公路顶管穿越方案.docx
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公路顶管穿越方案
高青县滨河路建设工程
管道顶管穿越公路方案
山东莱钢建设有限公司
第一章工程概况-0-
第一节工程概况-0-
第二节编制范围、依据-1-
第二章施工准备-1-
第一节项目组织机构-1-
第二节项目部主要成员及部门职责-2-
第三节项目管理目标-3-
第三章施工方案-4-
第一节顶管施工原理-4-
第二节施工方法-4-
第三节施工技术措施-4-
第四章安全文明施工措施-14-
第一节安全施工技术措施-14-
第二节施工现场文明施工、环保、消防、降噪声措施-14-
第五章质量保证和质量违约责任承诺-15-
第一节质量保证措施-15-
1）建立以项目总工程师为首的质量保证体系和质量检查监督机构，实行质量跟踪检查，保证影响工程质量的各种因素始终处于受控状态，各级质量人员要认真落实各项技术管理制度和工程师岗位制，强化质保体系的运转。
-15-
2）确立明确的工程质量细则，实行工程创优目标管理，建立工序质量控制目标，实行全过程的质量控制和管理,把住分部分项工程质量验收标准关，运用全面质量管理法，根据工程特点，技术难点开展QC小组进行攻关，提高工作人员的工作质量，以工作质量来保证工序质量，以工序质量来保证工程质量。
-15-
第六章有必要说明的其他内容-16-
第一节雨季施工基坑坍塌事故应急预案-16-
第一章工程概况
第一节工程概况
一、工程说明
本标段采用水泥管顶管穿越上东外环路K1+381米处，长度44米，管径为DN1000mm接入东外环污水主线；就近开挖东外环东侧至东外环污水主线检查井，管径为DN1200mm。
第二节编制范围、依据
一、编制范围
本次编制的工作范围为上东外环路K1+360.473米、K1+402.473及过东外环接入东外环污水主线检查井标段内管道安装,以及无压力排水管道闭水试验。
二、编制依据
2.1、《给排水管道工程管道工程施工及验收规范》GB50268-2008
2.2、《市政排水管道工程施工及验收规程》DBJ08-220-96
2.3、《给水排水工程顶管技术规程》CECS246-2008
2.4、《公路路基设计规范》JTGD30-2004
第二章施工准备
第一节项目组织机构
现场管理组织机构框
第二节项目部主要成员及部门职责
项目管理机构各岗位部门职责范围和授权：
一、项目经理职责
1.项目经理是工程的第一责任人，全权负责该工程的指挥运行，对工程的安全、质量、进度、经济技术指标等负全面责任。
2.建立健全各项管理体系，制定和完善各项管理制度，保障项目的高效、有序运转。
3.协调各部门、岗位的工作关系，监督考核其工作质量，奖优罚劣。
4.合理调配项目部各项资源，解决施工中的重大问题。
5.组织协调和业主、监理、地方部门及其它施工单位的关系。
6.对本岗位工作质量负责。
二、项目技术负责人职责
1.负责工程项目的全面技术管理，是工程技术第一责任人。
2.贯彻执行本工程各项技术标准和施工规范。
3.负责组织制定本工程主要技术方案，组织编写施工组织设计。
4.组织项目重大技术问题的决策与处理，解决现场技术、质量及HSE问题。
5.组织编写和整理各项技术资料，负责工程的竣工验交。
第三节项目管理目标
一、工程工期目标：
18天内施工完成。
天数
内容
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施工准备
操作坑开挖
操作坑支护
操作坑设备安装
顶管作业
闭水试验
竣工验收
二、工程质量目标：
确保本工程质达到“合格”标准。
三、安全文明施工目标：
工程实施过程中贯彻“安全第一、预防为主”的方针，确保工地一切建筑、安装、顶管的施工安全，施工设备运行的安全，第三方的人身安全、消防安全、物资材料安全，路面交通畅通，不发生重大安全生产事故，伤亡率O%，创建安全文明工地。
四、环境管理目标：
严格执行国家和省市有关环境保护的法规法则。
第三章施工方案
第一节顶管施工原理
在公路两侧放出管道中心线，选择公路西侧作为顶管操作坑，另一侧为接收坑，确定顶管穿越的进、出口位置，在操作坑内放入第一节顶管管道和顶管设备。
由人工先在管道前端掏土，待管道前端形成略大于管道外径的圆型空间后，再顶进管道。
如此循序渐进，直至穿过公路为止。
施工中的清土、排渣采用小滑车配合施工。
第二节施工方法
本工程管道入口处埋设深度在4.84m，穿越土层为粉土、粉质粘土，地下无石块等其它阻碍物。
顶管穿越施工设备主要包括千斤顶、顶铁及运土设备等。
施工前开挖工作坑，将设备安装就位，吊装管道、安装顶环，利用千斤顶顶推管道，每顶进一定行程，退回顶缸，然后加入顶铁或管道继续顶进，循环作业，直至管道顶至对面接收坑；拆除设备，清理管道内余土。
管道首先选择钢承口连接方式。
第三节施工技术措施
一、施工工序
二、施工准备
组织施工人员熟悉施工图，进行技术交底，制定施工质量保证措施。
先与公路主管部门联系，按照路政部门的要求办理穿越施工手续，并根据现场情况设置相应的警示标志。
现场确定超占地使用范围，并与当地政府联系获得土地使用许可。
必要时修筑一条从公路通往作业带的便道，便于设备、材料运输。
顶管设备、配套设备及各种机具材料准备齐全。
由于是昼夜连续施工，夜间所需材料、用具必须准备齐全，以保证施工正常进行。
后背结构及抗力计算
后背作为千斤顶的支撑结构，要有足够的强度，且压缩变形要均匀，所以，应进行强度和稳定性计算。
本工程采用组合钢结构后背，这种后背安装方便，安装时应满足下列要求：
使用千斤顶的着力中心高度不小于后背高度的1/3。
顶力计算
FP=πD0Lfk＋NF
其中FP—顶进阻力（kN）；
D0—管道外径（0.6m）；
L—管道设计顶进长度（按36m计算）；
fk—管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（kN/m2），粉质粘土，取12kN/m2；
NF—顶管机的迎面阻力（kN），对于敞开式顶进，
NF=л/4×D2×γs×Hs
式中：
D——顶管机外径（m）取0.72
γs——土的重度（KN/m3）取18
Hs——覆盖土层厚度（m）取4.82
NF=35.3kN
FP=π×0.72×36×12＋35.3=1012kN
根据《给水排水顶管技术规程》（CECS246-2008）的规定，钢筋混凝土顶管的混凝土等级不宜小于C50。
钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力按下式计算：
式中：
Fdc——混凝土管道许用顶力设计值（N）；
——混凝土材料受压强度折减系数，取0.90。
——偏心受压强度提高系数，取1.05.
——材料脆性系数，取0.85.
——混凝土标准调整系数，取0.79.
——混凝土受压强度设计值（N/mm2）
——管道的最小有效传力面积（mm2）。
——顶力分项系数，取1.3.
管道最小传力面积
=3.14×（4802-4002）=221056mm2
则Fdc=0.5×0.9×1.05×0.85×221056×23.5÷1.3÷0.79=2031517.02N=2031.52KN.。
由于2031.52>1012，故管道的许用顶力满足施工要求。
三、测量放线
根据现场情况，选择运输方便、平整、地面高程较低且无障碍的一侧作为施工场地，并作为顶管设备、水泥管道摆放地点，同时开挖操作坑也设在这一侧。
根据设计给定的控制桩位，用经纬仪放出穿越轴线，并打出管线穿越中心桩、施工作业带边线桩，撒上白灰线。
放线时，同时放出操作坑与接收坑的位置与尺寸。
在穿越至验收的全过程中，随时有测量仪器进行配合。
本次穿越管道，为了防止施工出现管道倒坡、或者管道中积水，施工坡度定为0.5%。
四、开挖操作坑，安装顶管设备
工作井尺寸按下井管节长度确定，工作井的内净长度为：
L≧L2+L3+L4+K
L2——管节长度，对于钢筋混凝土管取2.5~3.0m;
L3——千斤顶长度，取2.5m;
L4——留在井内的管道最小长度,取0.5m;
K——后座和顶铁的厚度及安装富余量，取1.6m;
则：
L≧L2+L3+L4+K=3.0+2.5+0.5+1.6=7.6m
工作井的宽度：
B=3D1+（2.0~2.4）
D1——管道外径；
则：
B=3D1+（2.0~2.4）=3×0.96+（2.0~2.4）=4.88~5.28m,取5m。
工作井底板面深度：
H=HS+D1+h
HS——管顶覆土层厚度，取4.16m;
D1——管道外径,960mm;
h——管底操作空间,取0.4m;
则：
H=HS+D1+h=4.16+0.96+0.4=5.5m。
工作井上部放坡下部采用三面（除后背墙外）U型钢板桩支护模式。
放坡高度2m,放坡坡度1：
1。
工作井坑底抄平夯实，基础采用混凝土基础，基础混凝土强度为C20，厚度为20cm，混凝土内预埋钢板，高程与设计管道坡度一致。
导轨由2根38#轨钢组成，两导轨平行等高，与预埋在混凝土中的钢板焊接在一起（见下图）。
固定在工作井底板上的导轨在管道顶进时不可产生位移。
导轨的中距为500mm。
顶铁采用U型顶铁，顶铁两面应平整，互相平行。
顶帖与混凝土管道之间加木垫圈，木垫圈用胶黏剂粘在受力面上。
钢筋混凝土管道的接头采用钢承口接头，接缝应采用弹性密封填料勾缝。
（参见CECS246-2008《给水排水工程顶管技术规程》）。
400mm
38#导轨
500mm
导轨中距
其深度挖至设计标高+5.42m。
承受顶进反作用力的作业坑背部处理成垂直状，误差小于±5°，后背墙采取相应的支撑措施，用枕木排靠紧后背坑壁，后座采用三层20cm×20cm方木（两边横排，中间竖排）+1500mm×1500mm×20mmQ235B钢板。
后座低端位于工作井底以下500mm处。
后座应于管道轴线垂直，允许不垂直度为5mm/m。
作业坑处理完毕，用吊车把顶管设备安装好，包括支撑架、推进轨道、千斤顶等，测量校正导轨面，保证管道中心与设计中心相吻合，保证施工精确度。
五、顶管作业
由于顶进长度小于40米，故可不采用减少管壁摩阻力措施，也无需采取通风措施。
用吊车将穿越管道轻放在推进轨上，使液压顶管器活塞的中心线与管道的中心线在一条直线上，中间加上环形方木、顶铁，管节端面垂直顶管中轴线，液压顶管器与后背墙靠紧，调整好开始顶进。
在开始顶进前，先用人工在管道中心线入土点处挖略大于套外径，长0.5m的洞口，试顶一次，用水准仪测量，无需调整后，开始顶第一根管道，先用水准仪测量管道中心、管道前后标高差，每当管道顶进500mm后，就再测量一次，管线位置、标高是否发生偏移现象，发生偏移时，要及时采取校正措施。
收回顶管器活塞，加入顶铁块，然后用顶管器再顶，直至顶完第一根管道，顶铁的安装应平直，顶进时严防偏心，以免顶铁崩出伤人，并随时注意油压变化，发现不正常时，立即停止顶进，并检查原因，然后吊入第二根管道。
在两管接口处，按设计要求用石油沥青麻刀进行密封，确保接口处于刚性连接，避免在顶进时受力产生错位，保证管道在顶进过程中高程和方向不会发生变化。
泥水排放应选用管道运输。
为减少地面沉降，应严格控制出泥量，不可超量出泥。
顶管施工应建立地面和地下测量控制系统。
测量控制点应设在不易扰动，视线清楚，便于校核和易于保护处。
由于顶进距离较小且为直线顶进，故顶管方向测量采用经纬仪，管内水准测量采用水准仪。
管道偏差测量每顶进500mm不宜少于一次。
测量控制是在管节顶进时对顶进管段中线的方位及高程进行严格控制，每顶进一节管子时都要用水准仪测量被顶进管段的高程并采用中线垂球法测量顶管的方位偏差，将每次测量的成果做好记录，及时纠偏，否则偏差积累过大，校正困难。
管道前后的标高差，边顶边测量，如有偏差，随时进行调整。
同时在顶进过程中随时用经纬仪和水平尺配合，检查进管的长度、水平度和与设计轴线的偏差。
以施工放线时布置的中心桩为准进行监测，发现位移，要采取适当措施予调整过来。
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5ˊ～20ˊ之间选择。
另外应严格控制油泵的压力，不使油泵压力升得过快，纠偏结束后应锁紧螺旋定位器。
纠偏调整措施有：
①发生左右偏斜时，可在管道偏向设计中心的一侧进行适当超挖土，而在相对的一侧不超挖或留坎，使管道在继续顶进时，逐渐回到设计位置。
②如发生向上、向下偏斜时，可在管道的末端和顶铁之间加一块相应厚度的楔形钢板，让顶铁和管道之间形成一角度，顶进时可使被顶管得到纠正。
顶管工作开始后要连续施工，不宜中途停止，同时应尽量衔接工序，减少停顶时间，避免推进阻力的增大，如此周而复始循环顶进，直到规定长度。
如在纠偏过程中，发现借口缝隙开裂，做好记号，在施工完毕后，进行注浆堵漏。
集水坑尺寸为800mm×800mm×1000mm。
六、降水施工
根据本工程拟建场地周边环境情况、工程地质条件、水文地质条件及拟建建筑物的特征，结合地区降水经验，采取管井降水经济合理，便于施工和质量控制。
①施工方法
A根据轴线测量放井位，然后钻机就位。
B采用回转钻机成孔，成孔直径600～700mm，成井直径500mm，孔深15m。
C成孔后冲孔换浆，之后安装钢筋砼管。
做好井管之间的连接。
D井管安装完毕后，在管井与孔壁之间填入直径为5-10的米石。
E成井后及时进行洗井，达到水清砂净。
F安装合适的水泵进行抽水、排水，降水深度10m。
②工艺流程
管井定位
钻孔
井管准备
井管安装
配套安装
米石固井
抽水
③根据涌水量，管井选择安装23m3/h（根据实际情况调整泵量大小，以便更好地控制水位）潜水泵进行抽水，扬程不小于30m，泵的大小根据施工时实际情况最终确定。
④排水系统：
井中抽水管采用50-76mm消防带与泵连接，井外排水管采用Φ150mm钢管。
七、管道测量，设备拆除
管道安装完毕后，用测量仪器对管道进行测量，包括入土、出土点标高、顶进轴线偏离值、管道长度等并填写记录表。
管道钻进允许误差：
水平轴线允许偏差不大于50mm（用经纬仪测量），管内底高程允许误差范围为-40mm~+30mm（用水准仪测量）。
顶管造成的地面沉降不应造成道路开裂且地面沉降量不大于20mm。
管道检查合格后，将设备、顶铁、轨道吊出操作坑，拆除后靠背墙。
八、管道无压力闭水试验
管材规格等级必须符合设计要求。
管道经无损检测合格后进行水压试验，具体试压技术要求应符合设计及规范要求。
如果在试验当中，出现漏水，立即排出管道内积水，查找漏水点，找到漏水点后，采用堵漏剂+水泥堵漏。
九、回填、恢复地貌
附件安装完毕检查合格后，进行回填。
靠近公路侧的回填土要分层夯实，并恢复边沟、排水沟等道路设施。
将穿越施工中留下的废钢铁、防腐材料、污水、油迹及其它垃圾物等全部清除，环境清洁程度与施工前一致。
十、质量保证措施
接受现场监理的监督检查，发现问题及时解决。
特殊工种必须持证上岗，严禁无证操作。
防腐补口每一道口，每一道工序要严格执行规范，要求详细的施工数据，施工记录，并搞好防腐检漏工作，把缺陷全部消除。
认真贯彻三检制度，实行班组自检、互检与专业检查相结合的检查制度，并做好各项检查记录。
第四章安全文明施工措施
第一节安全施工技术措施
1．基坑开挖前施工负责人针对地下设施情况、危险性、安全措施、操作方法和在施工中应注意的事项等向操作人员详细交底。
2．挖土方时每人施工不得超过1小时，轮流换班施工，
3．挖土方时应自上而下进行，尽量不采取掏洞、挖空底角的方法必要时采取安全措施，防止塌方。
4．下管子时坑内不得站人，使用吊车下管应有专人指挥，并应事先查看现场。
5．应按照要求架设临时线路，闸箱应安全合格，停止工作期间应将总闸打开停止供电。
6．雨雪天应停止带电作业，雨后检查电器设备，符合规定时才使用。
7．压力实验时，管端及附近均不得站人。
对封堵等部位的检查，应在不带压情况下进行。
第二节施工现场文明施工、环保、消防、降噪声措施
一、文明施工管理目标
现场实行标准化文明施工管理,确保达到省“安全文明工地”标准。
二、文明施工管理措施
1.文明施工管理是全面体现一个企业的现代化管理水平，体现一个企业的总体精神面貌，也是杜绝安全事故发生的治本途径，我们公司的宗旨向来就是“一手抓生产，一手抓文明施工”，两者兼顾。
2.在堆土的四周排设排水道，确保堆土四周无积水，四周道路畅通、平整，各种物资整齐堆放。
3.强调安全员管理概念，对进入现场要悬挂醒目的警示标牌。
4.作业场地及临设，配备有效的灭火器材。
第五章质量保证和质量违约责任承诺
第1节质量保证措施
1）建立以项目总工程师为首的质量保证体系和质量检查监督机构，实行质量跟踪检查，保证影响工程质量的各种因素始终处于受控状态，各级质量人员要认真落实各项技术管理制度和工程师岗位制，强化质保体系的运转。
2）确立明确的工程质量细则，实行工程创优目标管理，建立工序质量控制目标，实行全过程的质量控制和管理,把住分部分项工程质量验收标准关，运用全面质量管理法，根据工程特点，技术难点开展QC小组进行攻关，提高工作人员的工作质量，以工作质量来保证工序质量，以工序质量来保证工程质量。
3）强化技术管理工作，建立图纸会审、技术交底、技术复核和隐蔽验收制度。
严把材料进场质量验收评定关，各种原材料进场必须有出厂质量合格证书，严禁不合格材料用在工程上。
4）建立定期的与建设单位、设计院、质量监理联系会议，共同分析质量动态，解决工程进度，建筑设计与工程质量的矛盾，做到进度、设计、质量三保证。
5）实行严格的质量奖罚制度和材料检验制度，以严密的管理和优质的材料来保证优质工程的实现。
6）现场质检人员要严格按照施工工序的质量要求对工序进行质量监督及检验并执行管道验收标准。
7）严格执行三检制度，并做好记录。
8）隐蔽工程必须经建设单位或监理公司验收合格，再进行下道工序施工。
9）各种材料进场必须有合格证，并经质量检验人员验收，方可使用。
无证或不合格者不可使用。
第六章有必要说明的其他内容
第一节雨季施工基坑坍塌事故应急预案
1、工程概况
该工程位于高青县境内，地质条件是相对复杂，受雨水或生产、生活用水的作用、边坡放坡有限等条件的限制，是容易产生滑坡或塌方的主要因素。
必要时采取措施加以预防。
2、目的
为了控制基坑坍塌事故,并对其它可能引起的坍塌事故，规定防范措施和应急响应措施，尽可能减少事故对人、财产和环境造成的损失。
3、适用范围
本预案适用于发生重大基坑坍塌事故的预防和应急救治。
4、危险性分析
4.1.基坑坍塌事故隐患主要分布于以下部位或作业活动:
（1）基坑开挖放坡不够，条件所限不能按土的类别和坡度的允许值按规定的高宽比进行放坡。
（2）基坑边坡顶部超载或由于震动，破坏了土体的内聚力，引起土体结构破坏。
（3）由于施工方法不正确，开挖程序不对，超标高挖土，支撑设置或拆除不正确，或者排水措施不力。
4.2.基坑坍塌事故的影响分析
一旦发生坍塌事故，造成如下影响：
（1）人员的伤亡。
（2）材料、物资的损坏或损失。
（3）影响周边生产生活环境。
5、预防措施
5.1.基坑开挖前,要按照土质情况、基坑深度以及周边环境确定支护方案。
（支护方案内容包括:
放坡要求、支护结构设计、机械选择、开挖时间、开挖顺序、分层开挖深度、降水措施及监测要求等）
5.2.采取合理的排水方法。
5.3.机械挖土与人工挖土进行配合操作时，人员不得进入挖土机作业半径内,待挖土机作业停止后，人员方可进行坑底清理、边坡找平等作业。
5.4.挖土机司机应经专门培训考试合格持有操作证。
6、应急技术措施
6.1.首先排水：
在滑坡范围外设置多道拦水沟，以拦截附近的地表水，修设或疏通周边排水系统，疏导地表水及空隙水，阻止渗入滑坡的松土内。
6.2.处理好附近的生活及生产用水，防止浸入滑坡地段。
6.3.滑坡土方量不大时，最好将坡体全部挖除，如土方量较大，不能全部挖除，对滑坡体采取深翻、压实措施，对土体尽量削成较平缓的坡度，或做成台阶形，进行层层卸载。
6.4.对已滑坡等滑坡体稳定后，采取边挖边在坡脚打钢管桩或木桩@400,内侧用废旧模板或木夹板挡土。
同样做好排水及卸载工作，保持适当坡度。
7、应急组织措施
为了更好地达到抢救及时、救护得当的目的。
根据现场实际情况，组织成立项目应急准备与响应领导小组，组长由项目经理出任，负责统一指挥、调动，并根据事故发生的性质、采取应急措施，并组织实施，同时向业主和监理及有关部门报告。
坍塌事故一旦发生后，立即安排专职人员负责危险区域的警戒和人员疏散引导，及时救治因事故造成的人员伤害。
根据事发现场的实际情况拟定救援技术措施，并组织相关人员，机械设备和检测仪器实施救援，有效控制事故的进一步扩大。
8、坍塌事故的善后处理
8.1.事故的调查
由公司事故调查小组进驻事故现场进行勘察、测量、收集数据并分析，根据分析结果提出初步意见报公司领导审批形成处理意见上报主管机关。
如上级主管部门派人调查，公司事故调查小组成员配合上级主管部门进行联合调查。
8.2.事故的报告
重大事故12小时内报告公司总经理，特大事故24小时内报告主管上级机关。
8.3.受伤人员处理
对受伤人员积极开展治疗，并做好思想政治工作，使伤员情绪稳定，做好其家属和伤员的慰问工作，并按国家和企业有关规定，做好其家属和伤员慰问工作，并按国家和企业有关规定进行赔偿和采取其他优抚措施。
8.4.环境和社会影响处理
造成的影响，配合当地政府部门和小区做好群众安抚工作，化解事态，并对环境造成影响积极消除对周边环境和社会做出相应补救措施。
现场实际情况与本方案不同时以实际情况为准。
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