，两条管道同槽施工,两条同槽管道的底高程必须满足上层管道土基的稳定,一般高差不能大于规范要求,两条同槽管道管外皮间的净距离必须满足管道接头作业所需的工作宽度。
3.现场管槽开挖土采用人机结合方式,机挖预留20cm厚原状土,由人工清挖,土方进行现场倒运,随挖随清，由于工作面狭窄,在沟槽一侧可垂直码放少量管材并打眼固定,但不得超过两层以避免滚管,做好其他防护工作。
4.本工程开槽原则上采用支撑槽,当槽深小于4m时,采用放坡,当槽身大于4m时,采用钢板桩支撑开槽。
5.本工程桩号1+920-2+760雨、污水管道高差达6m,污水管槽采用单根10m长钢板桩打，桩身入土深度达到5m,桩间距0.8m。
雨水管槽半侧放坡，坡度值为1：
0.75。
钢板桩的打入需提前挖好钢桩导向槽,采用静力履带式打桩机,两排钢板桩间距即为沟槽宽度（包括排水沟及工作面）,宽度确认以图纸要求为准。
6.本工程桩号1+920-2+760雨、污水管道施工，先对污水管道沟槽开挖，分为两步开挖，一步土挖至雨水管底打大口井降水（周期3~5天），打钢板桩后开挖二步土（每开挖2m，卡板支撑杠）。
7.管槽钢板桩内放宽20cm,长度为4m,厚度为5cm撑板，采用工字钢桩做顺水，撑杆采用DN100mm无缝钢管，壁厚10mm，做内撑，承受侧压力，内撑竖向间距1.5米，沿基槽长向每2米设置一排内撑，无缝管两端插入带丝杠可伸缩调向的撑杆脚，横支在工字钢上。
（见桩号1+920~2+760施工图）
8.管槽排水采取水窝子加排水明沟方法。
集水井间距25米,两侧做w×h=30cm×50cm排水沟,集水井底低于槽底100cm~150cm,井内水由水泵统一抽走。
沟槽地下水经过滤处理,在取得河道管理部门同意后排入附近的自来水河内。
根据规范要求桩号1+920-2+760排水工程开挖施工前，应在污水管槽外1.5m处，做大口井（直径为300mm，间距为15m），降地下水，待水位下降至基槽下0.5m位置，方可开槽挖土。
待排水工程结束后，用砂石回填，并加水密实。
9.深槽施工时发现软基和流砂及时通知设计、监理,研究采取必要加固措施。
10.沟槽支撑示意图如下
（二）管道运输、吊装、堆放、进场检验：
1．管子运输：
管子运输过程中，装好的管子应用缆绳绑牢，防止滚动和碰撞。
2．管子装卸：
管子装卸必须用调车，必须用绳子兜底平掉或立吊，不得将吊绳由管膛穿过吊运管子。
3．管道堆放：
管子堆放场地要平整,不同类别和不同规格的管子要分开堆放,垛与垛之间要留通道,以便进出管料.
4．管道进场验收:
管道进场材料和质检人员要立即进行验收,着重对管道裂缝、管头破损进行检查,对存在质量问题的管道要隔离堆放,并设标志.
（三）管道基础：
承插口：
沟槽开挖完成后，尽快验收槽底，根据管道覆土高度，确定中心角，铺设一层2-25mm碎石层，用振动平板夯实1-2遍，注意预留3cm沉降量。
砂石平基为了避免与管皮直接接触，垫一层2厘米厚的粗，砂进行保护，其中在碎石层与管道掖角处应用砂填充，必须捣实，腋角高度不小于0.2倍管外径。
如遇地基土质较差时，需挖至原土层，回填碎石至槽底高程并夯实后准备下管。
（四）管道铺设与连接：
●下管前联系好厂家确定好供货时间，由汽车将管材运至现场，沿线分段堆放（具备条件，直接吊放沟槽内），以便解决现场狭窄困难。
●采用人机配合的方式下管和稳管，提前检查好管材外观质量，杜绝使用不合格管材。
下管前做好倒撑工作，留出下管空间。
●视管节长度和重量分别采用手板葫芦、倒链或大吨位卷扬机进行对口安装。
对口前插口端面戴好胶圈，调顺无扭曲。
承口内清扫干净，做到胶圈无扭曲变形。
●管线顺直度控制采取管侧架立拉线做为控制参考，高程由水准仪观察，管内底和外皮高程，二方面均以管内接口平顺为控制原则。
●预应力钢筋混凝土管的安装应平直，无突起、突弯现象。
沿曲线安装时，管口间的纵向间隙最小处不得大于5mm，接口转角当管径DN700mm以下不得大于1.5O管径DN800mm~DN1000mm时不得大于1O，管径DN1500mm以上时不得大于0.5o
（五）管线回填：
按设计图纸要求，回填石屑至管顶以上40cm，之后回填素土分层夯实，注意管道两侧同步回填，避免管道移位。
素土回填时，每25~30cm做一步，分层夯实，机械碾压上来，并达到90%以上密实度，为道路施工创造条件。
回填土必须严格遵守质量标准，砖、石、木块等杂物清除干净，不得带水回填，严禁用推土机或汽车直接倒入槽内，回填土在管顶0.4m厚碎石以上方可使用碾压设备。
（六）检查井、收水井施工：
本排水工程井包括检查井、特型井、转弯井、压力井、平篦收水井结构。
砌井前应对井位、基础尺寸及高程进行复测，各种材料材质经检验合格后方可使用。
钢筋加工安装、模板支设、砼施工及砖砌工程严格按图纸施工，井底和流槽同时砌筑，砌井前基础要干净平整，先铺一层砂浆再压砖砌筑，必须做到满铺满挤，砖与砖间灰缝保持1cm，砂浆严禁水冲浆。
井身为圆形时，采用丁砖砌法，缝内砂浆饱满，竖缝应错开。
内壁抹灰，外壁搓缝。
砌体和砼管接触部分必须坐满砂浆，并在井外抹箍以防漏水，抹成后，应立即用湿麻袋覆盖，待终凝后再加一层草袋片浇水养护。
在预留支管位置处提前安装一节支管或预留支管位置，当井砌筑到道路结构层高度时，进行井内外抹面，用钢板盖好，待结构层完工后再开槽接高检查井。
对于大型钢筋砼特型井，须待井位上下游管道安装固定后预留出井位的实际空间后，开始施做。
严格按照一般钢筋砼构筑物要求进行，一般分为垫层、底板、立墙顶板三步完成，特别注意控制管道和井身沉降缝的严密牢靠。
个别土质差，深度大的要采取密排钢桩支撑方式进行作业。
（七）支管连接:
一般支管施做需要在道路结构层一步灰土施工完成后反开槽施工,若在回填土上时须进行加固处理,本合同内支管全部为平口管,按设计要求采取四合一方法（平基、安装、接口、管座连续作业）进行一体化完成。
支管接入检查井、收水井时,应插入井壁内,且不得突出井内壁。
（八）本工程采用闭气试验,试验方法如下:
1.管道密封后,向管内充气至2000Pa,用喷雾器喷洒发泡液检查管堵对管道的密封，不得出现气泡。
2.管堵充气达到规定压力值两分钟后，应无降压。
第二节顶管工程
一、工艺流程图
纠偏
二、施工方法及关键工序技术措施
（一）工艺选择:
因考虑河底含水量较高、成流塑状，不适宜采用手掘式及土压平衡法进行施工，所以本顶管工程计划采用泥水平衡法施工。
该方法特点是不降地下水施工，以泥水压力来平衡地下水，从而能做到掘进面周围土体扰动小，能最大程度的保证河底不沉降。
并且无须出土，不会出现河水倒流进管的现象，从而保证了施工人员的安全。
（二）测量放线：
对控制点及水准点做好交接复合工作。
根据控制点放出各井位、工作坑位置，并作栓桩处理；引测水准点至施工现场，临时水准点设在管线外，做好保护工作，并经常进行复测。
（三）试沟刨验并作切改：
在放线后的工作坑位置上，做好试沟刨验工作，检查该位置上是否有地下障碍，对可切改的做好切改工作，不可切改的及时与设计、业主及监理单位做好洽商联系。
（四）打钢桩：
采用钢板桩制作工作坑，主坑钢板桩采用36b工字钢，桩长12m，主坑采用后背密排，其它三面采用0.6m的36b工字钢间隔桩,副坑采用间距0.6m的36b工字钢间隔桩，卡板施工方法。
为确保打桩顺利进行，主、副坑开挖后不出现倒塌现象，基础下土内埋深不小于3.5米。
（五）水泥搅拌桩:
由于工作坑距离陈台子河较近，所以为有效防水，防止河道水倒渗入工作坑内，在主、副工作坑前均做封闭的水泥搅拌桩，直径Ø700mm，咬合300mm，桩长15米。
（六）大口井降水：
为保证工作坑位置上的地下水位降低，采用大口井降水。
在主工作坑四角处各打一口，在副坑对角做2口，大口井直径Ø600mm,根据现场情况及井距，大口井深18m，施工期间必须保证井内最低水位。
（七）工作坑制作：
施工降水：
采用水窝子配合大口井降水。
在工作坑一侧设1.5m深水窝子一个，以保证施工在无水的情况下进行。
制作工作坑：
主工作坑平面尺寸为5米×8米，副坑尺寸为5米×6米，基坑深度均为8.5米。
工作坑后背应垂直顶管中线。
主、副工作坑开挖采用人、机配合开挖，上部土由挖掘机挖土，装车外运，下部土由人工挖掘，装泥斗，用吊车配合运至地面以上，边挖土边卡板。
四角内撑采用36b工字钢，当土挖至距地面1.5m时设圈梁一道；当挖至距地面4m时，设中梁一道；当挖至距地面6.0m设底部圈梁一道。
当挖至槽底时应预留≮20cm的原状土，用人工清底，不允许超挖。
工作坑四周用草袋子装土砌高1米围坝，防止地面明水倒灌进工作坑影响顶进工作。
（八）坑外布置:
坑外布置原则上不妨碍起吊及交通运输，设备之间互相不冲突。
1．起吊设备的布设:
本次工程起吊设备拟采用16T汽车吊车，其起吊能力满足10吨的重量要求，在其前侧地面上堆置顶进用管。
2．供浆设备:
供浆设备安放在工作坑右后侧边沿，有导管通向管道内，做润滑浆用的膨润土，堆放在设备附近，设防水栅。
3．照明设备:
在工作坑侧后方做一配电间，将三相380V动力电源直接接到顶进设备操纵台上，接到管内的电缆将它悬挂在管内一侧，不要与油管、注浆管及水管放在同一侧。
4．操纵间在工作坑后上方用一座临时板房做操纵间，面积为4平方米左右。
（九）顶进设备安装：
1．安装主顶导轨:
工作坑挖至槽底标高后，打垫层砼。
基坑砼底板采用C30砼，砼浇筑时予埋扁铁，间距1米，扁铁上铺设导轨。
导轨予埋铁焊接前经测量核实标高及坡度。
经核实无误后将导轨焊牢，并打砼充填。
导轨应选用钢质材料制作，两导轨应顺直、平行、等高，安装后的导轨应牢固，不得在使用中产生位移，并应经常校核。
2．后背铁安装：
后背平面应与顶进管线垂直，后背铁应固定牢固后用混凝土充填密实。
工作坑后背垂直度偏差控制在0.1％H以内，水平线与中线偏差控制在0.1％H以内。
3．泥浆池制作：
在主顶工作坑旁设置沉淀池一座尺寸长为9米，宽3米，高1.5米，沉淀下来的泥浆用泥罐车运走。
（十）技术措施：
1．止水墙:
进洞前洞口外安装止水圈，防止机头进洞时正面的水涌进工作坑内，同时防止顶进施工时注浆减阻的膨润土从此处流失，以保证能够形成减阻的完整泥浆套。
洞口Ф1.3米。
2．初顶进洞：
机头初顶入洞是比较关键的工序，由于机头较重，进入土体时容易造成“扎头”的现象。
为防止扎头现象的发生，需要在止水墙内做延伸轨道。
另外初始进洞后，机头首先遇到的是防水帷幕桩，由于桩有一定强度，切削磨桩时要控制好速度，注意刀盘转矩，防止超载。
3．顶进：
开始顶进后机头后面要连续设置3节带注浆孔的砼管，便于注浆降低管道磨阻力。
每顶一节管材后，将管材内的管道拆下，在下一节新管内重新接好管材内的所有管道。
顶进施工时，管内的动力线、照明线、排泥管、注浆管依次接入，接头要安全可靠。
4．总推力的计算:
按经验公式F＝K×π×D×L
K一注浆后磨阻系数按经验为0.9吨/米
D一管外径（1.4m）
L一顶管距离（75米）
F＝K×π×D×L＝0.9×3.14×1.4×75＝297吨
顶进管与周围土层的摩擦系数
土类
湿
干
黏土、亚黏土
0.2~0.3
0.4~0.5
砂土、亚砂土
0.3~0.4
0.5~0.6
5．顶镐的配置：
本次工程配置4个顶镐进行顶进，每个顶镐的顶力为320吨，最大顶力1280吨>F，所以符合要求。
（十一）接口：
1．钢筋混凝土管接口采用钢接口，由350毫米T型钢套环，两道橡胶密封圈，以及沥青防腐层组成。
2．混凝土管节表面应光洁、平整，无砂眼、气泡；接口尺寸应符合规定。
3.橡胶圈的外观和断面组织应致密、均匀;无裂缝、孔隙或凹痕等缺陷。
安装前应保持清洁，无油污，且不得在阳光下直晒。
4.钢套管接口无疵点，焊接接缝平整，肋部与钢板平面垂直，且应按设计规定进行防腐处理。
（十二）注浆减阻：
由于本次施工位置非常重要，为保证顶管施工工作坑后背安全，主顶油缸，管材的安全及顺利顶进，必须采用减阻方法。
首先对管材外壁进行打涂石蜡处理，减小外管壁与土体的摩擦力。
其次，为减小顶管的正面阻力，可以在第一节管前端设置钢尖角。
另外，在顶进长度范围内设置触变泥浆，以此减小顶进时的阻力。
本次注浆材料采用钠醛膨润土，膨润土液具有良好的触变性。
其具体配比为：
膨润土15%，水85%，Na2CO3为膨润土的5%。
注浆效果的好坏，除与使用的注浆材料有关外，还与注浆泵的选用、注浆孔的布置和注浆压力大小有密切关系。
在第三节管开始以后连续在每节管上设置注浆孔，注浆时要连续不断补充，形成一个完好的浆套。
注浆孔的位置布设是能否形成完成浆套的关键所在。
我们拟将注浆孔设置在管子前端、橡胶圈偏后，这样注进的浆液在土壁上形成较为均匀的浆套。
在管子内注浆孔共3个，成120度角布置。
为防止注出去的浆液倒流，在注浆孔中装一个单阀。
另外注浆时要做好对注浆压力的控制，不宜过高，这样易产生冒浆，由于压力的增大，也会使阻力增大。
（十三）测量：
本次测量选用激光经纬仪进行随机导向，为使顶进管线和设计管线相吻合，开始前每顶一米都要进行复测。
顶进时每班作好顶进表格填写，要根据测量报告设专人绘制轴线高程走势图。
以便使操作人员及时了解纠偏方向，保证机头在良好状态下工作。
（十四）纠偏方法：
在顶进过程中主要做好对顶进方向和高程的测量，在与掘进机内光靶同一高度上安装激光经纬仪，使其方位与设计线路平行。
激光束打在光靶上的位置将在监控显示屏上反映出来。
使操作员迅速准确的了解到推进方向的情况。
顶进时随
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