福永顶管施工方案人工掘进.docx
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福永顶管施工方案人工掘进
宝安大道红线外配套排洪整治项目
——福永新和排涝工程
顶管施工方案
编制：
审核：
审批：
汕头市达濠市政建设有限公司深圳分公司
编制日期：
2008年07月06日
第1章编制说明及依据
1.1编制说明
在对施工图纸深入领会的基础上，我们充分考虑了本工程的自身特点，并且以我公司的技术实力和多年的给排水工程施工管理技术经验为基点，反复论证了各项施工工艺、现场布置和进度计划，编制了本施工技术方案。
1.2编制依据
1、中国市政工程东北设计研究院提供的施工图纸。
2、图纸会审精神及答疑。
3、《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》（城市建设部分）。
4、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）。
5、《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》SJG05－96
6、《深圳地区地基处理技术规范》SJG04－96
7、《给水排水构筑物施工及验收规范》（GBJ141-90）
8、《岩土工程勘察报告》。
9、《砌体工程施工质量验收规范》（GB50203-2002）。
10、《砼结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）。
11、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-96）。
12、现场情况及我公司的技术力量装备、施工经验。
第2章工程概况
1.1工程简介
1.1.1总项目简介
本工程项目为宝安大道红线外配套排洪整治项目———福永新和排涝工程。
位于深圳宝安区福永街道办新和居委。
建设单位：
深圳市宝安区水务局；设计单位：
中国市政工程东北设计研究院。
监理单位：
深圳市深水水务咨询有限公司。
工程合同工期：
180天。
福永新和社区位于宝安大道西侧，社区原有排水系统是在收集雨水进入福永河与庙涌的渠水后，自东向西流入大海。
宝安大道建设时设置了2孔3.0m×1.5m的过路箱涵、3.0m×1.4m的过路箱涵，2根DN1200mm的雨水管。
本项目拟建的排水渠道连接了原有排水系统，解决片区的排涝问题，使片区防洪标准达到市政2年一遇。
工程规模：
本工程总汇水面积为1.55Km2，采用城市T=2年降雨重现期排水标准；工程等级为Ⅲ等，主要建筑为3级，临时建筑为5级。
总设计流量24.82m3/s，包括底宽9.5m护壁明渠317m、4.0m×1.6m钢筋砼箱涵426m、3.0m×1.5m钢筋砼箱涵293.5m、现状4m宽明渠护砌、扩建、清淤672m。
工程总体布置：
（1）、北侧雨水经过宝安大道下面的预留双孔3m×1.5m箱涵顺接入3m×1.5m设计箱涵（15m），经3m×1.8m设计箱涵（349m）传输进入庙涌。
（2）、中部雨水经过宝安大道下面的预留3m×1.4m箱涵进入现状DN1500mm管道和设计DN1000mm管道（326米），DN1000mm管道向北接入3m×1.8m设计箱涵。
（3）、南侧雨水经过宝安大道下面预留的2根DN1200mm管进入设计DN1800mm管道（80.5米），并传输至设计改造4米宽明渠，经过设计3m×1.5m、4.0m×1.6m钢筋砼箱涵传输，将雨水输送至庙涌。
1.1.2顶管施工简介
本工程的BK0+020~BK0+325段原设计为3×1.8m的箱涵，采用钢板桩进行基坑支护（目前该段已经破路面，并施工搅拌桩），但施工场地两侧商铺密集，距离基坑比较近，施工时将存在较大的安全隐患。
经与设计院协商，对该段施工工法进行变更，改为顶管法施工。
原设计方案过水断面约为5.4m2，变更后的方案为：
顶两根DN1650钢筋混凝土Ⅱ级管（过水断面约为4.3m2），在BK0+020、BK0+200、BK0+320处各修建一座内净空为6.5×6m的矩形工作井，BK0+110和BK0+260处各修建一座净空为6.5×4m接受井，井采用沉井做法。
BK0+200工作井向BK0+110和BK0+260接收井采用双向顶进，BK0+020工作井向BK0+110接收井、BK0+320工作井向BK0+260接收井均采用单向顶进。
采用手工掘进顶管法施工。
线路走向及井位布置见设计图。
1.2地质条件
1.2.1总体地质条件描述
根据钻探揭露，拟建场地的土层自上而下依此为第四系人工堆积层（Qml）、第四系海相沉积层（（Qmc）、第四系残积层（Qel）及伏基岩燕山期花岗岩（r5）。
1、人工填土：
组成成份及密度不均匀，压缩性高，属不稳定土体，未经处理，有不均匀沉降的可能性。
2、淤泥质粘土（层序号2）：
以软塑状为主，局部流塑，高压缩性，此层不宜作为天然路基持力层。
3、冲积亚粘土（层序号3－1）：
软可塑~硬可塑，属中等压缩性粘土，可作为天然路基。
4、中细砂（层序号3－2）：
以稍密状为主，此层力学性质良好，可作为天然路基持力层。
5、砾砂（层序号3－3）：
以稍密状为主，此层力学性质好，可作为天然路基持力层。
6、残积亚粘土（层序号4）：
硬可塑~硬塑，此层有一定结构强度，由于残积土水理性较差，当受地下水浸润后，含水量增多，其强度将降低。
7、全风化花岗岩（层序号5－1）：
呈硬土状，原岩结构形态清晰并保留微弱的残余结构强度，具较明显的粘土化特征。
是各类摩擦桩的理想持力层。
8、强风化花岗岩（层序号5－2）：
具有一定的原岩结构强度，岩芯呈半岩半土状态，结构面具一定泥化特征，是 各类摩擦桩及端承桩较理想持力层。
弱风化花岗岩（层序号5－3）：
以碎块状为主，是各类端承桩较理想持力层。
1.2.2顶管穿越地层描述
顶管顶部主要为70cm的人工填土，顶管洞身主要穿越淤泥质粘土。
管底以下为为淤泥质粘土，在向下为冲积亚粘土或中细砂。
地下水位较高，基本位于地表以下1m左右。
1.3主要工程量及施工段划分
序号
管段
管径（mm）
长度（m）
坡度（‰）
管顶埋深（m）
管身穿越地层
1
BK0＋020－BK0＋110
2×DN1650
85
1
0.9
淤泥质粘土
2
BK0＋110－BK0＋200
2×DN1650
85
1
0.9
淤泥质粘土
3
BK0＋200－BK0＋260
2×DN1650
55
1
0.9
淤泥质粘土
4
BK0＋260－BK0＋325
2×DN1650
60
1
0.9
淤泥质粘土
小计
285
第3章施工管理组织机构
3.1施工管理组织机构
为实施本合同工程任务，我公司在现场成立项目经理部组织指挥现场施工，项目经理部由管理层和作业层组成。
管理层负责组织管理、协调控制、服务外协等事宜。
作业层负责现场实施，随着施工进度计划的发展，作业工人略有增减。
根据本工程的特点及施工要求，承担本项目施工任务的管理层人员拟从本公司有市政工程施工经验的队伍中抽调，由具有施工经验的工程技术人员和管理人员，组成精干、高效的项目经理部。
项目班子设项目经理1名、技术负责人1名，下设：
质量安全部、工程技术部、计划合约部、测量队、实验室、物资采购部、财务部和后勤部。
作业层为直接生产单位，根据各自专业不同，分别设顶管施工队、搅拌桩施工队、土石方运输队、管道运输队、测量队、井室施工队、路面施工队、机械组和交通疏解和公共服务队。
实施本项目工程的工作班子在充分考虑合同条件和工作规范的基础上，结合项目技术特点进行相关人力资源优化配置。
原则是管理干部职责分明、权限到位。
3.2主要职责范围
1、项目经理
主持全面工作，全面履行项目合同，对工程质量、安全、工期和成本控制负全责；负责项目经理部内部行政管理工作，包括人员调配、财务管理和对外协调等。
2、项目技术负责人
主抓技术工作和质量控制，并负责与监理单位、设计单位、质检站和业主的协调工作，分管工程技术部。
3、质量安全部
认真地贯彻执行国家“安全第一、预防为主”的方针和一切安全生产法令、法规、条例及各项管理制度，实现“五无目标”。
组织定期及不定期的安全生产巡回大检查，认真贯彻“一标两规范”，随时发现和指出不安全的隐患，签发限期整改通知书，及时督促整改，消除隐患。
制止违章作业和违章指挥，一旦发现危及安全生产的紧急情况，立即下令停止作业，并向安全第一责任人汇报，采取措施，予以补救。
组织检查落实特种作业人员培训计划，指导培训业务，收验持证上岗，停止无证操作，并追究其责任。
检查督促施工现场安全生产宣传标志
财务部
吴哲
现场组织机构：
设置，积极协助基层做到“安全为了生产、生产必须安全”，总结推广行之有效的革新成果等。
5、工程技术部
组织设计文件会审，全面掌握施工图纸、合同技术规范。
根据合同要求，编制实施性施工组织设计。
负责工程测量、量测、试验、隐蔽工程的检查评定、安全质量和文明施工管理，配合设计、监理的工作。
根据工程具体情况，结合项目管理特点，制定技术、安全、质量等管理细则和保证措施，组织处理安全质量事故。
归口管理变更洽商，建立技术及质量管理日志，做好项目技术档案管理工作。
按照质量体系文件，全面开展各项质量活动。
掌握项目各生产单位的工程进展情况，归纳分析影响进度的因素，并提出改进措施。
组织重点技术问题攻关，负责技术交底，检查指导作业队的技术工作。
6、计划合约部
计划合约部负责制定施工计划、统计报表、验工计价、成本核算等工作
7、物资采购部
按施工图、施工组织设计及合同要求，负责材料和设备订货采购、租赁，为项目施工提供保障。
编制材料、设备供应计划，经主管经理批准后负责实施。
整理保管好一切材料、机电设备的资料和报告证件等，建立管理台帐，做好各项材料消耗和库存统计工作。
根据项目管理特点，制定物资设备管理标准和实施办法，对工程使用的材料、机电设备的质量和管理负全责。
控制项目成本，制定定（限）额发料标准和机械台班内部租赁收费标准、办理材料、机械成本核算和费用结算。
8、财务部
根据合同要求，结合工程具体情况，编制项目成本计划和资金使用计划，确定、分解成本控制目标。
负责向业主提供按合同文件规定的、必须递交的证明文件，办理与业主间工程款的收取、支付。
办理验工计价和内部承包核算。
负责合同管理，索赔申请，清算积累，负责与业主代表办理追加金额，处理索赔事宜。
9、后勤部
后勤部是项目经理部的综合协调部门，主要负责项目的对外联络、文秘、人事劳资、治安保卫以及内部行政事务。
文秘工作：
所有内部及外来文件资料统一由办公室归口管理，包括文件的登记、收发、打印、复印、传真的控制与管理，编制及修改内部管理制度，拟发请示、报告、总结等。
人事劳资：
干部和工人的管理、调配、考勤管理，工资、奖金分配和管理，办理地区政府、业主和监理要求提供的人员证明，职工培训等。
对外联络：
主要负责与深圳市地方政府、各专业管理单位、业主代表等的联络协调工作。
治安保卫：
主要负责施工现场和职工住地的治安保卫工作。
行政事务：
办公用品、生活用品的采购、发放和归口管理，业务用车派车，食堂及炊事员管理等。
第4章施工总体部署及资源配置
4.1顶管工期安排
顶管施工目标工期为128天。
计划开工日期：
2008年7月15日，计划竣工日期：
2008年11月19日。
4.2施工总体顺序、施工段划分
本顶管施工划分4个施工段（施工段划分见1.3节）。
安排两个施工队作业：
第一施工队施工范围：
第一段BK0＋020～BK0＋110（85m长）和第三段BK0＋200－BK0＋260（长55m）
第二施工队施工范围：
第二段BK0＋110－BK0＋200（85m长）和第四段BK0＋260－BK0＋325（长60m）。
每段先施工工作井和接收井。
工作井完成后即开始顶管施工。
4.3进度计划
DN1650顶管每天正常顶进速度按4m/d计算，第二施工队施工长度290m，需要73天的时间完成顶管工作。
工程进度计划详见附件：
施工进度计划图。
4.4劳动力安排计划
为确保优质、安全、高效、按期完成本合同段工程，我项目部根据本工程特点和施工经验，经认真测算，科学分析，顶管施工分2个施工队，两班倒作业。
我们将根据施工现场实际情况加大投入、多开工作面、提高工效、应用“四新”技术（新技术、新设备、新工艺、新材料）等综合措施，本着统筹安排，精心组织，合理搭接工序，不窝工、不打疲劳战的原则进行施工。
2个顶管施工队所需要的人数24人，所需要人数如下表示：
2个顶管施工队作业人数及职责分工表
序号
职务
人数
主要职责
备注
1
班长
4
全面负责
全过程
2
安全员
4
负责全班作业过程的安全
全过程
3
测量员
4
负责测量、指导纠偏工作
4
设备操作员
4
负责顶进设备和纠偏设备的操作
5
掘进人员
8
负责工作面土方挖掘及运送工作
4.5主要机械设备计划
依据本工程内容、数量、计划工期，一切施工机械、设备、仪器均应按“充分保证工程需要并有富余”的原则，准时进场。
详见主要施工机械表。
主要施工机械表
设备名称
型号及规格
数量
备注
顶管机头
Φ1650
2
加工
主顶千斤顶
400T
8
备有
主顶泵站
50Mpa
2
备有
中继间千斤顶
50t
20
备有
膨润土注浆泵
1.2Mpa
2
备有
汽车式起重机
10t
2
备有
电动葫芦
10t
4
备有
空压机
6m3
4
备有
自卸卡车
10t
4
备有
电焊机
30KV/A
4
备有
风镐
3.5m3
8
备有
卷扬机
3t
4
备有
注浆机
1.0Mpa
4
备有
4.6材料供应计划
根据施工图文件要求，经现场认真调查，结合工程所在地的实际情况，我项目部将本着“材料质量可靠、供应渠道畅通、供货及时保证”的原则，由项目部按有关规定统一采购顶管等主要材料。
选用履约信誉好、产品质量优的正规企业的材料及产品，以确保工程质量。
材料供应计划表
时间
钢筋（t）
混凝土（m3）
DN1650钢筋混凝土管道（m）
2008年7月
50
140
0
2008年8月
30
210
120
2008年9月
2
10
240
2008年10月
10
600
210
合计
92
960
570
4.7资金计划安排（万元）
时间
资金（万元）
2008年7月
60
2008年8月
150
2008年9月
150
2008年10月
140
合计
500
4.8质量目标
我公司通过了ISO质量管理体系认证，是具有市政工程施工总承包一级的大型建筑企业，拥有雄厚的技术力量和专业施工设备，丰富的施工经验。
我项目部的质量方针为：
“精心施工、规范管理、信守合同、顾客满意”。
质量目标是：
（1）建立满足GB/T19001-2000、GB/T24001-1996、GB28001-2001标准要求的体系，确保运行的有效性和适宜性。
（2）进度和成本必须服从质量，各种资源分配向质量倾斜。
（3）不合格的原材料不使用，不合格的半成品不转入下道工序，不合格工程不交付使用。
（4）工程质量指标：
竣工工程合格率100%；
本工程质量目标为：
“确保合格工程，争创优良工程”。
第5章施工现场平面布置
5.1顶管施工现场的平面布置
工作井接收井是顶管施工的工作场所。
其位置按照设计图纸规定位置布置，同时根据现场实际条件考虑以下因素:
根据管线设计，工作井、接受井原则上在检查井的位置设置。
工作井与可能穿越的建筑物要有一定安全距离；
本工程根据管道布置、检查井的设置、地形及地表建筑物分布，设置三个顶管工作井和两个接收井，其中中间的工作井为双向顶进，首尾的工作井为单向顶进。
5.2、总体临时工程
（1）施工用电从附近高压电力线引入，施工现场拟安装1台型号为S6-500/10三相降压变压器,其主要技术参数为:
额定容量500KVA，高压额定线电压10KV,低压额定线电压0.4KV,作Y接使用,能满足施工用电要求。
为满足工程施工需要，另备用120KVA发电机2台。
干路为一个工作井顶管施工期间的总用电量,计算设备有主顶泵站,注浆泵,行车架电动葫芦,空压机2台,泥浆泵,水泵2台,总负荷为405.6KW，择导线YJV－3×185+2×95铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙稀护套电力电缆埋地敷设。
（2）设材料仓库一座；现场铺设半成品制作加工场地、工具库房等。
（3）工程用水，驳接自来水公司的自来水。
从市政自来水管网水源接入点接入自来水，用DN50钢管接入施工场地内。
（4）、现场周围及临时道路两边视地形情况，设置排水沟，污水等过滤净化处理后排入现有排污箱涵。
垃圾进行集中处理排放。
（5）、工地试验
委托有资质试验机构负责工程的试验，并按要求配备常用的检测工具、仪器，并在使用前按要求标定，并接受有资质试验机构的技术指导。
配有1个试验员，对本工程项目负责，为施工现场服务，为驻地监理工程师传递可靠信息，其试验单据经过监理工程师的认可纳入施工验收资料之中。
试验种类包括：
工程试验、原材料试验、混合料试验、现场试验、控制性试验、成品试验。
检测频率根据施工技术规范的规定执行。
特殊试验送宝安质量监督站。
（6）、加工厂、预制厂
主要用作钢筋制作、焊接、加工；钢筋加工制作，模板加工制作，预制砼构件制作等。
由于在现场施工区域之内无材料加工场地，需要在施工区域之外设置材料加工场地，选择在本项目部驻地内，这样主要材料都需要经过二次转运至施工现场，并且是随用随运。
第6章主要项目施工方法
6.1总体施工顺序
施工准备→施工测量放线→搅拌桩施工→沉井施工→管道顶进→检查井→闭水→回填土→路面恢复。
6.2施工准备
由于本顶管工程施工难度大，会给施工造成较大的困难。
因此应作好充分的施工技术准备，使工程按质、按期完成：
1、办理图纸会审、安全质量技术交底、水准点和坐标点的复核签移交手续。
2、对各复杂部位和关键部位进行技术讨论，作好资料、图表上墙。
3、做好施工过程中需监测项目的前期准备，施工过程各种记录表格的前期整理。
4、编好顶管施工方案，做好顶管施工操作人员的再培训工作。
5、绘制临时工程及施工非标准设备工具图纸。
6.3测量放线
根据测量基准点，按设计图纸要求进行工作井及接收井的放样工作，并放出顶管起点及终点的位置及顶进的高程，在工作井正前方墙体顶部及底部、工作井后靠背中部顶部、接收井地面用钢筋及油漆作好测量控制点的标志。
测量放样需复核后方可进入下一工序的施工。
6.4搅拌桩施工
（1）施工工艺流程：
采用“四搅、两喷”工艺。
提升速度小于0.55m/min。
浆液制备
施工工艺流程搅拌桩施工流程图
（2）施工工艺：
A搅拌机的产地和型号。
本工程投入的搅拌机是武汉市铁道工程机械厂研制的PH-5B型搅拌机。
B场地平整和障碍物清除
首先用推土机将整人需要加固的场地推平，并用机械和人工相结合的方法清除地面上了障碍物，局部不平整的地方用人工平整。
C测量放线和桩位定测
先用全站仪测定工作井及接收井的中心位置，再用全站仪和50米钢尺配合测定每根桩的中心线，并请监理工程师复核桩位，复核无误后方可进行下道工序。
D搅拌机就位、对中和垂直度检查
搅拌机在自身的步履系统辅助下，行走至将要施工的桩位处，再通过力轴的操作系统和步履系统复合操作，在对中员的指挥下，使搅拌头的锥尖正好与桩位标记点重合（在同一铅垂线上），完成了搅拌机就位和对中任务。
最后通过液压系统或支撑系统调整搅拌机力轴垂直度，要求垂直度偏差小于1.5%。
E预搅下沉
桩机就位对中完成后对照设计施工图纸查明该桩设计长度，并做好记录，然后启动深层搅拌机电机，放松起系统（钢丝绳或链式传动系统），使搅拌沿导向架搅拌下沉，下沉速度由电气控制装置的电流监测表控制，工作电流不应大于额定值，下沉速度应控制在1.0m/min—1.2m/min之间，一般情况下，淤泥层工作电流正常值在30A-40A之间；粘土层工作电流的正常在50A-70A之间，下沉速度明显降低，而且桩机还会有振动现象产生。
预拌下沉过程中，搅拌机不要用冲水下沉的方法，也不要用喷浆下沉的方法，避免因不同地层的下沉速度不同而产生喷浆量不均的现象。
在预搅下沉过程中，工作电流突然增加至50A-70A时，下沉速度也减少，说明己进入粘土层，再预搅下沉2米，即可达到设计要求。
F制备水泥浆液
在深层搅拌和预搅下沉同时，后台拌制水泥，拌制水泥浆液的掺入比应符合设计要求，即水泥掺入比为加固土体重18%，水灰比小于0.55，可加适当加入0.2%木钙，另外也可加入1%石膏粉作为促凝剂。
每延米搅拌桩需要水泥质量计算：
3.14*0.3*0.3*1700*18%=86.48kg。
G喷浆搅拌提升
当搅拌桩的桩达到设计要求时，迅速通知司泵员开启灰浆泵，泵送浆液，当水泥浆液到达浆口后，再按设计要求和工艺试桩总结的技术，参数开始喷浆搅拌提升，喷浆提升速度应控制在0.5m/min,1.0m/nin，其工艺特点是一边喷浆，一边提升，一边搅拌。
提升过程中，后台供浆必须连续，一旦因故停浆，必须立即通知前台，为防止断桩和缺浆，宜将搅拌机下沉至停浆（断浆）点以下0.5米，待遇恢复供浆时再喷浆搅拌提升。
如因故停机超过3小时，为防止浆液硬结堵管，宜先拆卸输浆管路，妥善清洗。
H重复搅拌下沉
深层搅拌机喷浆提升至设计桩顶标高时，关闭灰浆泵，停止喷浆，再次将深层搅拌机搅拌下沉，下沉至预搅下沉深度时，通过深度计或搭架标尺来制断，迅速通知台司泵工开启灰浆泵，泵送泵液，中止下沉。
I二次喷浆搅拌提升
当水泥浆液到浆口后，再次按设计要求和桩总结的技术参数开始喷浆搅拌提升，提升速度仍控制在0.8m/min,1.0m/nin，之内，其工艺特点仍是一边喷浆，一边的升，一边搅拌。
喷浆必须连续均匀。
当深层搅拌机喷浆搅拌提升至设计桩顶标高时，集料斗中按桩长和设计配合比配制的水泥浆液应该正好全部用完，此时停止提升，再在此标高处继续搅拌数秒，以保证桩头均匀密实。
最后慢速搅拌提升，使搅拌头慢慢地提升出地面。
J施工记录
在深层搅拌桩的施工中应有专人负责填写施工记录表，填写《深层搅拌桩施工记录表》时，必须详细地记录搅拌机每米下沉或提升时间，记录来浆与停浆时的时间，记录浓度误差不得大于5cm，时间误差不得大于5秒钟，司泵工负责真写《深层搅拌桩供灰记录》时，应认真填写拌灰灌数，每灌用量水泥总用量和外加剂的总用量，还应认真填写泵送浆液的时间，开、停时间，总喷浆时间。
最后收专职的施工记录员将上述两面三刀种表格内容汇总，填入《深层搅拌施工记录汇总表》中。
K搅拌桩机移位
完成前述工艺进程后，该桩施工完毕，即可移动深层搅拌桩机到另一条桩位上，重复前述桩的施工工艺过程，进行下一根桩的施工。
6.5工作井、接收井施工
6.5.1测量放样
根据提供的测量基准点，按设计图纸要求进行工作井及接收井的放样工作，并放出顶管起点及终点的位置及顶进的高程，在工作井正前方墙体顶部及底部、工作井后靠背中部顶部、接收井地面用钢筋及油漆作好测量控制点的标志。
测量放样需复核后方可进入下一工序的施工。
6.5.2沉井制作
（1）沉井制作工艺流程：
测量放线→基坑开挖→铺筑砂垫层→浇捣素砼垫层→架立内模→搭设脚手架→钢筋绑扎→架立外模→浇砼→沉井接高→下沉→沉井底板浇筑→顶管后背施工。
（2）测量放线
1）根据甲方提供的测量座标，高程控制点，经复核后，引入施工区域内建立测量控制网点，经甲方或监理复核认可后，方可投入使用。
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