人工顶管专项方案.docx
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人工顶管专项方案
高阳县商贸城、高阳中学雨水提升泵站配套管网工程
人工顶管专项方案
编制：
复核：
批准：
1、工程概况
1.1概况
高阳县商贸城、高阳中学雨水提升泵站工程设计起点商贸城各街道，终点为保沧路雨水泵站孝义河，管线实施全长7232米。
顶管部位主要涉及位置：
商贸大街、县医院、三利大街、跨保沧路段。
由于四处位置属于县城的车流量密集点，一旦断交将影响整个县城的交通运行。
建设单位要求四处位置必须进行顶管施工。
顶管长度分别为：
商贸大街D1600mm55m、县医院D1600mm30m、三利大街D1600mm192m、跨保沧路245m。
1.2施工现场条件
该工程位于高阳县城区主要交通道路段，地形起伏较小。
自地表下2m以下的底层主要以粉土、粉质粘土、粉砂为主。
全年降水集中时间主要在6月中下旬到7月底，而且降水不稳定。
2、编制依据
2.1高阳县商贸城、高阳中学雨水提升泵站工程施工图
2.2相关规范、标准
11）
给水排水管道工程施工及验收规范
GB50268-2008
12）
建筑基坑支护技术规程
JGJ120-99
13）
建筑基坑工程监测技术规范
GB50330-2002
14）
混凝土结构工程施工质量验收规范
GB5020-2002
15）
施工现场临时用电安全技术规范
JGJ46-2005
16）
《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知
建质[2009]87号
3、工程计划安排
序号
工序
天
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
1
施工准备
2
2
工作井开挖
2
3
基坑清理
1
4
顶管设备安装
1
5
顶进（多套设备）
60
6
接收井开挖
2
7
内封处理
4
8
检查井砌筑
2
10
井周围回填土
2
备注
施工过程中根据工期要求适当调整作业队的数量，保证工程按期完工。
一般顶进距离为6m/天*套。
3.1施工进度计划
表1施工进度计划表
3.2材料计划
表2材料计划表
序号
项目名称
单位
数量
备注
1
D1600钢筋混凝土Ⅲ级企口管
m
55
商贸大街
2
D1600钢筋混凝土Ⅲ级企口管
m
30
县医院
3
D1600钢筋混凝土Ⅲ级企口管
m
192
三利大街
4
D1800钢筋混凝土Ⅲ级企口管
m
245
跨保沧路
5
水泥
t
5
6
沙子
t
10
7
砖砌体
m³
根据检查井数量确定
8
零星材料
/
若干
3.3设备计划
表3设备计划表
序号
机械名称
型号规格
数量
用途
备注
1
反铲挖掘机
240LC-7
1辆
挖土
2
吊车
3台
下管、支撑吊装
3
顶镐
200t
10台
顶进
4
顶铁
10套
顶进
5
手推车
10辆
出土
6
照明设备
10套
照明
7
全站仪
2台
顶管前期
8
水准仪
10台
顶管全过程
9
经纬仪
10台
顶管全过程
4、施工工艺技术
4.1作业条件
1）施工现场的进场道路、临时用电、用水管线、场地平整情况都已经畅通，且具备进场施工条件。
2）施工占地范围内地下管线已查明，并采取改移或加固措施，地上、地下障碍物清理完毕。
。
3）各种顶管设备已经进行了校核、材料已经试验合格。
4.2技术准备
1）测量交接桩完成，并对控制点、水准点进行校核，拴桩、补桩等工作已完成。
2）各类人员的资质证书、特殊工种作业证等前期准备工作已经到位。
3）顶管施工前，认真进行审核图纸。
编制施工方案，报有关单位审批，并做好技术交底。
4.3材料性能要求
4.3.1、管材要求
①管材选用：
采用企口Ⅲ级钢筋混凝土管，管道抗渗性能检验压力试验合格，抗裂性能达到抗裂检验压力指标要求。
②管材外观检验合格。
重点检查管道接口处是否平顺，企口尺寸是否匹配，有无损坏现象，如有损坏必须修正合格后方可使用，损坏严重的不得使用。
③管体外表面应有标记，注明管材型号、出厂水压试验的结果、制造及出厂日期、厂质检部门签章，管材应有出厂合格证。
4.3.2、楔形密封橡胶圈。
①橡胶圈应采用耐腐蚀的专用橡胶材料制成。
密封圈使用前必须逐个检查，不得有割裂、破损、气泡、飞边等缺陷。
其硬度、压缩率、抗拉力、几何尺寸等均应符合有关规范及设计规定。
②密封圈应有出厂检验质量合格的检验报告。
产品到达现场后，应抽检5％的密封橡胶圈的硬度、压缩率和抗拉力，其值不应小于出厂合格标准。
密封圈性能、质量要求及其试验方法应按JC/T748、JCT/T749的规定执行。
表4橡胶圈检验要求表
项目
单位
硬度（邵尔）
30
40
50
60
公差
邵尔
+5
-4
+5
-4
+5
-4
+5
-4
拉伸强度
天然
MPa
14
14
13
12
合成
9
9
9
9
拉断伸长率
%
450
400
375
300
压缩永久变形23±2℃条件下70h
%
12
12
12
12
70℃×168h
热空气老化
硬度变化
邵尔A
-5～+8
-5～+8
-5～+8
-5～+8
拉伸强度变化
%
-20
-20
-20
-20
拉断深产率变化
%
-30～+10
低温脆性-25℃
试样不断裂
耐液体70℃×7d
0～+8
4.4施工工艺流程
测量放线→机械开挖工作井→人工清理→撑板支撑→搭建工作平台→安装起吊设备→安装顶进设备及导轨→下管顶进→掏土运土→内缝处理
4.5施工要点
4.5.1测量放线
1）对设计部门提供的控制桩进行复核，设置直线控制桩，控制桩位置设在稳定可靠、便于施工期间保存及使用方便。
直线控制桩设在横断面上快车道边。
2）依据设计图纸进行测量放线，做好测量所需各项数据内业的收集、计算、复核工作。
3）施工过程测量重点
（1）顶管工作井平面控制。
（2）顶管工作井高程控制。
（3）顶管轴线控制。
（4）顶管高程控制。
4.5.2工作井的选位与开挖
4.5.2.1工作井选位
（1）工作井宜选择在设计图中检查井室且地下管线较少的位置。
（2）工作井处应便于设备、材料运输及下管、出土、排水、接电并具备有少量堆放管材及暂存土的场地。
（3）工作井必须保证足够的安全距离或具备安全可靠的加固措施。
（4）单向顶进，顶管段两端条件相近时，工作井宜选在管线下游。
4.5.2.2工作井的开挖
（1）顶管工作井的开挖断面，应根据工作面宽度、现场环境、土质、挖深、地下水位及支撑材料规格、管径、管长、顶管机具设备规格、顶力、下管及出土方法等条件确定。
（2）工作井开挖应考虑的负面影响有：
垂直开挖施工期间道路上动载等因素引起地面过度沉降；支撑体系的稳定性；由于顶管造成顶管坑后背受挤压产生变形对基坑土体稳定性的影响。
（3）开挖前先挖3m探坑，探明地下各类管线和构筑物情况，以免挖断高压供电电缆、天然气等造成安全事故。
将探明的施工区域内及其周围的地下管线（给水、排水、天然气、电缆、光缆）标注在图纸上，并协助业主会同其产权、维修单位共同确认并及时与产权单位签订拆迁协议，及早拆迁。
需保留的地下管线和建筑物，采取吊、撑、顶等保护措施，保证其完整无损。
（4）如果工作井深度较深，应分层开挖，每层深度不宜大于2.0米，两层之间台阶宽为0.8米，工作井垂直于顶管方向采用支撑开挖。
由于挖掘机不可能准确地将坑底按规定高程整平，所以为确保坑底土壤结构不被挠动或破坏，开挖基坑时在设计坑底高程以上保留30cm用人工清底，边开挖边打支撑。
（5）工作井的支撑根据开挖断面、挖深、土质条件、地下水位状况及总顶力等进行施工设计，确定支撑形式。
（6）工作井参数：
工作井底宽4米，底长5米，深4～6米，混凝土基础的厚度20cm，宽度2m，在检查井位时不小于井基础宽。
坑底尺寸一般按下式计算：
底宽B=D+2.4～3.2m
底长=L1+L2+L3+L4+L5=5.0m
式中D—顶管的外管径
L1—管节顶进后，尾端压在导轨上的长度（一般在0.3～0.5m），取0.5m
L2—管节长度，取2m
L3—顶铁长度（按组算），取0.5m
L4—顶镐长度，取1.5m
L5—后背构造所占工作井长度（一般为0.5m）
（7）工作井深度应满足顶管机导轨安装、导轨基础厚度、洞口防水处理、管接口连接等要求；顶混凝土管时，洞圈最低处距底板顶面距离不宜小于600mm。
4.5.3顶管工作井设备安装
1）后背墙宜采用土基背墙加固的方式。
即先把后背土壁铲修平整，紧直靠紧土壁横排方木，方木前要放立铁，立铁前横向叠放横铁。
顶管后背墙平面与掘进轴线应保持垂直，表面应坚实平整，能有效地传递作用力。
顶管工作井参后背墙其施工允许偏差应符合表５的规定。
表５ 顶管工作井及设备允许偏差
项目
允许偏差
工作井每侧
宽度
不小于施工设计规定
长度
工作井后背墙
垂直度
0.1H%（H为装配式后背墙高度）
水平扭转度
0.1L%（L为装配式后背墙长度）
2）导轨是起保证管子顶进方向作用的，必须固定牢固。
一般导轨采用钢制导轨，为保证坑基稳定，坑底设20cm混凝土垫层。
两导轨顺直、平行、等高，其纵坡于管道设计坡度一致。
导轨安装牢固，在使用中不产生位移，并经常检查校核。
一般导轨高程同设计管内底高程，实际导轨高程也应适当提高2～3cm，以避免管头下沉。
导轨间距L的确定，按下列公式进行计算。
式中：
Ｌ——导轨间距（ｍ）
Ｒ１——管材外圆半径（ｍ）
Ｒ——管材内圆半径（ｍ）
图1顶管导轨安装示意图
3）导轨安装允许偏差：
轴线位置：
3mm；
顶面高程：
0～+3mm；
两轨内距：
±2mm；
导轨高差：
2mm。
4.5.4千斤顶安装
1）采用油压千斤顶，油泵开关设于坑口附近，设专人操作，操作员能观察到坑内顶进情况。
2）千斤顶固定在支架上，并与管道中心的垂线对称，其合力的中心作用点在管道中心的垂线上。
3）当千斤顶多于一台时，取偶数，规格相同，行程同步，对称布置。
4）千斤顶的油路并联，每台千斤顶有进油、退油的控制系统。
4.5.5顶铁安装及使用规定
1）顶铁与管口之间采用缓冲材料衬垫，管端采用弧形顶铁。
2）安装后的顶铁轴线与管道轴线平行、对称，顶铁与导轨和顶铁之间的接触面不得有泥土或油污。
3）更换顶铁时，先使用长度最大的顶铁。
4）顶铁采用截面为20x30cm，单行顺向使用长度为1.5米；双行长度不得大于2.5米，且在中间架横向顶铁相联。
4.5.6下管、顶进及挖土
1）下管采用工作平台上的行吊下管。
2）采用人工掘进顶管法，顶进时遵照“先挖后顶，随挖随顶”的原则，要连续作业，尽量避免中途停止。
当端管接触土层后，自上而下分层开挖，在土质良好的地段，一般管端超挖30～50cm。
在允许超挖的稳定土层中正常顶进时，管顶以上超挖量不得大于1.5cm；管下部135°范围内不得超挖，保持管壁与土壁相平，也可以留10mm厚土层不挖，在管子顶进时切去，防止管端下沉。
管周围一律不准超挖。
3）顶进：
顶进是利用千斤顶出镐在后背不动的情况下，将管子推入土中，其操作过程如下：
a安装弧型顶铁或圆形顶铁并挤牢，待管前挖土满足要求后，启动油泵，操纵控制阀，使千斤顶进油，活塞伸出一个行程，将管子推进一段距离。
b纵控制阀，使千斤顶反向进油，活塞回缩；
c安装顶铁，重复上述操作，直到管端与千斤顶之间可以放下一节管子为止；
d卸下顶铁，下管，在混凝土管接口处放橡胶圈或其它柔性材料，管口内侧留有10～20mm的间隙，以利接口处应力均匀。
e重新装好弧型顶铁或环形顶铁，重复上述操作。
4）顶进测量控制在每顶进50cm左右，掘进长度视土质情况酌情增减（由现场施工员和技术负责人现场确定），严禁长距离掘进以避免安全事故的发生。
顶进前及顶进过程中测量员及时测量其高程和中线偏差情况，发现有偏差超限趋势时及时通知施工员及擅作人员进行纠正，保证管道的顶进质量。
5）出土使用出土车，然后靠卷扬机或人工倒运到坑边，再倒运到卸土场。
6）全段顶完后，在每个管节接口处测量其轴线位置和高程，有错口时测出相对高差并做详细纪录。
7）严格按图纸和规范处理内缝，砌筑检查井，回填工作井。
4.5.7顶进测量
1）在工作井地设置高程、导线后视点，并预留后备校核观测点。
2）顶管开始前对工作井进行高程、平面位置复测，合格后方可继续施工；
3）基础、后背，导轨安装时的测量工作。
4）顶进中的测量：
第一节管子顶进是保证整段顶管质量的关键，第一节管子30cm测量一次，后续管每顶进50cm测一次，出现误差纠偏时增加测量次数。
每次测量都要做详细记录，包括顶进长度、顶力数值、管位纠偏情况等，为下一班提供数据。
4.5.8顶管施工纠偏
纠偏的整体原则是在顶进中进行纠正，增加测量次数，小角度渐进纠偏，具体有以下几种方法：
1）挖土校正法：
偏差1－2cm时可采用此法，运用不同部位增减挖土量，使管子局部受力扭头或仰俯。
2）强制校正法：
a衬垫法：
在首节管外侧管口位置，支垫刃板（钢板或木板），造成局部阻力，迫使管子转向。
b支顶法：
用圆木或偏向设计中心的一侧内口上，两头皆垫木垫板，支设牢后利用顶进时支顶分力，使管子得到校正。
c顶镐法：
顶距在15m以内，利用顶铁造成一侧受力，使管子转向。
顶误差校正方法根据具体情况而定，但一次纠不宜急于到位，只能使管子逐渐位移走上正确方向。
4.5.9顶管施工质量控制
1）顶完一个井位，沿管道作全面测量，主要是管头及管中，管内底高程。
2）将测量结果记录汇总，反映顶管质量。
3）监测管道沿线地面变化情况。
4）每顶完一个井位，将管缝剔深和剔宽，用水洗干净，用水泥砂浆填实抹平。
5）管内不得有泥土、石子、砂浆、砖块、木块等杂物。
6）验收允许偏差：
高程+10,-20mm；中线位移30mm；管子错口10mm；对顶管子错口30mm。
4.5.10工作井内排管
1）由于工作井开挖长度较长，顶管完成后需对工作井内进行排管对接，排管的管道基础、接口形式按照设计施工。
2）施工工艺参照“给排水管道施工及验收规范”GB50268-2008中的开槽施工管道工艺进行质量控制施工。
4.5.11检查井施工
1）如采用砖砌检查井，砖在砌筑时砖要放平，砂浆饱满，特别要注意管头下部及管子周围必须砌筑密实。
检查井的流槽在井壁砌到管顶以下即行砌筑,并用砂浆分层压实抹光。
2）井的各部位尺寸均符合设计要求，踏步按设计放平，上下对正，砂浆密实，砖要压紧，砂浆在凝固前，不得碰撞，更不允许受力，以免造成松动。
3）井砌好后及时安装井盖，井盖坐浆放正，注意井盖开启方向，各井一致。
4）预留支管：
预留管的管径、方向、标高符合设计要求，管与井壁衔接处严密不得漏水，预留支管外端按设计要求砌筑检查井。
4.5.12注浆
在每一顶段完成后，对该顶段进行注水泥浆，注浆及时充填了土壁与管壁间的孔隙，起到控制地面沉降的作用。
1）每2根管子设一道注浆孔。
2）注浆量为建筑空隙的1.5~2倍。
3）压浆机械：
用螺杆泵通过压浆孔向管子外周压注。
4）压浆机具设专人操作并详细填写压浆的原始记录和当班工作情况。
4.5.13基坑回填土
1）填料要求：
选用除纯粘土、淤泥、粉砂、杂土，有机质含量大于8%的腐植土、过湿土、冻土和大于150mm粒径的石快外其他合格填料进行回填。
2）施工方法
a基坑必须在管座强度达到5MPa后回填，回填前将坑内积水、杂物清理干净，符合回填的虚土压实，并经隐检合格后方可回填。
基坑回填分层、水平压实，采用蛙式打夯机，每层高20～25cm。
b回填土时不得将土直接砸在抹带接口上。
回填时夯机不得碰撞管道和检查井。
C、回填土压实度符合规范要求。
d管道两侧同时回填夯实，以防管道位移。
井室等附属构筑物回填土四周同时进行。
5质量检验标准
5.1主控项目
1）管节及附件等工程材料的产品质量应符合国家有关标准的规定和设计要求。
检査方法：
检查产品质量合格证明书、各项性能检验报告，检查产品制造原材料质量保证资料；检查产品进场验收记录。
2）接口橡胶圈安装位置正确，无位移、脱落现象。
检查方法：
逐个接口观察。
3）无压管道的管底坡度无明显反坡现象。
检査方法：
观察；检查顶进施工记录、测量记录。
4）管道接口端部应无破损、顶裂现象.接口处无滴漏。
检查方法：
逐节观察。
5.2一般项目
5）管道内应线形平顺、无突变、变形现象；一般缺陷部位，应修补密实、表面光洁；管道无明显渗水和水珠现象。
检查方法：
按《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）附录F第F.0.3条、附录G的规定逐节观察。
6）管道与工作井出、进洞口的间隙连接牢固，洞口无渗漏水。
检查方法：
观察每个洞口。
7）管道内应清洁，无杂物、油污。
检査方法：
观察。
8）顶管施工贯通后管道的允许偏差应符合表6的规定。
表6顶管施工贯通后管道的运行偏差
检查项目
允许偏差
（mm）
检查数量
范围
点数
1
水平轴线
50
每管节
1
2
管内底高程
+30
-40
3
相邻管间错口
15%壁厚，且≤20
4
对顶时两端错口
50
5.3质量记录
1）钢筋混凝土管、橡胶圈的合格证及进场检验记录。
2）工程定位、测量记录。
3）原材料的检验、试验记录。
4）顶管工作井工程质量评定表
5）顶管工程顶进记录
6）顶管工程质量评定表。
7）检查井工程质量评定表。
8）单位工程质量评定表、工程部位质量评定表和工序质量评定表。
6施工安全保证措施
6.1组织保障
6.1.1施工中组建安全施工领导小组，由项目经理任组长，技术负责人担任为副组长，安全员、材料员、测量员、质检员、电工（根据需要）等项目部和施工队相关负责人为组员，明确岗位责任，奖罚兑现。
6.1.2结合工地实际情况，制定工地安全生产、文明施工制度的奖罚办法。
6.1.3凡安全防护措施不齐备，存在严重隐患，或管理人员盲目指挥，安全无保证时，安全员有权令其停工。
工地重大施工工艺的更改，牵涉到安全方面的，由项目经理决策，并通知到各个方面，确保施工安全。
6.1.4安全员负责施工现场巡视，发现问题及时汇报，施工过程中如发现问题，应在第一时间通知项目经理或项目部相关人员，有项目经理作出决策是否启动应急预案。
6.2技术措施
6.2.1一般规定
1）施工前，施工单位对员工进行安全生产教育，树立安全第一的思想，落实安全生产责任制。
2）雨天严禁基坑开挖、顶进作业工程。
3）加强安全生产的宣传教育，工人报到后，按在册人数开会宣传有关法规、规章制度，由项目经理与每个施工队签订《安全生产合同书》，未经项目部进行安全教育的人员不准上岗作业。
4）每个分部分项工程，视具体情况由项目经理、技术负责人、安全员向班组做安全交底，交底要求具体、明确，要有正式的书面记录和签字。
5）安全员和班组长向班组安全讲话，检查安全准备工作，紧跟生产制度，进行监护，对违章作业，及时纠正，对冒险作业，坚决制止。
其教育需由本人签字，以示慎重敲响警钟。
6）特殊工种，如电工、起重工、机械工等必须持证上岗，无证人员不准进行操作，同时要求其上岗前进行岗前检验。
7）机械设备有漏电保护装置和接零接地，施工电线架空搭设，不准电线拖在地上，工地用电符合“一机、一闸、一箱、一漏”的标准，并由电工专职管理。
8）经常对机械设备进行检查维护保养，每天上班试运行运转后才能进入施工操作，严禁吊车等机械设备带病作业。
6.2.2工作井开挖及顶进中的安全措施
1）开挖时土方外翻，弃土距离沟边2.0米以外。
2）工作井支撑采用板撑，按计算要求支设，且板撑须紧靠坡体，横撑不得妨碍下管和稳管。
3）人员上下必须使用扶梯，或采用梯子上下基坑，严禁工作人员攀爬撑木撑木板。
4）为防止雨水灌入工作井内，在工作井四周做好土堰，工作井顶安装防雨棚架。
5）下管时工作井下方严禁站人。
6）距工作井、接受井外缘四周安双横杆护栏，下道护栏距地面0.6m，上道护栏距地面1.2m。
护栏用黄、黑双色涂刷。
7）井口出车平台用木板或钢板铺设，安装牢固不留孔缝。
8）定时、定期检查工作井、接受井坑的支护情况，周围土体的变化情况，一旦出现隐患及时通知项目经理和安全负责人。
9）顶进中注意压力表指示值的变化，当发现压力上升时，要立即停止顶进，检查原因，防止发生意外。
10）控制千斤顶活塞杆的外伸长度，不要超过临界冲程，以免损坏设备。
11）后背顶铁与管口之间衬垫缓冲的材料，保护已顶入管道的接口不受损伤。
12）随挖随顶进，以防止拱变动，甚至出现塌方。
13）顶进中，人员离开顶铁，以防崩铁伤人。
14）管口密实且内缝要处理，抹内缝。
6.2.3支撑拆除安全
1）拆除支撑前对基坑两侧的槽壁进行安全检查，并制定相应的拆除细则和安全措施。
2）支撑拆除与回填土的填筑高度配合进行，且在拆除后及时回填。
3）支撑拆除待下层回填完成后再行拆除上层支撑。
4）拆除支撑时先回填至下层横撑底面，在拆除下层横撑，待回填至半槽以上，再拆除上层横撑。
当一次拆除有危险时，采取替换拆撑法进行拆除。
6.2.4施工用电安全
1）现场照明：
照明电线用绝缘子固定，导线不得随地拖拉或绑在脚手架上。
照明灯具的金属外壳必须接地或接零。
室外照明灯具距地不低于3米，室内距地面不低于2.4米。
2）配电箱、开关箱：
使用BD型标准电箱，电箱内开关电器必须完整无损，接线正确，电箱内设置漏电保护器，选用合理的额定漏电动作电流进行分级匹配。
配电箱设总熔丝、分开关、零排地排齐全，动力和照明分别设置。
金属外壳电箱作接地或接零保护。
开关箱与用电设备实行一机一闸保险。
同一移动开关箱严禁有380伏和220伏两种电压等级。
3）架空线：
架空线必须设在专用电杆（水泥杆、木杆）上，严禁架设在树或脚手架上，架空线安装设横担和绝缘子。
架空线离地4米以上，机动车道为6米以上。
4）接地接零：
接地体采用角钢、圆钢或钢管，其截面不小于48平方毫米，一组二根接地体之间间距不小于2.5米，入土深度不小于2.5米，接地电极符合规定，电杆转角杆
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