污水顶管专项方案.docx
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污水顶管专项方案
一、编制目的 ..................................................1
二、工程概况 ..................................................1
三、主要工程数量表 ............................................2
四、主要工程措施及控制要点 ....................................2
五、施工质量保证措施 .........................................12
六、施工现场安全管理措施 .....................................14
七、文明施工及环保措施 .......................................16
八、应急预案 .................................................17
兰州西站城市配套二期西津西路下立交工程
管线迁改污水顶管施工专项方案
一、编制说明
1、编制目的
兰州西客站城市配套二期西津西路下立交工程是兰州市轨道交通工程的重
要组成部分。
西津西路下立交全长 1650 米，在下立交主体设计中有 2 处设备
用房，为保证工程的顺利施工，需将现有道路中管线进行改移，其中在
K1+620～K1+660 段设备用房区域内，现状 DN800 污水管道影响主体施工，本
次施工中拟将设备间区域的 DN800 污水管道采取顶管施工工艺局部向南进行
迁改，特编制本专项方案。
2、编制依据
（1）《混凝土和钢筋混凝土排水管》（GB/T11836-1999）
（2）《市政排水管渠工程质量检验评定标准》（CJJ3-90）
（3）《顶管施工工艺标准》
（4）《顶管施工技术及验收规范》（试行）
（5）本工程设计图纸
二、工程概况
现状西津西路南侧距中 15.8 米有一道污水管道，管径 DN500～DN800，其
中 K0+240～K0+640 段污水管道为 DN500 钢筋混凝土管，流向自西向东；
K0+640～K1+890 段污水管道为 DN800 钢筋混凝土管，流向自西向东。
西津西
路下立交主体在 K0+480～K0+580、K1+620～K1+660 两个区间各有一处设备
用房，墙体靠近污水管道，为保证主体施工，拟将此两段的管道向南侧进行平
移改迁，其中 K0+590～K0+240 为 DN500 管道，采取开挖的形式向南侧平移
8 米，接入土门墩车站已迁改完成的污水管道；K1+610～K1+670 采取顶管的
方式向南侧平行迁移 8 米，平行顶进 60 米后，斜向与原有管道碰接，全长约
85 米，砌筑检查井 4 座。
如下图 2.1、图 2.2：
1
K0+590～K0+240 开挖改移示意图图 2.1
K1+670～K1+610 顶管改迁示意图
图 2.2
三、主要工程数量表
DN800 钢筋混凝土顶管：
85 米
工作井开挖 2 处：
6m×6m×5m×2=360m3
接收井 2 处：
3m×3m×5m×2=90m3
内 1.1m×1.1m 矩形钢筋混凝土检查井 4 座
内 1.1m×1.1m 钢筋混凝土盖板 4 块
80 重型铸铁井圈井盖 4 套
四、主要工程措施及控制要点
2
4.1 施工准备
4.1.1 施工前根据工作井位置进行测量放线，确定工作井开挖范围及管道
中线，并根据管线调查结果核实坑井周围对开挖中可能遇到的管线进行交底，
并制订管线保护措施。
4.1.2 根据工作井宽度及深度，采用挖掘机分层进行土方挖掘，坑经较深
时采取分层放坡的方式进行开挖，挖出的土方全部清运出施工现场，严禁坑井
周围堆土。
4.1.3 准备顶管工程所需的机械设备机具等，做好坑壁背墙加固准备工作。
4.1.4 顶管施工工艺流程：
顶管施工工艺流程
测量放线
工作坑开挖
钢筋网加工
图 4.1
砼墙体浇筑
背墙加固
模板支设
轨道就位
管道就位机具准备
初压顶进
管道清土高程复核
复核、纠偏
持续顶进
持续顶进
管道顶出
检查井浇筑
管道接入
验收
3
4.2 工作坑及顶进中的测量
4.2.1施工前须将管线的中线点及水准点引至工作坑附近，并作上标记。
工作坑施工完成后，将地面管道中心桩用全站仪（标称精度不低于 2″）引入
工作坑两侧坑壁上或支撑上，作为顶管中心的测量基线。
4.2.2 将地面的临时水准点用水准仪（精度指标不低于 3mm）引入工作坑
的底部，每一个工作坑须设置三个水准点，选择不易碰撞及不遮挡测量的地方
设置。
4.2.3 工作坑的中心桩与水准点设置必须牢固可靠，要经常校对并保证准
确。
4.2.4 对中心桩设置可靠的延长桩，延长桩设置时采用 2″全站仪用正倒
镜实施，结果采用归化法确定。
管道中心桩位置，要考虑到后背或基础变形影
响。
4.2.5 检查、校对各种测量仪器及工具均经权威坚定部门检测，切在检测
期内使用，凡不符和精度标准且过了检测期的绝对不许使用。
4.2.6 每镐顶进 300mm，每顶进一镐用全站仪复核管中心线位置、水准仪
测量流水面高程一次。
下完一根管后用全站仪及水准仪核测一次中心及管高程。
每天做好现况地面沉降施测，早晚一次做好测量记录。
4.2.7 全段顶完后，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。
4.3 工作坑及接收坑施工
4.3.1 工作坑开挖
工作坑开挖应采取人机配合的方式进行，根据顶管位置确定工作坑的尺寸，
先对表面道路结构层等进行拆除，明确下部管线情况，采取有效的管线保护措
施，人机配合进行坑井开挖。
机械在开挖中先对表面土层进行挖运，开挖深度
达到 2.5～3 米后，挖机无法进行下层土体开挖，采取人工配合的方式进行剩
余土方的挖掘，采用吊篮等方式将土方清运出地表。
4.3.2 工作坑尺寸
工作坑应有足够的空间和工作面，保证下管、安装顶进设备的操作间距。
4
坑底长、宽尺寸可按如下
公式：
底宽 W=D+（2.4~3.2）
式中：
W——工作坑宽度（m）
D——被顶进管子外径（m）
底长 L——L1+L2+L3+L4+L5
式中 L——工作坑底长（m）
L1——管子顶进后，尾端压在导轨上的最小长度，混凝土管一般留
0.3m
L2——每节管子长度（m）
L3——出土工作间隙，根据出土工具确定，一般为 1.0～1.5m
L4——千斤顶长度（m）
L5——后背所占工作坑厚度（m）
考虑到本工程中，工作坑中将分别进行纵向顶进及斜向顶进，工作坑内径
尺寸设置为 6 米×6 米，检查井内径为 1.5 米。
4.3.3 工作坑导轨设置及基础加固
4.3.3.1 导轨
作用是引导管子按设计的中心线和坡度顶进，保证管子在顶入土之前位
置
正确。
导轨安装牢固与准确与否对管子的顶进质量影响较大，因此，安装导
轨必须符合管子中心、高程和坡度的要求。
本工程采用 20 号槽钢或工字钢做
导轨。
4.3.3.2 工作坑的基础
根据现场施工的实际情况需要，工作坑完成施工后再进行检查井的施工
砌
砖。
故此选用砼基础形式按检查井施工图要求进行，砼的强度为 C25，厚度为
20cm。
如有配筋，并按检查井基础要求配置钢筋。
4.3.3.3 两导轨的间距计算：
B=（D02-D2）1/2
式中：
B——基坑导轨两轨之间的宽度，m；
5
D0——顶进管道外径，m；
D ——顶进管道内径，m。
B=0.53m
4.3.4 顶管工程学参数确定
顶管的推力就是顶管过程管道受的阻力，主要包括工具管切土正压力、管
壁摩擦阻力。
4.3.4.1 工具管切土正压力：
与土层密实度、土层含水量、工具管格栅形
态及管内挖土状况有关。
根据有关工程统计资料。
软土层一般为 20-30t/m2，
硬土层通常在 30-60t/m2。
大于 40t/m2 时表明土质较好。
在计算顶力时，要考
虑适当的安全系数。
4.3.4.2 计算总顶力的理论公式和验算公式：
P=K[f（2Pv+2PH+Po）+RA]
Pv=r×h×D×e
PH=r（h+D/2）DLtg2（45o-δ/2）
P=n×G×L
式中：
P=计算总顶力（T）
K=安全系数取 1.5
Pv=管顶上方的土压力
F=管壁与土层的摩擦系数取 0.25
PH=管侧的土压力
R=管前阻力（因工作面稳定，取 50t/m2）
A=基础面积
r=土动密度 1.85
h=顶管上方土的高度（m）
D=顶管外径（m）
L=顶管长度（m）
δ=内摩擦角
G=Po
n=土质系数取 3.5
通常减少管壁摩擦阻力的措施有：
管壁与泥土之间加泥浆套减阻、管外壁
6
形态规则和表面光洁等。
顶管阻力为以上二种不可预见因素，顶管设备取 1.5
倍左右储备能力，设备顶进能力应为 600t。
4.3.4.2 后背墙
本工程由于管道管径较大，坑井较深，且该区域地质土层为湿陷性黄土地
层，管道顶进过程中，对墙体局部侧压力较大，为保证墙体稳定及施工作业人
员人身安全，拟浇筑钢筋混凝土背墙，墙体厚度 400mm，墙体中加设 3 层
16@200 钢筋网片，采用 C25 混凝土浇筑成型。
工作井背墙加固示意图
图 4.2
W
工作井剖面图
20×20cm枕木
油压千斤顶
DN800钢筋混凝土管DN800钢筋混凝土管
工作井及顶管示意图
W
20×20cm枕木
油压千斤顶
DN800钢筋混凝土管DN800钢筋混凝土管
3排φ16钢筋网片
间距20cm
C25混凝土背墙
30厚3:
7灰土垫层
原土夯实
单位：
cm
3排φ16钢筋网片间距20cm
C25混凝土背墙
工作井I-I平面图
单位：
cm
4.3.5 顶进设备
顶进设备主要包括千斤顶、高压油泵、工具管及运出土设备等。
4.3.5.1 千斤顶
千斤顶是掘进顶管的主要设备，本工程拟采用 2 台 300t 液压千斤顶。
千
7
斤顶在工作坑内的布置采用并列式，顶力合力与 管壁反作用点应在同一轴线，
防止产生顶时力偶，造成顶进偏差。
根据施工经验。
采用机械挖运土方，管
上半部管壁有间隙时，千斤顶的着力点作用在管子垂直直径的 1/4-1/5 处为宜。
4.3.5.2 高压油泵
由电动机带动油泵工作。
选用额定压力为 52Mpa 的 ZB-500 注塞泵，经分
配器，控制阀进入千斤顶，各千斤顶的进油管并联在一起，保证各千斤顶活塞
的出力和行程一致。
4.3.5.3 顶铁
顶铁是传递和分散顶力的设备。
要求它能承受顶压力而不变形，并且便于
搬运。
根据顶铁位置的不同，可分为横顶铁、顺顶铁和 U 形顶铁三种。
4.3.5.4 其他设备
工作坑上设活动式工作平台，平台用 20 号工字钢梁，上铺钢筋网片。
工
作坑井口处安装一个滑动平台，作为下管及出土使用。
在平台上设起重架，
上装电动卷扬机，其起重量应大于管子重量。
工作棚用彩瓦遮盖，以防雨水
及阳光，便于人员在不同气候下的正常操作。
4.3.6挖土与顶进
顶管施工工艺流程
测量控制工作井施工顶管设备安装始顶管道顶进
顶至终点处回填加注水泥浆设备拆除
4.3.7 顶进施工
顶进施工主要利用工具头在管前端取土，千斤顶出镐在后背不动的情况下
将污水管向前顶进，起操作过程如下：
4.3.7.1 安装好顶铁挤牢，管前端以一定长度后，启动油泵，千斤顶进油，
活塞伸出一个工作行程，将管子推向一定距离。
4.3.7.2 停止油泵，打开控制阀，千斤顶回油，活塞回缩。
4.3.7.3 添加顶铁，重复上述操作，直至需要安装下一节管子为止。
4.3.7.4 卸下顶铁，下管，用钢套环连接混凝土上管，在混凝土管借口处
放一圈止水胶圈，以保证接口缝隙和受力均匀或采用其他防渗漏措施，保证管
8
与管之间的连接安全。
顶管管节接头形式及防水措施
由于本管道为污水管道，为防止污水渗漏和地下水涌入，管节间必须有可
靠的防水措施。
本工程砼管采用“F”形接头形式，接头内用止水胶圈止水。
4.3.8 顶管工作面排水
顶管工作应尽量从下游向上游方向进行，地下水由工作面流向工作井集水
坑，再用泵提出地面。
4.3.9 管道渗漏的治理
对管道渗水和漏水点，先凿 V 形槽，埋入导水水管，用双快水泥封闭管周，
待水泥有一定强度后，用手动泵压入水泥水玻璃浆液封堵。
4.3.10 顶管坑内检查井的砌筑
管道完成后，按设计图在坑内用砖砌筑检查井，井内外抹防水砂浆。
待砂
浆达到一定强度后，回填石屑至管顶面，用水冲实，其上用土回填，分层夯实。
4.3.11 测量与纠编
4.3.11.1 顶管测量：
采用经纬仪和激光水准仪。
① 测量次数：
开始顶第一节管子时，每顶进 20-50cm/次，正常顶进时，
每顶进 80cm/次。
校正时，每顶进一镐即测量一次。
②中心线测量：
首先在地面用经纬仪确定顶管方向桩，然后在工作坑边的
两方向桩上挂小线，其上吊 2 个垂球到工作坑底部，在工作坑中用激光水准仪
照准两垂球，读管道前端的中心刻度，若与中心刻度相重合，说明其方向准确，
否则其差值即为偏差值。
③高程测量：
在工作坑内设置水准点，停止顶进，将激光水准仪支在顶
面铁架上，测量管底前端的高程。
4.3.11.2 顶进偏差的校正
顶进中发现管位偏差 15mm 左右，即应进行校正。
纠偏校正应缓缓进行，
使管子逐渐复位，不得猛纠硬调。
4.4 钢筋砼检查井施工
4.4.1 测量放线
9
根据设计中线及给定的坐标、相对位置和高程准确地测定检查井的中线、
标高，经核对无误后方可进行施工。
4.4.2 井地基处理
当井底板直接坐于卵石层上，不做地基处理，找平后直接做井垫层砼，当
井底板直接坐于黄土状粉土层上时，自上而下做原土翻夯 300mm，上铺 300 厚
3：
7 灰土，压实系数不小于 0.96，底板外边缘每边扩出 500mm。
4.4.3 钢筋笼制作
钢筋笼制作时，纵向钢筋预先绑扎、点焊好，形成有一定刚度的钢筋笼，
即在内侧配设钢筋内环，并与纵向钢筋点焊。
4.4.4 模板支设
模板采用钢模板，现场加工好后，在井内安装。
4.4.5 砼浇筑
砼采用 C30 混凝土，混凝土分两次浇筑成型，施工中采用插入式振捣器振
捣。
砼采用混凝土输送灌车运输，经漏斗、串筒入模。
第一次浇筑 50cm，其余
一次浇完。
4.4.6 盖板及井盖安装
盖板砼采用 C25 混凝土现场预制，井圈砼采用 C25 混凝土，重型球墨铸铁
防盗井盖、盖座成套运至现场汽车吊吊装。
4.4.7 踏步
井室内的踏步采用成品塑钢踏步，其尺寸应符合规定。
4.4.8 井简砌筑
当盖板吊装安装好后，进行井简浇筑。
4.4.9 钢筋砼检查井施工工艺流程
10
钢筋混凝土检查井施工工艺图 4.3
基础处理
施工放样
配合比设计原材料检测
浇筑砼垫层
定位放线
钢筋绑扎，模板支设、踏步预
埋
井身浇筑
管子与井连接、抹面
管底浇筑
盖板预制运输
盖板吊装
井简浇筑
井盖、盖座运输
吊装
验收
11
4.5 闭水试验
管道施工完成后需做闭水试验。
按施工质量验收规范要求，管径 D≤700
时，每个井段之间均需做闭水试验；当管径 D＞700 时，每三个井段抽查一个
井段做闭水试验。
闭水试验应在管道回填土之前进行。
试验前，用 1：
3 水泥
砂浆在试管段两端砌 24㎝厚度的砖堵并抹面密封（下游砖堵有带阀门的放水管）
，待养护 2～3 天达到一定强度后，向上游井内放水使管段串水，同时检查砖
堵、管道、井身，有无漏水和严重渗水，再浸泡 1～2 昼夜，使管壁吸水饱和。
闭水试验的水位应为试验段上游管内顶以上 2m。
如检查井高不足 2m 时，以检
查井高为准。
管道工程的主体结构经验收合格，并进行管道闭水试压合格后才
允许进行回填。
4.6 检查井回填
回填时沟槽内应无积水，不得带水回填，不得回填淤泥、腐殖土、有机物
和冻土，回填中不得含有石块、砖、木块及其他硬物体，回填压实系数不小于
0.95。
4.7 管道安装质量要求和施工要点
12
4.7.1 质量要求
管道安装质量要求，必须符合下列要求：
4.7.1.1 纵断高程和平面位置准确，对高程应严格要求；
4.7.1.2 接口严密坚固。
4.7.1.3管材必须具有出厂合格证。
管材进场后，在下管前应做外观检查
（裂缝、缺损等）。
4.7.2 施工要点
下管、安管施工要点：
基础达到要求后，方可直接下管。
下管前亦可在平基面上弹线，以控制安管中心线。
管子安装好后，应用干净石子卡牢，并及时做管道支墩基础。
五、施工质量保证措施
1、竣工测量测出各管口高程及水平位置的数据，填写竣工测量资料。
顶
管施工外观质量标准检查项目规定如下：
（1）目测直顺、无反坡、清洁、不积水、管节无裂缝。
（2）顶管施工如遇塌方或超挖，土壁与管壁之间的空隙必须进行压浆、
补实处理。
2、建立健全由项目经理统一管理的技术、质量、安全管理体系；
3、落实岗位责任制，在施工过程中做到各负其责，达到以工作质量保证
工程质量的目的；
4、严格控制材料进货渠道，进场材料都必须有合格证，重要材料进场时
施工、技术、质量负责人必须全部亲自到场检验，确定合格才可入场使用；
5、顶进施工时，顶进记录必须真实、清晰、完整。
建立健全交接班制度。
当交接班时，当班负责人必须向接班负责人交清记录，并说明在顶进操作中所
出现、发现的问题及处理情况。
6、提高施工及操作人员的素质，加强在顶管施工中的动态管理。
顶进施
工必须认真执行施工方案及有关规定。
7、严格按设计要求与《顶管施工工艺标准》要求施工及验收，及时收集
施工资料。
施工资料要做到真实、准确、及时。
顶管允许偏差表 1
13
序
号
项 目
允许偏差
（mm）
检验频率
检验方法
范围
点数
1
中线
D＜1500
≤30
每节管
1
测量并检查记录
2
位移
D≥1500
≤50
3
管
内
底
高
程
D＜1500
+10
-20
每节管
1
水准仪测量
4
D≥1500
+20
-40
5
相邻
管间
错口
D＜1500
≤10
每个接口
1
用尺量
6
D≥1500
≤20
7
对顶时管节错口
≤30
对顶接口
1
用尺量
序
号
项 目 名 称
允 许 偏 差
检 验 频 率
检 验 方 法
范 围
点 数
1
工作坑每侧宽度、长度
不小于设计规定
每座
2
挂中线用尺量
2
后
背
垂直度
0.1%H
1
用垂线与角尺
水平线与中心线的偏差
0.1%L
1
3
导
轨
高程
+3，0
1
用水平仪测
中线位移
左 3，右 3
1
用经纬仪测
顶管工作坑允许偏 差 表 2
8.质量目标
工程质量保证达到设计要求，达到合格标准。
9. 工作坑拆除
9.1 拆除工作坑时按安全技术交底要求进行。
拆除工作坑支撑时设专人指
挥，自下而上逐层进行，并按安全技术交底要求及时回填。
在下层完成填土前
严禁拆除上一层支撑。
9.2 拆除工作坑支撑作业中，无关人员不得在坑内。
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六、施工现场安全管理措施
1、临时用电危险源控制措施
（1）施工现场用电安装严格实行三相五线制，即 TN—S 供电系统且按规定
工作零线和保护零线用不同颜色分开，不符合要求严禁使用。
（2）施工现场配电系统严格实行三级供电逐级漏电保护，漏电开关定期进
行检测，开关定值必须与负荷相匹配。
（3）各种电力设备严格实行一机一闸制。
（4）为确保人身安全，施工现场临时用电不少于三处重复接地保护。
（5）接地电阻不得大于 4Ω，重复接地不得大于 10Ω。
（6）维修时遵循停电、验电、挂地线等技术措施，电源侧开关悬挂安全警
示牌并设专人看护。
2、用电防护措施
（1）设备进入施工现场进行严格检查，不合格的产品不准使用临时用电配
电线路必须按规范架设整齐，严格执行 JGJ46--2005 标准。
、
（2）施工现场变压器、固定电闸箱均应设硬质围挡，悬挂“高压危险”
“非工莫入”等警示标志，保证门、锁齐全有效。
（3）施工中严格按照规程规范要求标准进行电器设备的安装。
施工电器做
到三级供电两极漏电保护的要求，并对电器设备的金属外壳做好接零保护。
（4）用电人员经培训了解电器知识，其他人员严禁动用电气设备。
电器设
备使用前，必须由专业进行检测合格后方可使用。
（5）搬迁或移动电器设备时，切断电源。
（6）施工现场按规定使用安全电压照明，在特别潮湿和易燃易爆场所，使
用 12 伏安全电压。
（7）施工现场必须昼夜有电工负责检查巡视工作，并做好记录。
踏被
（8）作业中遇现况电缆必须保护起来，并及时向项目部汇报，作业人员不得踩
保护的线路。
24
（9）顶坑内的照明电压不得不得高于 伏潮湿时应使用12 伏。
（10）检查作业前，必须停机、卸压、切断电源。
确、
（11）每班启动顶进设备前，应检查电气、液压系统和管路，确认连接正无楼电、
无漏油方可进行顶进作业。
严禁带电、带压进行设备检查作业。
15
3、安全用电防雨措施
（1）雨季施工，电器设备有防雨设施，（苫盖或支搭方雨棚），以防雨淋；
（2）电闸箱安装在平坦或地势较高的场所，已防水淹发生危险。
（3）雨后对电器设备进行绝缘摇测，合格后方可使用。
（4）施工现场严禁使用一类手持电动工具。
（5）雨后对电闸箱及漏电开关进行检测，保证机构灵敏可靠，不合格严
禁使用。
（6）潮湿场所使用照明灯具，必须使用 12∨安全电压；工具必须使用三
类手持电动工具。
4、安全用电防火措施
（1）施工用电线路，严格按照负荷的大小，经计算选择导线，防止过负荷，
致使导线过热引起火灾。
（2）专业人员认真选择合格的电器设备，按规范要求安装，定期进行检查
巡视，防止过载或短路引起火灾。
（3）对施工现场的用电防火进行定期检查，及时消除火灾隐患。
5、基坑临边防护安全措施
（1）基坑开挖前必须在施工区域外围进行有效围挡，并设置人员出入口。
（2）围挡立柱必须要牢靠插入基础土层中，并采用护栏板或者架杆等进
行不少于 3 道的横向围挡。
（3）围挡区域外侧设置明显的警示标志，并张贴行人、车辆注意安全等
警示标语。
（4）夜间施工需采取有效照明措施，严禁采用简单照明器具，施工照明
线路要严格按照规范要求进行配置，并委派专业电工进行现场巡视检查。
6、其他安全施工措施
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